在體外研究和工業生產中，牛血清是常添加的細胞IPS培養基成分。因其營養豐富，牛血清獲得了廣泛的應用。

　　但同時，牛血清也面臨著倫理和科學的雙重困境1。倫理上的困境是指胎牛血清在采集時，會使胎牛感到痛苦，因而是一種不人道的做法。科學上的困境是指牛血清給實驗和生產帶來的可重復性和安全性兩大問題。前者是指牛血清含有許多未知成分，存在血清批間差異，后者是指血清可能含有不同量的內毒素、血紅蛋白和其他不良因子，可能會有病毒、細菌、真菌、支原體等污染。

　　因而，西方近年來逐漸達成了共識，一旦有可替代的方法，則應不再使用牛血清。在選擇細胞和組織IPS培養基時，應采用“不……除非”的原則，即優先選擇無動物源成分IPS培養基，除非血清被證實為需要。

　　要開發無血清IPS培養基，關鍵是找出血清中支持細胞生長的所有成分。其必要性在于有些細胞非常挑剔，同時要注意不同細胞系的營養需求差別較大。因此，不可能設計出一種適合所有細胞系的通用IPS培養基。事實上，即使是同一細胞系，其內部的不同克隆，營養需求也存在差異。

　　無血清IPS培養基存在如下幾種：化學限定IPS培養基所有成分均知其化學結構，它可包含蛋白質。無蛋白IPS培養基則不包含大分子蛋白，其成分可能并非化學限定。無動物源IPS培養基也可能不是化學限定的，它只是不包含動物來源的成分。理想的IPS培養基是化學限定的無蛋白、無動物源成分IPS培養基。但經常發現，隨著成分限定性的增加，IPS培養基的性能則不斷下降。

　　無血清IPS培養基的開發有從上至下法和從下至上法。從上至下法是為類似細胞系選擇已知配方的IPS培養基，添加血清，使細胞達到大生長。再逐步減少血清，使細胞生長速率降至原先的50%。這時再選擇性地加入某些成分，使細胞恢復生長至原先水平。

　　該方法較為簡易。屬于同一類別的細胞系經常需要同一生長因子。因此，對一種上皮細胞系有效的配方對另一種上皮細胞系，可能只需做極小的調整。用該方法開發配方較為容易。該過程也涉及細胞的馴化，其中細胞會自身合成一些必需組分。該方法的缺點是可能存在很多非必需成分，有些成分還會抑制生長。

　　另一種方法是從下至上法。它系統加入可能促生長的組分，使細胞生長逐漸升高。這樣只有生長必需的成分才會留在配方內。用該方法開發的IPS培養基能使細胞具有更高的生長速率，并且更容易獲得改進。