在体外研究和工业生产中，牛血清是常添加的细胞IPS培养基成分。因其营养丰富，牛血清获得了广泛的应用。

　　但同时，牛血清也面临着伦理和科学的双重困境1。伦理上的困境是指胎牛血清在采集时，会使胎牛感到痛苦，因而是一种不人道的做法。科学上的困境是指牛血清给实验和生产带来的可重复性和安全性两大问题。前者是指牛血清含有许多未知成分，存在血清批间差异，后者是指血清可能含有不同量的内毒素、血红蛋白和其他不良因子，可能会有病毒、细菌、真菌、支原体等污染。

　　因而，西方近年来逐渐达成了共识，一旦有可替代的方法，则应不再使用牛血清。在选择细胞和组织IPS培养基时，应采用“不……除非”的原则，即优先选择无动物源成分IPS培养基，除非血清被证实为需要。

　　要开发无血清IPS培养基，关键是找出血清中支持细胞生长的所有成分。其必要性在于有些细胞非常挑剔，同时要注意不同细胞系的营养需求差别较大。因此，不可能设计出一种适合所有细胞系的通用IPS培养基。事实上，即使是同一细胞系，其内部的不同克隆，营养需求也存在差异。

　　无血清IPS培养基存在如下几种：化学限定IPS培养基所有成分均知其化学结构，它可包含蛋白质。无蛋白IPS培养基则不包含大分子蛋白，其成分可能并非化学限定。无动物源IPS培养基也可能不是化学限定的，它只是不包含动物来源的成分。理想的IPS培养基是化学限定的无蛋白、无动物源成分IPS培养基。但经常发现，随着成分限定性的增加，IPS培养基的性能则不断下降。

　　无血清IPS培养基的开发有从上至下法和从下至上法。从上至下法是为类似细胞系选择已知配方的IPS培养基，添加血清，使细胞达到大生长。再逐步减少血清，使细胞生长速率降至原先的50%。这时再选择性地加入某些成分，使细胞恢复生长至原先水平。

　　该方法较为简易。属于同一类别的细胞系经常需要同一生长因子。因此，对一种上皮细胞系有效的配方对另一种上皮细胞系，可能只需做极小的调整。用该方法开发配方较为容易。该过程也涉及细胞的驯化，其中细胞会自身合成一些必需组分。该方法的缺点是可能存在很多非必需成分，有些成分还会抑制生长。

　　另一种方法是从下至上法。它系统加入可能促生长的组分，使细胞生长逐渐升高。这样只有生长必需的成分才会留在配方内。用该方法开发的IPS培养基能使细胞具有更高的生长速率，并且更容易获得改进。