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干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，可以分化成多种功能细胞。胚胎干细胞是分化能力最强的全能干细胞，然而因其自身成瘤性、伦理问题等多种因素的影响，其临床应用前景目前并不明朗。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是干细胞家族的成员之一，存在于多种组织(如骨髓、脐带血和脐带组织、胎盘组织、脂肪组织等)，具有多向分化潜力。这类干细胞具有向多种间充质系列细胞(如成骨、成软骨及成脂肪细胞等)或非间充质系列细胞分化的潜能，并具有独特的细胞因子分泌功能以及免疫调节和抗炎作用的功能，已报道可用于治疗免疫相关性疾病，如系统性红斑狼疮、克罗恩病、移植物抗宿主病；另有一些基础研究及临床试验证明间充质干细胞可减轻动脉粥样硬化。

干细胞的高效率培养一直是本领域希望解决的问题。本领域一般从培养基筛选角度提高干细胞的培养效率，鲜有从氧气浓度、压力等因素考虑干细胞培养的效率与活性。有文献报道，正常人骨髓中的氧张力为3.591～6.517kPa，相当于氧体积分数为4％～7％，即正常状态下间充质干细胞生存在低氧环境中。另外也有报道，额外施加压力培养间充质干细胞获得较好效果。但是，尚未曾见到对干细胞培养条件中气体条件参数例如氧气浓度、压力参数等进行筛选和优化的报道。同时，在干细胞研究与生产领域，持续存在对更优化培养方案的需求。