在干细胞生产过程中有两个不同的阶段：增殖和分化。这两个阶段所需的物质环境是不同的，到现在为止，还没有某种可用的单一物质能同时做到这两点。

　　目前，诺丁汉大学的多学科研究小组解决了这一双重需要，他们制备了一种新的干细胞微环境，发现这种环境既能让细胞进行自我更新，也能使它们演化为心肌细胞。这项研究发表在2014年3月27日的《PNAS》杂志。这种材料是一种含两种聚合物的水凝胶，利用离子交联将一种可自我更新的水凝胶(藻朊酸盐)移除，并切换到一种可分化的微环境(胶原蛋白)。调整这个开关的时机，可优先引导HPSC分化，来模仿原肠胚形成到外胚层(早开关)或中胚层/内胚层(晚开关)的细胞系定型(lineage commitment)。作为一个典范分化细胞类型，研究人员表明，利用这个系统检测早期细胞系特化，可以促进心脏发生，并增加高密度细胞种群的基因表达。

　　先进药物释放和组织工程学教授Kevin Shakesheff称：“我们的新型水凝胶组合可让我们在一个从来没有获得过的单一步骤过程中，从人类多能干细胞(HPSC)生产致密的组织结构。这一发现对再生医学的未来制造业具有重要的意义。这个医疗领域是英国的一个主要优先发展领域，我们看到，有越来越多的资金投入到未来的制造业过程，以保证在HPSC产品和治疗进入临床试验和成为标准时，我们已经准备好为患者提供真正的治疗。”