摘要:细胞力学研究在近年来迅速发展,揭示了细胞如何通过感知和响应外界力学环境来调节其功能和行为。2023年,细胞力学领域在理解细胞自身的力学特性、对固体和流体环境的力学感知、在动态力学条件下的适应性方面取得了显著突破。同时,先进的测量技术和力学模型为研究提供了新的工具。这些成果加深了对生理和病理过程的认识,并为疾病的诊断、预防和干预手段提供新的思路。本文综述了2023年度华人学者在细胞力学领域的研究进展,探讨其在不同生物过程中所展现的力学机制。关键词:力学生物学;细胞力学性能...

水凝胶刚度测量方法的交叉评估---5种机械测试方法：拉伸、压缩、剪切流变学、宏观压痕和纳米压痕刚度是水凝胶的一个关键特性，它会影响细胞粘附、运动和分化、生物医学植入物的完整性以及伤口覆盖物的柔韧性。水凝胶的刚度受其合成条件的控制，无论是通过改变聚合物或所使用的交联方案、增加聚合物的浓度还是增加交联的程度。然而，目前尚未提出控制水凝胶刚度的通用设计方案，并且由于测量方法不一致，不同研究之间的比较受到限制。在这里，我们使用结构模型对18种聚乙烯醇水凝胶配方的刚度进行先验预测，并比...

细胞单轴应力加载系统是一种专门用于研究细胞在受到单轴方向上拉伸或压缩应力时行为的工具。它在生物医学工程、细胞生物学和组织工程等领域具有广泛的应用。以下是系统的一些主要应用：1、细胞力学行为研究应力响应：研究细胞在不同大小和持续时间的单轴应力作用下的生长、分化、迁移和凋亡等行为。信号传导：探究细胞如何感知和响应力学刺激，包括离子通道、受体和细胞骨架的变化。2、疾病模型与药物筛选疾病模拟：通过模拟疾病状态下细胞所受的异常力学环境，构建心血管疾病、骨质疏松症等疾病的细胞模型。药物评...

细胞拉伸仪广泛应用于生物医学、生物力学、细胞生物学等领域。它对于研究细胞的形态、功能、生物力学响应等具有重要意义，有助于深入了解细胞的生理和病理过程，以及细胞与周围环境之间的相互作用。细胞拉伸仪通过精确控制施加在细胞上的机械力，包括力的幅度、频率和持续时间，从而控制细胞的生物力学响应。以下是具体的控制方式和过程:一、力的幅度控制细胞拉伸仪能够设定并调节施加在细胞上的拉伸或压缩力的大小。这种调节通常通过调整机械装置的位移量或压力值来实现，确保细胞受到的力在预设的范围内。力的幅度...

细胞拉伸培养系统是一种专门用于模拟生物体内细胞受到机械拉伸刺激的体外培养设备。该系统通过施加特定的拉伸力，模拟细胞在生物体内所经历的机械环境，进而研究细胞在这种环境下的生物学行为、生理反应和分子机制。技术原理：细胞拉伸培养系统通常采用弹性基底材料，如硅胶、橡胶或聚合物等，通过施加外部力量使基底材料产生形变，进而对附着在上面的细胞施加拉伸力。系统可以通过计算机控制实现拉伸力的精确调节，同时结合细胞培养、生物成像和数据分析等技术手段，全面研究细胞在机械刺激下的生物学行为。主要特点...

在材料科学的广阔领域中，水凝胶以其物理和生物特性，成为了研究热点之一。水凝胶力学试验机作为专门用于测试水凝胶材料力学性能的设备，其技术特性和应用效果直接影响到水凝胶研究的准确性和可靠性。下面将深入探讨力学试验机的技术特点、应用领域以及其对现代科研的贡献。力学试验机通过精确控制施力方式和力度，对水凝胶样品进行压缩、拉伸、剪切等多模式的力学测试。这种设备通常由加载系统、样品夹具、传感器和数据处理系统组成，能够实现对水凝胶材料的全面性能评估。技术特性上，水凝胶力学试验机具备高精度、...

随着材料科学的发展，对材料微纳尺度力学性能的研究变得日益重要。纳米压痕仪作为一种高精度的测试仪器，被广泛应用于测量微小材料的机械属性，如硬度、弹性模量和断裂韧性等。这种设备能够在纳米尺度上施加精确的力量，监测材料的变形响应，从而提供关于其微观结构和性能的重要信息。纳米压痕仪主要由一个精确控制的加载系统和一个能够检测微小位移的传感系统组成。在测试过程中，仪器通过压头对样品表面施加一个已知的力。随着压头逐渐深入样品，传感器连续记录力与压入深度的数据。通过对这些数据进行分析，可以得...

在材料科学和工程领域，对材料力学性能的研究至关重要。它不仅关系到材料的应用范围，还直接影响到产品的设计、安全性和耐用性。传统的单轴力学测试已经不能满足对复杂应力状态下材料行为的全面理解。而原位双轴力学试验机的研发，为精确探测材料在双向应力作用下的性能提供了新的可能。这是一种能够同时在两个方向上对材料施加力的实验设备。与单轴试验机相比，它可以更好地模拟材料在实际使用中可能遇到的复杂应力条件，如平面应力状态或双轴拉伸状态。这种测试对于研究各向异性材料（如薄膜、纤维和复合材料）的力...