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摘要:細胞力學研究在近年來迅速發展,揭示了細胞如何通過感知和響應外界力學環境來調節其功能和行為。2023年,細胞力學領域在理解細胞自身的力學特性、對固體和流體環境的力學感知、在動態力學條件下的適應性方面取得了顯著突破。同時,先進的測量技術和力學模型為研究提供了新的工具。這些成果加深了對生理和病理過程的認識,并為疾病的診斷、預防和干預手段提供新的思路。本文綜述了2023年度華人學者在細胞力學領域的研究進展,探討其在不同生物過程中所展現的力學機制。關鍵詞:力學生物學;細胞力學性能...

水凝膠剛度測量方法的交叉評估---5種機械測試方法：拉伸、壓縮、剪切流變學、宏觀壓痕和納米壓痕剛度是水凝膠的一個關鍵特性，它會影響細胞粘附、運動和分化、生物醫學植入物的完整性以及傷口覆蓋物的柔韌性。水凝膠的剛度受其合成條件的控制，無論是通過改變聚合物或所使用的交聯方案、增加聚合物的濃度還是增加交聯的程度。然而，目前尚未提出控制水凝膠剛度的通用設計方案，并且由于測量方法不一致，不同研究之間的比較受到限制。在這里，我們使用結構模型對18種聚乙烯醇水凝膠配方的剛度進行先驗預測，并比...

細胞單軸應力加載系統是一種專門用于研究細胞在受到單軸方向上拉伸或壓縮應力時行為的工具。它在生物醫學工程、細胞生物學和組織工程等領域具有廣泛的應用。以下是系統的一些主要應用：1、細胞力學行為研究應力響應：研究細胞在不同大小和持續時間的單軸應力作用下的生長、分化、遷移和凋亡等行為。信號傳導：探究細胞如何感知和響應力學刺激，包括離子通道、受體和細胞骨架的變化。2、疾病模型與藥物篩選疾病模擬：通過模擬疾病狀態下細胞所受的異常力學環境，構建心血管疾病、骨質疏松癥等疾病的細胞模型。藥物評...

細胞拉伸儀廣泛應用于生物醫學、生物力學、細胞生物學等領域。它對于研究細胞的形態、功能、生物力學響應等具有重要意義，有助于深入了解細胞的生理和病理過程，以及細胞與周圍環境之間的相互作用。細胞拉伸儀通過精確控制施加在細胞上的機械力，包括力的幅度、頻率和持續時間，從而控制細胞的生物力學響應。以下是具體的控制方式和過程:一、力的幅度控制細胞拉伸儀能夠設定并調節施加在細胞上的拉伸或壓縮力的大小。這種調節通常通過調整機械裝置的位移量或壓力值來實現，確保細胞受到的力在預設的范圍內。力的幅度...

細胞拉伸培養系統是一種專門用于模擬生物體內細胞受到機械拉伸刺激的體外培養設備。該系統通過施加特定的拉伸力，模擬細胞在生物體內所經歷的機械環境，進而研究細胞在這種環境下的生物學行為、生理反應和分子機制。技術原理：細胞拉伸培養系統通常采用彈性基底材料，如硅膠、橡膠或聚合物等，通過施加外部力量使基底材料產生形變，進而對附著在上面的細胞施加拉伸力。系統可以通過計算機控制實現拉伸力的精確調節，同時結合細胞培養、生物成像和數據分析等技術手段，全面研究細胞在機械刺激下的生物學行為。主要特點...

在材料科學的廣闊領域中，水凝膠以其物理和生物特性，成為了研究熱點之一。水凝膠力學試驗機作為專門用于測試水凝膠材料力學性能的設備，其技術特性和應用效果直接影響到水凝膠研究的準確性和可靠性。下面將深入探討力學試驗機的技術特點、應用領域以及其對現代科研的貢獻。力學試驗機通過精確控制施力方式和力度，對水凝膠樣品進行壓縮、拉伸、剪切等多模式的力學測試。這種設備通常由加載系統、樣品夾具、傳感器和數據處理系統組成，能夠實現對水凝膠材料的全面性能評估。技術特性上，水凝膠力學試驗機具備高精度、...

隨著材料科學的發展，對材料微納尺度力學性能的研究變得日益重要。納米壓痕儀作為一種高精度的測試儀器，被廣泛應用于測量微小材料的機械屬性，如硬度、彈性模量和斷裂韌性等。這種設備能夠在納米尺度上施加精確的力量，監測材料的變形響應，從而提供關于其微觀結構和性能的重要信息。納米壓痕儀主要由一個精確控制的加載系統和一個能夠檢測微小位移的傳感系統組成。在測試過程中，儀器通過壓頭對樣品表面施加一個已知的力。隨著壓頭逐漸深入樣品，傳感器連續記錄力與壓入深度的數據。通過對這些數據進行分析，可以得...

在材料科學和工程領域，對材料力學性能的研究至關重要。它不僅關系到材料的應用范圍，還直接影響到產品的設計、安全性和耐用性。傳統的單軸力學測試已經不能滿足對復雜應力狀態下材料行為的全面理解。而原位雙軸力學試驗機的研發，為精確探測材料在雙向應力作用下的性能提供了新的可能。這是一種能夠同時在兩個方向上對材料施加力的實驗設備。與單軸試驗機相比，它可以更好地模擬材料在實際使用中可能遇到的復雜應力條件，如平面應力狀態或雙軸拉伸狀態。這種測試對于研究各向異性材料（如薄膜、纖維和復合材料）的力...