1、口腔医学中的细胞力学研究泰山医学院口腔医学院 高静第一节 细胞生物力学的概念及研究内容 一、细胞生物力学的基本概念运用生命科学和工程科学的原理和方法来研究正常和病态细胞的结构和功能的关系，以及开发生物替代物来恢复细胞的功能。二 细胞生物力学研究内容 传统研究：细胞运动、变形、细胞间相互作用及细胞如何产生力、感觉和响应外界的作用力的研究 目前：细胞骨架动力学研究，细胞 -细胞外基质相互作用，细胞内亚细胞结构的粘弹性和链接，与细胞附着和运动有关的细胞与分子层次的力学行为等三 细胞的力学结构及力学特性 细胞的力学结构细胞骨架 在细胞核中存在的核骨架 -核纤层 ，包括微管、微丝和中间丝细胞骨架 不仅维
2、持细胞形态、承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动，在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成。直径大于 12mm,由 55kd微管蛋白 组 成。确定膜性 细 胞器的位置和作 为 膜泡运 输 的 导轨 。微管是 细 胞骨架的架构主干，也是某些 细胞器的主体。直径 4-7mm，在一般 细 胞中分布于 细 胞表面，直接影响 细 胞的形状 在肌 细 胞中 组 成粗肌 丝 、 细 肌 丝 ，可以收 缩 ，在非肌细 胞中主要起支撑作用、非肌性运 动 和信息 传导 作用微管中空的骨状 结 构，直径介于微管和微 丝 之 间 ，构成它的蛋白 质 多达 5种，波形蛋白、角蛋白使
3、 细 胞具有 张 力和抗剪切力微 丝中 间纤维 生物纤丝的力学特性 细胞的各种生物纤丝或链可近似看作一带有均匀密度和截面积的柔软柱体，直径 8-25nm。 细胞质膜的力学特性细胞受力 （一）与细胞有关的力 1.细胞内产生的力 由生物纤丝的生长与收缩产生的力 分子马达产生的力 2细胞所受外部作用力 当细胞与其他细胞或与基底材料接触距离在 5nm或以上时，就会产生因电偶极子相互作用导致的范德华力以及因为与细胞质或细胞外液中游离的带相反电荷的离子、或与其他带电表面的相互作用产生的静电力细胞形变 细胞的力学单元主要为一流体膜与其细胞骨架或细胞壁形成的组合薄膜。该膜的各弹性模量，包括弯曲压缩以及抗切变能力等，弹性模量会强烈影响细胞的形状。同时，细胞骨架为一网络结构系统，它使得细胞具有主动变形和抵抗被动变形的能力干细胞研究 1999年被 Science评为十大科技进展之首； 2000年再度入选世界十大科技进展；美国诺贝尔奖获得者吉尔伯特预言“用不了 50年，人类将能够培育出人体的所有器官。 ”
