细胞三维应力仪是前沿生物力学研究的关键设备，用于在仿生3D微环境中实时施加并精确测量细胞所受的机械力，揭示力信号如何调控干细胞分化、肿瘤迁移、血管生成等生命过程。
细胞三维应力仪融合微流控、高精度驱动、实时成像与智能反馈技术，整机性能依赖于多模块的精密协同。以下为核心组成部件的功能特点详解：
一、微环境构建系统
3D细胞培养腔：
采用生物相容性水凝胶包裹细胞，模拟体内细胞外基质（ECM）；
腔体透明，适配高倍显微镜观察；
可变形微柱阵列或柔性膜：
微柱顶端修饰细胞黏附肽，细胞牵引力通过微柱偏转量化；
柔性硅胶膜可施加单轴/双轴拉伸，应变范围0–20%，频率0.01–5Hz。
二、高精度力加载与传感模块
压电/步进电机驱动单元：
提供亚微米级位移控制（分辨率≤0.1μm），实现静态或动态力学刺激；
集成力传感器：
微柱偏转通过高速CCD捕捉，结合胡克定律（F=k·Δx）计算牵引力（灵敏度达0.1–1000Pa）；
部分机型配备微型MEMS力传感器，直接输出电信号，响应更快。
三、实时成像与分析系统
兼容倒置显微镜接口：
支持相差、荧光、共聚焦成像，同步记录细胞骨架、核形变或钙信号；
AI辅助图像分析软件：
自动识别细胞边界、微柱位移，生成牵引力矢量图；
支持多时间点力-形变关联分析，输出杨氏模量、应力分布热图。
四、环境控制与自动化平台
温湿CO2集成模块：
维持37℃、5%CO2、95%湿度，保障细胞长期活性；
微流控灌注系统（可选）：
持续供给营养或药物，模拟血流剪切力，实现多物理场耦合刺激。
