作为生命的基本单元，活细胞具有一定的结构和物理方面的特性，以承受所处的生理环境以及来自于体内或者体外的力学刺激。上述特性的任何偏差不仅会逐渐破坏细胞结构的完整性，而且会影响到它们的生物学功能，因此有必要开展单细胞力学特性的定量研究。此外，物理应力和应变可以在细胞中产生一定的生物和生化响应，进而导致一些生化事件，例如细胞运动、细胞分化甚至是凋亡。可见，研究细胞的力学特性是理解细胞中力-化转导过程的第一步，在此基础上可以更好地阐明力信号是如何转化为细胞中的生物和生化信号的。另外，细胞的力学特性可以潜在地量化反映细胞的健康状态，对某些疾病的临床诊断甚至治疗提供指导性的帮助。　　细胞力学的研究需要借助于一定的实验技术。微管吸吮技术是目前最常用的技术之一，它通过施加负压将细胞的一部分（或整体）吸入微管中，同时记录细胞的吸入量，并据此推测细胞的弹性（或粘弹性）性质。要定量研究细胞的力学特性，实验技术必须要结合一定的力学模型，半无限体模型是微管吸吮技术中最早也是最常用的模型之一。然而，在线弹性、小变形前提下，半无限体模型显然还存在一些不足，最显著的有以下两点:一是与微管相比，细胞具有有限的几何尺寸。以兔软骨细胞的微管吸吮为例，细胞的平均直径大约为14.5μm，而微管的内径约为6μm，其尺寸的数量级相同。二是不少研究表明，细胞是可压缩的，目前文献中对不同种类的细胞所采用的泊松比大约在0.2～0.4之间。可见，半无限体模型与实际情形有较大差异。　　尽管目前已经有不少考虑细胞尺寸和可压缩性的研究，但多数是一些针对特定细胞的离散的定量研究，并没有得出一个普遍可用的公式，所以许多研究仍然选择采用半无限体模型。　　鉴于以上所述，本文主要进行了以下工作:　　(1)本文建立了细胞微管吸吮的圆球模型，该模型考虑了细胞的几何尺寸及其可压缩性，并给出了该模型下吸吮问题的弹性力学提法。由于圆球模型求解的困难性，本文首先在半无限体模型弹性解析解的基础上给出了圆球模型吸吮长度的一般形式，然后利用有限单元法得到了不同吸吮几何参数ξ（ξ=Dc/Dp，Dc、Dp分别为细胞直径和微管内径）和细胞泊松比v下的吸吮响应，最后通过数值拟合得到了圆球模型吸吮长度的弹性近似解，为更精确地研究细胞的弹性性质提供了一个普遍的公式。在此基础上，本文又给出了两种模型（圆球和半无限体模型）计算弹性模量的相对误差e在10％和20％范围内时的ξ临界值。　　(2)为了验证上述弹性近似解，本文用不同尺寸和发泡程度的泡沫硅胶球来进行宏观的吸吮实验，通过实验结果与近似解的比较分析，证实了近似解的合理性和可靠性。　　(3)本文给出了圆球模型下吸吮问题的粘弹性力学提法，并在上述弹性近似解的基础上，利用对应原理和Laplace变换得到粘弹性问题的近似解，为更精确地研究细胞的粘弹特性提供了普遍公式。　　(4)利用(1)、(3)中得到的弹性和粘弹性近似解，并结合软骨细胞的微管吸吮数据，给出了三种模型(半无限体模型(HSM)、不可压缩圆球模型(ICSM)和可压缩圆球模型(CSM))下新西兰大白兔正常和骨关节炎(OA)软骨细胞的弹性和粘弹性参数。结果表明:　　1、正常和OA软骨细胞在三种模型下的弹性模量均无显著性差异(p＞0.05)，但在粘弹性方面差异明显(p＜0.01)，各模型下OA组的各项粘弹性参数均比正常组低，尤其是粘性系数μ，下降了94％;　　2、对同组细胞，不同模型下的力学参数差异显著，以正常组为例，ICSM和CSM(v=0.3)下的弹性模量E分别为HSM下的1.40和1.69倍，ICSM下的粘弹性参数k1、k2、μ比HSM下均高出39％，CSM(v=0.3)下三个参数分别是HSM下的2.38、4.19和3.57倍。　　综上所述，本文主要得到了细胞微管吸吮圆球模型吸吮长度的弹性和粘弹性近似解，并结合软骨细胞的微管吸吮数据对各模型之间的差异进行了评估。结果表明:微管吸吮的几何参数ξ和细胞的泊松比v对细胞各力学参数的确定有显著影响，因此需要加以考虑。此外，基于另一个弹性近似解，本文还给出了一种测定细胞泊松比的初步方法。本文为获取更精确的细胞力学参数提供了一般的公式，对细胞力学各领域的研究具有较大的学术意义和应用价值。