原子力显微镜AFM在观察细胞表面形态的同时，可以测得单个细胞的局域力学信息，比如细胞的弹性，黏度等。不仅可以研究静态的细胞结构，还可以动态地观察细胞随时的生物学特性改变，同时具有纳米级的空间分辨率和皮牛顿级的力学灵敏度，在细胞生物学方面发挥着无可替代的作用。利用原子力显微镜测得的力,距离曲线反映了针尖与样品间定量的作用力。采用金刚石探针，配备专用的软件，原子力显微镜能够测量微区的纳米压痕，据此绘制的力位移曲线，可用于弹性模量的定量测量。
原子力显微镜测量细胞弹性细胞的力学性质主要取决于细胞骨架和细胞膜的黏弹性，当外界条件改变时，细胞膜黏弹性的改变比细胞形态的改变更为明显。AFM常用Hertz模型测量多种细胞的杨氏弹性模量。Engler等测量了生物样品和高分子薄膜基质的弹性模量，平滑肌细胞的培养结果显示：与天然动脉血管中间层刚性近似的PA基质能提高SMC细胞的铺展面积，聚赖氨酸／透明质酸多层膜也观察到相同的结果，说明细胞的吸附铺展与材料的刚性有相关性。
原子力显微镜AFM测量细胞黏附细胞的形态与其黏附性有关，铺展较好且存在大量纤维状结构的细胞有较好的黏附性，聚集紧密、外形隆起的细胞黏附性相对较差。将探针修饰上细胞，形成复合有细胞的探针，可测量单个细胞一细胞间黏附力口。如果探针修饰上受体蛋白，则可测量细胞膜表面配体与其受体的相互作用力。
因为原子力显微镜的高分辨率，获取信息的种类广泛以及制样的简便，可在生理条件下操作等多种优势，已经成为组织工程研究中必不可少的工具，但是对于纷繁复杂的生命系统，单一设备毕竟功能有限，要与其它设备或技术手段如近场显微镜，电子显微镜，激光共聚焦显微镜，荧光显微技术，X一射线衍射，抗体标记，表面干涉等有机结合，AFM方能更有效地发挥其作用。随着AFM原子力显微镜的发展，如针尖技术的改进，时间分辨率的提高，以及与其它设备的结合，必将在组织工程领域发挥更大的作用。
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