平滑肌是人体各内脏器官中的重要生物组织，其生物力学和流变学对许多重要的生理病理现象起着终极的决定性作用。然而当前国际国内对平滑肌细胞的生物力学和生物流变学特性的认识都还非常肤浅，有限的知识主要源于对细胞在二维平面培养状态下的观察研究，而非在真实的三维组织中的观测。这一方面阻碍着我们从根本上准确理解一系列重大疾病（如哮喘病、心血管病等）的发病机理和探寻正确的治疗方法，另一方面也是组织工程中构造具有生物功能的人造组织或器官的重大难点。本课题旨在三维培养条件下对气道平滑肌细胞的生物微流变学行为进行深入的研究并探索其和哮喘病的病因病理关系。拟优化侵入或混入方式形成平滑肌细胞和胶原质的三维培养体系，进而结合显微细胞拉伸装置对三维体系中的细胞施加动态的应力应变刺激并观测相应的细胞骨架重塑和其流变学特性的变化，实现细胞牵引力的三维测量，探索平滑肌细胞在三维受力时的力学信号传递和基因调控的途径及应用意义。

平滑肌是人体各内脏器官中的重要生物组织，其生物流变行为对许多重要的生理病理现象起着终极的决定性作用。随着细胞生命科学由传统二维平面研究系统向三维组织体系快速发展，平滑肌细胞生物流变学研究也必须向三维培养体系深化以从根本上准确理解一系列重大疾病（如哮喘病、心血管病等）的发病机理和探寻正确的治疗方法，同时也为组织工程中构造具有生物功能的人造组织或器官提供科学基础。本课题针对哮喘病中气道平滑肌过度收缩的难题，探索建立气道平滑肌细胞的三维培养体系并进而研究其生物微流变学行为，为揭示哮喘病人气道收缩和阻塞的机理提供接近在体的试验模型。主要研究内容包括气道平滑肌细胞三维培养基材的比较选择、优化三维培养基质制备方法和力学性能的表征、观测气道平滑肌细胞与体外三维培养基质的相互作用等。本课题研究的实验结果表明I型胶原蛋白是优良的气道平滑肌细胞三维培养基材、此种三维培养基的制备和其力学性能除决定于化学配比外，更受到温度、pH值等多参数的决定。这些结果的重要意义在于在技术上基本掌握了三维培养基制备中对多决定参数的优化方案，为进一步研究气道平滑肌细胞在三维基质中的流变学行为奠定了坚实的基础。