随着细胞和分子生物学的发展，生物力学(biomechanics)的研究已从器官、组织深入到细胞、分子、基因水平，由此产生了一门新兴的交叉学科-力学生物学(mechanobiology)。本课题在国内首次将力学生物学引入到关节软骨损伤的研究中，采用细胞力学检测技术测量不同年龄组的软骨细胞的力学行为；定量分析正常软骨与骨关节炎时软骨细胞力学特性的差异，采用免疫荧光方法对正常软骨细胞与骨关节炎的软骨细胞的细胞骨架进行特异性染色，分析正常与病理下软骨细胞的骨架结构上发生的变化，结合相应的细胞骨架力学模型分析，阐释力学生物学在骨关节炎发病机制中的作用；利用微力学加载系统模拟体内力学环境，采用拉伸、压缩、剪切等单独或组合加载模式，施加静态、准静态、动态等不同载荷优化软骨细胞的体外培养及骨髓间充质干细胞在力学刺激下的自然分化过程和在化学-力学耦合刺激协同作用下向软骨细胞分化的情况，优化软骨组织构建。