细胞和生物材料的相互作用研究对于优化生物材料设计、探究细胞在微环境刺激下的行为机制至关重要。已有研究证明,在细胞与生物材料相互作用的过程中,生物材料的力学和电学性质是影响细胞功能调节的重要因素。然而,以往的研究主要集中在探讨单一力、电刺激下的细胞调节机制,而缺少相应的实验和测试平台研究生物材料的力电耦合激励对细胞行为的调节。因此本文开发了一种用于细胞和生物材料共培养的力电耦合加载测试平台,可以实现生物材料力、电精确加载与检测的同时研究细胞行为。本文首先充分调研了相关研究,确定了在生物材料与细胞共培养环境下施加和检测机械力刺激和电刺激的方式;其次根据机械力刺激和电刺激的加载和检测方式构建机械结构模型;再次根据机械结构模型建立相应的测控系统来对各项数据进行监控;最后使用平台对典型电活性生物材料在机械拉伸加载下的力电信号进行表征,并与显微镜结合实现实时观测生物材料上间充质干细胞在力电耦合激励下的行为,验证平台的正确性和可行性。根据以上方法建立的平台可以在生物材料和细胞上提供精确和可重复的拉伸,从而模拟体内的机械拉伸微环境。同时平台集成了位移传感器、力传感器和电信号检测器,可以实时检测细胞培养环境下的各种力电信号。并且加载平台可以与显微镜相结合,实现活体细胞成像,更加直观的探测细胞行为。本文构建的细胞和生物材料共培养的力电耦合加载和探测平台提供了一种原位研究力电耦合激励下细胞行为的方法,有助于探索细胞与生物材料相互作用过程中生物材料的动态力电性能,并剖析其对细胞的调控机制。这将为组织工程中生物材料的优化设计以及细胞行为机制的探索提供有力的支持。