细胞的力学性质在许多生理和病理过程中都起着关键作用。然而，令人惊讶的是，一方面，不同类型的细胞在阶跃载荷下都表现出普适的标度律流变学响应；另一方面，标度律指数大多在0.1~0.5之间，与具体的细胞类型和状态相关。此外，在静态加载下，细胞还展现出应力硬化的行为。现有的模型常常只能解释或理解细胞的一种或一类力学响应特征。这里，我们提出了一个细胞多级结构模型，包含了细胞主要成分细胞膜、细胞质和细胞骨架的基本结构力学响应。模拟结果证实该模型可以再现细胞流变学响应的所有标度律特征，以及细胞在静态或预应力荷载下的硬化现象。更重要的是，通过改变细胞骨架的刚度或结构，标度律指数可以在0.1~0.5的范围内进行定量的调节，这与绝大多数类型的细胞一致。在此基础上，我们发展了一个自相似多级理论模型，该模型能够捕捉蠕变柔度随时间的标度律特性或复模量随频率的标度律特性。这一模型表明，细胞的力学响应可能主要取决于它们的普适的结构机制，而不是特定的分子性质。

   徐光魁 西安交通大学工程力学系多尺度力学-医学交叉实验室 教授。2006年于西安交通大学力学系获学士学位，2011年于清华大学力学系获博士学位，2011-2013年在德国马普胶体与界面研究所做博士后。2014年在西安交通大学工作至今，现任力学系系主任。主要从事细胞力学、多尺度力学、软物质力学研究。发表SCI论文60余篇，包括Nature Communications、Science Advances、Advanced Science、Materials Today、Biophysical Journal、ACS Nano等。2021年获基金委优秀青年基金，另主持国家自然科学基金青年基金、面上项目、陕西省杰出青年基金等项目若干。现担任中国力学学会生物材料与仿生专业组副组长、中国力学学会软物质力学工作组委员。