细胞是生物体的基本组成单位,也是复杂的力学系统。在细胞的生命历程中,机械力和三维微环境在不停地对细胞产生刺激和影响,与此同时细胞通过改变自己的行为从而展现出独特的力学响应。作为细胞的本质属性,粘弹性决定了力和环境诱导的细胞变形程度,进而影响其结构和功能。对于细胞生理活动中的粘弹特性变化开展研究不仅有助于探索细胞生物学行为的内在机制,还有望给医学诊疗领域的细胞鉴别、药物评估、癌症检测等工作带来新的思路。作为粘弹性材料的固有力学行为,蠕变和应力松弛是同一物理现象的不同表现。本文以不同种类和状态的细胞为研究对象,抓住其应力松弛特性进行研究。具体内容及结果如下:(1)基于膜理论和细胞压痕实验分别构建了球形细胞力学模型和半椭球细胞力学模型,并通过对两种宏观球体(乳胶球和PVC球)进行压痕试验获得了材料参数,验证了理论模型的适用性。(2)利用基于稳态蠕变理论推导出的应力松弛模型对不同细胞的应力松弛曲线进行了拟合,验证了模型对于表征细胞应力松弛行为的适用性。(3)通过对比应力松弛特性参数的差异,分析了细胞不同行为的内在机理,展示出一种鉴别细胞种类和状态的新思路。(4)采用Abaqus构建了细胞压痕及松弛过程的二维有限元模型,仿真模拟得到细胞的力学响应,基于控制变量法分析了基底刚度、压头半径、细胞参数对细胞应力松弛特性的不同影响。