在體外腸道模擬反應(yīng)器中，不同類型的機械作用力對細胞可能造成細胞結(jié)構(gòu)重組、變形或?qū)е录毎麚p傷或死亡的生化變化。

　　

　　例如細胞可能被來自相反兩個方向的垂直于表面的力擠壓產(chǎn)生變形；細胞可能撞擊移動的機械物體，或受到流體剪切力的影響：流體在細胞的一側(cè)相對另一側(cè)移動較快。

　　

　　在短時間范圍內(nèi)，機械力的作用可能會導致細胞變形：從對面擠壓細胞邊將它們相對球形的形狀變?yōu)槁研?。在長時間范圍內(nèi)，細胞會重組細胞骨架，重新分配脂質(zhì)雙分子層膜。因此，機械力對細胞的影響可以是物理的或生物方面的。

　　

　　大多數(shù)研究以細胞活率和生長變化作為評估細胞損傷的標準，此外評估細胞生理的非致死效應(yīng)也很重要。當體外腸道模擬反應(yīng)器中剪切速率變大，細胞變形速度加快，細胞骨架網(wǎng)絡(luò)和膜完整性受損，導致應(yīng)激反應(yīng)甚至細胞死亡；在細胞死亡之前，細胞損傷可能是由其他生理事件引起的，如代謝、基因表達或生產(chǎn)效率。‍

　　

　　反應(yīng)器中攪拌槳葉尖處具有線速度和能量釋放，大多數(shù)懸浮細胞對機械應(yīng)力敏感，但由于細胞屬于具有中等浮力的粒子，其更傾向于跟隨渦流運動；目前的攪拌參數(shù)遠低于直接對細胞造成損害的臨界值。

　　

　　因此，細胞受到攪拌槳直接的機械作用比較小，同時適當提高攪拌速度更有利于提高氧氣和二氧化碳在高密度細胞培養(yǎng)過程中氣液兩相中的傳遞。體外腸道模擬反應(yīng)器中流體速度梯度以及渦流引起的剪切力對于細胞損傷占更主要因素。