有許多種類的細胞不斷受到流體剪切力的作用。例如血管和淋巴系統(tǒng)中的內(nèi)皮細胞暴露于循環(huán)血液和淋巴液中。根據(jù)所處的環(huán)境不同，剪切力也可能會發(fā)生變化，在動脈中，其剪切力為30dynes/cm²，而在靜脈血管和毛細血管中，剪切力為1dynes/cm²。據(jù)研究表明，內(nèi)皮剪切力會改變細胞骨架組織、細胞形狀和基因表達，增加細胞內(nèi)鈣濃度，觸發(fā)一氧化氮產(chǎn)生并產(chǎn)生肌動蛋白應力纖維形成的變化，在流動方向上對齊和重塑微絲網(wǎng)絡(luò)。

另一方面，來自不同組織的上皮細胞也暴露于剪切應力。腎臟中復雜的腎小管網(wǎng)絡(luò)具有過濾功能，每分鐘可過濾120毫升，即每天180升。因此，每個腎單位的上皮細胞都暴露在腎小球濾液的剪應力下，其剪應力大約為0.1-1dynes/cm²。一些研究表明，腎近端小管上皮細胞在剪切應力存在下導致纖毛的形成。此外，與靜止培養(yǎng)的腎上皮細胞相比，調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導，改善上皮細胞結(jié)構(gòu)，導致細胞體積增加，水通道蛋白、陽離子轉(zhuǎn)運蛋白和離子通道極化更大。

肺泡周圍的血管也不斷受到血流剪切力的影響。然而，在肺泡毛細血管屏障的空氣側(cè)也會產(chǎn)生剪切力。在我們每次呼吸時，氣道內(nèi)襯的上皮細胞都會受到氣流產(chǎn)生的剪切力的影響，在靜止呼吸時為0.5-3dynes/cm²。這些力已被證明可以促進產(chǎn)生氣道上皮屏障功能、粘液產(chǎn)生和纖毛搏動排列。

此外，在人體腸道中，由腸壁蠕動引起的消化液流動會影響消化管內(nèi)壁的腸上皮細胞，其值為0.002-0.08 dynes/cm²。應用微流控芯片，可以發(fā)現(xiàn)流體流動和剪切力可加速腸上皮細胞分化，形成3D絨毛狀結(jié)構(gòu)，并增強腸屏障功能，重現(xiàn)正常人類腸道的許多復雜功能。

很明顯，剪切應力在組織和器官的功能中起著關(guān)鍵作用。與以前的體外細胞培養(yǎng)平臺不同，微流控芯片是一種*的模擬體外檢測工具，可以原位控制流動和剪切應力。因此，該技術(shù)非常適用于藥物篩選和毒理學測試的模擬真實生物環(huán)境的研究。