剪切力是一種切向作用于它所應(yīng)用表面的力，是由于流體流動中存在速度梯度而產(chǎn)生的。較慢的流體流動將降低同相鄰流體層的速度，而較快的流動層將對較慢的層產(chǎn)生加速作用。剪切應(yīng)力(τ)定義為單位面積的力（τ=F/A，其中τ-剪切應(yīng)力，F(xiàn)-施加的力，A-材料表面的截面積）。剪切應(yīng)力以達(dá)因/平方厘米(dyn/cm2)為單位計量。

許多細(xì)胞類型都被流動的液體包圍，當(dāng)流體的不同部分相對于彼此移動時，會對夾在中間的細(xì)胞施加力。然而，許多常規(guī)的體外實驗中，細(xì)胞都是在沒有流動的情況下培養(yǎng)的，即靜態(tài)條件。理想狀態(tài)是，流動下的體外細(xì)胞培養(yǎng)模擬機械刺激并誘導(dǎo)更接近生理的、類似體內(nèi)的行為。

細(xì)胞通過改變離子通道激活、基因表達(dá)和整個細(xì)胞層的重組來對剪切應(yīng)力作出反應(yīng)。生理剪切應(yīng)力值取決于血管類型、組織和生物體的大小。哺乳動物和昆蟲細(xì)胞對剪切應(yīng)力非常敏感。首先，它們沒有細(xì)胞壁。其次，它們相對較大。剪切場中的小細(xì)胞僅經(jīng)歷微小的速度差異；而較大的細(xì)胞會經(jīng)歷更大的速度差異，因此在相同的剪切場中會受到更大的力。

熒光顯微鏡下人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞 (HPMEC)。右圖進行靜態(tài)培養(yǎng)，左圖流動培養(yǎng)（2.3 dym/cm2，72小時后）。