肿瘤的生物力学特性与其发生、进展密切相关。从分子和细胞到组织和器官,机械力几乎参与了各个层次的生命活动。因此,肿瘤生物力学特性的研究可以提供关于癌症进展机制的信息,并可能提供用于诊断和治疗预后的新方法。本实验以前列腺肿瘤细胞和组织为研究对象,利用AFM研究在前列腺癌进展过程中,肿瘤力学特性的差异。结合聚类分析方法,评估肿瘤组织的细胞区域和非细胞区域的黏弹性,以描述疾病状态引起的组织力学特性的变化程度。首先,利用原子力显微术在单细胞水平上测得前列腺肿瘤细胞黏弹性并获取细胞表面形貌图,实验结果显示两种细胞在黏弹性与表面形貌方面均存在显著差异;其次,利用AFM测量比较良性前列腺增生组织与前列腺癌组织纳米力学特性。通过峰值分析方法发现织样品的黏弹性峰值随着样品恶性程度的加深而明显降低,峰的分布变窄。另外结合超声弹性成像技术,从组织与细胞水平分析肿瘤力学特性的变化,发现AFM在评估组织弹性方面具有更高的空间分辨率和灵敏度;最后,使用聚类分析算法对组织黏弹性数据进行划分,以研究在前列腺癌进展中组织内细胞与非细胞部分力学特性的差异。研究结果表明:前列腺癌的进展会导致组织细胞区域的黏弹性降低,使非细胞区域的黏弹性微微增大。总之,本文的结果表明前列腺组织的纳米力学特性与癌症的进展直接相关。这为将来的前列腺癌早期诊断提供了一种新的辅助方法。