現在，麻省理工學院和耶魯大學研究人員已經開發了一個理論框架，以解釋成長中的身體如何對密閉作出反應的力學原理。為了測試他們的理論，由麻省理工學院土木與環境工程和機械工程副教授塔爾-科恩領導的一個研究小組在一個軟凝膠內生長霍亂細菌，在它們長大1萬倍時以單細胞分辨率觀察不斷擴大的細菌生物膜結構。

根據發表在《固體力學和物理學雜誌》上的研究報告，生物膜採用了優化其形狀的生長路徑，以應對限制和周圍凝膠的損壞。由於這項研究，軟物質中的包容問題，如凝膠、軟體機器人中使用的彈性體、生物膜、細胞在組織中如何互動，現在都可以得到解決。研究人員希望更多地了解生物膜是如何生長的，因為它們可能導致抗生素耐藥性和船隻及水過濾系統的機械污損。但這項研究結果也適用於各種封閉的生長情況，從金屬合金內部形成的沉澱物到肺部生長的腫瘤。

科學家們研究密閉體或包裹體的生長和環境應力之間的相互作用已有70年。這些研究使用一個線性框架來理解這種關係，生長體對其約束邊界施加的力越大，這些邊界經歷的位移就越大。但現實世界中材料的行為要復雜得多，在成長中的身體的推動下，限制性邊界可能抵制位移，也可能崩潰。這種關係總是在不斷變化，因為包容物不斷變化的形狀與它所包圍的材料不斷變化的反應相互作用。

科學家們專門研究了固體材料中的這些非線性效應。研究人員開發的非線性包涵體理論預測，包涵體的形狀因其生長環境的不同而存在明顯差異。在生物膜的情況下，當周圍的材料較硬時，細菌形成了一個扁球形或平滑的球體，而不是一個規則的球體。這些實驗和理論是一個起點。例如，研究人員還對他們的理論如何解釋營養物質在生長系統中的擴散方式感到好奇，以及這是否可以向我們更好地解釋約束和生長本身之間的耦合等等。

研究人員表示，了解包裹體如何生長。它們如何以及為什麼停止生長，或者它們如何在其周圍的身體中造成損害，對於解決腫瘤生長問題可能很重要。該理論也可以應用於金屬加工，以更好地控制金屬中沉澱物的生長和產生的應力，從而創造出具有不同特徵的合金。