尽管许多文献表明机械刺激在细胞的命运和功能上发挥着非常重要的作用，但是机械刺激在细胞中传输并调制细胞行为的机理依然不是很清楚。为了弄清楚其中的生物学机理，有越来越多的研究工作在这个领域展开。理解机械力调制细胞功能的机制和过程，需要具有对细胞进行精准机械刺激的能力。本文研究的目的正是设计一种能够精确地对单细胞施加机械刺激并能实时监测细胞的力学响应的微型器件，为相关领域的研究提供帮助。论文首先研究了目前已有的对细胞施加机械刺激装的方式，分析了它们的优势与不足。在此基础上，选取单细胞的单轴拉伸作为切入点，设计了一种新型的细胞生物力学性能测试传感器。该器件以波浪形热驱动器作为单轴拉伸细胞的驱动器，并集成了一个水平压阻测力计用来实时监测细胞的力学响应。集成的水平压阻测力计的制造工艺非常简单：只需要一次正面离子注入，并且对光刻对准的要求低。其次采用一种正向释放方法，释放悬空器件。通过合理的调整器件尺寸和正向释放工艺步骤和参数，成功实现了起伏硅片表面的复杂结构正向释放悬空。这种释放方法帮助我们避免了传统释放方法中经常遇到的成品率低和高长宽比尺寸摩擦现象严重的问题。这种器件设计和制造的方法，为复杂结构的悬空和释放提供了一个很好的参考范例。最后，对器件的基本性能进行了测试。在0-20V驱动电压下，驱动器能够产生0-10.9um的位移。在0-300Hz内，驱动器能够保持较好的拉伸性能。超过300Hz，驱动器产生的位移逐渐下降，当超过1Khz时，驱动器的不在能产生明显的拉伸位移。水平测力计灵敏度为33.758(V/V)/N。测试证明，设计的测试传感器是一种研究单细胞生物力学性能的有效工具。