作为力学研究的新应用,细胞力学和机械生物学学科将机械刺激和生物医学研究结合起来,为更好地理解细胞的行为、病变和相应的疾病治疗提供了科学有效的思考及实践方法。在刺激载体的选择上,最常用的是电机带动的机械式装置和依托气泵的气动式装置,但这两种技术通常组件繁多,从而系统庞大、使用成本高。相比于传统的机械式和气动式技术,介电弹性体驱动器（dielectric elastomer actuator,DEA）技术因为其光学透明、响应快速、能产生超大机械变形、结构简易以及易于和光学显微镜整合使用等独特优点而受到开发者的关注,因而研制基于此技术的细胞动态刺激培养装置具有深远意义。本文基于DEA技术研制了一款细胞动态培养装置,可用于对细胞进行动态的机械拉伸和挤压刺激,该装置主要包括基于DEA的细胞动态刺激反应器和相应的培养箱两部分。本文主要内容如下:（1）研制了基于DEA技术的细胞动态刺激反应器,并为其设计培养箱:采用预拉伸和电极阵列的组合,研制出了能在激活态下同时产生拉伸和挤压两种形变的反应器,并利用数字图像相关技术求取其位移和应变场分布;通过巧妙的结构和孔洞特征设计及3D打印技术,制作完成一款兼容反应器所需的高压供应和细胞培养环境的培养箱,并采用红外热成像仪对其进行温度场均匀性的表征。（2）详细展示了该装置的实际应用结果:通过静态培养和刺激过程中标记物的位移变化,证明此自研装置（反应器和培养箱的组合）具备细胞培养和动态刺激的能力,并在此基础上使用该装置初步进行了A549细胞的基因应用研究。（3）为该装置设计辅助软件:利用中值滤波法对细胞图像进行降噪,并使用阈值分割法和连通域标记法对细胞图像进行分割和进一步的信息提取,最终通过GUI界面将这些操作进行集成,加入了分割效果的实时观察和数据导出等人机交互逻辑。