中国诞生“终结者”:液态金属机器领先世界(图)

　　3、神经损伤的救星

　　液态金属和医学挂钩，大多人想的会是其运用在医学器械上，但如果说液态金属可以植入生物体呢？

　　众所周知，神经网络遍布于人体全身，因而神经损伤与断裂在医学上极为普遍。据统计，有多达100种以上的因素均可造成神经破损。生理学上，神经再生是一个极为缓慢的过程，有时甚至需要长达数年的时间才能恢复切断神经末梢的互连。因此，尽管神经损伤一定程度上可通过某种手术或物理方式加以治疗，神经纤维一旦被彻底切断或破坏，唯一的希望只能是将这些分隔的末梢尽快连通。这是因为，神经信号一旦持续中断，患者对应的肌肉功能即会随之减退、萎缩，直至造成永久性的功能缺失乃至截瘫。

　　当前，治疗周围神经损伤的“金标准”在于自体神经移植，但却受到供区神经来源不足、供区神经功能丧失，以及供区神经结构和尺寸不匹配等限制。因此，寻找合适的神经移植替代物长期以来成为神经修复领域中的重大挑战。近年来，显微外科和纳米材料学的发展为断裂神经修复带来了新希望，但仍受到诸如导通能力不足，神经功能恢复不畅等制约。

　　迄今，临床医学上逐步得到广泛认同的是，如能将恢复期的肌肉神经信号持续高效地传达至目标，则将大大加速神经的修复过程并促成其保持原有功能。而神经功能主要是通过电信号的传输和响应来实现的。正是出于这一考虑，研究小组基于10余年来在液态金属材料学与生物医学工程领域的长期积累和实践，首次提出了具有突破性意义的液态金属神经连接与修复技术，旨在迅速建立切断神经之间的信号通路及生长空间，从而提高神经再生效率并降低肌肉功能丧失的风险。

　　刘静教授的研究小组通过实验证实提出了液态金属神经连接与修复技术。在题为Liquid Metal as Connecting or Functional Recovery Channel for the Transected Sciatic Nerve（液态金属作为连接或恢复切断坐骨神经功能的通道）的论文中，研究小组首次证实了以液态金属作为高传导性神经信号通路的可行性。通过建立牛蛙腓肠肌模型，采用液态金属连接剪断的神经组织，借助微弱电刺激试验探明了液态金属神经传导的优势。

　　结果表明，利用液态金属连接的神经模型能很好的传递刺激信号，与剪断前的正常神经组织在信号传导方面具有高度的一致性和保真度，显著优于传统的林格氏液。与此同时，由于液态金属在X射线下具有很强的显影性，因而在完成神经修复之后很容易通过注射器取出体外，从而避免了复杂的二次手术。这一方法为神经连接与修复开辟了全新方向。国际上诸多科学媒体纷纷对此加以评介，认为是令人震惊的医学突破。

　　4、液态金属还会拥抱

　　液态金属的自主运动、能变形、导电等特性为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了技术基础。由于“仿生物”液态金属机器人可以实现不同形态之间的自由转换，以执行高难度的特殊任务，因此可以在未来广泛应用于军事、医疗与科学探索等多种领域的多元场景。

　　刘静说，由于智能材料可柔性好、自驱动、能变形，在传感器的帮助下，可以读取并模拟远方活体行为信息，实现“远程握手”“远程拥抱”等应用场景。这意味着分隔两地的家人、爱人可以通过科技触及对方，人和人的距离将因科技而变得更近。（专家：中国金属学会顾问、前秘书长 洪及鄙；清华大学医学院生物医学工程系教授 刘静；部分内容综合自清华大学新闻网、新华网、欧浦钢网）