液态金属进军临床医学：构画生物医用材料临床转化框架，前瞻人工器官新方向

作为新一代功能材料，液态金属及其衍生材料由于展现出诸多独特物理化学行为，如低熔点、高导电性/导热性及良好生物相容性，以及各类不断被发掘出的材料优势，为变革传统的生物医学科技带来了新机遇，涌现出诸如液态金属神经修复、高分辨血管造影和成像、在体骨修复、药物递送、肿瘤治疗、皮肤电子及生物传感等方面的探索。理论上，几乎所有的电、磁、声 、光、热、化学和机械等外部刺激均能引发液态金属相应的智能响应，这就为临床医师和研究人员提供了许多超常规的技术选项和潜在工具。

清华大学刘静教授/北航王雪林助理教授从临床上各种重大疾病与健康问题面临的紧迫现实需求出发，在总结液态金属于健康监测、医学影像、骨修复、神经连接、肿瘤治疗等方面取得的典型进展的基础上，深入剖析了制约液态金属生物材料实现医学临床转化上的技术挑战，评估了从基础研究、临床前测试到实践落地方面的路径和瓶颈问题，构画出对应的转化医学策略与理论框架（图1），最后前瞻性提出了液态金属人工器官新方向以期更好应对极端疾患难题,相关成果以“液态金属生物材料：转化医学、挑战和前景（Liquid metal biomaterials: translational medicines, challenges and perspectives）为题发表于《国家科学评论》(National Science Review，NSR)，清华大学医学院硕士生徐涵池为论文第一作者，清华大学刘静教授和北航王雪林助理教授为共同通讯作者。

该综述以一种新的视野，从临床科室出发，将临床紧迫需求与实验室研发目标相结合，一方面总结了液态金属生物医学材料在健康监测、医学成像、组织修复和癌症治疗等方面的发展机遇和前景，并与现有临床技术进行了对比。另一方面，文章围绕液态金属生物材料从“实验台到病床（bench to bedside）”的逻辑脉络构画出转化医学框架，并将其划分为创新（Innovation）、实施（Implementation）、临床前测试（Pre-clinical Test）以及早期/晚期临床试验（Early/Late Phase Clinical Trials）四个关键阶段予以解读，这一框架有助于明晰液态金属生物材料在临床医学转化中面临的瓶颈、潜力和挑战继而促成应用的突破。

图1 液态金属生物材料临床应用场景和转化医学路径

在展望部分，作者系统阐述了基于液态金属及其衍生材料研发新一代人工器官的构想和规划，对相应基础研发指出了新的突破口，也为应对未来临床医学挑战提供了前瞻性解决思路（图2）。液态金属人工器官由于很好地贴合了生物体的柔性和高效性，充分发掘液态金属的各种独特属性，未来有望创造出超越传统理念的人造器官，从而提供更能满足患者需求的技术。

图2 液态金属人工器官研发全景，涉及：液态金属大脑、耳蜗、眼睛、骨骼、神经、肺、心脏、胃、肝、肠、胰腺等

最后，针对液态金属生物材料的转化医学路径，文章进一步从临床应用场景、生物安全性、材料稳定性、制造工艺以及伦理方面讨论了从实验室成果向临床转化所需克服的挑战，以此启发科学家和临床医生的思考。

总的说来，液态金属生物材料转化医学深度融合了材料科学、临床诊治、医学科学和生物学等方面的跨学科知识，围绕转化应用开展的努力，将加速液态金属诊疗技术的研发落地，为医疗器械升级换代打开新的大门，对于推动临床医学进步、提升人类应对疾患挑战的能力和提高未来生活水平具有重要意义。

该文工作得到国家自然科学基金（51890893），北京市自然科学基金（KZ72016801）和清华大学精准医学科学项目的支持。