近日，由刘静研究员带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组，首次提出了一种全新概念的低熔点液态合金骨水泥，用以加固和修复受损骨骼，这种可注射型金属骨骼技术打破了传统非金属骨水泥的范畴。相应研究在线发表于Biomaterials，论文题为《用于可逆及快速成型的液-固相转换合金骨水泥》。
骨水泥是临床上实施骨科手术的重要生物医学材料，主要用于人工关节置换、骨缺损修复及替代等，旨在改善骨类疾病患者生活质量。迄今，医学界发展出的骨水泥全部为非金属类材料，主要包括丙烯酸和磷酸钙两大类，通常由粉末和液体两相物质组成，使用前需预先混合，通过化学反应实现固化。
在多年研究中，刘静小组注意到，电子工业上常采用某些合金作为焊料来连接母材和焊件，这与骨水泥充填于假体和骨腔之间的功能相似，而熔点更低一些的合金材料在有关属性上与骨水泥的要求相匹配，于是创造性地将这种材料引入到骨修复领域。
经过近1年半时间的系统研究和持续测评，研究小组揭示了所选定低熔点金属骨骼材料的力学性质、热学性质、腐蚀性质、生物相容性及放射显影等诸多特性，初步证实了这一技术在应用上的巨大潜力和综合优势。
与此同时，基于液态金属的液-固相转换机制，该小组还在国际上首次提出并证实了一种“液态金属人体外骨骼技术”，相应论文发表于ASME Journal of Medical Devices。
这种新概念型机械关节存在柔性和刚性两种工作状态。此外，基于实验室近年来提出的液态金属印刷电子学概念，该小组还建立了一种独特的人体皮肤电子电路成型方法——室温液态金属模板喷印技术，研究成果以封底文章形式发表于Journal of Materials Chemistry B上。
以上工作已形成系列核心技术并申请了相关专利。总的说来，液态金属作为一大类有别于传统的功能材料，正逐步展露其独特魅力。
刘静小组通过多年持续不懈的开拓努力，先后建立了诸如植入式医疗电子在体3D打印技术、液态金属血管造影术、液态金属神经连接与修复技术、可变形液态金属柔性机器等突破性生物医学技术，这些首创性发现或发明在国内外引起重大反响。此次取得的一系列进展再次彰显了液态金属在发展人类健康技术上的核心价值，可望促成一个新兴生物医学材料技术领域的形成。