液态金属作为电极材料在生物医学领域应用广泛，即可用于生理电信号的检测，还可用于疾病的治疗。清华大学研究小组提出了一种边注入边封装的液态金属3D注射电子的方法。应用生物可降解的明胶作为封装和定型材料，再通过注射器注入室温液态金属，即可在体内完成3D电子电路。他们的研究表明，在猪肉组织内封装的电极材料显示出了很好的电学特性，当给定输入信号，输出信号与输入信号基本相同。在体实验中，将液态金属电极作为小鼠心电信号的检测电极，得到的信号也与传统电极无差异，如图5.1所示。在神经电刺激实验中，用这种封装电极刺激青蛙的坐骨神经，可以引起强烈的肌肉收缩，种种结果都验证了液态金属柔性电极可以成功的应用在生理信号的检测和对动物进行电刺激。
图5.1 液态金属电极检测心电信号
a、b通过注入液态金属电极检测小鼠的心电信号；c通过液态金属电极对小鼠施加电刺激；d在麻醉后的5min和10min记录到的小鼠的心电信号；e对小鼠分别施加10Hz、0.6m、1.2mV和1.3mV的电刺激后记录到的小鼠的心电信号(www.xing528.com)
液态金属浴池电极这一创新概念也由清华大学团队首次提出。在肿瘤的射频治疗中，在面对形状复杂的肿瘤时，平板电极由于与皮肤接触不良，接触的面积有限，常常可能出现皮肤表面电流过大，造成皮肤烧伤。进一步，面对肿瘤出现在关节等部位，刚性电极放置的位置不方便，而且病人也会觉得不舒适。消融区域往往不能完全涵盖肿瘤部位，很难实施精准治疗。另外，受放射疗法中适形化治疗的启发，还可以发展基于液态金属的适形化治疗技术，即根据CT等医学影像数据，设计适合的电极形状和覆盖区域，使消融区域最优化（既完全包含肿瘤区域，又最大限度减少对正常组织的损伤）。液态金属可以完全贴合于各种形状，甚至是孔道的表面，有很好的适应和可塑性，能够减少由于接触不良带来的影响。因此，将液态金属作为浴池电极，应用在射频治疗中可以实现适形化治疗。
电化学治疗也是一种简单而有效的肿瘤治疗方法。它通过向肿瘤部位施加直流电压或电流，利用电化学电解产生的毒性电解产物来杀死肿瘤细胞。电化学治疗小体积的肿瘤时效果很好，然而由于单根电极的有效治疗区域十分有限，在面对大体积肿瘤时，往往需要植入多根电极。多根电极便涉及电极排布的问题，将手术复杂化。电化学电极植入数量和排布对电化学治疗的效果至关重要，然而目前为止还存在着很多争议，没有规定的准则，很多电极的排布方式和治疗剂量都是医生根据自己的经验制定的。而且在肿瘤部位多根刚性电极的植入会加重病人的痛苦，增加感染的可能。另外，临床中肿瘤类型的多样和发生部位的复杂，尤其是那些位于体内的各种腔道，比如胃、直肠、结肠，甚至是血管中，这些部位都是传统的刚性电极所难以达到的。将柔性的电极材料通过注入的方式达到要治疗的部位，能够很好地完成适形化治疗的效果，如图5.2所示。同时，通过改变液态金属的电极形状，还可以获得更优的肿瘤治疗效果。
图5.2 液态金属柔性电极在体内进行电化学治疗的应用方式
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