杨柯，中科院金属所二级研究员、博士生导师，专用材料与器件研究部主任，兼任中国生物材料委员会委员，中国医科大学、南京理工大学、辽宁石油化工大学等学校客座教授及《金属学报》、《材料研究学报》、《钢铁研究学报》、《Frontiers of Materials Science in China》等期刊编委。主持或参与完成国家“973”、国家“863”、国家自然科学基金等多项国家级科研项目和地方科研课题，多年来在先进钢铁结构材料、生物医用材料及器件、储氢合金及应用方面取得一系列极具影响力的科研成果，曾获中科院科技进步一等奖、中科院自然科学二等奖、辽宁省科技进步一等奖等多项奖励，享受国务院特殊津贴。现已发表学术论文300余篇，申报专利70多项，其中40多项已授权，出版和翻译专著3部，培养50余名博士生。
从古至今，金属材料一直与人类文明的发展和社会进步关系密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代都以金属材料的应用为其时代的显著标志；现在，种类繁多的金属材料更是被广泛应用于各个领域，成为社会发展的重要物质基础。随着社会和科技水平的不断进步，人们对金属材料的使用性能也在不断提出更高要求。因此，为了开发性能更优的新型金属材料，各国科学家都在不遗余力。
在中科院金属研究所里活跃着一批痴迷新型金属材料的科研人员，杨柯就是其中之一。作为专用材料与器件研究部主任，他始终致力于提升现有金属材料的使用性能和新型结构/功能一体化金属材料的研究开发，率领团队在先进钢铁结构材料、生物医用材料及器件、储氢合金及应用等研究方面，取得了诸多研究成果。其中，由于与人类健康息息相关，生物医用材料及器件的发展近年来备受关注。
生物医用材料主要是指用于医疗上能够植入生物体或与生物组织相结合的一类功能性材料。从资料记载来看，人类在古代已经尝试使用外界材料替换或修补缺损的人体组织。公元前，人类开始利用天然材料如象牙，来修复骨组织；到了19世纪，由于金属冶炼技术的发展，人们开始尝试使用金属材料，并逐渐发展到今天的生物医用金属材料，以解救在临床上由于创伤、肿瘤、感染所造成的骨组织缺损患者以及因冠脉狭窄而引起的心血管病患者。
目前，杨柯团队已经开发出抗菌不锈钢、高氮无镍奥氏体不锈钢、生物可降解镁合金等多种类型的新型医用金属材料。这些成果在业界引起广大反响，更有专家大胆表示，新型医用金属材料的应用，将会带来一场健康革命。接下来，我们将为您介绍这些“神通广大”且与健康密切相关的新材料。
首先登场的是新型高氮无镍奥氏体不锈钢。镍是一种重要合金元素，在被广泛应用的医用奥氏体不锈钢中，添加镍元素能够使不锈钢形成稳定的奥氏体结构，并具备耐腐蚀性、可塑性、无磁性、可焊接性和韧性等性能。然而医学研究人员发现，镍及其化合物具有致敏、致癌和诱发血栓等毒副作用。鉴于含镍不锈钢等医用金属对人体健康可能构成的危害，西方国家对日用和医用金属材料中镍的含量制定了越来越高的要求，也由此引发了国际上对医用无镍不锈钢的探索热潮。
杨柯课题组从2000年开始研究医用无镍不锈钢，并率先在国内开发出一种新型高氮无镍奥氏体不锈钢。杨柯介绍说：“新型不锈钢以氮元素代替镍元素来稳定不锈钢的奥氏体结构，不仅改善了不锈钢的生物安全性和力学、耐蚀等性能，且随着钢中氮含量的提高，高氮无镍奥氏体不锈钢的血液相容性也逐渐提高。”现在，该新材料已通过中国药品生物制品检定所的细胞毒性、溶血、致敏反应、急性毒性试验、血栓试验以及遗传毒性等重要生物性能检验，综合性能达到国际先进水平，并具有我国自主知识产权。
高氮无镍不锈钢的开发过程得到了国家863项目、国家自然科学基金重点项目、中科院知识创新重要方向项目及省市基金等项目的支持。“正是由于国家大量资金的支持，才使我们能够开展大量研究和测试工作，并取得最后的成功。”杨柯说道。
杨柯表示，目前，骨内固定系统、心血管支架等高氮无镍奥氏体不锈钢医疗器械现已进入产品开发阶段，很快将会上市。随着相关基础性研究工作的不断深入，医用高氮无镍奥氏体不锈钢在材料冶炼和加工工艺方面的日渐成熟，将会推动新型医用不锈钢的临床应用及发展，并有可能逐步取代现有含镍医用不锈钢。
接着我们来说说杨柯津津乐道的抗菌不锈钢。作为人们的“亲密敌人”，细菌的威胁之处就是无处不在，无孔不入，令人防不胜防。那么，抗菌金属是否真的能抵挡细菌的强烈攻势？它是怎么抗菌的？这种新材料产品现在上市了吗？
据了解，抗菌材料一般分为三大类：天然抗菌材料、有机物抗菌材料和无机物抗菌材料。天然抗菌材料来自动植物内具有抗菌功能的部位；有机抗菌材料就是常见的杀菌剂等，易流失、分解，毒副作用大且不具备广谱抗菌性；无机抗菌材料不但具有广谱抗菌性，还耐水、耐酸碱、耐洗涤、不老化、不产生抗药性、抗菌能力持久。
目前使用的抗菌剂主要为有机和无机两种。有机抗菌剂主要以喷洒或浸泡方式使用，在医疗领域广泛应用，但在安全性、持久性、广谱抗菌性、耐热性方面存在不足，更为重要的是这类抗菌剂对人体和环境有严重损害。而沸石抗菌剂、硅胶抗菌剂等属于无机抗菌剂，主要用作添加剂制成具有抗菌作用的布料、塑料等产品，但在耐热、耐磨、抗腐蚀等方面也存在缺陷，始终无法满足日常使用需求。
杨柯团队研发的抗菌不锈钢，除具备一般不锈钢的装饰和美化作用外，既具有抗菌、杀菌的自清洁作用，又具有结构材料特有的力学性能及物理和化学性能。杨柯说：“在制造厨房机械、医疗器械、卫生间用品和进行保洁装修时，应该使用具有抗菌作用和形状各异、外形美观的金属制品，这种新诞生的不锈钢材料，无疑成了理想产品。”
杨柯告诉记者，抗菌不锈钢分为镀膜式和自身抗菌式两种，所谓镀膜式就是在不锈钢上镀一层具有杀菌性的金属材料，或其他有杀菌作用的无机材料，但易磨损、老化，抗菌性能会受到温差及外在环境的影响而降低。而自身抗菌式不锈钢则是在生产过程中，添加一些具有抗菌作用的金属元素，再通过特殊处理使其具备抗菌性。杨柯说：“我们开发的不锈钢材料自身就具有抗菌能力，它能使附着的细菌不繁殖，被杀死或将含菌数抑制在极低水准，成本低，加工方便，而且不改变普通不锈钢的强度、耐蚀和美观等特性，具有广阔的市场前景。”
尽管目前这种不锈钢还没有形成规模化应用，但许多企业和个人对此表现出了极大兴趣，课题组也收到了来自全国各地的合作邀约。杨柯透露，课题组与广东、天津等地的公司正在为生产、开发相关产品、构件和设备做准备，希望尽快将该成果转化为产品，推向市场，为广大群众的健康服务。
据悉，围绕国家发展战略性新产业总体部署，航空航天材料、生物医用材料等都被列入“十二五”期间国家重点发展的新材料领域，而医用金属材料作为生物医用材料的重要分支，更应把握这一发展黄金期。杨柯希望，在国家相关政策的帮扶下，科研院所与企业能通力合作，尽快使这些新型医用金属材料完成成果转化，实现临床应用，早日为广大群众的健康保驾护航。