Миллионы людей по всему миру каждый день надевают мягкие контактные линзы, даже не задумываясь о том, что история корректирующего зрение изобретения началась с эксперимента на домашнем столе и детского металлического конструктора. Чешский химик Отто Вихтерле пережил нацистскую оккупацию, арест гестапо, давление коммунистических властей и несколько раз фактически начинал научную карьеру заново. При этом именно ему удалось создать материал и технологию, которые навсегда изменили офтальмологию. Его биография — это история изобретения, появившегося вопреки обстоятельствам и системе.
Отто Вихтерле
Отто Вихтерле (нем. Otto Wichterle) — чешский химик, который родился на территории Австро-Венгерской империи. Он считается изобретателем современных (мягких) контактных линз и синтетического волокна силона.
Биография
Отто Вихтерле родился 27 октября 1913 года в Простеёве в Моравии, которая тогда входила в состав Австро-Венгрии. Он происходил из состоятельной семьи. Его отец Карел Вихтерле был предпринимателем и совладельцем компании Wichterle & Kovářik, выпускавшей сельскохозяйственные машины и другую промышленную продукцию. Мать, Православа Подивинская, была дочерью политика и землевладельца Яна Подивинского.
Несмотря на семейный бизнес, Отто выбрал науку. Он поступил в Высшую школу химической технологии при Чешском техническом университете в Праге и в 1936 году получил докторскую степень, продолжив работать в вузе. Его академическая карьера, однако, почти сразу оказалась зависимой от политических потрясений Европы. После оккупации Чехии нацистской Германией в 1939 году чешские высшие учебные заведения были закрыты. Вихтерле потерял возможность работать в университете и перешёл в исследовательский отдел обувной компании Baťa в Злине. Там он занимался прежде всего полиамидами и капролактамом — веществами, из которых можно было производить синтетические материалы. В 1938 году Вихтерле женился на Линде Заградниковой, будущем стоматологе. После войны она получила докторскую степень в области стоматологии, а позднее стала многолетней помощницей мужа в научной работе.
Силон и арест гестапо
В 1941 году команда Вихтерле разработала технологию производства нового синтетического волокна, получившего название силон. По своим свойствам оно было близко к нейлону, который примерно в то же время создавался в США. Из-за войны изобретение долгое время не использовалось в промышленном масштабе. Массовое производство силона началось только примерно через 10 лет.
В 1942 году Вихтерле был арестован гестапо и некоторое время находился в заключении. Впоследствии его освободили, и он смог продолжить научную работу. Таким образом, ещё до окончания войны карьера Вихтерле оказалась прервана сначала закрытием университета нацистами, а затем непосредственным вмешательством гестапо.
Возвращение в университет
После Второй мировой войны Вихтерле вернулся в Прагу и снова занялся научной и преподавательской работой. Он получил ещё одну докторскую степень, связанную с органической химией, и написал фундаментальный учебник по неорганической химии. В этот период его всё больше интересовали полимеры — искусственные материалы, свойства которых можно было изменять в зависимости от предполагаемого использования. В 1952 году Вихтерле стал деканом недавно созданной Высшей школы химической технологии в Праге. Но и теперь политика снова вмешалась в его карьеру. В 1958 году во время очередной чистки коммунистические власти сняли его с руководящей должности и фактически вытеснили из университета. Уже через год Чехословацкая академия наук, членом которой Вихтерле был с 1955 года, назначила его руководителем создававшегося Института макромолекулярной химии. Именно здесь исследования, которыми он занимался много лет, должны были привести к его самому известному изобретению.
Материал для мягких контактных линз
Ещё в начале 1950-х годов Вихтерле заинтересовался материалами, которые могли бы использоваться внутри человеческого организма. Вместе с химиком Драгославом Лимом он разработал прозрачный гидрофильный полимер, способный поглощать воду и при этом сохранять форму. В 1953 году они запатентовали способ производства материала на основе 2-гидроксиэтилметакрилата, известного как HEMA. Материал оказался исключительно перспективным для медицины. Именно из него впоследствии удалось изготовить мягкие контактные линзы, которые значительно лучше переносились человеческим глазом, чем существовавшие раньше жёсткие модели.
Однако разработка материала была только половиной задачи. Необходимо было придумать способ быстро и точно производить сами линзы. Первые попытки оказались не слишком удачными. Линзы получались неровными, могли повреждаться при извлечении из формы и раздражали глаз. В начале 1960-х годов Министерство здравоохранения Чехословакии вообще признало дальнейшие исследования контактных линз бесперспективными и прекратило их официальную поддержку. Вихтерле решил продолжить самостоятельно.
Изобретение на рождественском столе
Самая знаменитая история в биографии Вихтерле произошла в конце 1961 года.
Поскольку строительство нового Института макромолекулярной химии затягивалось, значительную часть экспериментов учёный проводил дома. Ему пришла идея формировать линзу не в обычной неподвижной форме, а во вращающейся ёмкости. При вращении жидкий материал под действием центробежной силы сам принимал необходимую вогнутую форму. Для проверки идеи Вихтерле собрал дома небольшой аппарат из деталей популярного детского металлического конструктора Merkur. В качестве привода использовал велосипедное динамо, а некоторые дополнительные детали взял из лаборатории. На Рождество 1961 года самодельная установка заработала. Вихтерле изготовил первые 4 мягкие контактные линзы, сохранявшие правильную форму. За ночь он промыл их в солевом растворе, а на следующий день отправился в офтальмологическую клинику проверять результат. Эксперимент оказался успешным.
Вскоре Вихтерле усовершенствовал домашнюю установку, использовав более мощный двигатель. Вместе с женой Линдой он за несколько месяцев изготовил в домашних условиях около 5,5 тысяч контактных линз. Так одна из важнейших технологий современной офтальмологии фактически начиналась на домашнем столе с детского конструктора.
Выход мягких линз на мировой рынок
Разработанный Вихтерле метод получил название центробежного литья. Гидрогель помещался в форму, где под действием вращения принимал необходимую геометрию. После полимеризации получалась мягкая прозрачная линза. Вихтерле был настолько уверен в свойствах материала, что во время одной из презентаций иностранным партнёрам демонстрировал его прочность весьма необычным способом: вынимал линзу из глаза, наступал на неё, затем очищал и снова надевал.
Чехословацкая академия наук получила права на связанные с технологией патенты. Однако позднее государство продало права на них американской стороне без ведома самого Вихтерле. Для изобретателя это означало потерю контроля над технологией, которая вскоре стала основой огромной международной индустрии контактных линз. При этом сам принцип мягкой гидрогелевой линзы и разработанный Вихтерле метод её производства оказали огромное влияние на дальнейшее развитие офтальмологии.
Пражская весна
Вихтерле никогда не ограничивал себя только лабораторной работой. В 1968 году, во время Пражской весны, он поддержал политические реформы Александра Дубчека и стал одним из известных представителей научной интеллигенции, выступавших за либерализацию социалистической системы. Вихтерле участвовал в подготовке знаменитого манифеста «Две тысячи слов», опубликованного летом 1968 года. Его авторы призывали продолжить демократические реформы и противостоять попыткам вернуть страну к прежней авторитарной системе. 10 июля 1968 года Вихтерле вошёл в состав Чешского национального совета, а в начале 1969 года был направлен в Федеральное собрание Чехословакии. Однако политическая ситуация быстро изменилась.
После ввода войск стран Варшавского договора в августе 1968 года Пражская весна была подавлена. Начался период так называемой нормализации — восстановления жёсткого контроля Коммунистической партии. К концу 1969 года Вихтерле отказался от всех политических должностей. В 1970 году его сняли и с поста руководителя Института макромолекулярной химии. Научную карьеру ему формально не запретили, однако условия работы значительно ухудшились. Особенно строго власти ограничивали его контакты с иностранными учёными.
Получилась характерная для его биографии ситуация: сначала нацистский режим закрыл университет, где он работал, и арестовал его, а спустя два десятилетия уже коммунистическое государство дважды лишало его руководящих должностей и ограничивало научную деятельность.
Возвращение после Бархатной революции
Полная реабилитация пришла только после падения коммунистического режима в результате Бархатной революции 1989 года. Вихтерле тогда было уже 76 лет. В 1990 году его избрали президентом Чехословацкой академии наук. Этот пост он занимал вплоть до распада Чехословакии в конце 1992 года. Позднее его назначили почётным президентом Академии наук Чешской Республики.
Таким образом, человек, которого государство десятилетиями отстраняло от руководящих должностей, в конце жизни оказался во главе главного научного учреждения страны.
Научное наследие
Работа над контактными линзами была самым известным достижением Вихтерле, но далеко не единственным. Он занимался органической, неорганической и макромолекулярной химией, полимерами, синтетическими волокнами и биомедицинскими материалами. С его именем связана так называемая реакция Вихтерле, описанная им в 1948 году. Он был автором и соавтором многочисленных научных публикаций и патентов. В 1984 году Вихтерле получил премию Р. В. Вуда. В 1993 году его именем назвали астероид (3899) Wichterle. Академия наук Чешской Республики учредила Премию Отто Вихтерле, которую вручают молодым перспективным исследователям. В 2007 году, уже после смерти учёного, его имя было внесено в Национальный зал славы изобретателей США за создание мягкой контактной линзы.
Отто Вихтерле умер 18 августа 1998 года в деревне Стражиско неподалёку от родного Простеёва. Ему было 84 года.
Его главное изобретение сегодня кажется настолько привычным, что легко забыть, насколько необычной была история появления этого предмета. Современная мягкая контактная линза возникла благодаря многолетним исследованиям полимеров, научному упрямству человека, которого несколько раз отстраняли от работы, и простому детскому конструктору, оказавшемуся под рукой в нужный момент.