Уникальные изобретения – «безопасное солнце» и «искусственную человеческую кожу» – более 10 лет не могут внедрить пущинские ученые.
Искусственная кожа и материалы-преобразователи солнечного ультрафиолета в полезный красный свет – одни из самых известных пущинских наноразработок. Этими темами ученые занимаются уже давно, но какую путевку в жизнь им могут предложить в России? О местных особенностях наноиндустрии я узнала у пущинских ученых – Роберта Храмова, Бориса Гаврилюка и Ирины Селезневой.
Солнцу красному слава!.. Непонятно, за чьи деньги
Проблема, по словам Роберта Храмова, старшего научного сотрудника Института теоретической и экспериментальной биофизики, в том, что российская промышленность невосприимчива к научным разработкам. Роберт Николаевич занимается светопреобразователями с 1995 года. Сейчас одна из его разработок находится на стадии НИР (научно-исследовательских работ), затем будут НИОКР (плюс еще опытно-конструкторские работы). На НИР потрачено 10 млн. рублей, на НИОКР нужно в 10 раз больше:
- Начальную часть работ с 1995 года я провел за личные деньги, иногда даже в ущерб себе, – говорит Роберт Николаевич. – Лишь с 2004 года пошли гранты. Но чтобы выйти на промышленников с помощью, к примеру «Роснано», мы должны провести все НИР – самую тяжелую часть работы. Провели – а далее налаживать производство, непонятно, на чьи средства: то ли на федеральные, то ли на свои. К тому же, деньги необходимы на зарубежное патентование.
На столе у Роберта Николаевича разложены нитки, стеклышки, кусочки пластика.
- Посмотрите, первое чудо, для сельхозпроизводителей. – Ученый подносит образец пленки для теплиц к ультрафиолетовой лампе. – Видите, светится красным? Этой пленкой можно накрыть парник, и урожай будет в полтора раза выше, чем с обычной пленкой. Этот свет оптимизирует биологический цикл у растений. Внутрь этой пленки введены фотолюминофоры – мельчайшие частицы размером 10-500 нанометров, которые поглощают ультрафиолет и переизлучают его в красную область спектра.
Храмов – автор идеи «полезного солнца» (для сравнения: американцы пропагандируют концепцию «безопасного солнца»), ее он выдвинул на симпозиуме в Америке в 1995 году, и с тех пор развивает это направление в медицине.
– Мы разрабатываем материалы для человека (текстиль, кремы, экраны, лаки), которые преобразовывают солнечный ультрафиолет в полезный красный свет. Излишки ультрафиолета для человека вредны – в больших дозах он подавляет иммунитет. Это приводит к раку, старению кожи. Решая эту проблему, ученые обычно ставят перед собой задачу защитить от ультрафиолета. Мы же пошли еще дальше, преобразуя это излучение в красный свет. Например, одев спортсмена в рубашку, сделанную из нового материала, можно повысить выносливость бегуна или велосипедиста за счет фотобиостимуляции – при условии, что на него будет светить солнце.
Сейчас Роберт Храмов занят еще одной разработкой: глазными хрусталиками с фотолюминофорами в виде наночастиц. В будущем это будут очки и контактные линзы. Лет пять назад академик Михаил Островский получил Госпремию за то, что в солнцезащитных очках отсек кроме ультрафиолетовой части солнечного света еще и фиолетовую. Дело в том, что ультрафиолет и фиолетовый свет вреден для глаз, а у некоторых людей он приводит к дегенерации сетчатки и необходимости замены помутневшего хрусталика. А новый искусственный хрусталик с нанолюминофорами будет и защищать глаза, и давать лечебно-профилактический эффект с помощью красного цвета.
– Но, к сожалению, вопросы внедрения в жизнь подобных проектов решаются долго. Кооперации, инфраструктуры почти нет. В нашем наукограде до сих пор фактически не созданы условия для трансфера технологий. Структура Институтов РАН весьма консервативна. На Западе с этим гораздо легче, там высокие технологии – выгодный бизнес, которым занимаются много компаний. Работать там легче и дешевле. Сделал заказ в Интернете – и тебе привезли какой-нибудь необходимый реактив максимум через неделю. А нам почти все привозится с Запада, с большими накладными. Сделаешь заказ, он придет месяца через три, и обойдется в полтора раза дороже, чем моим зарубежным коллегам.
Конечно, есть позиции, где дела идут более или менее успешно. Но самый сложный момент – это когда ты все разработаешь, а потом видишь: дело дальше не идет. Тогда, скорей всего, самому надо браться за производство. «Роснано» деньги дает, если только изобретение уже готово и они могут профинансировать от силы 50% расходов на производство. А оставшуюся половину надо выкладывать или из своего кармана, или искать инвестора. И проблема в том, что частного наукоемкого бизнеса у нас в стране практически нет, то есть мало «умных» инвесторов. Принцип «хапка» отучил думать… А ситуация сложная, иностранцы нам прямо говорят: «России на мировом рынке нанотехнологий нечего будет делать: все уже обложено нашими патентами». Но, считаю, это так – и не так. Мы еще поборемся. У нас еще силен человеческий фактор – как в спорте. Да и мозги не совсем утекли. И кризис заставит умнеть бизнес.
Искусственная кожа: 20 лет спустя
Похожая проблема – нет инвесторов – и у другого пущинского изобретения, «искусственной кожи». Автор разработки – заведующий лабораторией роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики д.м.н. профессор Борис Гаврилюк. Этой темой Борис Карпович начал заниматься еще 20 лет назад, а в 1999 году за разработку ему даже дали Гос-премию.
Напомним, «искусственная кожа», или биосинтетическое раневое покрытие – это нанокомпозит, то есть смесь синтетических и природных полимеров. Он призван закрыть дефекты кожи, образовавшиеся в результате ранений, ожогов, трофических язв и других поражений. Суть такова: когда человек лишается кожного покрова, организм бьет тревогу. Сукровица, сгустки крови формируют корку, под которой идет усиленный синтез коллагена, в результате чего дефект ткани восполняется. Но, к сожалению, у такого «пожарного» заживления есть обратная сторона: большие количества коллагена после закрытия раны не могут рассосаться, образовываются рубцы.
Здесь же на рану накладывается пленка, по газопроницаемости адекватная кожному покрову. Она сама фиксируется на ране. Когда попадает на влажную поверхность, может принять форму, например, пальца, полностью обкрутив его. Главное, она не пропускает внутрь бактерии и микробы, позволяет коже дышать и сохраняет нормальную физиологическую влажность. При этом организм не получает того тревожного сигнала, что срочно нужно бросать все силы на заживление. Он получает сигнал, что рана закрыта, и можно ее залечивать в нормальном темпе. Соответственно, заживление идет без рубцов, причем раза в два-три быстрее, чем при обычных условиях.
В отличие от западного аналога искусственной кожи, представляющего собой чисто синтетическую пленку, отечественное покрытие может быть нескольких видов. В зависимости от типа введенных в ее основу биологически активных веществ, «кожу» можно использовать для лечения ран разных типов и на разных стадиях лечения, в домашних условиях и в условиях стационара. В отличие от импортных аналогов, в которых биологически активные вещества просто нанесены на синтетическую основу, разработанные материалы представляют собой настоящий нанокомпозит – смесь синтетического и природного материалов на наноуровне. Разработанная технология позволяет создавать пленочные материалы, основу которых составляет инертный синтетический полимерный каркас, во всем объеме которого распределены биологически активные вещества – полисахариды, белки, аминокислоты, лекарственные вещества, которые постепенно выходят в рану и стимулируют ее заживление. Это по всем показателям более прогрессивный продукт, и очень жаль, что он пока не может реализоваться в России.
– В настоящее время мы производим небольшие партии разработанных биосинтетических покрытий на базе лаборатории, – говорит Борис Карпович.
– Данные материалы прошли необходимые клинические испытания и использовались в ряде отечественных и зарубежных медицинских центров, – добавляет Ирина Селезнева, старший научный сотрудник лаборатории роста клеток и тканей. – Мы бесплатно предоставляем искусственную кожу в больницу Пущинского научного центра, часто оказываем помощь даже людям, пришедшим, по сути, с улицы. Но главная наша мечта – сделать так, чтобы разработанный нами универсальный вариант раневого покрытия, который может применяться в условиях клиники и в полевых условиях, был запущен в производство и попал на аптечные полки, чтобы любой мог его приобрести как бинты для лечения ожогов и сбитых коленок, обморожений и трофических язв.
– Грант мы получили, фирму создали, технологию разработали, но инвесторов для дальнейшего продвижения проекта пока не нашли,.. – вздыхает Ирина Ивановна.