Отто Вихтерле

Отто Вихтерле (чеш. Otto Wichterle; 27 октября 1913, Простеёв, Австро-Венгрия — 18 августа 1998, Страгов, Чехия) — чешский химик, изобретатель и предприниматель, известный прежде всего как создатель первых мягких контактных линз и основоположник современной гидрогелевой химии. Внёс значительный вклад в развитие полимерной науки, биоматериаловедения и офтальмологии.

Биография

Ранние годы и образование

Отто Вихтерле родился в семье владельца небольшой фабрики по производству сельскохозяйственной техники в городе Простеёв (Моравия). После окончания гимназии в 1932 году поступил на химический факультет Высшей технической школы в Праге (ныне Чешский технический университет). В 1936 году получил степень инженера-химика, а в 1939 году — докторскую степень (PhDr.) в области органической химии. Его научным руководителем был профессор Эмиль Воточек, специалист по химии сахаров.

Научная карьера в Чехословакии

В 1940-х годах Вихтерле работал в Исследовательском институте резины и пластика в Злине (ныне Томашов), где занимался синтезом полимеров и разработкой новых материалов. В 1948 году, после прихода к власти коммунистического правительства, он был назначен профессором химии в Высшей технической школе в Праге. В 1950-х годах Вихтерле основал кафедру полимерной химии в Химико-технологическом университете в Праге, став одним из ведущих специалистов в этой области в Восточной Европе.

В 1952 году он был избран членом-корреспондентом Чехословацкой академии наук (ЧСАН), а в 1955 году — действительным членом. В 1958 году Вихтерле возглавил Институт макромолекулярной химии ЧСАН, который под его руководством стал одним из ведущих центров полимерной науки в мире.

Изобретение мягких контактных линз

Ключевое изобретение Вихтерле — мягкие контактные линзы — было сделано в 1961 году. В то время он работал над созданием биосовместимых полимеров для медицинских целей. Вихтерле синтезировал гидрогель на основе поли(2-гидроксиэтилметакрилата) (pHEMA), который обладал способностью впитывать воду и становиться мягким, сохраняя прозрачность.

Первые линзы были изготовлены вручную на самодельном устройстве, собранном из деталей детского конструктора «Меркур» (Merkur) и велосипедного насоса. 7 декабря 1961 года Вихтерле получил чехословацкий патент на «мягкую контактную линзу» (патент № 133 486). В 1965 году он передал права на производство линз американской компании Bausch & Lomb, которая начала массовое производство под торговой маркой Soflens.

Эмиграция и работа в США

В 1968 году, после вторжения войск Варшавского договора в Чехословакию, Вихтерле эмигрировал в США. Он работал в качестве консультанта в Bausch & Lomb, а также в других компаниях, занимающихся офтальмологическими продуктами. В 1970-х годах он разработал технологию изготовления линз методом центробежного формования (spin-casting), что позволило значительно удешевить и ускорить их производство.

В 1972 году Вихтерле получил гражданство США. Он продолжал активную научную работу до конца жизни, публикуя статьи и читая лекции. В 1990-х годах, после падения коммунистического режима, он неоднократно посещал Чехию, где был удостоен множества наград.

Смерть и наследие

Отто Вихтерле скончался 18 августа 1998 года в возрасте 84 лет в Праге, куда приехал на научную конференцию. Похоронен на кладбище в городе Простеёв. Его наследие включает более 200 научных публикаций и 80 патентов. В 2007 году он был посмертно включён в Американский зал славы изобретателей (National Inventors Hall of Fame).

Научные достижения

Полимерная химия и гидрогели

Вихтерле считается одним из основоположников химии гидрогелей — полимерных сеток, способных удерживать большое количество воды. Он первым синтезировал и систематически изучил свойства поли(2-гидроксиэтилметакрилата) (pHEMA), который стал основой для мягких контактных линз, а также для многих других биоматериалов, включая имплантаты, системы доставки лекарств и перевязочные материалы.

Мягкие контактные линзы

Изобретение Вихтерле произвело революцию в офтальмологии. До появления мягких линз использовались только жёсткие газопроницаемые линзы, которые были неудобны и часто вызывали раздражение роговицы. Мягкие линзы из гидрогеля pHEMA обеспечивали комфортное ношение, высокую кислородопроницаемость и возможность коррекции широкого спектра нарушений зрения (миопия, гиперметропия, астигматизм).

Ключевые технические характеристики первых линз Вихтерле:

• Материал: поли(2-гидроксиэтилметакрилат) (pHEMA) с содержанием воды 38–40%.
• Диаметр: 13–14 мм.
• Толщина: 0,1–0,2 мм.
• Кислородопроницаемость: около 10–15 Dk/t (единиц кислородопроницаемости).
• Срок ношения: до 1 года (при правильном уходе).

Другие изобретения

Помимо контактных линз, Вихтерле разработал:

• Гидрогелевые повязки для лечения ожогов и ран (на основе pHEMA).
• Биосовместимые имплантаты для пластической и реконструктивной хирургии.
• Системы контролируемого высвобождения лекарств на основе гидрогелей.
• Полимерные мембраны для фильтрации и разделения жидкостей.

Применение и значение

Офтальмология

Мягкие контактные линзы стали одним из самых массовых медицинских изделий в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), к началу XXI века более 140 миллионов человек в мире использовали контактные линзы, из которых более 90% — мягкие. Изобретение Вихтерле позволило:

• Улучшить качество жизни людей с нарушениями зрения.
• Снизить риск осложнений (кератит, язвы роговицы) по сравнению с жёсткими линзами.
• Расширить возможности коррекции зрения при астигматизме и пресбиопии.

Биоматериаловедение

Гидрогели на основе pHEMA и его производных широко используются в медицине:

• Имплантаты: мягкие линзы для глаз, капсулы для грудных имплантатов, искусственные хрящи.
• Перевязочные материалы: гидрогелевые повязки для ожогов, ран, пролежней.
• Системы доставки лекарств: контактные линзы с лекарственным покрытием для лечения глаукомы, синдрома сухого глаза.
• Тканевая инженерия: скаффолды для выращивания клеток роговицы, кожи, хрящей.

Промышленность

Полимеры, разработанные Вихтерле, нашли применение в:

• Производстве мягких контактных линз (Bausch & Lomb, Johnson & Johnson, Alcon, CooperVision).
• Производстве гидрогелевых покрытий для медицинских инструментов (катетеры, стенты).
• Создании «умных» материалов (гидрогели, реагирующие на pH, температуру, свет).

Критика и споры

Экономические аспекты

Вихтерле передал права на патент Bausch & Lomb за символическую плату (около 1 миллиона долларов), что впоследствии вызвало критику со стороны некоторых чешских политиков и экономистов, считавших, что страна потеряла потенциальные миллиардные доходы. Однако сам Вихтерле утверждал, что в условиях социалистической экономики Чехословакия не имела ресурсов для массового производства линз, и передача прав была единственным способом внедрить изобретение в практику.

Патентные споры

В 1970-х годах Bausch & Lomb столкнулась с судебными исками от конкурентов, оспаривавших патент Вихтерле. В 1983 году Верховный суд США подтвердил действительность патента, признав Вихтерле единственным изобретателем мягких контактных линз. Тем не менее, некоторые историки науки указывают, что параллельные разработки велись в СССР (исследования под руководством А. Н. Несмеянова) и Великобритании (работа Нормана Гейлорда), но они не привели к созданию коммерчески успешного продукта.

Этические вопросы

Вихтерле критиковали за использование в экспериментах животных (кролики, мыши), хотя сам он настаивал на необходимости тестирования биосовместимости материалов. В 1990-х годах он выступил против использования контактных линз в косметических целях (цветные линзы), считая это неоправданным риском для здоровья глаз.

Интересные факты

• Первые мягкие контактные линзы Вихтерле изготовил на кухне своей квартиры в Праге, используя детский конструктор «Меркур» и велосипедный насос. Это устройство позволяло формовать линзы методом центробежного литья.
• Вихтерле был заядлым велосипедистом и часто ездил на работу на велосипеде, даже в преклонном возрасте.
• В 1993 году астероид, открытый чешскими астрономами, был назван в его честь — (3899) Wichterle.
• В 2013 году, к 100-летию со дня рождения Вихтерле, в Чехии была выпущена памятная монета номиналом 200 крон.
• Вихтерле отказался от предложения правительства Чехословакии вернуться на родину в 1989 году, сославшись на «нежелание жить при коммунистическом режиме».
• В 2005 году, по результатам опроса, проведённого Чешским телевидением, Вихтерле был признан «величайшим чешским изобретателем XX века».

Источники

• Wichterle, O. (1961). "Měkké kontaktní čočky" (Patent ČSSR č. 133 486).
• Wichterle, O., & Lim, D. (1960). "Hydrophilic Gels for Biological Use". Nature, 185(4706), 117–118.
• Wichterle, O. (1992). "Vzpomínky na vynález měkkých kontaktních čoček" (воспоминания).
• Bausch & Lomb. (1965). "History of Soft Contact Lenses" (корпоративный архив).
• National Inventors Hall of Fame. (2007). "Otto Wichterle: Soft Contact Lenses".
• Чешская академия наук. (1998). "Otto Wichterle: Život a dílo" (биографический очерк).
• Всемирная организация здравоохранения. (2000). "Global Data on Contact Lens Use" (статистический отчёт).