Разработки и изделия курганского предприятия помогают восстановить функции и эстетику ампутированных рук
И это только одно из направлений, по которому ООО «Предприятие «Сенсор» сотрудничает с медициной. Ему, наверное, можно отдать пальму первенства среди других курганских заводов по использованию в производстве самых современных технологий, оборудования и научных достижений. Мы беседуем с генеральным директором «Сенсора», доктором технических наук Виктором Павловичем Кузнецовым в «святая святых» — кабинете, где проходит работа лаборатории «Научные исследования биомеханики и инжиниринга», совместно созданной предприятием и РНЦ «ВТО» имени академика Г.А. Илизарова (официально она является подразделением Центра). У круглого стола, за которым и происходит «мозговой штурм», стоит одна из уникальных совместных разработок — специальный стенд для исследования жёсткости костных биомеханических систем с аппаратами внешней фиксации и остеоинтегрируемыми имплантантами. В стене помещения — окно, выходящее на производственный цех. В нём, насколько можно увидеть, одни лишь современные станки с числовым программным управлением. Это совершенно понятно — не только шагая в ногу со временем, но и опережая его, «Сенсор», работающий с 1992 года, вопреки всем экономическим потрясениям, происходившим в стране и в регионе, занимает уверенные позиции на высококонкурентном рынке трубопроводной арматуры. Поэтому один из вопросов напрашивался сам собой.
— Виктор Павлович, почему вы, учитывая ваши успехи на профильном рынке, решили заняться таким сложным и хлопотным делом, как производство медицинских изделий?
— Наверное, это самый главный вопрос, как я занялся медициной и почему наше предприятие вступило в медицинский кластер. Вопрос этот серьёзный. С одной стороны, это стечение ряда обстоятельств. Первое из них — я защищал докторскую диссертацию в Томске, в Институте физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук. Одно из направлений исследований в этом институте связано с новыми технологиями изготовления медицинских изделий. К сожалению, в конце декабря 2018 года ушёл из жизни мой научный консультант и инициатор этого направления, член-корреспондент РАН Сергей Григорьевич Псахье. В институте рассказали мне о своих работах в области применения современных нанотехнологий для изготовления бинтов с обеззараживающими наночастицами серебра и других металлов. А я защищал диссертацию по нанотехнологиям обработки поверхностей деталей арматуры и насосов. Но здесь закономерности общие. Поэтому, когда защитился, то начал думать, как развивать это направление на курганской почве. Мы начали обсуждать эту тему с Илизаровским центром, с которым контакт имели и раньше. Они к нам регулярно обращались, поскольку мы тогда, более десяти лет назад, обладали хорошей технологической базой, современным оборудованием, которые были в Кургане у немногих. К тому времени у нас уже был опыт сотрудничества, мы изготовили для РНЦ ряд сложных изделий, например разновидность аппарата Илизарова для соединения тазобедренного сустава конструкции доктора медицинских наук Михаила Павловича Тёпленького. Никто не смог сделать такую конструкцию, а мы с нашим оборудованием и нашими технологиями термообработки оказались готовы. Затем появилось много других изделий, но все они были связаны с традиционной тематикой Центра Илизарова — чрескостным остеосинтезом.
Через некоторое время директор РНЦ «ВТО» Александр Вадимович Губин познакомил меня с доктором Александром Анатольевичем Корюковым. Александр Анатольевич рассказал о своей поездке в Швецию, где он изучал методы остеоинтеграции при восстановлении функций ампутированных конечностей, в частности пальцев, показал работы и имплантанты известного учёного Пера-Ингвара Бранемарка.
— Что же такое остеоинтеграция?
— Это один из видов интеграции имплантанта в костную ткань. При остеоинтеграции имеются непосредственный контакт и функциональная связь между имплантантом и костной тканью, на которую осуществляется нагрузка.
И вот после моего знакомства с доктором Корюковым мы решили заняться этим направлением. Мне оно было интересно ещё и как учёному, но в целом мы сначала даже не понимали, куда нас «кривая вывезет». Впрочем, так происходит всегда, но на это мы готовы идти, поскольку у нас мощный коллектив и в части производства, и в области науки. В его рядах несколько кандидатов наук, которые защитили под моим руководством диссертации по тематике работы предприятия.
Мы придумали целый ряд новых идей по остеоинтеграции и не останавливаемся на достигнутом. Вот я только вчера приехал из Уфы, где работает очень известный учёный, самый цитируемый в России в области материаловедения и один из мировых лидеров по разработке нанотитана доктор физико-математических наук Руслан Зуфарович Валиев. Ему я рассказал о РНЦ «ВТО» имени Илизарова, нашей лаборатории и идеях остеоинтеграции, которые мы придумываем за этим круглым столом.
— Разумеется, мозговым штурмом, идеями «на кончике пера» дело не может ограничиваться?
— Безусловно, научное исследование требует специальных приборов, особых методов. Вот я когда-то работал в Курганском государственном университете, а ранее в машиностроительном институте. Был более 30 лет заведующим кафедрой автоматизации производственных процессов, деканом технологического факультета. Но в связи с тем, что в КГУ нет ни современных приборов, ни оборудования, ни желания руководства идти в ногу со временем, что-то развивать и доводить до практического применения, оставалось только развести руками. Поэтому я ушёл из КГУ и работал в Томском политехническом университете, а потом — в Уральском федеральном университете имени первого Президента России Бориса Николаевича Ельцина и там работаю четыре с половиной года. Сейчас меня уже переизбрали на новый срок профессором на кафедре термообработки и физики металлов.
— Там вы и занимаетесь порошковой металлургией?
— В УрФУ много разных инновационных структурных подразделений. Одно из них — это региональный инжиниринговый центр, где есть немецкая машина для лазерного сплавления изделий из порошков титана и других материалов. Это очень важно, поскольку в медицине титан, точнее, его сплавы — это материал номер один.
— В чём же заключается идея ваших разработок?
— Вот смотрите, — Виктор Павлович показывает на стол, где разложены детали, внешне напоминающие шурупы или саморезы, и силиконовые протезы в виде ногтевой и средней фаланг пальцев рук. — У нас в Курганской области, по данным официальных источников, около 12 тысяч людей потеряли пальцы в результате производственных или бытовых травм. Иногда человек живёт с этой проблемой и не хочет восстанавливать утраченные функции кисти. Но зачастую пальцы теряют молодые люди — в авариях, других нестандартных ситуациях. Особенно страдают молодые девушки, им ходить без пальцев вообще неприлично, что ли. И мы с доктором Корюковым решили им помочь. Александр Губин принимает активное участие в развитии данного направления и переориентировал на него одно из отделений своей клиники. Эта работа продолжается, несмотря на то, что Корюков уехал в Санкт-Петербург. Правда, хотелось бы пожелать всем нам, чтобы эта тема развивалась более активно.
— Кроме вас и до вас кто-либо в России занимается или занимался проблемами остеоинтеграции?
— Занимаются хирурги в Москве, но они используют зарубежные имплантанты. Операции единичные, поскольку они достаточно сложные и дорогостоящие, на Западе такие стоят порядка двух тысяч евро, или 140 тысяч рублей. Но мы, естественно, учитывая финансовые возможности людей в нашей стране, это всё сделали дешевле. А в научном плане разработали принципиально новые имплантанты и совершенно новый подход к остеоинтеграции.
— Надо полагать, это стало развитием илизаровских идей?
— Фундаментальная идея Гавриила Абрамовича заключается в том, что остеоинтеграция, или остеогенез при сращивании костей, происходит быстрее, если давать на них нагрузку — сжимать или растягивать. Это его великий постулат. А поскольку растягивающие нагрузки в данном случае делать нельзя, мы нашли способ создать сжимающие нагрузки. Для этого необходимо было каким-то образом прижимать имплантант к кости и воздействовать на неё, поэтому мы сделали специальное нагрузочное устройство с пружиной, которое, в свою очередь, крепится к экзоскелету, похожему на перчатку, обнимающую кисть руки. Всё это у нас запатентовано, и в данном вопросе мы, как говорится, впереди планеты всей, сто процентов!
Перед тем, как делать такие операции людям, мы эту методику опробовали на животных, в частности на кроликах. Правда, пришлось и здесь придумывать, как зафиксировать имплантант, для этого использовалась часть аппарата Илизарова. Надо сказать, что проблема фиксации является одной из основных. Кроме того, встал вопрос, как бороться с воспалительными процессами в послеоперационный период. Таким образом, у управляемой остеоинтеграции есть три основных принципа: обеспечение требуемой компрессионной нагрузки на кость в послеоперационный период, внешняя фиксация биомеханической системы «кость-имплантант» и периодическая доставка антисептических и стимулирующих средств на интерфейс «кость-имплантант».
— И как были решены эти проблемы?
— В чём здесь суть? Мы впервые в мире придумали отверстие внутри имплантанта с боковыми отводами для того, чтобы через него вводить антисептики или же стимуляторы роста костной ткани. Были проведены исследования учёных — ветеринаров, биологов, морфологов — под руководством Александра Вадимовича Губина (я занимаюсь только инжинирингом и биомеханикой), чтобы доказать приживаемость имплантанта и найти закономерности этого процесса.
В РНЦ один из самых сильных в стране морфологических центров, и на снимках под микроскопом видны сформировавшиеся кровеносные сосуды. Кроме того, ещё доктор Александр Корюков показал, что этими искусственными пальцами люди свободно могут действовать, даже закручивать гайки.
— Кстати, о гайках. Честно признаться, изделия для имплантантов выглядят достаточно простыми.
— Но на самом деле за ними стоят высокие технологии и большая наука. Винты, которые имплантируются в кость, мы получаем на 3D-принтере в Екатеринбурге в инжиниринговом центре Уральского федерального университета. А для чего я ездил в Уфу? Там у Руслана Зуфаровича Валиева есть лаборатория, которая производит наноструктурированный титан. Мировые исследования в области цитологии показывают, что на него клетки прирастают гораздо лучше. Мы договорились делать из этого нанотитана имплантанты. Практика покажет, куда двигаться дальше.
— А какого прогресса добились ваши конкуренты в других странах мира?
— Мы можем сравнить свои достижения с опытом зарубежных коллег, мониторим через систему ResearchGate, так что всё, что выходит по этой теме в мире, я могу показать. — Виктор Павлович демонстрирует объёмистую стойку для документов, набитую препринтами научных работ. — Мы знаем каждый шаг Бранемарка и его компании, других учёных в этой области. Сейчас наибольшую конкуренцию представляют австралийцы, которые создали у себя мощную школу, туда уехало множество учёных, в том числе и из России. Их результаты, конечно, впечатляют, они уже проводят операции на длинных конечностях, например, по остеоинтеграции бедра, к таким имплантантам разрабатываются интеллектуальные протезы. Наверное, слышали печальную историю южноафриканского шестикратного чемпиона Паралимпийских игр Оскара Писториуса, который убил свою подругу, — на таких протезах он как раз и бегал.
— Ваши изделия, насколько известно, применяются и в области ветеринарии?
— Ведущий научный сотрудник экспериментальной лаборатории Центра Илизарова Андрей Александрович Еманов в настоящее время как раз пишет докторскую диссертацию по этой теме. Мы сейчас готовимся выпускать имплантанты, нагрузочные устройства, системы внешней фиксации для ветеринарии и представим эти изделия на выставке, которая будет проходить в рамках Илизаровских чтений. Например, нами изобретён и запатентован уникальный протез для собаки. Дело в том, как учил академик Илизаров, для того чтобы кости (а в нашем случае кость и имплантант) успешно прирастали, в месте соприкосновения должно происходить интенсивное кровоснабжение. Для этого должна быть сохранена биомеханика живого организма и мы придумали специальный эластичный протез, который собака будет ощущать так, словно она отталкивается своей естественной ногой. Другими словами, это очень наукоёмкое направление, и мы вместе с коллегами уже начинаем готовить монографию по управляемой остеоинтеграции, благо, у Центра Илизарова есть для этого замечательная база, необходимые научные приборы.
— Продолжим разговор о ваших изделиях для людей, ведь это не только имплантанты?
— Следующая идея возникла после того, как Александр Вадимович Губин и его коллеги побывали в США и посмотрели, как реабилитируются больные после тяжёлых операций на позвоночнике. В большинстве случаев пациент лежит на кровати на вытяжке, а ведь это катастрофа для мышц и других систем организма. А в одной из клиник США больные ходят внутри специальной тележки с обручем на голове, который крепится к пружинным растяжкам. Это называется HALO-система. На первый взгляд, она опять-таки проста, но на самом деле это очень сложная биомеханическая система, которая требует точнейших расчётов. Один из наших ведущих специалистов по вертебрологии доктор медицинских наук Сергей Олегович Рябых уже опубликовал статью о реабилитации пациентов с помощью этой технологии.
— Получается, что у вас перспективы очень хорошие. Но ведь не может быть так, чтобы не было проблем?
— К сожалению, не хватает людей, сейчас самый главный дефицит — это люди, которые хотят заниматься наукой, хотят жить не сегодняшним днём, а развиваться и получать зарплату, эквивалентную своим компетенциям. У нас ведь как — сразу надо идти в торговлю, чтобы деньги заработать и не думать о завтрашнем дне. Это жизнь такая, и эта проблема не только в Кургане, аналогично в Екатеринбурге и других городах. Кстати, в Уфе, например, как я посмотрел, намного лучше — там в лаборатории Руслана Валиева очень много молодёжи. Поэтому нужна какая-то ещё договорная деятельность, которая позволит людям здесь и сейчас получать достойные зарплаты, то есть необходимо выигрывать гранты, организовывать малые предприятия, чтобы реализовывать свои проекты. А для этого нужно постоянно работать — как спортсмены тренируются с утра до вечера, так и учёные должны работать от рассвета до заката. В Екатеринбурге раньше десяти вечера из лаборатории никто не уходит из тех, кто участвует в научных группах, которые что-то зарабатывают.
Так что, отвечая на заранее заданные вопросы об участии в национальном проекте «Наука», о поддержке государства, я скажу так, что в нашей работе, как и в любом другом деле, всё определяет личность. Вот в футболе я болею за команду «Урал» — убрали одного игрока, Эрика Бикфалви, и отдали «Локомотиву» Кубок России. А в нашем деле роль личности особенно велика, вокруг неё формируются научные школы, а потом, когда эти люди уходят, всё затухает. Успех достигается только напряжённым трудом, и я всегда с радостью смотрю на молодёжь, тех, кто выдержал такой темп и теперь сам остаётся здесь до восьми, до девяти вечера, — от них есть толк. Вот Андрей Скоробогатов, выпускник Курганского госуниверситета, я его увлёк, он поступил в аспирантуру вначале КГУ, потом я перевёл его в УрФУ, и он защищал диссертацию по материаловедению на очень высоком уровне.
Но всё же, слава Богу, у нас предприятие уже 27 лет работает. Сколько за это время было сложных моментов! Вы помните, какие проблемы были в 1998 году, тогда мы практически «обнулились», в 2008 году в первый кризис было очень тяжело, в 2014 году… И сейчас очень сложно, конкуренция громадная. Вот ещё и поэтому мы занялись медициной — нужно идти туда, где можно заработать.
Но, по большому счёту, поскольку в медицинском кластере есть головной научно-образовательный центр — РНЦ «ВТО», который должен быть в каждом таком объединении, нам удаётся двигать вперёд и знания. Мы обратили своё внимание на медицину, разумеется, не только в интересах бизнеса. Это далеко не случайно. Сейчас практически все учёные, которые занимаются материаловедением, параллельно работают в медицине — потому, что за этим будущее. Не за ракетами, не за самолётами, будущее за тем, чтобы человек жил дальше после тяжёлых травм или болезней, связанных с ограниченной подвижностью. А для этого мы должны, используя наши изделия, помочь ему адаптироваться, восстановиться и вернуться к полнокровной жизни.
— Спасибо за интервью.
Теги: промышленность, сенсор
Газета Курган и Курганцы Новости Кургана не пропустите важные новости
