Знание-сила, 2004 № 04 (922)

Игорь Батрак - надежда беззубых

Технологии, разработанные и еще вчера применявшиеся только в ВПК, приспособлены для самой гуманной отрасли промышленности — медицинской. Протезы зубов, лицевых костей и хрящей, тазобедренных суставов, изготовленные из материалов, недавно недоступных протезистам, намного удобнее, долговечнее, биологически благоприятнее традиционных. Для многих немаловажно — красивее.

Жалобы непризнанных гениев на безденежье приелись. Неужели нет ученых и изобретателей, приспособившихся к новым условиям?

Есть.

Мне удалось познакомиться с Игорем Константиновичем Батраком, начальником лаборатории газотермических технологий федерального государственного унитарного предприятия — «Научно-производственного предприятия «Квант» (ФГУП НПП «КВАНТ»).

Он произвел на меня сильное впечатление. Не случайно его рекомендовал энтузиаст ракетно-космического дела ныне покойный В.Р. Заявлин, один из разработчиков солнечных батарей, работающих на многих космических аппаратах.

— Протезирование, — рассказал И.К., — одна из древнейших отраслей медицины. Деревянные ноги, железные руки, золотые зубы применяются с незапамятных времен. Теперь никого не удивляют механизированные протезы рук, ног, почек, даже сердец!

А зубные протезы есть у большинства людей старшего поколения. Но проблем сколько! Неудобства, потертости и ранки на слизистых рта. Нередко аллергия на материал.

— На золотые, — попытался я блеснуть эрудицией, — наверное, не бывает?

— Увы! Главный недостаток золотых протезов — недолговечность: металл быстро истирается. Приходится довольно часто протезы менять. Недешево и неприятно.

Свои проблемы есть и у протезов из нержавеющей стали, особенно если их облицовывают пластиком под цвет естественной эмали. Красота сомнительная, а толщина коронки увеличивается солидно. Приходится спиливать больше материала, вернее, живой ткани зуба. Он после этой варварской операции быстрее раз в пять разрушится.

Еще тяжелее проблемы эндопротезирования. Всем хорош илизаровский эндопротез тазобедренного сустава. Одна беда: быстро, особенно у подвижных людей, изнашиваются трущиеся поверхности. Зазор между ними расширяется, в него проникает живая ткань. Каждое движение ее травмирует. Боль, нагноения, новообразования — все, что связано с травмами. Приходится вновь делать обширную операцию. Особенно тяжелую для пожилых людей.

Чтобы этой беде помочь, надо делать трущиеся поверхности из твердого, износоустойчивого материала. Просто это только в принципе: из прочного, тугоплавкого материала традиционными методами невозможно сделать детали сложных форм, присущих живому телу, с необходимой точностью. Она должна быть очень высокой: протез должен плотно прилегать к живой ткани, но нигде в нее не вдавливаться. Он должен быть органически нейтральным, иначе прилегающие ткани будут отторгаться организмом.

Обычным способом: с живого органа слепок, с него еще один и так далее три десятка операций из тугоплавкого с плохими литейными и пластическими свойствами материала, ничего не получается...

— Недаром, — вставил я, — весь мир занят проблемами протезирования, патентные фонды ломятся от предложений.

— В основном это мелочные усовершенствования традиционных технологий. Между тем ВПК развитых стран столкнулись с неожиданной проблемой: сложнейшие, сверхнадежные, сверхточные, а значит, многократно дублированные системы управления отказывали из-за аварий банальных переключателей. Без труда выяснили причину: высокие точность и чувствительность потребовали небывало частых переключений электрических цепей. Традиционные контакты между срабатываниями уже не успевают остыть — горят. Решение казалось поначалу простым: делать эти детали из сверхпрочных тугоплавких материалов, а не из привычных серебра и золота. Не станем углубляться в технологические тонкости — «простое» решение оказалось невыполнимым. Оптимальным оказалось нанесение на рабочую поверхность детали из традиционного материала тончайшей пленки — сверхтвердой. Но как этот неподатливый материал «намазать» на мягкое основание?

Решение, найденное лет сорок назад теоретически, показалось большинству специалистов парадоксальным: на мягкую, не тугоплавкую основу предлагалось направить струю «холодную» (от шести до двадцати тысяч градусов Цельсия, как на поверхности солнечной атмосферы), в которую подается порошок тугоплавкого материала.

— Эта технология была вскоре освоена?

— Нет, конечно. Ничто новое принципиально не входит в практику легко.

Игорь Константинович родился в последние мирные дни трагического сорок первого в Прилуках, недалеко от Чернигова, в интеллигентной семье — папа агроном, мама учительница.

Учился хорошо. Рабочий стаж зарабатывал маляром. Ремесло освоил легко и, по-видимому, неплохо; когда пришло время увольняться, чтобы поступить в институт, товарищи и начальство уговаривали остаться: зарплата, если не пренебрегать неутомительными частными заказами, намного больше, чем у профессора, всеобщее уважение. А студенческая жизнь тяжела и скудна. Да и перспективы неясны. Но друзей не послушал, поступил в московский физтех. Убедился в правоте товарищей-маляров: учиться оказалось нелегко. Но очень интересно, особенно если не только сдавать экзамены, но и в науку вникать.

В 1965 году окончил институт и стал стажером-исследователем в Институте земного магнетизма и распространения радиоволн Академии наук СССР (ИЗМИРАН). Попытался там сделать модель Солнца, чтобы выяснить некоторые подробности влияния светила на среду нашего обитания. Задача оказалась намного сложнее, чем ее представляли себе те, кто ее поставил. По молодости переживал неудачу, хотя теоретически знал: в науке отрицательный результат может быть очень ценным. Самое важное — именно тогда усвоил на всю жизнь основы научной работы. Теперь пришел черед снова задавать вопросы.

— Первая неудача отразилась на вашей судьбе?

— Конечно. Перешел во Всесоюзный научно-исследовательский институт источников тока (ВНИИИТ), где мы теперь разговариваем. Тогда здесь осваивался плазменный метод напыления твердых покрытий, конечно, не без трудностей и неудач.

Идет очередной эксперимент

Точные расчеты показали: каждая частица, сильно нагретая, несет ничтожное количество тепла. А по малости массы, несмотря на огромную скорость, передают мишени незначительную порцию энергии. Мишень нагревается на сто — двести градусов, не больше!

Парадокс? Нет, факт. Теория подтвердилась блестяще; оказалось, что можно напылять солидные материалы не только на крошечные контакты, но и на внушительные валы турбин, и на головные обтекатели ракет. Даже на тонкие синтетические пленки! Но все это выяснилось потом. А тогда неизвестно было многое: как получить «холодную» плазму, как регулировать ее параметры, как уберечь от ее разрушительного действия мишень и все вокруг, как отвести лишнее тепло — все проблемы не перечислить.

Нелегко нам пришлось: все — теоретические исследования, проектирование и изготовление экспериментальных образцов и специального оборудования, добывание материалов, приборов, литературы — приходилось делать самим. В условиях тотального дефицита именно это — доставание — было самым трудным.

— ЧП было много? Ведь все, с чем вы работали, было опасным!

— Конечно. Именно поэтому мы были особенно аккуратны и осторожны. Мы еще мало знали о «повадках» своих установок. Педантичная осторожность дала плоды: серьезных аварий не было. А результаты немалые: зарегистрировано 42 изобретения, опубликовано 140 научных работ.

— Ваши достижения востребованы?

— В значительной части — да. Основные потребители нашей интеллектуальной продукции — авиакосмическая, электронная, энергомашиностроительная промышленность. Впрочем, легче назвать отрасли, где эти технологии не применяются.

Широк диапазон возможностей: есть подложки с булавочную головку, есть многометровые. Соответственно, применяется различное оборудование: немало установок величиной побольше магистрального тепловоза мощностью многие тысячи киловатт ревут, как авиалайнер на взлете. Представить себе оборудование поскромнее для такого энергоемкого процесса было поначалу нелегко. Но «что страшно глазам, руки сделают» — мы спроектировали и изготовили в своей лаборатории медицинскую установку, умещающуюся на верстаке зубного техника, с питанием от бытовой сети. Шумит слабее настольного сверлильного станочка.

— В прейскуранте «Стоматологии» — протезы, изготовляемые методом напыления. Неужели струю плазмы можно направить в рот живого человека?

— Нет, конечно. Для пациента вся операция проходит, как обычно. Не станем пересказывать технологические подробности. Важен результат: протез тоньше, легче обычного, но намного прочнее и долговечнее. В конечном итоге, если и не дешевле, то во всяком случае выгоднее. Его не придется менять долго.

— Это все о стоматологии. А где взять оборудование?

— Мы его разработали. Нелегко уместить энергоемкий процесс, хорошо освоенный в крупном производстве, в зубопротезную лабораторию. Но удалось! Результаты — двадцать патентов РФ, четыре заявки (рассматриваются в ФИПС). Эти работы выполнены нашим коллективом с участием профессора Г. В. Большакова из Московского медико-стоматологического университета. Освоены совершенно новые технологии, например, нанесение биоактивных покрытий. Они предотвращают отторжение организмом тканей, контактирующих с протезом. Это особенно важно для долгой благополучной жизни с зубными протезами.

— Не сталкиваетесь ли вы с общей для большинства российских изобретателей проблемой — невостребованностью?

— Нет. Все медицинские и тридцать из сорока двух технических разработок внедрены в производство. Наше медицинское оборудование не залеживается на прилавке. Эта тематика, я уже об этом говорил, не единственная в нашей работе. Кое-что делается в прежде основных направлениях. Например, развитие теории двухфазных потоков (хорошо подкреплено экспериментами) потребовалось металлургам, химикам, энергетикам. Но прежние направления осваиваются, к сожалению, в сильно урезанных объемах. Мы раскрыли некоторые физические закономерности, представляющие прежде всего чисто теоретический интерес. Невозможно предсказать, как и кем эти новые знания будут использованы практически.

Здесь уместно подчеркнуть: созданный некогда научно-технический задел в значительной части еще не устарел. Кое-что удается внедрить. Но темп этого процесса таков, что лежащего под сукном хватит еще на много лет.

— А спрос на ваши протезы удовлетворен?

— Не знаю точно, я ведь поставляю на рынок не протезы, а научно- техническую информацию о том, как их делать. Судя по спросу на мои услуги, конечный продукт — услуги протезистов — имеет успех. Спрос, видимо, растет, значит, поле деятельности для коммерческих структур, желающих заработать большие деньги на новой технологии, необозримо.

— Позвольте усомниться: не слишком ли ваши отличные протезы дороги?

— В массовом производстве они недороги. Все технологии по мере совершенствования дешевеют. Проблем с расширением рынка, вероятно, не будет.

Содружество коллективов И.К. Батрака и Г. В. Большакова может по праву гордиться достижениями. Их занимают перспективы развития созданного. И поиск новых решений еще не решенных старых проблем и вновь возникающих, их тоже немало. И база есть: тандем Батрак — Большаков деньги не у государства выпрашивает, а зарабатывает.