Разработка биоматериалов, то есть материалов, совместимых с живыми тканями человеческого тела, сегодня является одним из важных направлений научных поисков. На этот раз мы решили поговорить с теми, кто непосредственно занимается их разработкой в стенах университета. Для этого мы специально выбрали не маститых ученых, а молодых людей, чтобы попутно ответить на еще один вопрос: что значит сегодня быть молодым ученым в России?
Прочесть первую часть этого разговора и узнать истории других ученых можно здесь.
Александр Комиссаров
Научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Гибридные наноструктурные материалы» НИТУ «МИСиС»
Я понял, что хочу остаться в науке, когда сам начал преподавать в рамках аспирантского учебного плана, стал научным руководителем у студентов, которые писали бакалаврские выпускные работы или магистерские диссертации. У меня специализированный технический курс, в котором много лабораторно-семинарской работы, и как только ко мне стали приходить ребята и мы начали вести с ними самостоятельную исследовательскую деятельность, я понял, что останусь в науке навсегда.
Не то чтобы я об этом думал изначально. Как раз будучи студентом сам, я не думал, что останусь в науке. Но мне было очень интересно. Я заканчивал высшее техническое образование здесь, в нашем университете, в 2008 году, и мне очень повезло, что как раз в том году начала работать Программа развития НИТУ «МИСиС». Не надо путать с «Программой 5-100», она позже была. А тогда еще ректором университета был Дмитрий Ливанов, будущий министр образования и науки России. Наш университет получил существенное финансирование, и на кафедре решили открыть новую лабораторию. И я ее практически сам организовал: принимал ремонт помещений, мы выбирали и закупали оборудование, заносили, запускали, я для этого проходил специальное обучение. И в мае 2008 года наша лаборатория получила государственную аккредитацию.
После этого заведующий кафедрой предложил нам остаться на кафедре — мне и моей сокурснице, с которой мы все это делали. Мы с ней, кстати, потом поженились. Она занималась всей документальной частью, необходимой для аккредитации, а я — больше технической частью. С тех пор мы так вместе и держимся. Сейчас таких лабораторий в НИТУ «МИСиС» всего две, и одна из них наша.
Был ли у меня другой выбор? Достаточно посмотреть на тех, с кем я учился первые пять лет. Мы все поступали, когда еще не было такого бешеного конкурса в НИТУ «МИСиС», как сейчас. Я сам из Череповца, поступал по направлению от «Северстали». Нас в группе было 23 человека, и из всех, кто выпустился в 2008 году, в университете остался я один. Чем сейчас занимаются мои бывшие однокурсники? Я знаю, что процентов 60–70 пошли торговать металлом или оборудованием для металлообработки. Мы были очень хорошими специалистами в металлургии, никого не надо было специально готовить, достаточно было просто обучить ведению переговоров. Ведь как часто бывает: приходит человек с опытом торговли, но ничего не знает о продукте и поэтому ничего не может продать. А у тут была другая ситуация: мы все знали о продукте, потому что нас в университете этому научили. Поэтому ребята уходили в продажи. Какова сейчас их судьба, я не знаю.
Я же без проблем поступил на кафедру, стал единственным аспирантом того года и уже почти десять лет работаю на кафедре. Защитился, получил степень кандидата технических наук. Кстати, у меня два образования, полученных в НИТУ «МИСиС», — техническое и экономическое, а также параллельно с обучением в аспирантуре я поступил в Московскую финансово-юридическую академию, получил степень MBA по специальности «Мастер делового администрирования», закончил магистратуру по направлению «Стратегический менеджмент». Это пригодилось, потому что здесь, в нашей лаборатории, мы участвуем в хоздоговорных работах, в проектах Министерства образования и науки, других министерств. Вот недавно выиграли два очень больших проекта Министерства промышленности, в общей сложности на 360 миллионов рублей.
Но, конечно, занимаюсь я не только менеджментом, но и наукой. Один из наших проектов как раз сейчас находится в стадии изучения по поводу выдачи патента на интеллектуальную собственность. Он касается создания биорезорбируемых магниевых сплавов медицинского назначения. Что такое биорезорбция? Это, условно говоря, растворимость материалов в физиологических жидкостях. Вот магний очень хорошо корродирует в жидкости человеческого тела. Поэтому мы создаем магниевые сплавы специального химического состава, который позволяет контролировать скорость этой коррозии по мере того, как сплавы проходят определенные деформационно-термические операции.
Эти сплавы используются в восстановительной хирургии, в основном в онкологии, в случае поражения костной ткани, например бедренных костей или ребер. Очень часто в онкологии, когда болезнь находится на критической стадии, остается только удалить опухоль, другого пути нет. И чтобы человек не потерял подвижность, ему устанавливают имплантат, либо на полимерной основе, либо на металлической. Мы как раз работаем по металлам, с магнием. Из него можно сделать, например, реберный имплантат, который пациенту устанавливают вместо удаленной части ребер. Через несколько месяцев магниевый слой растворяется, а на его месте прорастает кость, которая благодаря имплантату приобретает свою изначальную геометрию.
Так вот, в чем наше открытие. Как известно, есть металлы,обладающие бактерицидными свойствами, то же серебро. Сегодня в имплантаты из полимеров специально добавляют бактерицидные частицы, чтобы предотвратить сепсис, препятствовать отторжению организмом инородного тела. А мы, поскольку работаем с онкологией, решили пойти другим путем — не оберегать клетки, а убивать, потому что в случае рецидива раковые клетки снова могут начать расти. Мы хотим исключить их повторное появление, и поэтому делаем свои сплавы токсичными. Мы выбираем между двумя крайними точками: либо человек умирает от рака, либо мы его спасаем, но ему приходится бороться с токсичностью нашего имплантата. Но вторая проблема решаема с помощью специальных медицинских препаратов. И вот мы придумали подходящую композицию этого магниевого сплава, она уже прошла одну из стадий клинических испытаний. До мышей мы пока не дошли, это следующий этап, но предварительные эксперименты показали перспективные результаты.
В чем особенность этой истории? В коллаборации между представителями совершенно разных наук. У меня нет медицинского образования, а медики ничего не понимают в материаловедении. Я прихожу к ним и спрашиваю: «Какие вы клетки подсадили?» — «Мы подсадили раковые клетки». Что это такое, я не знаю, но они знают, и мы сообща разрабатываем и выполняем те требования к материалу, которые, условно говоря, ставит сама жизнь.
Вообще, сплавы бывают очень индивидуальными, под конкретного человека. Это касается даже архитектуры имплантата. Сначала делается томография, потом изготавливается 3D-модель, и уже эту модель печатают. Правда, так больше работают с полимерами. Магний очень сложно печатать — это взрывоопасно. Но в чем особенность биорастворимых материалов? В том, что он не требует повторного извлечения, полностью растворяется в теле человека. Пока что в медицинские используются, в основном, титановые сплавы. А титан вообще не корродирует в нашем теле. Например, если человеку делают трепанацию черепа и ставят титановую пластинку вместо кости, то он так и будет с ней ходить. А если кость растет, и имплантат надо удалять, как быть? Приходится делать повторный надрез и, как рассказывают врачи, извлечение имплантата очень часто наносит больший вред, чем его установка. А биорезорбируемые материалы тем и хороши — ставишь имплантат один раз, следишь за его «жизнью» в течение нескольких месяцев, и все — на его месте здоровая кость.
Но это не единственный наш проект, мы параллельно ведем еще один, связанный с нефтегазовой областью. Речь идет о создании новой марки трубной продукции для прямолинейных трубопроводов, которые доставляют нефтесодержащие продукты от скважины до первых сепарирующих и очистительных станций. Это всего 10–15 километров, но для нефтяников это большая проблема. Вот представьте: пробурили скважину, пошел первый продукт, а степень его обводненности составляет до 97 процентов, то есть нефти там может быть всего три процента. Все остальное — это минерализованная вода и всевозможные твердые фракции. А еще там есть сероводород, СО2, кислород в чистом виде, это сильнейшие коррозионные агрессоры. При этом поток турбулентный: все это постоянно перемешивается, крутится-вертится. И поэтому прямолинейные трубопроводы страдают больше не от внешней коррозии, а от внутренней. Труба с 8-миллиметровой стенкой, рассчитанная на 5–6 лет работы, может «прогореть», как говорят сами нефтяники, буквально за два месяца, за 56 дней, был такой случай. Я сам ездил на скважину в Оренбургской области — у них там по четыре сквозных «прогара» в день. Падает давление, бригаде приходится выезжать, искать место повреждения, вырезать его, заменять этот участок.
Поэтому мы разрабатываем абсолютно новую марку стали, новую сквозную металлургическую технологию — от выплавки до прокатки и создания готового продукта. Работаем непосредственно с трубными заводами, выбираем технологии сварки. В этом проекте, кстати, у меня работают студенты — магистры, бакалавры. Ребята защищают прекрасные работы на «отлично».
А еще мы проводим экспертизы. Вот у меня сейчас выходят две работы. Одна касается причин разрушения металлической оси шарнирной опоры гидрозатвора на плотине гидроэлектростанции. Вот представьте: надо усилить поток воды, проходящей через плотину. Поднимается гидрозатвор, такая штора, и идет вода. И вот эта ось, на которой держался гидрозатвор, сломалась. Вес был полторы тысячи тонн, что-то не выдержало. Она реально упала, и пошла вода. Человеческих жертв, к счастью, не было. Мы устанавливаем причины разрушения. Также параллельно для нефтяников делаем экспертизу. У них упал крюк, который держит бурильную колонну. Очень повезло, что никто не пострадал, — там было четыре бурильщика, они только-только прикрутили новую секцию, колонна пошла опускаться, а они отошли, потому что так по технике безопасности положено. И тут она упала. А если бы упала, когда они там гаечными ключами работали, их бы не осталось в живых. И вот нам привезли эти детали на экспертизу, мы устанавливаем причину разрушения и даем рекомендации заводу-производителю, чтобы в будущем минимизировать возможность таких инцидентов.
То есть мы все время работаем с производством, с конкретными задачами, с партнерами. Мы не занимаемся исключительно научной деятельностью. Мы закончили техническую специальность, получили звание инженеров. Но и инженер сейчас — совсем не тот, что раньше, я все время и студентам об этом говорю, это не какая-то скучная, никому не нужная профессия. Вот и Ливанов в свое время сказал, что современный инженер уже не может быть просто инженером. Он и менеджер, и руководитель, и администратор, и проектировщик, и вдохновитель. Я, в каком-то смысле, ломаю стереотипы, у меня очень широкий круг занятий. Я сам нахожу заказчика, веду переговоры, мы вместе обсуждаем техническое задание, создаем проект. И наша работа становится все интереснее и интереснее.
Мне приходится по работе много общаться и много ездить. Я постоянно бываю на Череповецком металлургическом комбинате, езжу на трубные заводы, сейчас с нефтяниками катаюсь на скважины. К медикам езжу. Это отнимает много сил и времени, зато у нас идеальная переговорная среда — на месте встречаемся с партнерами, все обсуждаем.
Конечно, нельзя заниматься только работой. У нас с женой маленький сын, ему нет еще трех лет, и я стараюсь уделять ему побольше времени. Например, учу его играть в хоккей — он уже владеет клюшкой, мы с ним единственные на площадке, кто реально играет, остальные дети и папы на нас только смотрят. Сам я больше увлекаюсь футболом, ярый болельщик московского «Спартака», бываю на выездах с командой. И сам играю — наша команда в прошлом году заняла первое место в одном из любительских чемпионатов Москвы, где играют шестнадцать команд. А раньше еще в КВН играл, в Череповце, но и в Москве успел, мы даже ездили с выступлениями в другие города.
Вообще, я убежден, что мы все в чем-то талантливы, просто надо этот талант в себе развить. И наука дает для этого все возможности. На первом этапе может быть сложновато, но потом наука, университет дадут тебе все рычаги для личностного развития. Взять тот же НИТУ «МИСиС». Вот я сейчас — участник кадрового резерва. С нами работают постоянно. Сейчас у нас есть лидерская программа. Потом с нами будут вести проектную деятельность, обучать этому. Я принимаю участие в стратегических сессиях университета. Мы обсуждаем его будущее, в каких направлениях двигаться. Но, наверное, в любом университете можно создать какой-то вариант взаимодействия, чтобы развиваться достаточно быстро и серьезно. Я как-то спросил моего товарища, который работает в компании: «Как компания о тебе заботится?» Он говорит: «Да никак». Оказывается, компания не заинтересована в развитии своего сотрудника, потому что более опытный сотрудник потребует более высокую оплату. Им дешевле нанять нового и кое-как обучить его, чем развивать того, кто уже есть.
В университете, к счастью, все наоборот. Потому и проекты, которые мы ведем, мы принимаем как свои. У меня есть свой коллектив, своя лаборатория. Студенты, у которых я веду занятия и которым рассказываю про свои проекты, потом приходят и хотят остаться на кафедре — мы даже за практику взяли встречаться с бакалаврами третьего курса и рассказывать им про себя. И бренд университета мы стараемся развивать. Если НИТУ «МИСиС» борется за вхождение в топ мировых рейтингов, то и внутри России мы можем благодаря нашим проектам занять лидирующую нишу.
А еще я в каждом проекте стараюсь найти социальную составляющую. Все-таки это не менее важная мотивация, чем, например, деньги. Для меня так даже более важная. Взять хоть тех же нефтяников. Они вынуждены из-за низкого качества труб, на которых образуются сквозные промывы, что, в свою очередь, приводит к розливу нефтесодержащих продуктов, закладывать в стоимость владения трубопроводом еще и экологические штрафы. Все это отражается на стоимости того же бензина, который мы все с вами покупаем. Нельзя забывать и про вред, который наносится природе. И если мы решим эту проблему, мне лично будет приятно. А для университета, я думаю, это будет чрезвычайно полезно.
Беседовал Дмитрий Иванов