Женщина спала под наркозом. Человек в белом халате сначала что-то делал с лицом спящей с помощью мелких блестящих инструментов, затем взял в руки долото и молоток. Наблюдавшему за операцией Эмилю Соболю, специалисту по лазерам, ранее не имевшему никакого отношения к хирургии, поплохело. Он и не предполагал, что перегородку носа исправляют таким варварским способом.

До этого дня Эмиль Соболь много лет занимался материаловедением и лазерами. В крупнейшую на Крите университетскую клинику к хирургу-отоларингологу Эммануэлю Хелидонису он приехал осенью 1992 года. Знакомство же их состоялось несколькими месяцами раньше в Москве, во время российско-греческого семинара по лазерным технологиям. Именно тогда Хелидонис попросил помочь ему в решении одной проблемы. Чтобы имплантировать слуховые аппараты, ему приходилось высверливать пациентам маленькие отверстия в хрящевых тканях. И хотя делал он это самым тонким хирургическим инструментом, в том числе и лазерным, все равно появлялись микротрещины. Хелидонис пригласил Соболя поехать на Крит помочь ему разобраться с лазером.

Кажется, я сделал там открытие

"Хорошие идеи приходят в голову от безделья в хорошем месте, - шутит Эмиль Соболь. - Проблема Хелидониса была решена за день: просто нужно было сменить лазер и режим его работы". Поскольку российскому ученому пришлось долго ждать разрешения чиновников на работу в греческой клинике (без этого нельзя было получить заработанные деньги), он решил поприсутствовать на операциях и посмотреть, можно ли еще что-нибудь улучшить с технической стороны. После обычной операции по выпрямлению перегородки носа, во время которой хирург удалял часть хряща, Соболь поделился с Хелидонисом переполнявшими его эмоциями. Тот ответил: "Вот ты бы и придумал, как выпрямить носовой хрящ, заменив лазером молоток и долото".

Эмиль Соболь занялся экспериментами с вырезанными хрящами. Хелидонис поставлял хрящи, а Соболь колдовал над ними с лазером. Российский материаловед предположил, что в структуре живой и мертвой материи должно быть сходство. Например, в реальных кристаллах кристаллическая решетка отличается от идеальной наличием дефектов. "Они-то во многом и определяют механические свойства материала, дают возможность воздействовать на него целенаправленно, - рассказывает Соболь. - Если решетка идеальная, материал очень прочен и нагревание лазером мало что меняет. Если же есть дефекты структуры, то при нагревании облегчается процесс деформации и материалу можно придать новую форму. Я предположил, что и в хряще тоже есть такие 'дефекты' или неоднородности структуры, которые позволят выпрямлять хрящ, а потом, под воздействием лазера, фиксировать его в нужном положении без повреждения ткани".

Соболь "играл" с тремя основными параметрами - длиной волны лазерного излучения (лазерный луч должен пронизать всю толщу хряща, чтобы прогреть его равномерно), температурой и временем нагрева (чтобы размягчить хрящ без его повреждения). "Это как с утюгом, - объясняет Соболь. - Если быстро прикоснуться к горячему утюгу, с кожей ничего не случится, но если вы удержите палец чуть дольше, получите ожог".

Соболь довольно быстро подобрал необходимые параметры (длина волны 1,56 мкм, температура 70-80 градусов, время нагрева 1-2 секунды). Он разгибал и сгибал хрящи, и после облучения они сохраняли форму, которую он им придавал. Хелидонис уже после первого опыта радовался так бурно, что отменил все операции, кроме срочных. Он делал только операции на носе, чтобы поставлять коллеге материал для экспериментов. Месяца через полтора, когда набралась целая коллекция хрящей разных форм, Хелидонис решительно заявил: "Сегодня будем делать операцию по-новому. Будешь мне помогать".

Эмиль Соболь вспоминает: "Я, честно говоря, сначала струхнул. Одно дело работать с хрящами 'на выброс', совсем другое - отдать выпрямленный хрящ хирургу, чтобы он его водворил в нос. К тому же тогда я еще не до конца понимал механизм процесса и не мог гарантировать, что через некоторое время хрящ не потеряет приданную ему форму".

Впрочем, времени на раздумья не было, пациент уже был под наркозом. Хирург положил перед Соболем на стерильный стол вырезанный кусок хряща... Затем выпрямленный хрящ был благополучно возвращен на свое природное место.

Вернувшись с Крита, Соболь задумался над тем, как исправить носовую перегородку, вообще не вырезая хрящ, а облучив ее лазером в носу пациента. Он поделился этой идеей с руководителем лаборатории Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ, г. Троицк) Виктором Баграташвили, завершив свой рассказ фразой: "Кажется, я сделал на Крите открытие".

Теория свободных ершиков

"Он действительно придумал потрясающую вещь, - рассказывает Виктор Баграташвили. - Когда он рассказал об экспериментах на Крите, мы поняли, что за это стоит взяться как следует". Еще более укрепили лазерщиков в этой мысли врачи-отоларингологи. Оказалось, что это огромный рынок: 25% населения планеты имеет искривленную носовую перегородку, многим она мешает нормально дышать. Операции же по выпрямлению перегородки носа довольно неприятны, кровавы и имеют много болезненных осложнений, и что еще хуже, случаются рецидивы. Исправлять нос второй раз уже никто не решается.

В ИПЛИТе сформировали группу под руководством Соболя, привлекли к работе специалистов-медиков. Соболь и сам за довольно короткий срок хорошо изучил, как устроен хрящ, и стал исследовать механизм изменения его формы.

Хрящ состоит из клеток и межклеточного пространства (матрикса) - эластичного каркаса из волокон. К каркасу водой "приклеены" соединения белков и полисахаридов, похожих на маленькие щеточки, наподобие ершиков, какими моют бутылки, только в тысячи раз меньше, размером 0,5 мкм. Волоски этих щеток отрицательно заряжены.

"Когда вы сгибаете, к примеру, ухо, - объясняет Соболь, - в вогнутой его части щеточки сближаются друг с другом, и отталкивание одноименных зарядов стремится разогнуть согнутый хрящ. Собственно, электрическое отталкивание и служит причиной механических напряжений в хрящевой ткани, это напряжение и возвращает ухо в исходное положение, когда вы его отпускаете".

Если хрящ согнуть и нагреть его лазером, часть щеточек "отклеится" от каркаса и переместится из сжатой области в растянутую, а после остывания ткани щеточки зафиксируются в новом положении, что и будет удерживать хрящ в согнутом виде. Если хрящ в результате травмы или других причин уже изогнут, его щеточки расположены неравномерно (вот она, неоднородность структуры, о которой думал материаловед Соболь). При механическом выпрямлении хряща и его нагреве лазером щеточки "отклеиваются" и распределяются более равномерно. После охлаждения хрящ останется прямым.

Хелидонис, оперировавший с применением новой технологии до проведения предклинических испытаний, конечно, шел на риск (маститый практик, уверенный в результатах, он взял эту ответственность на себя). Уже потом, в Москве, ученые провели массу опытов на кроликах и поросятах. Покупали на фермах кроликов, а поросят брали в подсобном хозяйстве одной воинской части, а потом возвращали их обратно с волнистыми ушами. Во время одного из опытов от них на улицу убежал поросенок с закрученным спиралью пятачком.

Ученые опробовали разные режимы, подбирали длину волны излучения, расстояние между участками хряща, на которые нужно воздействовать лазером, меняли время нагрева и температуру. Думали, как при этом не сжечь слизистую оболочку, которая покрывает носовой хрящ. Заведующему патологоанатомической экспериментальной лабораторией Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова Анатолию Шехтеру приходилось проверять огромное количество образцов хрящевых тканей носов и ушей различных животных. Физикам необходимо было знать, при каком воздействии повреждаются клетки и хрящевой матрикс. В итоге ученые ИПЛИТа смогли подобрать режим, при котором повреждения хрящевой ткани не происходило.

Соболь вспоминает, что после его доклада на Всемирном конгрессе по применению лазеров в Лос-Анджелесе выступила известный отоларинголог из Техаса Шарон-Томпсон. Она выразила сомнение в том, что при лазерном облучении не происходит повреждения хрящевой ткани. Соболь ответил, что такие заключения делал московский специалист по соединительным тканям Шехтер. Шарон-Томпсон переспросила: "Анатолий Шехтер? Ну тогда я снимаю свои вопросы".

Первую полноценную операцию по выпрямлению носовой перегородки у человека с помощью новой лазерной технологии делал академик РАМН завкафедрой оториноларингологии Московской медицинской академии Юрий Овчинников. Пациент, молодой мужчина, не мог дышать одной ноздрей. Через полчаса после операции он уже поехал домой. Практикам понравилось, что новая лазерная технология превратила традиционную операцию в процедуру довольно короткую (восемь-десять минут), безболезненную и не вызывающую осложнений. Юрий Овчинников и его коллега профессор Валерий Свистушкин к моменту написания этой статьи провели уже более 200 таких операций.

Медики подсказывали физикам, как должно быть сконструировано оборудование, чтобы было удобно и медику, и пациенту (первый комплект оборудования был изготовлен при участии компании НТФ "ТермИКС-Наука", которая и сейчас участвует в его совершенствовании).

"Теперь мы стремимся к тому, чтобы максимально автоматизировать процесс. По сути, доктор должен будет только включить кнопку и следить за монитором компьютера", - говорит Виктор Баграташвили. Если раньше все инструменты приходилось держать в руках, то теперь они крепятся к специальному обручу или шлему. Главное же - физики разработали контрольную систему с обратной связью, следящую за температурой, что делает лазерную процедуру абсолютно безопасной.

Плата за прямохождение

В Московской медицинской академии уже шли клинические испытания и исправно починялись носы, когда ученые решили начать новую серию исследований. Дело в том, что профессор Шехтер обратил их внимание на интригующий факт: при нагревании лазером в хрящевой ткани появлялись молодые клетки.

Что же запускает процесс регенерации? "Природа этих изменений фундаментальна, - считает Эмиль Соболь. - Сейчас многие занимаются механизмами регенерации. Очень интересно направление, связанное со стволовыми клетками. Известно, что при травмах эти клетки активизируются под воздействием сигнала тревоги, делятся сами и заставляют делиться клетки в тканях. Мы полагаем, что активация и усиленное деление хрящевых клеток могут быть следствием изменения механических напряжений в тканях, вызываемых лазером".

Эффект регенерации хрящевой ткани подтолкнул ученых к мысли использовать этот метод и для лечения других заболеваний. Первое, о чем подумалось, - хрящи позвоночника. Едва ли найдется взрослый человек, которого никогда не беспокоили бы боли в спине. Спинальные хирурги говорят, что это плата человека за прямохождение.

Многочисленные опыты подтвердили тот факт, что при импульсном режиме лазерного излучения устранялись трещины и восстанавливалась здоровая ткань в так называемом пульпозном ядре межпозвоночных хрящей. Еще более удивило специалистов то, что в пульпозном ядре под воздействием лазера появлялись молодые клетки иного типа - клетки гиалинового хряща, покрывающего позвонки. Теоретического обоснования этому явлению пока нет, но метод работает.

Клинические испытания этой технологии проводились в Медицинском центре вертебрологии и ортопедии, который возглавляет профессор Андрей Басков. Виктор Баграташвили показывает фильм, отснятый в этой клинике. Больной, едва ковыляя, заходит в кабинет. Его беспокоят сильные боли в пояснице, отдающие в ногу. Снимок показывает повреждение межпозвоночного хряща и межпозвонковую грыжу. Больному делают операцию по удалению грыжи и через иглу вводят световод в хрящ, воздействуя на него импульсным излучением лазера. Через неделю пациент уже бодро ходит, а через два месяца возвращается к активным занятиям физкультурой. Магниторезонансная томография через полгода показывает, что ткань хряща - ядро и окружающее его фиброзное кольцо - почти полностью восстановилась.

Профессор Басков полагает, что лазерная технология позволяет лечить больных, которым не могла помочь традиционная медицина. Она открывает перспективы лечения сколиоза, дегенеративных изменений в суставных тканях, дает возможность приблизиться к лечению костных тканей.

Впрочем, сейчас ученые не могут заняться всем спектром возможных направлений. До недавнего времени им едва хватало денег на отдельные лабораторные исследования. "Все это время мы выживали за счет грантов, - рассказывает Баграташвили. - Первым был грант Британского совета, премия Теодора Меймана, потом гранты РФФИ, Фонда содействия под руководством Бортника, других фондов. Но мы нуждались в более солидном финансировании, чтобы сконструировать современную аппаратуру, проводить патентование не только у нас, но и за рубежом. Предложений сотрудничать с нами появлялось немало. Но выбрать стратегического партнера было нелегко. Иногда мы сразу видели, что нас хотят обмануть, а иногда нет. Нам повезло, что мы познакомились с Майклом Гориным. После встречи с ним началась новая история".

Менеджер из Силиконовой долины

Майкл Горин приехал в Москву в 2001 году по важному делу. Двадцать семь лет назад он эмигрировал из России в США, лет десять работал в различных компаниях инженером-конструктором. Затем он был приглашен на должность директора технического отдела в молодой инновационной компании, занимающейся медицинскими технологиями. "Я получил много акций, мы хорошо поработали, удачно продали эту компанию, и мои акции превратились в кучу денег. Мне это пришлось по вкусу, и, скорее, даже не из-за денег - это было очень интересно и рискованно, ведь ошибки в управлении юной компанией, как правило, равнозначны смерти". Майкл выступал в качестве менеджера в начинающих инновационных компаниях еще дважды (обе компании были успешно проданы), в третий же раз он создавал компанию сам и сам приглашал туда менеджеров. Четвертая компания стала заниматься уже венчурным консалтингом. А три года назад приятель Майкла, владелец крупной фармацевтической лаборатории, сделал ему предложение, от которого тот не смог отказаться. Керри Квин высказал нетривиальную идею: многие неудачи с поиском новых лекарственных препаратов связаны с тем, что химики зашли в тупик. За дело должны взяться физики - у них могут быть свежие идеи. А где еще можно взять много физиков, к тому же относительно незанятых? Только в России. И Горин, увлекшись этой довольно странной идеей, поехал в Москву, чтобы организовать биотехнологическую компанию, в которой будет работать много физиков и немного химиков и биологов. Встреча с одним из приглашенных физиков произошла на даче Виктора Баграташвили. И Виктор между делом рассказал Горину об открытии Соболя и технологии, которой занималась его лаборатория.

"Сначала я слушал вполуха, - вспоминает Горин. - Я весь был поглощен идеей создания алгоритмов для разработки новых лекарств, а здесь речь шла о выпрямлении носа, что меня мало волновало. Но когда Виктор заговорил о позвоночнике, я навострил уши, потому что у меня самого есть проблемы с позвоночником".

Технология лазерщиков показалась Горину любопытной, но тогда он мог лишь помогать советами и по мере сил подыскивать менеджера и порядочного инвестора. В 2002 году Горин нашел подходящего менеджера, который был согласен помочь в поиске венчурного капитала.

"Однако мы попали в мертвый сезон. Это было следствием рухнувшего из-за перегрева ИТ-сегмента рынка ценных бумаг. Венчуристы, сидевшие на перспективных компаниях, вынуждены были отдавать им свои деньги и не могли получить свежий приток с фондового рынка, который и слышать не хотел о новых технологиях", - рассказывает Горин. В общем, потенциальный менеджер пристроился работать в другую компанию. Горин активно занимался компанией по компьютеризированному конструированию новых лекарственных препаратов в Москве. Впрочем, о лазерщиках из ИПЛИТа он не забыл. "Несколько раз удалось предостеречь моих новых знакомых от шагов, которые могли стать для них роковыми, - рассказывает он. - Было немало желающих забрать их технологию за копейки". Время шло, ученые перебивались грантами, продвигаясь совсем не такими быстрыми темпами, как хотелось бы.

"Полгода назад я понял, что вряд ли ребята смогут найти себе финансовых партнеров самостоятельно, - говорит Горин. - Своей московской компании я уже мог уделять меньше внимания, там дела пошли, к тому же в США несколько улучшилась ситуация на финансовых рынках, и я решил подключиться к этому проекту".

Майкл получил от американских бизнес-ангелов несколько сотен тысяч долларов. Эти деньги пойдут на изготовление шести-восьми приборов для выпрямления носовых хрящей, на патенты, исследования и участие в конференциях. Кроме того, Горин получил устные гарантии венчуристов, что те дадут необходимые средства, когда несколько приборов заработает в Европе и США. "Максимальная сумма, которую я хочу привлечь от венчуристов, - пять миллионов долларов, больше не надо. Этих денег достаточно, чтобы внедрить нашу технологию на мировом рынке и провести IPO", - уверен Горин.

Горин уже зарегистрировал фирму в США, готовится регистрация компании в России. Поданы заявки на патенты в США и Европе (в России два патента уже есть, подана третья заявка на усовершенствованный метод). Горин полагает, что на российский рынок компания выйдет уже в начале следующего года, на американский - через пару лет. На европейский, а он более либерален при получении разрешений на использование новых методов, можно будет выйти даже чуть раньше.

Майкл Горин не намерен вкладывать деньги ни в производство аппаратуры, ни в маркетинг. "В нашем бизнес-плане нет денег на маркетинг, - говорит он. - В США молодой российской компании даже за колоссальные деньги очень тяжело самостоятельно пробиться на рынок. Ее просто съедят. Этим должна заниматься крупная компания с именем, у которой будет свой интерес. В нашем случае это могут быть такие компании, как 'Джонсон и Джонсон' или 'Метроникс'. Мощный и известный партнер получает эксклюзивные права на продажу аппаратуры на американском рынке, ставит на нее свое имя рядом с именем компании - владельца технологии и зарабатывает на этом деньги". Майкл рассказывает, что в США такой метод достаточно распространен, и он пользовался им, когда раскручивал свои инновационные американские фирмы.

Производством оборудования будут заниматься специально подобранные фирмы в Москве и США. Правда, одноразовые устройства для инструмента (например, наконечники для световодов) владельцы технологии будут производить сами - сначала в небольшом количестве в лабораторных условиях, потом, когда будет расширяться рынок и подкопится "жирок", построят специальное производство.

Анализ американского и европейского рынков настолько впечатлил Горина, что он даже не стал прикидывать потенциал российского: "Цифры и без того выглядят почти фантастически!" По его оценке выходит, что через четыре года чистая прибыль от технологии по выпрямлению носового хряща будет составлять примерно 140 млн долларов в год, по регенерации позвоночных хрящей (через пять лет) - 450 млн в год.

В этом году проект "Лазерная коррекция формы хрящей носа" победил на конкурсе русских инноваций в номинации "Лучшая инновация для Подмосковья" (сказалось, что базовый институт расположен в подмосковном Троицке) и получил от губернатора Московской области Бориса Громова премию в один миллион рублей.