Максим ЩЕРБИНА: о биоразлагаемых материалах и внедрении технологий в производство

Максим Щербина, Mediaview, Лидеры России, Трек Наука, Наука, полимеры, биоразлагаемые, исследователь, наука, эндопротезы

Победитель трека «Наука» четвертого сезона конкурса управленцев «Лидеры России» Максим Щербина на интервью. Фото: Mediaview

Внедрение технологий в производство — это главная сложность для исследователей. Так считает победитель трека «Наука» четвёртого сезона конкурса «Лидеры России» Максим ЩЕРБИНА. В интервью руководителю Mediaview Александру ЗДАНОВИЧУ он рассказал о производстве биоразлагаемых эндопротезов и упаковки, роли полимеров для человека, современных способах переработки отходов и участии в программе Добро.ру

 

Александр ЗДАНОВИЧ: Максим, добрый день! Вы ведёте исследования в области полимерных материалов. Какие задачи стоят перед научным сообществом в этой сфере?

Максим ЩЕРБИНА: Полимерные материалы — это основа современного материаловедения. Они окружают нас повсюду. Это строительные и отделочные материалы, наша одежда. А также корпуса компьютеров, посуда, лакокрасочные покрытия и многое другое.

Человек тоже состоит из полимеров. Белки, жиры, ДНК и так далее. Фактически, всё, что в человеке не кости и не вода — это полимеры. Человек тоже состоит из полимеров. Белки, жиры, ДНК и так далее. Фактически, всё, что в человеке не кости и не вода — это полимеры.

Человек тоже состоит из полимеров. Белки, жиры, ДНК и так далее. Фактически, всё, что в человеке не кости и не вода — это полимеры.

Человечеству всегда нужны более функциональные материалы. С более совершенными свойствами. Например, устойчивые краски или низкотемпературные смазки. Сейчас перед материаловедами стоит большая задача по разработке материалов для Арктики. Это смазки, резины, которые будут работать при минус 40–50 градусах Цельсия. Топливопроводы, которые не твердеют при этой температуре, строительные материалы и оборудование. В нашем институте (Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН) эта тема является одной из базовых.

Кроме того, мы работаем над широким кругом проблем, связанных с физикой и химией полимерных материалов. Во-первых, это модификация крупнотоннажных полимеров — полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ). Есть возможность улучшать их, настраивать их свойства, учитывая область их применения. Например, наша лаборатория имеет уникальный опыт работы над сверхвысокомолекулярным полиэтиленом (СВМПЭ). Его плотность фактически совпадает с плотностью воды, а прочность превышает прочность стали.

Например, наша лаборатория имеет уникальный опыт работы над сверхвысокомолекулярным полиэтиленом (СВМПЭ). Его плотность фактически совпадает с плотностью воды, а прочность превышает прочность стали.

Александр ЗДАНОВИЧ: Можно ли говорить, что все перечисленные вами технологии обретут материальную форму. Станут конечным продуктом, изделием. Есть ли у вас примеры исследований, доведённых до промышленной реализации?

Максим ЩЕРБИНА: Внедрение технологий в производство это наша главная боль. К сожалению, очень немногие научно-исследовательские работы академических лабораторий доходят до стадии производства. Честно говоря, большинство из них даже не выйдут на стадию опытно-конструкторских работ (ОКР). Подавляющее большинство работ останавливается на значении 3–4 по шкале TRL и остаётся на уровне концепции.

Эту проблему мне посчастливилось исследовать очень глубоко в рамках программы «Лидеры научно-технологического прорыва России» Московской школы управления «Сколково». На ней были собраны управленцы на уровне директоров, заместителей директоров научных организаций из различных отраслей современной российской науки. Уже после я принес эту проблему в ВШГУ РАНХиГС на программу «Современное государственное управление». Когда возникает новое сообщество, возникают и новые идеи.  Не только в концептуальном плане, но и в практическом.

Теоретические управленческие наработки решили опробовать для решения жизненно важной практической, реальной задачи. Была собрана группа для разработки сетчатых эндопротезов из биоразлагаемого материала.

Эти протезы применяются во время операций на брюшной полости. При рассечении мышц появляется опасность возникновения грыжи. Примерно 50% пациентов рекомендуется защита от такого рассечения с помощью эндопротеза. Сетка механически защищает органы от выпадения.

Сегодня эндопротезы изготавливают из полипропилена или сплава титана с другими металлами. Изделия из этих материалов могут повредить органы или привести к загноению. Еще одна большая проблема заключается в том, что такие эндопротезы категорически запрещены к применению у детей. В процессе развития организма ребёнка они деформируют растущие органы. Отмечу, что в такой операции нуждается более 500 маленьких пациентов каждый год.

Сетчатый эндопротез, сделанный из биоразлагаемого материала, избавлен от всех этих недостатков. Он защищает брюшную полость в необходимый период времени. После этого распадается на безопасные вещества. Соответственно за этот период, растущему детскому организму она также не навредит.

Сетчатый эндопротез, сделанный из биоразлагаемого материала, избавлен от всех этих недостатков. Он защищает брюшную полость в необходимый период времени. После этого распадается на безопасные вещества. Соответственно за этот период, растущему детскому организму она также не навредит. 

Мы сделали несколько важных шагов – оптимизировали диаметр волокна и тип плетения. Это даёт возможность широко варьировать механические свойства сетки. На сегодняшний день мы готовы изготавливать такие эндопротезы в масштабах, способных закрыть потребность российского рынка.  Сейчас запланированы клинические испытания наших изделий.

На сегодняшний день мы готовы изготавливать такие эндопротезы в масштабах, способных закрыть потребность российского рынка.  

Мы являемся резидентами программы StartHub.Moscow, организованной Агентством Инноваций Москвы. Она нацелена на поддержку технологических стартапов. На программе организовано обучение людей, которые пытаются создавать новые продукты. Также оказывается помощь в поиске инвесторов. Мы на программе ищем инвесторов для завершения работ над нашими эндопротезами. Если достигнем результата, Московский инновационный кластер станет важным участником этого проекта.

Александр ЗДАНОВИЧ: Какова стоимость предлагаемого вами изделия по сравнению с существующими аналогами?

Максим ЩЕРБИНА: Сегодня применяется несколько вариантов сетчатых эндопротезов. Изделия из металла или полипропилена недороги, но имеют существенные недостатки. Я говорил о них ранее. Второй вариант – изготовление эндопротеза из переработанной свиной кожи. Такой материал стоит более тысячи долларов за небольшой кусочек.

Стоимость нашего изделия из биоразлагаемых материалов существенно ниже – около 10 000 руб. Соответственно получение высококачественной медицинской помощи станет доступно большему количеству пациентов.

Кроме того, мы принимаем участие во Всероссийской программе «Добро.ру». В ближайшие два года московские клиники получат эндопротезы для пациентов-детей по себестоимости. При этом изделия, предназначенные для детей из малоимущих семей (около 20%), будут поставлены бесплатно. Благодаря этому более 1000 детей смогут получить качественное современное лечение.

В ближайшие два года московские клиники получат эндопротезы для пациентов-детей по себестоимости. При этом изделия, предназначенные для детей из малоимущих семей (около 20%), будут поставлены бесплатно. Благодаря этому более 1000 детей смогут получить качественное современное лечение.

Мы также внимательно следим за ситуацией на Донбассе с 2014 года. И считаем, что не можем оставаться в стороне. Мы готовы поставить крупную партию наших эндопротезов в больницы Донецка и Луганска бесплатно.

Мы готовы поставить крупную партию наших эндопротезов в больницы Донецка и Луганска бесплатно.

Александр ЗДАНОВИЧ: У биоразлагаемых материалов большой спектр применения. Если говорить об экологии, то, безусловно, стоит обратить внимание на производство упаковки. Сегодня она попадает в мусор, загрязняет окружающую среду. Есть ли у вас разработки, которые позволят бороться с этим?

Максим ЩЕРБИНА: Вы, конечно, правы, что материалы для упаковки должны быть разлагаемыми. В этом направлении работают многие учёные. Но, к сожалению, на сегодняшний день для производства упаковки главным фактором является стоимость.

Естественно, стоимость полиэтиленовой упаковки ещё долгие годы будет меньше, чем стоимость биоразлагаемой. Этот вопрос необходимо регулировать на законодательном уровне. Если этого не сделать, биоразлагаемая упаковка останется в лабораториях.

Александр ЗДАНОВИЧ: Вопрос о запрете на производство одноразовых товаров и упаковки из пластика в России Правительством обсуждался. Вы готовы предложить рынку биоразлагаемую альтернативу?

Максим ЩЕРБИНА: На сегодняшний день в лабораториях многих институтов, в том числе нашего (Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН) есть готовые разработки, способные заполнить рынок.

Александр ЗДАНОВИЧ: Сегодня можно найти в продаже «биоразлагаемые» пакеты. Из каких материалов сделаны они?

Максим ЩЕРБИНА: Биоразлагаемость большинства производимых на сегодняшний день материалов – это большая фикция. Наверное, вы не раз из окон транспорта могли видеть большие куски висящей на деревьях плёнки. Вот пример такого биодеградируемого материала. Этот материал не является в строгом смысле биоразлагаемым. Он распадается на фрагменты и чем они меньше, тем опаснее. Вещество размером десятую долю миллиметра попадает в трофическую цепь на уровне насекомых. Через птиц и так далее попадает всё выше и выше. Это оказывает крайне негативное влияние на экологию.

Александр ЗДАНОВИЧ: Какова разница в стоимости производства обычной и биоразлагаемой упаковки?

Максим ЩЕРБИНА: Для инвесторов самой большой является цена вхождения на рынок. Для производства современных экологичных материалов необходимо построить завод. По моим подсчётам стоимость биоразлагаемой упаковки будет как минимум в два раза выше обычной.

Александр ЗДАНОВИЧ: Если говорить об утилизации уже накопившихся отходов, какие технологии существуют для этого?

Максим ЩЕРБИНА: Такой проект мы разрабатывали в рамках программы «Современное государственное управление» ВШГУ РАНХиГС. Предложенная нами технология позволяет перерабатывать практически все полимерные материалы с помощью каталитического пиролиза. Это могут быть покрышки автомобилей, продукты переработки лесодобывающей промышленности, отходы переработки семян подсолнечника, СИЗы и многое другое.  Сегодня большую часть таких отходов зарывают в землю. Предлагаемая технология поможет утилизировать практически без вреда для окружающей среды.

Процесс фактически имитирует процесс вызревания нефти. После переработки отходов на выходе мы получаем мазут.

Изначально разработка этой технологии была инициирована администрацией Тюменской области. С её помощью планировалось ликвидировать полигоны с отходами от лесозаготовки.

Главная сложность в реализации такой технологии на практике заключается в её стоимости. Для минимизации затрат на переработку отходов необходимо создание установки большого объема. В таком случае она сможет решить проблему сразу нескольких крупных предприятий. На данный момент необходимо финансирование НИОКР и доводки технологии до стадии пилотного производства таких установок.

Александр Зданович: Ликвидация свалок и совершенствование системы переработки отходов предусмотрена нацпроектом «Экология».  Предлагаемые вами технологии, очевидно, могут ускорить эти процессы. Также предприятия, осуществляющие ESG-трансформацию, могут получить дополнительные инструменты для достижения высоких показателей в сфере экологии. На сегодняшний день это прямые экономические выгоды.

Максим Щербина: Показатели национального проекта «Экология» и ESG-принципы являются для нас ориентирами. На мой взгляд, решение экологических проблем — вызов для научного сообщества. С другой стороны, это возможность предложить и бизнесу, и обществу новые продукты, новые технологии.

Александр Зданович: Максим, я благодарю вас за уделенное нашему общению время.