Gelové kontaktní čočky

Kontaktní čočka je moderní optická zdravotní pomůcka určená k nasazení přímo na oční rohovku. Slouží především ke korekci optických vad zraku, jelikož někdy zrak nefunguje tak jak má, tzn. že světelné paprsky by měly do oka vstupovat panenkou a měly by být zaostřeny rohovkou a čočkou, ale již se tomu tak nestane. Čočka ohýbá světlo, které jí prochází. Tak převrací obraz a zaostřuje jej na sítnici. Mozek potom převrací obraz do správné polohy. Když obraz nedopadne do správného bodu na sítnici, je rozmazaný. Také má funkci ochrannou při některých očních onemocněních, nebo kosmetickou v případě změny barvy oka při použití barevné kontaktní čočky.

Prostřednictvím zrakového ústrojí přijímá člověk asi 80% všech informací. V dnešní době jsou tedy kontaktní čočky velmi využívané a ulehčují běžný život, jelikož brýle si např. do bazénu nevezmete.

Kontaktní čočky existují již od konce 19. století, za několik desítek let se ale díky modernějším technologiím značně změnily. Dají se dělit podle mnoha kritérií. To nejzákladnější dělení je dělení podle materiálu na dvě velké skupiny - tvrdé a měkké kontaktní čočky. Dále např. podle doby nošení, tedy jak dlouho lze jednu čočku používat, a četnosti výměny - jak často se z oka musí vyjímat, jestli ji lze nosit jen přes den nebo kontinuálně i přes noc.

Převratné a dosud nepřekonané jsou v tomto směru čočky gelové, které vynalezl Otto Wichterle.

Otto Wichterle pocházel ze zámožné rodiny prostějovských podnikatelů a jeho otec Karel Wichterle byl spolumajitelem firmy Wichterle a Kovářík (Wikov). Matka Pravoslava byla dcerou Jana Podivínského, zemského poslance a majitele velkostatku Kostelec na Hané, její dědeček Tomáš byl také poslancem a zakladatelem cukrovaru ve Vrbátkách a sladovny v Prostějově. Otto byl spolu s bratrem Janem nejmladší ze všech dětí Karla Wichterleho a jeho ženy Pravoslavy Podivínské. 

Otto neměl ani mnoho kamarádů. V šesti letech v důsledku šoku, když téměř utonul v jezírku močůvky, trpěl horečkami, které neustupovaly celé léto. Rodinný lékař nařídil klid na lůžku a předpovídal mu jeden rok života. Po roce, kdy byl Otto stále naživu a dokonce horečky částečně polevily, začala za ním domů docházet učitelka Vlková a probírala s ním a jeho bratrem Janem látku obecné školy. 

Po dalších dvou letech (kdy stále neumíral) nastoupil v roce 1921 Otto do obecné školy na Kollárce - po přezkoušení ředitelem rovnou do páté třídy. Následně i přes svůj nízký věk (devět let) nastoupil na Státní gymnázium v Prostějově. Jeho situace ve třídě byla opravdu nezáviděníhodná - byl daleko nejmladší (ostatním ve třídě bylo zpravidla jedenáct) a nejmenší, a nesměl se kamarádit s kluky z ulice. 

Během dvou let se to vyrovnalo a v tercii začal Otto hrát tenis. Stal se členem juniorského tenisového mužstva, které se v Prostějově zformovalo. Tenisem trávil téměř veškerý svůj volný čas, což se začalo brzy projevovat na prospěchu. Do oktávy se ale vzpamatoval natolik, že odmaturoval s vyznamenáním. Ze školních předmětů ho nejvíce bavila matematika a fyzika, naopak nejméně se věnoval latině 

Po maturitě byl Otto rozhodnutý pokračovat na vysoké škole, ale neměl žádný vyhraněný zájem. Jediné, čím si byl jistý, bylo, že by chtěl na vysoké škole uplatnit svůj zájem o matematiku. Vybral si proto strojírenství, podal přihlášku do Prahy a začal brát soukromé hodiny deskriptivní geometrie, ze které se žádala zkouška. 

Vše nasvědčovalo tomu, že Otto nastoupí dráhu strojního inženýra. To by se ale nesměl se svými záměry svěřit svému příteli Součkovi. Ten mu studium na strojírenství vylíčil ve velmi chmurných barvách a doporučil mu studium chemie. Dle jeho názoru bylo toto studium zajímavější a prostředí chemické fakulty bylo více nakloněno samostatné vědecké práci studentů, což Wichterleho jednoznačně lákalo. Proto si Otto podal přihlášku i na fakultu Chemicko-technologického inženýrství ČVUT v Praze (dnešní Vysoká škola chemicko-technologická v Praze). Na fakultu byl přijat, a tak na podzim roku 1931 započal své studium chemie.

Vysoká škola přivedla Ottu také k zájmu o politiku a problematice vysokoškolského vzdělávání. Jako člen Spolku posluchačů chemického inženýrství (SPICH) byl udiven, že se na valném shromáždění SPICH nejednalo o řadě aktuálních studijních otázek. Z jeho iniciativy byla zřízena školská a kulturní komise, kterou vedl. Ve třetím ročníku uspořádal debatní schůzi na téma "Nedostatky v organizaci studia", které se zúčastnila většina profesorů a docentů školy. Vyložil všechny rozpory v osnově (laboratorní cvičení začínala dříve než příslušná teorie) a navrhl zde dvě alternativy rozložení předmětů během celého studia. Nikdo z profesorů však nereagoval podle jeho představ. Byli přednesenými návrhy dokonce pobouřeni, protože znamenaly ústup od tradice.

Nástup Hitlera k moci a počínající ohrožení republiky se projevily také ve SPICHu. Stejně jako v jiných studentských spolcích i zde vznikly dva neslučitelné tábory. Neexistoval žádný politický střed, pouze levice a pravice. Neznamenalo to však, že všichni byli buď fašisty, nebo komunisty. Těch, kteří byli organizováni v politických stranách, bylo jen po málu. Otto se dostal jasně na stranu levice, ne však díky svému politickému smýšlení, ale proto, že levice měla zájem o zlepšení výuky na škole. 

Záhy se Wichterle dostal do vedení levice a v roce 1935 byl levicovým kandidátem na předsedu SPICH. Levice se usnesla, že pokud volby vyhrají, nabídnou pravici poměrné zastoupení ve výboru spolku. Hlasování vyhrál Wichterle rozdílem jediného hlasu. Ve svém programovém prohlášení pak nabídl pravici dohodnuté poměrné, tj. téměř poloviční zastoupení ve výboru. Představitelé pravice to však odmítli, a tak se SPICH stal prvním levicovým spolkem na ČVUT (jinak všechny spolky zůstaly tradičně pravicové). 

Svou diplomovou práci tvořil Wichterle pod vedením profesora Emila Votočka, významného chemika a učitele té doby a spolutvůrce českého chemického názvosloví. Prof. Votoček také Wichterleho silně ovlivnil svým nesmlouvavým hájením svobody vědeckého bádání. 

Po složení státní (inženýrské) zkoušky v roce 1935 pokračoval ve studiu a publikoval pět prací orientovaných především na deriváty sacharidů, pro dosažení doktorátu by dle tehdejších norem stačila pouze jedna z těchto prací. V červnu 1936 pak promoval na doktora technických věd. Votoček mu nabídl místo docenta a vedení laboratoří druhého ročníku, a tak Wichterle na škole setrval až do jejího uzavření 17. listopadu 1939. 

Po dvou letech pod vedením Votočka, kdy naděje na místo řádného asistenta na jeho fakultě byla mizivá, mu Votoček doporučil lékařskou fakultu, kde se rýsovala možnost vzniku nového oboru - biochemie. Wichterle se proto pustil do studia medicíny. Bez větší námahy absolvoval biologická cvičení a následné zkoušky, z chemie dostal bez jakékoli přípravy dostatečnou (pouze proto, že měl k analytické chemii zcela odlišný přístup než zkoušející). 

Zkoušku z anatomie však již absolvovat nestihl, měl za sebou obě povinné pitvy a byl ke zkoušce připraven, ale termín zkoušky měl na podzim 1939, takže uzavření vysokých škol mu zkoušku překazilo. Wichterle tedy stále zůstával asistentem Votočka, dokonce by se dalo říci i oblíbencem. Otto získal u Votočka první učitelské zkušenosti, když působil jako "přednáškový asistent". Tato funkce obnášela přípravu demonstračních pokusů a vzorců na tabuli, ale také zastupování profesora při nečekané absenci. To se také stalo 11. listopadu 1939, v den smrti Jana Opletala, kdy vyzval studenty, aby místo přednášky šli do ulic.

Po 17. listopadu byly vysoké školy neprodyšně uzavřeny (všechny chemické aparatury zůstaly uvnitř) a po popravách a deportacích studentů následovalo i zatýkání vysokoškolských učitelů, především těch, kteří si hned nenašli zaměstnání. V polovině prosince baťovské laboratoře nabídly Ottovi místo ve Výzkumných chemických dílnách firmy Baťa (již podruhé, neboť Wichterle zprvu odmítal, protože chtěl zůstat na škole). 

Wichterleho manželka Linda však měla averzi vůči zlínské materialistické společnosti, a tak Otto váhal. Když pak ale v Praze začala další vlna zatýkání, okamžitě odjel do Zlína sepsat smlouvu. Do zaměstnání nastoupil 2. ledna 1940, jeho vedoucím byl docent Stanislav Landa. Wichterle na něj vzpomíná jako na vynikajícího chemika i skvělého vedoucího. Landa souhlasil s tím, že tematiku výzkumu si bude Otto určovat výhradně sám a bude moci výsledky publikovat.

Přesto se chtěl Wichterle zabývat i tématy významnými i pro firmu. Zaměřil se proto na prověření Carothensových patentů o Nylonu 66. Tento nylon však měl jeden základní problém, nedala se z něj spřádat vlákna. Wichterlemu velmi pomohlo, že mohl vycházet z prací s monosacharidy u Votočka, které měly s polyamidovými vlákny společné rysy. Hned při jednom z prvních pokusů se podařilo připravit makromolekulární polyamid, jehož tavenina se dala táhnout na dlouhá pevná vlákna. Díky tomuto úspěchu mu byli přiděleni další pracovníci a vzniklo oddělení nových hmot. V tomto novém oddělení se připravila metoda průmyslové výroby této nové látky - bylo třeba zajistit co nejlevnější způsob výroby potřebných surovin, především kaprolaktamu (základní látky potřebné k výrobě Nylonu 6). 

V červnu dalšího roku se už spřádala příze a v tzv. jednotkovém provozu vznikly dokonce první ponožky a dámské punčochy. Punčochářští odborníci byli přesvědčeni, že paty a špičky se musí zesílit bavlnou a syntetickou přízi pokládali za méně hodnotnou náhražku hedvábí. Po půlroce nošení se však bavlna ze "zesílených" pat a špiček vydrolila a samotný polyamid zůstal nedotčen. Přes tyto úspěchy čeští představitelé firmy naléhali, aby se tento výzkum udržel před Němci v tajnosti, ale aby se intenzivně pokračovalo ve sbírání technologických podkladů k jejich aplikaci hned po válce. Nemohl proto vzniknout větší poloprovoz a další výzkum probíhal v poměrně stísněných podmínkách. Nylon se začal průmyslově vyrábět až po válce pod názvem Silon, nejprve jen malé objemy, ale zanedlouho byla v provozu linka vyrábějící desítky tisíc tun nylonu ročně.

V prosinci 1942 začalo zatýkání i ve Zlíně, zdejší Gestapo se pokoušelo o likvidaci odboje. Wichterle se v té době účastnil pravidelných schůzek u ing. Kouteckého, kde se poslouchala vážná hudba a také se sledovaly pohyby front a zprávy ze zahraničí, nikdy se zde však nemluvilo o organizované odbojové činnosti. Nutno dodat, že Wichterle neměl pocit, že by byl příslušníkem komunistické organizace ani když četl vypůjčeného Engelsova Anti-Duehringa. Koutecký byl jako velitel této "odbojové buňky" zatčen jako první. Byl podroben strašnému Sonderbehandlungu (tzv. zvláštnímu zacházení), ale ani tehdy nevyzradil žádná jména, a aby se vyhnul dalšímu týrání, oběsil se ve své cele. Gestapo však k jeho mrtvole přivedlo nic netušící manželku a jejího zhroucení využili k zjištění všech jmen. 21. prosince byl Wichterle zatčen, ale díky štěstí a korespondenci s německým chemikem Langenbeckem nebyl poslán do koncentračního táboru, ale byl pouze uvězněn, a to na čtyři měsíce. V té době už za sebou nacisté měli prohry na východní frontě, nad Zlínem se objevovaly americké letouny a bylo jasné, že se blíží konec války. S koncem války skončilo Wichterlovo působení ve Zlíně, především proto, že se do vedení firmy dostali jeho odpůrci.

Krátce po válce (už v červnu 1945) se Wichterle vrátil do Prahy, aby zjistil, jaký je stav na vysokých školách. Vybavení laboratoří sice nebylo zničeno, ale původní budova byla v hrozném stavu. Wichterle byl odhodlaný obnovit výuku na vysoké škole. Spolu s docentem Lukešem museli nejprve najít vhodnou budovu. V improvizovaných podmínkách v části Ústavu organické chemie v Horské ulici zřídili laboratoře posluchačů a už během prázdnin se tu začaly střídat turnusy studentů. Nebyly však k dispozici žádné návody ke cvičení, proto Wichterle trávil většinu svých večerů sepisováním návodů pro základní preparativní práce. Začala tak vznikat první skripta pro organickou i anorganickou chemii, která svým pojetím předbíhala dobu. Později sám napsal dokonce německou a ruskou verzi těchto učebnic. Učebnice průběžně vylepšoval až do roku 1958, kdy byl propuštěn z vysokých škol.

Spolu s Lukešem se pokusil zcela od základů změnit výuku na vysokých školách. Na svých poválečných přednáškách zavedl průběžné testy a zkoušky se staly jen formalitou, která doplňovala celkové hodnocení. Tato metoda však neuspěla - kvůli konservatismu profesorů, ale také proto, že toto průběžné hodnocení se dalo jen špatně politicky ovlivnit a bez milosti ukázalo, že "správná" politická příslušnost neznamená dobré studijní výsledky - dokonce, že tomu je naopak. Souběžně s dosazováním členů komunistické strany do vedení školy přibývalo Wichterlovi konfliktů a nepřátel. Když byl novým rektorem jmenován Vladimír Maděra, začala politická čistka vedoucí i k propuštění Otty Wichterla dne 31. srpna 1958. I přes odvolání nepozbyla výpověď platnosti. Wichterle poté získal vědecký azyl na Československé akademii věd, kde vládlo přece jen politicky liberálnější prostředí než na vysokých školách. Dne 4. prosince téhož roku byl Wichterle jmenován vedoucím laboratoře makromolekulárních látek Československé akademie věd (ČSAV), z níž se vyvinul Ústav makromolekulární chemie (ÚMCH) v Praze 6 na Petřinách. Wichterle se pak stal jeho ředitelem (až do tzv. normalizace) a strůjcem většiny jeho úspěchů.

Profesor Wichterle vždy hájil nezbytnost širokého základního výzkumu a svobody vědeckého bádání. Vždy zdůrazňoval, že nové praktické výsledky se rodí zejména z rozvoje a mistrovského ovládnutí určité metodiky a teorie, zatímco od počátku násilně cílený či aplikovaný výzkum tyto výsledky nemívá. Tyto principy, které poznal již při svých začátcích v ústavu fy Baťa ve Zlíně, pak po r. 1948 odvážně hájil i při působení jako vysokoškolský profesor a po r. 1958 jako vědecký pracovník tehdejší ČSAV. Po listopadu 1989 prof. Wichterle jako nově zvolený prezident ČSAV varoval před nebezpečím tržního zneužívání vědy.

Nejznámějším vynálezem Otty Wichterla jsou samozřejmě gelové kontaktní čočky. Prvním impulsem k práci na vývoji měkkých kontaktních čoček byl jeho náhodný rozhovor ve vlaku cestou z Olomouce do Prahy roku 1952. Spolucestující (dr. Pur) četl odborný článek o možnostech chirurgické náhrady oka.. 

Wichterle si uvědomil, že lepším materiálem pro implantát než ušlechtilé kovy by byla umělá hmota. Začal tedy rozvíjet teorii o trojrozměrném hydrofilním polymeru, který by byl pro oko dobře snesitelný. Jako nejvhodnější se jevil HEMA gel (poly-hydroxyethyl-methakrylátový gel), který pohlcoval asi 40 % vody, byl průhledný a měl dobré mechanické vlastnosti. Problém byl s jeho zpracováním. Nejprve se gel lil do forem, čočky se však při otevírání forem trhaly a měly nepravidelné okraje. 

Pak přišel rok 1958, vyhazov z VŠCHT a likvidace tamějšího výzkumu hydrofilních gelů a čoček. Spolu s Wichterlem pak do ÚMCH odešlo mnoho jeho spolupracovníků, mezi nimi i Drahoslav Lím, a výzkum pokračoval pod záštitou ÚMCH. Na půdě ústavu pak vznikla nová metoda - odlévání gelu do skleněných forem. Získala se tak čočka s přesnou optikou ve střední části. Některé čočky oko téměř nedráždily, ale výtěžky byly stále malé kvůli složitému obrušování okrajů. První čočky byly již aplikovány i na pacientech 2. oční kliniky v Praze za spolupráce s doktorem Maxmiliánem Dreifusem. Prokázalo se tak, že měkké čočky mohou poskytnout dokonalou korekci zraku a jsou pacienty poměrně dobře snášeny.

Ministerstvo zdravotnictví však výzkum i přes Wichterlovo naléhání v roce 1961 zrušilo kvůli malým výtěžkům. V té době Wichterla napadl úplně nový způsob zpracování HEMA gelu, odlévání v rotujících otevřených formách, ale protože na obzoru nebyla žádná možnost pokračování v realizačním vývoji na půdě ČSAV, začal se Wichterle touto metodou zabývat doma. Na konci roku 1961 se mu v jeho bytě podařilo podat důkaz, že lze kvalitní kontaktní čočky vyrobit s minimálními náklady metodou monomerního odstředivého odlévání v rotujících formách. 

Tento první přístroj na výrobu kontaktních čoček je velmi známý, jedná se o aparaturu sestavenou z dětské stavebnice Merkur nejprve s dynamem z jízdního kola jako motorkem a poté i s motorkem z gramofonu. Po úspěšné zkoušce těchto čoček (opět na klinice u dr. Dreifuse) napadlo Wichterleho, že nyní se nejedná pouze o službu zdravotnictví, ale že s výrobou čoček souvisí velké hospodářské zájmy především v USA. K podobným závěrům došly i státní instituce, a proto byl Wichterle vybízen k rozvinutí výzkumu čoček ve větší míře v ÚMCH. Vymohl si tedy čtyřicet pracovníků a působiště mimo ústav, protože tvrdil, že tento výzkum nepatří na půdu ústavu Akademie věd.

Od roku 1963, kdy už byly metody výroby dovedeny téměř k dokonalosti, se zájem o kontaktní čočky a také důvěra v ně zvyšovaly. Dostavila se i odezva z USA a po několika měsících jednání byla 12. března 1965 v Praze podepsána licenční smlouva s Robertem Morrisonem a National Patent Development Corporation (NPDC), zastupovanou Martinem Pollakem a Jeromem Feldmanem. Ti založili akciovou společnost Flexible Contact Lens Corporation, jejímž sublicenčním partnerem se pak v roce 1966 stala firma Bausch & Lomb, jeden z nejvýznamnějších výrobců kontaktních čoček dnešní doby. Když v březnu 1971 Food and Drug Administration vydala povolení k uvedení čoček na americký trh, akcie firmy B & L stouply tak prudce, že akciový kapitál firmy narostl přes noc o 250 milionů dolarů. 

Události roku 1968 výrazně ovlivnily vývoj Československa a také Wichterlův život. V lednu se uvolnila politická situace a pracovníci Akademie se postupně začali scházet a vznikl i Svaz vědeckých pracovníků (Wichterle byl zvolen předsedou přípravného výboru). Wichterle se postupně zapojil do politického dění a stal jedním z iniciátorů manifestu 2 000 slov. Zatímco Akční program KSČ byl výzvou k reformě komunistické strany, 2 000 slov obsahovaly podněty, které šly za rámec Akčního programu. Šlo o aktivizaci československé veřejnosti proti stále zjevnému tlaku sovětského vedení proti reformním změnám v zemi. Méně známý než jako signatář 2 000 slov je Otto Wichterle jako poslanec České národní rady. Byl zvolen 10. července 1968 téměř jednohlasně.

Po provedení federalizace Československa usedl v lednu 1969 do Sněmovny národů Federálního shromáždění jako bezpartijní poslanec. Do federálního parlamentu ho nominovala Česká národní rada. Ve FS i ČNR setrval do konce roku 1969, kdy rezignoval.[2] Z politiky odešel koncem roku 1969, protože nesouhlasil s prodlužováním mandátu (poslanci si odhlasovali prodloužení vlastních mandátů). Jako jediný také odmítal poslanecký plat, protože se cítil být pouze vědcem. K 21. prosinci 1969 byl Wichterle jako signatář 2 000 slov zbaven funkce ředitele ÚMCH a dále tam pracoval pouze jako řadový vědec.

Přestože měl Wichterle všechny své vynálezy spolehlivě zajištěny patenty, mnoho firem napříč Amerikou tyto patenty vědomě porušovalo. Šlo především o výrobu čoček soustružením z tvrdého xerogelu a jejich následné bobtnání ve vodě. NPDC v 70. letech začala vést mnoho soudních sporů proti velkým firmám, které patenty porušovaly. Žalované firmy na svou obranu podávaly zrušovací žaloby proti platnosti daných patentů, byla to pro ně jediná šance, jak uniknout těžkému finančnímu postihu. Nejdůležitějším svědkem měl být přirozeně Otto Wichterle, k čemuž byla samozřejmě nutná cesta do USA. 

Vzhledem k Wichterleho přítomnosti na černé listině české komunistické vlády to nebylo vůbec jednoduché. Když však vládě došlo, že i ona by prohrou v soudních sporech o patenty ztratila velké množství peněz, bylo Wichterlemu konečně dovoleno  vycestovat. 

U federálního soudu, kam až se spor dostal, Wichterle během několika málo dní vyvrátil veškeré pochybnosti o pravosti patentů. Až v únoru 1982 vydal federální soud, nejvyšší instance, proti jejímuž rozhodnutí nebylo odvolání, rozsudek potvrzující platnost Wichterleho patentů, a to nejen v USA, ale i ve všech ostatních zemích. Firma NPDC tak postupně inkasovala desítky milionů dolarů, o které se již nemusela dělit s českou Akademií věd, protože čeští mocipáni se v roce 1977 vzdali veškerých licenčních smluv. Chtěli tím zrušit účast Akademie na tomto sporu a sprovodit ze světa všechny úspěchy spojené s jménem Otto Wichterle. České hospodářství tak přišlo přibližně o miliardu devizových dolarů. 

Koncem 70. let začala pomalu opadat normalizační nenávist k Wichterlovi a opět mohl cestovat do zahraničí, nejprve pouze dvě cesty ročně, ale mohl se zúčastnit výše zmíněných soudních sporů a chemických konferencí. Zasloužená úcta mu však mohla být plně projevována až po roce 1989. V roce 1993 mu byl udělen Univerzitou Karlovou čestný doktorát. Roku 1990 byl zvolen presidentem ČSAV a na této pozici setrval do roku 1993. Téhož roku byl po něm pojmenován asteroid Wichterle. Do konce svého života se snažil být ve styku s chemií, přestože se již nemohl naplno věnovat pracím v laboratoři, zajímal se o dění v oboru a rozdával rady. Otto Wichterle zemřel na svém letním sídle v obci Stražisko (okr. Prostějov) 18. srpna 1998 ve věku nedožitých 85 let. 

Na jeho počest uděluje Akademie věd České republiky Prémii Otty Wichterleho - cenu mladým, perspektivním vědcům, kteří nepřesáhli 35 let věku.

Zdroj: Wikipedie.cz