Contactlens

Een nieuwe manier om naar de wereld te kijken

Otto Wichterle (Proste ̆jov, Moravië, 27 oktober 1913 – Stražisko, Moravië, 18 augustus 1998)

Hoe de zoon van een Tsjechische autobouwer door scheikunde in plaats van mooie auto’s gepassioneerd raakte en hoe hij na een toevallige babbel op de trein op zoek ging naar een stof waarmee je een beter kunstoog kon vervaardigen.

Waaruit ten slotte de zachte kunstlens ontstond, waarvan hij de eerste vier exemplaren op een kerstavond met de meccanodoos van zijn zonen op de keukentafel fabriceerde.

Hoe het kwam dat zijn Amerikaanse vriend voor zijn lenzenkennis van de Nederlandse koningin Juliana een Rolls Royce cadeau kreeg, terwijl hijzelf nooit meer dan duizend dollar incasseerde en waarom hij op alle foto’s alleen maar met een grote hoornen bril te zien is.

‘Men seldom make passes At girls who wear glasses’
– Dorothy Parker, NY World, 1925

– ‘Wat mannen niet willen Zijn meisjes met brillen’
Vertaling van Ivo de Wijs in De klein uurtjes, 2004

Op een mooie dag in 1952 nam Otto Wichterle de trein van de stad Olomouc, in zijn geboortestreek, naar de hoofdstad Praag, bijna driehonderd kilometer westwaarts. Hij was 39 jaar en hoogleraar macromoleculaire scheikunde aan de Technische Universiteit van Praag.

Hij keek over de schouder van de man naast hem om te zien wat die aan het lezen was: een artikel in een vakblad over het gebruik van titanium voor een kunstoog.

Wichterle knoopte een gesprek aan met zijn medereiziger en zei: ‘Het zou veel beter zijn een oplossing in kunststof te zoeken, materiaal dat op het omgevend weefsel aansluit, bijvoorbeeld uit de categorie hydrofiele polymeren.’ De reiziger bleek een ambtenaar te zijn van het ministerie van Gezondheid die stoffen onderzocht op hun gebruik voor medische doeleinden.

En zo kwam het dat Wichterle overheidssubsidie kreeg voor het onderzoek naar polymeren die water vasthouden, naar imitaties van menselijk weefsel.

Ter ontwikkeling van het nieuwe kunstoog oefende hij eerst met kleine stukjes plastic. In 1957 legde hij zo’n stukje op zijn eigen oog. Het was te ruw, het brandde en het was onaangenaam.

Maar Wichterle zag meteen – letterlijk en figuurlijk – dat zijn artificiële gel kon dienen niet zozeer om een kunstoog te gieten, maar wel om een kunstlens te maken waarmee je het zicht kon bijsturen.

Wichterle was in 1913 geboren in het Moravische plaatsje Proste ̆jov, toen nog deel uitmakend van de Oostenrijks-Hongaarse Donaumonarchie. Het ligt vandaag in het oosten van de Tsjechische republiek.

Zijn grootvader Frantisek had er in 1878 een fabriekje van landbouwwerktuigen en -machines opgericht.

Frantisek stierf jong, in 1891, nauwelijks vijftig jaar oud, waardoor het bedrijf in handen van zijn zonen Karel en Lambert kwam.

In 1913, het geboortejaar van Otto, was de firma uitgegroeid tot een fabriek met meer dan duizend arbeiders die tractoren, maaimachines, dorsmachines en ander groot landbouwmaterieel produceerden.

Otto’s vader Karel fuseerde de fabriek met een verwant bedrijf, dat van de broers Kovanic, waardoor het merk Wikov – van Wi(chterle) en Kov(anic) – ontstond. Onder die merknaam maakte het bedrijf in 1926 de sprong naar personenwagens en vrachtauto’s.

Tussen 1926 en 1937 liep een hele reeks modellen van de band. Wikov had zelfs een eigen raceteam. De oldtimer Wikovs gelden in Tsjechië nog altijd als de ‘de juwelen onder de veteranen’.

Otto sukkelde als kind met een zwakke gezondheid en droomde ervan muzikant te worden, schrijft hij in zijn memoires. Voor zijn vader was het logisch dat hij een studierichting volgde die verband hield met de auto-industrie.

Maar onder impuls van een vriend en omdat een professor metaalkunde hem op zeker ogenblik met een scheikundevraag klem zette, koos hij resoluut voor chemie.

Hij studeerde af in 1935 en toog aan het werk als docent aan het Instituut voor Experimentele Organische Chemie aan de Technische Universiteit van Praag.

Ongetwijfeld maakten de slechte economische omstandigheden van de jaren dertig de autoindustrie voor een doctor in de scheikunde weinig aantrekkelijk.

Gaandeweg verdwenen trouwens de gracieuze Wikovs – lichtelijk overdreven ook wel de rolls-royces van Tsjecho-Slowakije geheten – uit het straatbeeld. Van het laatste type waren maar acht exemplaren verkocht.

De held van de schoenenfabriek

In maart 1939 viel nazi-Duitsland Tsjecho-Slowakije binnen en in november liet Hitler alle universiteiten sluiten.

Een oud-student vertelde later dat hij met eigen ogen zag hoe Wichterle ondanks de strenge bewaking van Duitse militairen toch nog belangrijk onderzoeksmateriaal naar buiten wist te smokkelen.

De professor vond onderdak in de geavanceerde laboratoria van de reusachtige Bata-schoenenfabriek in Zlín, ook Moravië. Daar kon hij tijdens de hele oorlog zijn onderzoek naar kunststoffen voortzetten.

Bata bezat een modern laboratorium waarin naar allerlei kunststoffen voor het vervaardigen van schoenen werd gespeurd. Vijftig studenten chemie die door toedoen van de Duitsers op straat stonden, kregen er van Wichterle illegaal les. Onderzoek was de dekmantel van hun studie.

In 1941 slaagde hij er met zijn medewerkers in een van die kunststoffen tot draad te trekken en te spinnen, los van de ontwikkeling van nylon in de Verenigde Staten.

Tijdens de oorlog hield hij de nieuwe stof geheim om te beletten dat de Duitsers er zouden van profiteren; achteraf was er een tijd lang geen geld om de productie op gang te brengen.

Met de nieuwe stof – die de naam ‘silon’ kreeg – konden pas vanaf 1950 dameskousen, sokken en hemden vervaardigd worden. Wichterles silon was het Oostblokantwoord op het westerse nylon.

Wegens verzetsactiviteiten – vermoedden de Duitsers dat hij onderzoeksresultaten achterhield? – stopte de Gestapo hem in 1942 vier maanden in de cel. Studenten legden later uit hoe onopvallend hij kon zijn, alsof hij maar een medestudent was.

In publicaties en patentaanvragen vermeldde hij gewetensvol ieders aandeel, ook dat van de technici, wat ongewoon was voor die tijd.

Na de oorlog ging Wichterle opnieuw aan de Technische Universiteit aan de slag en tegelijk studeerde hij voor zijn postgraduaat in de organische chemie. In die jaren schreef hij over die materie een baanbrekend handboek dat in het Westen werd vertaald.

Zijn hele leven zou Wichterle dit soort werken schrijven, handboeken die de scheikunde bevattelijk moesten maken, teksten waarin het directe nut van scheikunde voor het dagelijks leven werd aangetoond. Elf daarvan verschenen ook in vertaling.

In 1948 grepen in Tsjecho-Slowakije de communisten de macht. Ze nationaliseerden alle fabrieken: ook de Wikov-machinefabriek van de familie Wichterle in zijn geboorteplaats Proste ̆jov, ook het reusachtige Bata-concern in Zlín.

Aan een vriend in de Verenigde Staten schreef hij niet zonder ironie – het agrarisch taaltje van de communisten parafraserend: ‘De ploegvoor die ons volk in de fameuze februaridagen heeft getrokken, heeft in ons instituut geen al te grote diepte behaald.’

In 1949 werd Wichterle hoogleraar macromoleculaire chemie aan zijn TU. Toen hij in 1952 met een ambtenaar op de trein over een hydrofiele kunststof sprak, had hij die nog niet klaar, hij was er wel zeker van dat zo’n stof binnen de mogelijkheden lag.

In 1954 ontwikkelde hij samen met zijn assistent Drahoslav Lim het eerste hydrogelmateriaal – hydroxyethylmethacrylaat, kortweg HEMA genoemd: een kunststof die transparant is en tot veertig procent water kan absorberen.

Wichterle en Lim dachten aanvankelijk niet aan lenzen maar aan kunstaders of implantaten in het lichaam in het algemeen. Tot dan toe hadden alle plastics afstotingsverschijnselen vertoond. HEMA was biocompatibel.

Lenzen gieten op de keukentafel

In 1958 volgde in het communistische Tsjecho-Slowakije een politieke zuivering waarvan ook hoogleraar chemie Wichterle het slachtoffer werd.

Een van zijn collega’s vertelde later dat uit een doorlichting was gebleken dat de beste studenten van Wichterle geen partijkaart hadden, en dat uitgerekend de communistische partijleden in zijn examens de slechtste resultaten kregen.

Nauwelijks een jaar later werd hij in eer hersteld en kon hij doceren aan een nieuw instituut voor macromoleculaire chemie onder de auspiciën van de Academie van Wetenschappen. In januari 1960 publiceerden Wichterle en Drahoslav Lim een artikel over

Het eerste meccanodoos-toestel

hun werk in het gerenommeerde Amerikaanse weekblad Nature: ‘Hydrofiele gels voor biologisch gebruik.’ ‘De mogelijkheid van het gebruik van plastic in permanent contact met levend weefsel is vaak overwogen. Haast alle bekende plastics zijn met dit doel aan de buitenwereld gepresenteerd.

Maar de vraag naar structurele gelijkenis met het menselijk weefsel is niet voldoende overwogen’, schreven ze. Zo trokken ze de aandacht van de Amerikaanse wetenschap.

De oprichting van zijn nieuwe instituut sleepte aan, maar Wichterle wachtte niet om koppig aan de nieuwe contactlens te knutselen… in zijn eigen keuken. Hij vond inspiratie in zijn kopje koffie: al roerend ontdekte hij de concave vorm die de vloeistof door de centrifugale kracht aannam.

Kon hij op die manier, al draaiende, de HEMA-kunststoflens gieten?

In Tsjecho-Slowakije bestaat al sinds 1925 een variant op het westerse meccanospel, Merkur.

Met onderdelen uit de Merkurdoos van zijn twee zonen, een fietsdynamo, en achteraf ook nog een kleine motor van zijn platendraaier bouwde hij een machientje om lenzen te gieten – alsof hij in zijn koffie roerde.

Tegen Kerstmis 1961 lagen de eerste vier contactlenzen van zacht plastic – hydrogellenzen, zoals hij ze noemde – op tafel.

Ze waren vochtig en buigzaam, konden traanvocht opnemen en lieten zuurstof door naar het hoornvlies. Een paar maanden later hadden hij en zijn vrouw Lidia, een arts, meer dan vijfduizend stuks vervaardigd.

De primitieve constructie waarmee hij de lenzen goot, is nu in het nationaal technisch museum in Praag tentoongesteld.

Begin jaren zestig kreeg Wichterle een paar keer toestemming om een congres in de Verenigde Staten bij te wonen. Voor de kunstaders bestond daar grote belangstelling, voor de lenzen niet.

Hij deelde zijn contactlenzen gul uit. ‘Iedereen vond het dingetje interessant’, zei hij later in een interview, ‘maar dan eerder als een grap, als een speeltje, niet iets om ernstig te nemen.’ De bestaande lenzen van glas of harde plastic voldeden niet, waren soms gevaarlijk voor de ogen en vielen makkelijk uit.

Maar niemand zag heil in het plastic prulletje. Eén enkele Amerikaan dacht daar anders over: de excentrieke optometrist Robert Morrison.

Morrison reisde wel tien keer naar Praag en raakte met Wichterle bevriend. Om een licentie te verwerven moest hij bij Wichterles werkgever zijn, de Academie van Wetenschappen. In 1963 telde Morrison niet minder dan 330.000 dollar voor een licentie neer.

Uitvindingen boden een mogelijkheid om westerse valuta binnen te halen en Sovjetleider Chroesjtsjov moedigde die gang van zaken aan.

Op advies van Morrison hielden op een dag in 1964 twee advocaten van een Amerikaans patentbureau op weg naar de Sovjet-Unie even in Praag halt om Wichterle te ontmoeten. ‘Ik nam een contactlens uit mijn oog, gooide ze op de grond, trapte er op, maakte ze met mijn tong schoon en stopte ze weer in mijn oog’, aldus de scheikundige.

De advocaten waren onder de indruk en kochten van de Academie aanvullende patenten, op de giettechniek en op de HEMA-stof, voor nog eens een miljoen dollar. Wichterle zelf had hier geen uitstaans mee, hij werd in de handel helemaal niet betrokken.

Het patentbureau verkocht in oktober 1966 de licenties door aan de producent van optische producten Bausch & Lomb, voor maar liefst drie miljoen dollar.

De Amerikaanse overheid bepaalde gek genoeg dat de contactlens een geneesmiddel was en dus moest een goedkeuring tot commercialisering van de Food and Drug Administration worden afgewacht. Die had daar drie jaar voor nodig.

In 1971 – tien jaar na Wichterles keukenstunt – kwamen de eerste zachte contactlenzen in de Verenigde Staten op de markt. Vandaag is de lenzenindustrie een miljardenbusiness. Bausch & Lomb is nog altijd de grootste contactlenzenfabrikant ter wereld.

Als eerste westerse oogarts die alles van de revolutionaire lenzen afwist en ze ook nog verbeterde, kwam Morrison, ‘Dr. Bob’, snel in contact met de rijken der aarde.

Zo bijvoorbeeld de Belgische koning Boudewijn en via hem de Nederlandse koningin Juliana en haar slechtziende dochter prinses Christina. Vanwege zijn goede zorgen voor de prinses kreeg ‘Dr. Bob’ van de Nederlandse koningin een Rolls Royce cadeau.

Morrison wil er veertig jaar later nog wel eens mee rondtoeren. Met klanten van Grace Kelly tot de sjah van Perzië en al wie in Hollywood naam had, werd Morrison steenrijk.

In schril contrast met professor Wichterle die van de forse bedragen die voor zijn uitvinding waren neergeteld, uiteindelijk slechts duizend dollar in handen kreeg.

Maar hij nam dit filosofisch op: ‘Ik zou niet geweten hebben wat ik met een groot bedrag had moeten aanvangen’, zei hij in zijn oude dag.

Dit keer definitief ‘gezuiverd’

In april 1968 presenteerde de nieuwe Tsjecho-Slowaakse communistische partijleider Alexander Dubc ̆ek een actieprogramma waarmee de Praagse Lente werd ingezet. Maar al in augustus rolden de tanks van de Sovjettroepen Praag binnen om aan die Lente een einde te maken.

Al wie in die tussenperiode van vier maanden de Lente had toegejuicht, verloor zijn baan. Wichterle had het geruchtmakende ‘2000-woorden’-manifest van juni ondertekend. En hij had in het parlement aan de minister van Binnenlandse Zaken publiekelijk zeer kritische vragen gesteld.

De nieuwe machthebbers ontsloegen hem als hoogleraar en legden hem een verbod op om nog te doceren en naar het buitenland te reizen of daar contact te leggen.

De dag dat hij aanstalten maakte om een baan als tractorbestuurder aan te vatten – ironisch toch voor de zoon van de grootste tractorfabrikant van Tsjecho-Slowakije – werd hij als gewoon onderzoeker weer toegelaten tot de laboratoria die hij zelf had opgericht en geleid.

Twintig jaar lang, tot aan de Fluwelen Revolutie van november 1989 en de val van het communisme, zou zijn situatie nauwelijks veranderen.

Maar nog voor 1989 ten einde liep, was hij tot voorzitter van de Tsjecho-Slowaakse Academie van Wetenschappen verkozen. Bij de splitsing van het land in 1993 kozen collega’s hem meteen tot voorzitter van de Tsjechische Academie. Datzelfde jaar kreeg een asteroïde zijn naam.

In totaal verwierf Wichterle tweehonderd scheikundige patenten inzake plastic, synthetische vezels en biomedisch materiaal. De oude man mocht tegen het einde van zijn leven van een grote internationale erkenning genieten.

Op een congres in 1993 in zijn instituut in Praag vierden oogartsen uit de hele wereld zijn tachtigste verjaardag. ‘Ze kwamen naar Praag’, schreef de Britse krant The Independent, ‘om een intellectuele reus te eren.’ En op zijn tachtigste bleek hij nog altijd sharp as a pin te zijn, mentaal superkwiek.

Nog tot 1995 werkte hij in zijn privélaboratorium op de gelijkvloerse verdieping van zijn huis in Praag aan synthetische lenzen die het gezicht moesten herstellen na een operatie aan grauwe staar. Begin 1998 kreeg hij een beroerte, een paar maanden later een hartinfarct.

In augustus overleed hij in zijn slaap in zijn zomerverblijf in Stražisko, in zijn geboortestreek.

Collega’s en vrienden onthulden in 2005 voor het Instituut van Macromoleculaire Scheikunde in Praag een twee meter hoog, bronzen monument met de naam ‘Boom van Kennis’: elke tak draagt het nummer van een patent dat de professor voor een van zijn uitvindingen had verworven.

Ook bij die gelegenheid wezen de sprekers op Wichterles bescheidenheid, zijn Britse humor en zijn altijd informele omgang.

Een zachtzinnige geleerde, zo zeiden ze, die voor geen enkel regime had gebogen. Op bijna alle foto’s is hij te zien met een grote, bruine, hoornen bril. Geen contactlenzen? ‘Hm, ik draag ze niet graag’, zei hij over de uitvinding die hem zo beroemd had gemaakt.