Випадковий спостерігач навряд чи знайде багато спільного між зубами та електронікою. Однак на самому початку історії NASA один із дослідників космічного агентства помітив одну властивість, яка призвела до появи цілого сімейства зубних паст.
Зубна паста на основі мінералу гідроксиапатиту тільки починає завойовувати ринок у Сполучених Штатах після того, як за останні 40 років вона поширилася по всій Азії та Європі. Але малоймовірна історія цього унікального підходу до створення зубної пасти, яка, як стверджується, відновлює зуби шляхом їхньої ремінералізації, розпочалася тут, у 1960-х роках, у лабораторії електроніки в польовому центрі NASA, який недовго проіснував, у Кембриджі, штат Массачусетс.
На той час Бернард Рубін був старшим науковим співробітником, який працював над напівпровідниковими технологіями в Дослідницькому центрі електроніки NASA, що був розташований через дорогу від Массачусетського технологічного інституту з 1964 року до його закриття лише шість років по тому. Він працював над вирощуванням структурно і хімічно досконалих кристалів для використання в напівпровідниках — найважливіших компонентах комп'ютерів та інших електронних пристроїв — і виявив, що може отримувати більш якісні кристали, вирощуючи їх у силікагелі, а не у воді або іншому середовищі.
Прецеденти такого методу вирощування кристалів уже були, але не ті осяяння, які він викликав у Рубіна та його колег. У 1970 році в статті, опублікованій у журналі Nature, вони усвідомили "схожість між фізико-хімічними механізмами нашої гелевої дифузійної системи та процесом кристалізації фосфату кальцію при формуванні кісток". Гідроксиапатит — це форма фосфату кальцію, що надає твердість кісткам і зубам, де він також кристалізується в желатиновому середовищі, яке на той час було не дуже добре вивчене.
Кілька років по тому Рубін розповів представникам першої компанії, що випустила гідроксиапатитову зубну пасту, що на цю ідею його команду надихнуло знання того, що втрата кісткової тканини — один із найсерйозніших фізичних ефектів, з якими стикаються астронавти під час тривалого перебування в невагомості.
Коли він і ще один учений NASA подали заявку на патент цієї ідеї, вони запропонували її для відновлення зубів, оскільки гідроксиапатит є основним мінеральним компонентом як у кістковій тканині, так і в зубній емалі. Ідея, яку вони запатентували, полягала в методі використання гелю для вирощування кристалів брушиту — попередника гідроксиапатиту — і подальшого їхнього закріплення на пошкодженій поверхні зуба, де вони перетворюються на гідроксиапатит і відновлюють зуб.
Відновлюючи зуби за допомогою їхнього власного натурального інгредієнта і навіть імітуючи процес росту кристалів зуба на основі гелю, запропонований Рубіним метод став першим прикладом у зароджуваній галузі біоміметики — імітації біології для розв'язання біологічних проблем.
До моменту отримання патенту 1972 року Лабораторії досліджень електроніки вже не існувало, і Рубін перейшов до штаб-квартири NASA у Вашингтоні для управління програмами дистанційного зондування і збору даних.
Та сама речовина, що й наші зуби
Два роки потому, на іншому кінці світу, Шуджі Сакума заснував у Токіо торгову компанію Sangi Co. Ltd. у Токіо як торговельну компанію, що займається продажем вина, обладнання, інтелектуальної власності та багато чого іншого. На самому початку пошуку бізнес-ідей Сакума натрапив на добірку доступних патентів NASA. Патент Рубіна привернув його увагу.
Сакума розповів про цю технологію одному з початкових інвесторів і директорів Sangi, який виявився стоматологом зі зв'язками в академічному світі стоматології. У листопаді 1974 року Сакума відправив цього стоматолога і професора з Ніппонського стоматологічного університету на зустріч із Рубіном і колегами. Дружина Сакуми і нинішній президент Sangi, Рослін Гейман, описує цю поїздку в нещодавно складеному нею історичному нарисі. Вона пише, що обидва посланці провели цілий день із Рубіном на об'єкті NASA і були настільки вражені його відкриттям, що Сакума вирішив придбати патент.
За словами Сакуми, саме тоді Рубін згадав втрату кісткової тканини в астронавтів як джерело натхнення для свого відкриття.
Наступне десятиліття професор стоматології провів у спробах реалізувати ідею, викладену в стислому двосторінковому патенті, але так і не домігся бажаних результатів. Тим часом Сакума не витримав і запропонував пропустити проміжний етап формування гідроксиапатиту в порожнині рота з кристалів брушиту і замість цього просто наповнити зубну пасту гідроксиапатитом. Ґрунтуючись на патенті NASA, який придбала його компанія, Сакума запропонував створити "зубну пасту, яка містить ту саму речовину, що й наші зуби", яка справді могла б відновлювати зуби, — пише Хейман. Він заручився допомогою іншого фахівця зі стоматологічного університету, щоб опрацювати технічні деталі та перевірити ефективність отриманої зубної пасти.
До кінця 1970-х років Сакума знайшов виробника, і почалися клінічні випробування. У 1980 році компанія Sangi випустила в Японії свою першу зубну пасту Apadent, а в 1985 році — Apagard.
Зі Сходу, назад на Захід
Японія повільно переходить на лікування фтором, тому виник інтерес до пошуку альтернативи, сказав Сакума в інтерв'ю. "З огляду на ситуацію, наш продукт був пущений за вітром".
Однак знадобилися роки, щоб отримати дозвіл уряду на медичні заяви про продукцію, тому спочатку — і успішно — вона продавалася як косметичний засіб для відбілювання зубів. Після того, як Сакума "випросив, позичив і заклав усе", щоб профінансувати свою першу рекламну кампанію, в якій люди впізнавали один одного за білизною зубів, компанія продала річний запас за три тижні, сказав Хейман в інтерв'ю. Зубна паста Hydroxyapatite була в справі.
Тільки 1993 року японський уряд визнав гідроксиапатит як протикаріозний засіб. За словами представників компанії, дослідження останніх 40 років засвідчили, що, відновлюючи поверхню емалі, гідроксиапатит покращує білизну і блиск зубів, захищає від прикріплення та ерозії зубного нальоту, запобігає підвищеній чутливості, а також допомагає видаляти бактерії з порожнини рота й усувати неприємний запах з рота.
Різні ринки прийняли його з різних причин. За словами Геймана, японський уряд досі не визнає його як засіб для профілактики чутливості, але в Європі це найбільший аргумент на користь його використання. Оскільки гідроксиапатит безпечний при ковтанні, його також успішно застосовують у дитячих товарах.
Після успіху в Японії перші міжнародні продажі зубної пасти Sangi почалися в Росії, потім у Канаді та Китаї. Ці ринки досі є найбільшими для компанії за межами її рідної країни. Sangi також виробляє зубні пасти, які низка інших компаній продають під своїми іменами, наприклад, популярну Apacoat S.E. від Yakult.
Нині компанія експортує продукцію до 25 країн, має філію в Німеччині та налічує понад 100 співробітників. З моменту свого заснування компанія Sangi продала понад 160 мільйонів тюбиків своєї гідроксиапатитової зубної пасти.
У США Управління з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів (FDA) не дозволяє використовувати зубні пасти без фтору для боротьби з карієсом, що не давало змоги Sangi вийти на американський ринок досі. Однак нещодавно FDA схвалило розроблений компанією засіб проти чутливості на основі гідроксиапатиту.
До теперішнього часу зубну пасту на основі гідроксиапатиту виробляють сотні інших компаній. Більшість із них наслідували приклад Сангі, а Сангі пішов за Рубіном із NASA. "Сакума ніколи не зміг би придумати свою ідею без революційної проникливості Рубіна", — йдеться в історії компанії Hayman. "Ми вважаємо, що всім цим ми зобов'язані патенту NASA".
