Onzichtbare wereld gaat zichtbare wereld ingrijpend veranderen

De komende jaren gaat research op nanoniveau veel producten in onze dagelijkse omgeving ingrijpend veranderen. Wetenschappelijk onderzoek en innovatie gaan namelijk steeds vaker hand-in-hand.

Dat is een belangrijke conclusie over het ‘Science in the Age of Experience’-event, dat Dassault Systèmes in Boston heeft georganiseerd. Daar presenteerde onder andere Nobelprijswinnaar Martin Karplus zijn onderzoekservaringen met moleculaire simulaties voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen.

Ontwikkelingen in de onzichtbare wetenschappelijke wereld

Onder de rook van de prestigieuze Harvard University en het MIT verenigde 3DEXPERIENCE-bedrijf Dassault Systèmes eind mei 800 wetenschappers, technici en business innovators uit de hele wereld. Deskundigen uit totaal verschillende vakgebieden die nog veel van elkaar kunnen leren. Alle niet-wetenschappers zagen daar hoe compleet nieuwe materialen op moleculair niveau te ontwerpen en te engineeren zijn, afhankelijk van de benodigde functionele eigenschappen. Deze ontwikkeling, in voor de meeste mensen een onzichtbare wereld, biedt technici kansen om ‘out-of-the-box’ te denken van alle beperkingen die bestaande materialen hebben. En op basis daarvan disruptieve innovaties te ontwikkelen. Het is bovendien beslist geen ver-van-mijn-bed-show: onder andere op onze eigen TU Delft zijn ze al behoorlijk ver op het gebied van composietsimulaties.

Moleculair simuleren

Martin Karplus, in 2013 winnaar van de Nobelprijs voor scheikunde, presenteerde tijdens het evenement zijn onderzoekservaringen met moleculaire simulaties voor het ontwikkelen van nieuwe typen medicijnen. Wie beseft dat alles in ons leven verklaarbaar en dus tevens beïnvloedbaar is door interacties op atoomniveau, snapt zijn wetenschappelijke passie. Karplus is onder andere bezig met onderzoek naar de invloed en het gebruik van antilichamen en nieuw gecreëerde moleculaire entiteiten voor medicijnen. Hij legde verder uit dat de ontwikkelkosten van medicijnen exponentieel stijgen omdat de efficiency en effectiviteit van farmaceutisch onderzoek al jarenlang volgens een soort omgekeerde wet van Moore afneemt. Die trend werd bevestigd tijdens daaropvolgende presentaties over de innovaties bij onder andere 3M, Amgen, Bristol Meyers Squibb, GSK, Pfizer, Proctor & Gamble en Sanofi.

Medicatie personaliseren

De zorg is een sector waarin veel mensen de komende jaren te maken gaan krijgen met ingrijpende invloeden uit de onzichtbare wereld. Personalisatie van medicatie op moleculair niveau, bijvoorbeeld. Dat is een slim alternatief voor pillen met werkzame stoffen gericht op grote groepen met dezelfde symptomen of ziektes. De uitdaging daarbij is het sneller gecertificeerd krijgen en marktrijp maken van betere medicatie. Maar ook medische hulpmiddelen als prothesen en stents door personalisatie aanzienlijk te verbeteren. Een interessant initiatief op dit gebied is het Living Heart-project. Daarin werken namelijk wetenschappers, artsen en medische apparatuurfabrikanten uit de hele wereld met elkaar samen aan cardiologische innovaties via een levensecht 3D-simulatiemodel van een kloppend mensenhart.

Ongelimiteerd experimenteren en testen in virtuele werelden

Tijdens Science in the Age of Experience presenteerden bedrijven uit diverse marktsectoren hun ervaringen met het integreren van wetenschap en innovatie. Wat daarbij opviel was de tijd- en kostenbesparingen die zij weten te behalen met experimenteren en testen in virtuele werelden, in plaats van de fysieke wereld. Begrijpelijk als we aan het voorbeeld van de crashtests voor auto's denken. Waarom zou je nog kostbare echte auto’s tegen een muur aan laten rijden, wanneer je het merendeel van die tests tegenwoordig net zo betrouwbaar kunt simuleren? De besparingen die virtueel worden behaald zijn groot, terwijl het tevens duurzamer is. In de life sciences-markt komt daar als voordeel bij dat wetenschappers kunnen experimenteren en medisch specialisten kunnen testen, zonder dat patiënten daar nadelige gevolgen van ondervinden. Ook is het minder beperkt door wet- en regelgeving.

Producten harmoniseren met de natuur en het leven

De laatste trend die in verschillende presentaties aan bod kwam, was het bedenken, ontwerpen en engineeren van producten die meer in harmonie zijn met het leven en de natuur. Oftewel duurzamere innovaties, die dankzij samenwerking tussen wetenschappers, engineers en innovators mogelijk worden. Bedrijven kunnen de komende jaren nog veel leren van de vormen en materialen die moeder natuur ons na miljoenen jaren evolutionair perfectioneren heeft opgeleverd. Deze trend wordt biomimicry genoemd. In de praktijk wordt daar al invulling aan gegeven door biologen, doctoren, filosofen en andere experts te betrekken bij het ontwerpen en ontwikkelen van innovaties in verschillende vakgebieden. Daarbij kunnen zij onafhankelijk van de locatie en tijd multidisciplinair met elkaar samenwerken via het cloud-gebaseerde 3DEXPERIENCE-platform van eventorganisator Dassault Systèmes.