3D-print een bot en lees je hartritme af op je mobiel: jonge wetenschappers wedijveren om het beste idee
In de toekomst kun je een nieuwe kaak 3D-printen en kan je mobiel je redden van hartfalen. In ieder geval als het aan de jonge onderzoekers van over de hele wereld ligt die deze week wedijverden in de ideeënprijsvraag Venture Cup.
Het Deense project Particle 3D, dat botprothesen 3D-print, won de prijsvraag voor beste pitch tijdens de Scandinavische Venture Cup 2017.
Blindheid, gebroken botten en hartritmestoornissen zijn geen tragedies, maar vormen juist inspiratie voor de jonge ondernemers die deze week in de Deense hoofdstad Kopenhagen wedijverden om de beste uitvinding in de Venture Cup 2017.
Elk jaar sturen universiteiten van over de hele wereld veelbelovende jonge wetenschappers naar de Venture Cup, een wedstrijd op het gebied van innovatie. Het beste businessplan wint 50.000 Deense kronen (een kleine 7000 euro).
Een week lang netwerken de creatieve jongeren met vertegenwoordigers van bedrijven, ondernemers en adviseurs en oefenen ze in het presenteren van hun uitvindingen.
Hun wetenschappelijke vondsten laten zien hoe de nieuwste technologieën kunnen samensmelten om onze toekomst een beetje lichter te maken.
Schedels genezen zichzelf met 3D-geprinte botfragmenten (Denemarken)
De Deense leden van het project Particle 3D ontdekten hoe het lichaam zo gefopt kan worden dat het beschadigde botten weer opbouwt.
Met een speciaal materiaal en een 3D-printer willen ze onder meer gaten in kaken en schedels dichten.
‘We hebben een materiaal uitgevonden dat we kunnen 3D-printen en dat het lichaam niet afstoot, maar herkent en in bot begint om te zetten,’ aldus Casper Slots, een van de ingenieurs van het project.
Lichaam reconstrueert oude botten
Vandaag de dag kunnen artsen implantaten 3D-printen van kunststof en titanium, maar er is een risico dat het lichaam de vreemde materialen afstoot.
Het nieuwe materiaal is een mengsel van een poeder van tricalciumfosfaat en een vetzuur. Het kan mogelijk de beschadigde botten van patiënten herstellen.
De ingenieurs van het project 3D-printen een prothese die op een netje lijkt, zodat de lichaamseigen cellen de prothese kunnen binnendringen en het bot opnieuw kunnen opbouwen.
Ze hebben al muizenschedels met gaten erin weten te repareren.
‘Bij proeven maakten we een gat in de schedel van muizen en vervingen het door ons ge-3D-printe materiaal.’
‘Al acht weken later zagen we dat de gaten in ons implantaat vol zaten met bot en merg,’ zegt Casper Slots.
Ziekenhuizen gaan botten 3D-printen
De uitvinders werken samen met de afdeling kaakchirurgie van het universiteitsziekenhuis van de Deense stad Odense.
In november testen ze hun kunstmatige botten op varkens, terwijl de eerste menselijke patiënt in 2018 een nieuwe kaak uit hun 3D-printer krijgt.
En daar houden de ambities niet op.
‘We dromen ervan dat alle ziekenhuizen botten voor hun patiënten kunnen printen op een grote 3D-printer zoals die van ons,’ aldus Casper Slots.
Blinden zien met hun oren (Zweden)
Miljoenen geluidsfrequenties versmelten bij het Zweedse project Navigation by Sound, dat blinden wil laten zien – met geluid.
‘We zetten de omgeving om in een landschap van geluid. Zo klinkt een tafel als een horizontaal oppervlak en een muur als een verticaal oppervlak.’
‘Dat klinkt abstract, maar langzaam zal de blinde deze verschillende geluiden leren kennen, zodat hij zelfstandig kan navigeren,’ aldus Johan Isaksson, de leider van het project.
Bril als blindegeleidehond
Het hulpmiddel, dat op een soort VR-bril lijkt, moet blinden onafhankelijk maken van helpers, chauffeurs, stokken en honden.
‘Een stok is onhandig en moet een object raken voordat je weet dat het er is. En een hond houdt je aan het lijntje.’
‘We willen blinden de kans geven om zelf veilig rond te lopen.’
De inzending is een combinatie van verschillende meetinstrumenten en technologieën die de omgeving aflezen en omzetten in geluidsgolven.
‘We maken sensoren, computers, algoritmen en hoofdtelefoons – allemaal technologie die speciaal ontworpen moet worden om ons idee te kunnen verwezenlijken.’
Vleermuizen en walvissen gekopieerd
In het dierenrijk is het concept wijdverbreid: vleermuizen en walvissen navigeren met behulp van zogeheten echolocatie. Het idee ontstond echter dichter bij huis.
‘Ik zag een YouTube-video met een man die geblinddoekt een spel speelde waarbij hij echolocatie moest gebruiken. Dit is eigenlijk gewoon een heel geavanceerde variant van dat spelletje,’ aldus Johan Isaksson.
Slimme matras voorkomt doorligwonden (Noorwegen)
Als je dagenlang onbeweeglijk in een ziekenhuisbed ligt, kan een onschuldige rode plek zomaar veranderen in een etterende wond van dood weefsel.
Bij de ergste wonden van patiënten die zich niet zelf kunnen omdraaien, is amputatie soms zelfs de enige uitweg. Daarom heeft een Noors team van studenten iets tegen doorliggen bedacht.
‘We ontwikkelen een matras die de patiënt als het ware in een andere positie wiegt,’ vertelt Nina Åmodt, een van de ondernemers van het project Tidewave.
Luchtzakken draaien het lichaam
Patiënten die helemaal stilliggen, moeten eigenlijk elk uur worden omgedraaid. Dat doet vaak pijn, ze moeten ervoor wakker worden gemaakt en voor het verplegend personeel is het belastend voor de rug.
‘We weten dat de hoek maar 30 graden hoeft te worden aangepast om de druk voldoende te verplaatsen. Ons idee is daarom om perslucht te gebruiken, zodat de matras de patiënt af en toe automatisch een beetje anders legt,’ aldus Åmodt.
Door de matras op te bouwen uit kleine, opblaasbare luchtzakken, wordt de patiënt zo gewiegd dat diens botten een bepaald huidgebied nooit lang achtereen belasten.
Matras voorkomt verkramping
Op dit moment krijgt een op de vijf patiënten in Europese ziekenhuizen en verzorgingstehuizen doorligwonden. En in de meeste gevallen kan dit worden voorkomen door vaker van houding te veranderen.
De uitvinders richten zich echter ook op mensen met parkinson, MS en andere ziekten waarbij het lichaam verstijft, zodat ze niet verkrampen.
‘We gaan de matras na de kerst testen op mensen, en hopen op termijn patiënten in ziekenhuizen, verpleegtehuizen en thuis te kunnen helpen,’ zegt Åmodt.
Telefoon laat hartfalen zien (Finland)
Eén minuut. Zo kort hoef je je telefoon maar tegen je hart te houden voor een diagnose.
Dat is het idee achter de uitvinding van het Finse Precordior. Dit wil een deel van de 6 miljoen mensen redden die jaarlijks overlijden aan een hartaanval. Een app moet daarbij helpen.
Hartritmestoornis is af te lezen aan borstbewegingen
‘We bestuderen de bewegingen van het hart al sinds 2011, en nu kunnen we ernstige hartkwalen in een heel vroeg stadium opsporen met behulp van een smartphone,’ vertelt Tuomas Valtonen, directeur van Precordior.
Het bedrijf heet zo omdat de oplossingen die het ontwerpt de beweging meet in het precordium, het gebied in de borst dat vlak boven het hart ligt.
Als het hart onregelmatig klopt, kun je dat hier meten.
‘Veel mensen ontwikkelen hartritmestoornissen als ze ouder worden, zonder dat ze het zelf merken,’ aldus Valtonen.
Storingen in het hartritme kunnen het risico op een beroerte, hartfalen of een hartstilstand verhogen.
‘Daarom willen we ervoor zorgen dat iedereen zelf zijn hart kan onderzoeken, zonder dat daar een bezoek aan de dokter en allerlei ingewikkelde toestanden voor nodig zijn,’ zegt hij.
App moet beroerte aantonen
Het team heeft apparatuur en software ontwikkeld die zeer kleine trillingen in de borst kunnen meten en zo een gedetailleerd beeld geven van de hartslag.
‘Smartphones hebben tegenwoordig standaard een versnellingsmeter en een gyroscoop, en daardoor kunnen we iedereen een nauwkeurige hartmeter in zakformaat geven,’ legt Valtonen uit.
Op termijn is het de bedoeling dat de app ook uitkomst kan bieden als iemand denkt dat hij mogelijk een beroerte heeft, zodat duidelijk is of er een ambulance moet worden gebeld.
Blik in de toekomst
Bij de Venture Cup zijn gametechnologie, thuiszorg en deeltjesfysica onderdeel van dezelfde prijsvraag en wisselen vertegenwoordigers van grote Deense bedrijven visitekaartjes uit met de beginnende wetenschappers en ondernemers.
De prijsvraag heeft eerder de ondernemers achter de prijsvergelijkingssite Mybanker verder geholpen, en een paar van de eerste 3D-printers ter wereld zijn hier gepresenteerd.
‘Er zitten heel veel talentvolle studenten op de universiteiten, die bouwen aan een betere toekomst voor ons allemaal. Ik ben enorm onder de indruk van waartoe ze in staat zijn door verschillende technologieën, zoals VR, robots en kunstmatige intelligentie, te combineren,’ aldus Human Shojaee,’ CEO van de Venture Cup.
Volgens hem is de winnaar niet degene die met de grootste prijs naar huis gaat.
‘Voor mij zijn wij juist degenen die winnen. We komen in aanraking met al dat jonge talent en krijgen een uniek kijkje in de toekomst,’ zegt hij.