Jak zjeść jabłko i mieć jabłko jak wygląda rzeczywistość w komercjalizacji wyników badań

Transkrypt

1 Jak zjeść jabłko i mieć jabłko jak wygląda rzeczywistość w komercjalizacji wyników badań Maciej Wojtkowski Nicolaus Copernicus University Torun, POLAND

2 Optical Biomedical Imaging Group - OBIG prof. Andrzej Kowalczyk Monika Fojt Maciej Szkulmowski, PhD Maciej Nowakowski, PhD Katarzyna Komar, PhD Karol Karnowski Daniel Szlag Danuta Bukowska Szymon Tamborski Daniel Rumiński Sylwia Maliszewska Patryk Stremplewski Bartosz Pałucki Krzysztof Szulżycki Wojciech Fojt Institute of Physics Iwona Gorczyńska, PhD prof. Piotr Targowski Marcin Sylwestrzak Ewa Kwiatkowska Collegium Medicum, Nicolaus Copernicus University, Bydgoszcz: B. Kałużny, B. Sikorski, Insituto de Optica Daza de Valdés Madrit, Spain: Suzana Marcos Center of Biomedical Technology and Physics, Medical University of Vienna, Austria: A.F. Fercher, R. Leitgeb European Young Investigator Award (EURYI) Instytut Biologii Doświadczalnej PAN: Grzegorz Wilczyński, Jakub Włodarczyk Institute of Physics, Ludwig Maximilians University Munich, Germany: Robert Huber Department of Ophthalmology and Vision Science University of California, Davis: Robert J. Zawadzki, J.S. Werner Laboratoire d Optique Biomédicale Ecole Polytechnique Fédérale à Lausanne: Theo Lasser CENTER OF QUANTUM OPTICS

3 OBIG - Collaboration

4 Financial support

5 Cel aktywności badawczej OBIGu Prowadzenie wysokiej jakości badań naukowych i stosowanych oraz prac wdrożeniowych w dziedzinie obrazowania biomedycznego Tematyka prac: - Strukturalne i czynnościowe obrazowanie oka - Rozwój nowych optycznych technik mikroskopowych - Optyczne czynnościowe badania neuronalne - Propagacja światła w ośrodkach rozpraszających - Rozwój nowych metod analizy danych Wsparcie dla prowadzenia dydaktyki na wysokim poziomie dla różnych specjalności włączając: fizykę doświadczalną, fizykę medyczną, fizykę techniczną oraz zastosowania informatyki.

6 Instytut Fizyki im Aleksandra Jabłońskiego Diagram Jabłońskiego Aleksander Jabłoński ( ), Toruń Efficiency of Anti - Stokes Fluorescence in Dyes (published in 1933, Nature)

7 Biofotonika Nauka zajmująca się odpowiedziami na pytania związane z oddziaływaniem światła z materią żywą Technologia, która dzięki wykorzystaniu światła umożliwia obserwację (obrazowanie) lub manipulację układami biologicznymi

8 Biofotonika Badanie układów tkankowych / komórkowych z wykorzystaniem światła Wielodyscyplinarność : fizycy, biolodzy, informatycy, inżynierowie, lekarze Szerokie spektrum zastosowań: od genetyki poprzez biologię eksperymentalną do diagnostyki i terapeutyki medycznej Przemysł Hi-Tech - urządzenia diagnostyczne i terapeutyczne (tomografy, terapia fotodynamiczna, chirurgia laserowa

9 Instytuty Badawcze zajmujące się biofotoniką

10 Analiza rynkowa Research performed as a class project by UCD Graduate School of Management MBA Students and Mentors: Lauren Fix, Gabriela Lee, Lisa Conroy, George Lui, Kaiyu Chu, Chris Truesdell. Instructor: Professor Richard Dorf. Now published in Optik & Photonik June 2007 No. 2

11 Market forecast Research performed as a class project by UCD Graduate School of Management MBA Students and Mentors: Lauren Fix, Gabriela Lee, Lisa Conroy, George Lui, Kaiyu Chu, Chris Truesdell. Instructor: Professor Richard Dorf. Now published in Optik & Photonik June 2007 No. 2

12 Rozwijane metody pomiarowe Obrazowanie, mikroskopia, spektroskopia Absorption, fluorescence Fluorescence lifetime imaging Illumination sources Transmission, trans-illumination Phase contrast Confocal, 2D and 3D spinning disk Spectral imaging Point spread function engineering Multiphoton: fluorescence, SHG, CARS Raman THz imaging TIRF (total internal reflection) Bioluminescence Optical coherence tomography Diffuse optical tomography Czujniki ( Biochips ) Sandwich fluoroimmunoassay Microarrays FISH (fluorescence in situ hybridization) SPR (surface plasmon resonance) Fluorescent probes, organic, genetically modified Quantum dots, nanoparticles SERS (surface enhanced raman scattering) Fiber-optic biosensors Flow cytometry Lab-on-a-chip Gene sequencing Diagnostyka medyczna / Terapie Finger and Cerebral pulse oxymetry PDT (terapia fotodynamiczna) Optical biopsy Laser capture microdissection Image-guided surgery Sensor(spectral)-guided surgery Laser ablation Low-Level Laser Light Therapy

13 Biofotonika - wyzwania Biopsja optyczna Obrazowanie na poziomie molekularnym (białkowym) Obserwacja dynamiki wirusów i bakterii Wysokorozdzielcze obrazowanie przyżyciowe w czasie rzeczywistym oparte na własnym mechaniźmie kontrastującym (rozdzieczość komórkowa dla znacznych objętości)

14 Obrazowanie z wykorzystaniem spójności światła Tomografia OCT

15 Intravascular OCT lightlabs StJudes 3-D intravascular imaging OCT Artery Intrvascular catheter 3-D Tomographic reconstruction of the artery with stent

16 Zadania grupy rozwijającej techniki obrazowania: 1. Znajomość podstaw fizycznych metod 2. Projektowanie i konstrukcja urządzeń laboratoryjnych 3. Opracowywanie algorytmów sterowania, akwizycji i analizy danych 4. Stwarzanie ergonomicznego oprogramowania 5. Konstrukcja urządzeń do pomiarów przyżyciowych 6. Wykonywanie pomiarów wstępnych wskazujących na możliwości metod

17 Hi-Tech Optical Technology Technologia OCT duże wymagania i złożoność układów (wymagana stabilność układu rząd wielkości 1 długości fali światła np. 0,0008mm!!!) Wymagania sprzętowe najnowocześniejszych urządzeń OCT: 1. Bardzo drogie i zaawansowane technicznie źródła światła 2. Układy detekcji osiągające pasma gigahercowe i transfer danych na poziomie setek MegaHerców z 12bitową skalą konwersji 3. Szerokopasmowe komponenty światłowodowe 4. Bardzo wydajny i szybki układ spektrometru 5. Najnowsze osiągnięcia techniczne w dziedzinie akwizycji i analizy danych pomiarowych (CUDA, praca wielordzeniowa, FPGA, PCI Express, etc.)

18 Historia rozwoju badań Roczny pobyt w Wiedniu ( projekt Tempus) praktyczna nauka pracy laboratoryjnej w zorganizowanej grupie badawczej, zapoznanie się z tematyką Tomografii Optycznej Rozpoczęcie prac nad metodą spektralną - organizacja laboratorium w IFiz w Toruniu i kupno podstawowego sprzętu - organizacja pracy grupy badawczej - pozyskanie studentów i magistrantów - ścisła współpraca z ośrodkiem wiedeńskim - pierwsze publikacje w czasopismach naukowych

19 Rapid development of Fourier domain OCT st paper showing application of spectral interferometry to biomedical objects distance ranging (Vienna) st experimental set-up enabling imaging human eye in vivo (Torun) 2002/ st experimental proof of sensitivity advantage (Torun) st theoretical publications showing sensitivity advantage of FdOCT technique (3groups) st publications showing ultrahigh resolution imaging (4groups inc. Torun) st commercially available FdOCT system (Copernicus/ Optopol Poland) instruments available commercially (Poland, Germany, USA, Japan) st commercially available ultrahigh resolution OCT instrument (Copernicus HR, Optopol, Poland)

20 Ultrahigh speed OCT technology Spectral OCT vs Swept source OCT LOG SCALE Commercial Instruments

21 Wkład w rozwój metody Pierwsze eksperymenty pokazujące możliwość użycia metody spektralnej do obrazowania siatkówki ludzkiej (publ. JBO) Pierwsze wyniki obrazowania siatkówki 100 razy szybciej niż instrumenty oparte o metodę czasową (publ. OL) Pierwsze wyniki obrazowania siatkówki z dużą prędkością rejestracji oraz z wysoką rozdzielczością 2003 (publ AJO) Pierwszy prototypowy układ kliniczny działający w Bydgoszczy (dwa kolejne to Boston i Pittsburgh) 2004 Pierwszy komercyjnie dostępny instrument (Optopol technology S.A.) Pierwszy komercyjny instrument z obrazowaniem wysokiej jakości (HR)

22 Komercjalizacja Rozwój metody i budowa urządzenia klinicznego -pierwsze kontakty ze światem przemysłu (OIS/MediVision, IOSTO, OPTOPOL) - UMK poza swoja rolą Budowa urządzenia prototypowego - Podpisanie umów między UMK a firmą Optopol - Opracowanie dokumentacji technicznej i pomoc przy wdrożeniu Optopol Zakłady Produkcji Urządzeń Medycznych

23 Komercjalizacja Prototype instrumentation SOCT Copernicus (Optopol) Copernicus HR (Optopol) HS-100 Canon

24 Commercial products retinal OCT imaging SOCT Copernicus (Optopol-Poland) / HS-100 (Canon Japan) RTVUE (Optovue- USA) SLO/OCT (OPKO USA) Spetcralis (Heidelberg Eng.- Germany) 3D-OCT-1000 (Topcon - Japan) Cirrus (Zeiss Meditec,Inc - USA) RS-3000( Nidek Co, Ltd. - Japan)

25 Idealny Schemat Działania Praca Idea Szczęście Weryfikacja i Zabezpieczenie Pomysłu Publikacja Naukowa Patent Komercjalizacja

26 Idealny Schemat Działania Komercjalizacja partner przemysłowy spin out / spin - off Fundusze Inwestycyjne Finansowanie własne Wyważony i powolny rozwój Handel spółkami

27 Komercjalizacja a badania! Komercjalizacja a Patenty! Komercjalizacja a infrastruktura!

28 Badania vs komercjalizacja Badania Naukowe / Działalność przemysłowa: - Upowszechnianie wyników - Zamknięcie technologii, wiedzy i umiejętności - Swoboda twórcza - Jasno zdefiniowane cele i kierunki prac - Istotna funkcja dydaktyczna - Eksploatacja wiedzy i umiejętności - Rozwój wizerunkowy grupy badawczej - Dominacja marketingu - Bezwarunkowo ograniczone zasoby ludzkie i finansowe - Ekonomiczne uzasadnienie zasobów - Wymóg dużej elastyczności w doborze tematyki - Ścisłe kierowanie się czynnikami ekonomicznymi

29 Praca po godzinach Optymalizacja układu Budowa prototypu Układ prototypowy Wykonanie dokumentacji Pomiary kliniczne Układ laboratoryjny

30 Zadania grupy badawczej Prowadzenie badań naukowych zakończone publikacjami Indywidualny rozwój członków grupy (projekty naukowe dla magistrantów, doktorantów i postdoków) Rozwój całego zespołu badawczego przez współpracę poszczególnych członków grupy Wertykalna integracja badań podstawowych, stosowanych i prac wdrożeniowych Gwarancja swobody intelektualnej!!!

31 Wyjście poza standardową rolę - Partner Naukowy Inwestycja czasu i zmiana zarządzania prowadzonymi projektami Realizacja zadań bez efektu publikacji czy uzyskania stopnia Umiejętne zarządzanie IP (kontrolowane przecieki ) Obudzenie wrażliwości na aspekt ekonomiczny Korzyści: - Otwarcie nowych miejsc pracy (czynnik motywacyjny dla studentów, doktorantów, post-doków) - Kontakt z szerzej pojętym światem przemysłowym ( dostawcy komponentów etc.) - Aspekt wizerunkowy (ale niebezpieczeństwo smyczy) - Kształtowanie lokalnego środowiska przygotowanie nowych specjalistów - Lepsze rozumienie aktualnych potrzeb cywilizacyjnych

32 Wyjście poza standardową rolę Partner Przemysłowy / spółka out/off: Umiejętność odnalezienia szerszej perspektywy kolizja z systemem korporacyjnym Umiejętne zarządzanie ryzykiem Korzyści: - Upowszechnianie najlepsza forma reklamy, - Dopływ wysoko wykwalifikowanej kadry - Konieczność ciągłego rozwoju technologii - Dostęp do informacji - Aspekt wizerunkowy (spekulacyjny)

33 Patentowanie Główny produkt działalności grupy badawczej - publikacje publikacja patent autoplagiat? Kontekst patentu narzędzie w ręku przedsiębiorcy: - upublicznienie (know how vs patent) - portfolio - czynniki prawno ekonomiczne - opóźnienie czasowe - wsparcie IP

34 Patentowanie Specyfika Hi-Tech - nowatorskie/innowacyjne badania = wysoki stopień komplikacji; naukowo zaawansowane pomysły Duża konkurencyjność w naukach stosowanych globalny dostęp do informacji Jakość patentu: - jakość badań - organizacja grupy - elastyczność konceptualna - możliwość szybkiego przeprowadzenia testów i optymalizacji rozwiązań - wsparcie w tworzeniu patentu

35 Jakość patentów Podniesienie jakości patentu: Przeprowadzenie prac eksperymentalnych i optymalizacji nowatorskich rozwiązań i instrumentów (praca po godzinach ) Profesjonalne wsparcie rzecznika patentowego wykształconego w dziedzinie, którą reprezentujemy Możliwość prowadzenia burzy mózgów przez wysokiej klasy ekspertów w danej dziedzinie (post-docs, senior PhD students) Dalszy rozwój nowych technik (Hi-Tech) wymaga ciągłego wsparcia profesjonalnej i rozpoznawalnej na świecie grupy badawczej

36 Komercjalizacja a Infrastruktura gospodarka oparta na wiedzy najnowsze odkrycia naukowo-techniczne profesjonalne instytucje badawcze ilość i jakość instytucji badawczych w kraju inkubatory przedsiębiorczości a instytucje badawcze uniwersytety instytucje badawcze

37 Komercjalizacja a infrastruktura uniwersytety instytucje badawcze 20 lat zwiększania wskaźników skolaryzacji kraju zmiana zasad finansowania badań naukowych uniwersytety o profilu badawczym -podjęcie drastycznych działań, które umożliwią zwiększenie ilości profesjonalnie działających instytucji badawczych -samofinansowanie instytucji badawczych -profesjonalne zarządzanie -zmiana paradygmatu kształcenia - nauki techniczne i przyrodnicze -pozyskanie kadry

38 Komercjalizacja a infrastruktura Jednostki odpowiedzialne za transfer technologii (model profesjonalny) - Ogromne nakłady finansowe - Regulacje prawne - Finansowanie całej procedury - Zyski prawa do licencjonowania (przykład Univ. Stanforda i Google) - Długi czas niezbędny do osiągnięcia zysków Wniosek: bardzo drogi i niepewny interes!!!

39 Podsumowanie Czynniki sprzyjające wdrożeniu Udowodniona stosowalność metody np. badania w klinice Wcześniejsze przygotowanie układu spełniającego kryteria prototypu Równoczesny rozwój badań i organizacji pracy grupy badawczej Zróżnicowana motywacja osób odpowiedzialnych i zrozumienie dalekosiężnych korzyści Czynniki ryzyka czynniki finansowe i organizacyjne ( przeinwestowanie, braki zasobów ludzkich, brak środków na ochronę patentową) falstart zbyt szczelne zamknięcie technologii