"Deskundigen hebben onlangs geschat dat de Verenigde Staten het aantal dagelijkse COVID-19-tests meer dan verdrievoudigen om het land tegen half mei veilig te kunnen heropenen. maar de huidige uitstrijkjes zijn ingewikkeld om te maken, en producenten hebben gewoon niet de mogelijkheid om de productie in zo'n korte tijd tot dat niveau te verhogen, " zei Richard Novak, doctoraat, een Senior Staff Engineer bij het Wyss Institute die leiding heeft gegeven aan de multi-institutionele inspanning om een volledig spuitgegoten wattenstaafje te ontwikkelen, in samenwerking met de oprichter van het Wyss Institute, Donald Ingber, MD, doctoraat "Deze nieuwe swabs kunnen helpen tegemoet te komen aan de kritieke behoefte aan het verzamelen van monsters, zowel om patiënten te diagnosticeren als om het virus zelf te bestuderen, zodat behandelingen en een vaccin eerder gevonden kunnen worden."
Het project begon iets meer dan een maand geleden toen clinicus-onderzoekers van het Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) contact opnamen met Ingber en om hulp vroegen om het uitstrijkje van het ziekenhuis op te lossen toen de COVID-19-pandemie opbloeide. Inge, Novak, en een team van Wyss-onderzoekers deden mee aan de multidisciplinaire inspanning, snel beseffend dat ze niet alleen een vervanging van een wattenstaafje konden ontwerpen, de unieke positie van het Wyss Institute op het snijvlak van de academische wereld en de industrie betekende dat het clinici kon samenbrengen die wattenstaafjes nodig hadden, onderzoekers die ze ontwikkelden, en fabrikanten die ze snel en tegen lage kosten konden produceren, stroomlijnen van het proces om de swabs zo snel mogelijk in handen van artsen en verpleegkundigen te krijgen.
De Wyss Institute-site op de Longwood-campus is fysiek verbonden met het Beth Israel Deaconess Medical Center, het is dus logisch dat ze het Wyss Institute zien als een innovatiepartner die in staat is om dit soort problemen met een open einde op te lossen. We waren bezig uit te zoeken hoe we ons personeel konden verplaatsen om op afstand te werken, terwijl we ook nieuwe COVID-19-gerelateerde onderzoeksinspanningen bij het Instituut startten; maar het tekort aan swabs is zo'n dringend probleem dat de beslissing om het te helpen oplossen een goed idee was."
Donald Ingber, MD, doctoraat, de oprichter van het Wyss Institute, de Judah Folkman hoogleraar Vasculaire Biologie aan de Harvard Medical School en het Boston Children's Hospital, en hoogleraar bio-engineering aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)
De nasofaryngeale swabs die al meer dan 50 jaar in ziekenhuizen worden gebruikt, bestaan uit twee delen:een spuitgegoten plastic handvat en een absorberende punt gemaakt van een zacht materiaal zoals katoen, polyester, of gevlokt nylon. Elk wattenstaafje wordt vervaardigd in een meerstapsproces, dan geassembleerd, gesteriliseerd, en verpakt, dit alles vergt veel tijd en geld. Als onderdeel van de algehele inspanning om een meer gestroomlijnd alternatief te creëren, andere teams hebben 3D-printen gebruikt om deze uitdaging aan te gaan, wat heeft geleid tot enkele bruikbare kortetermijnoplossingen. Echter, 3D-printen is momenteel kostbaar en kan alleen op schaal door een beperkt aantal leveranciers. Het Wyss-team ging op zoek naar een nieuw ontwerp dat zou kunnen worden vervaardigd met behulp van spuitgieten in plaats van 3D-printen. omdat spuitgieten sneller gaat, minder duur, en wordt routinematig gebruikt door een breed scala aan ervaren fabrikanten van medische hulpmiddelen over de hele wereld.
"We hebben in wezen een bedrijf voor medische hulpmiddelen vanaf het begin moeten opbouwen omdat we proberen een nieuw product te maken, aantonen dat het werkt, en verzend het naar klanten die het snel nodig hebben, en om dat te doen, je moet de productie berekenen, productie, verpakking, kwaliteitscontrole, klinische proeven, enzovoort., " zei Novak. Naast Novak en Ingber, het Wyss-team bestaat uit leden van het hele instituut die hun uiteenlopende vaardigheden hebben bijgedragen om verschillende facetten van het project aan te pakken, waaronder Dave Perry, Ramses Martinez, Isabel Chico Calero, Adama Sesay, Pawan Jolly, en Jenny Tam.
Half maart, Ramy Arnaout, MD, doctoraat en James Kirby, MD, die het laboratorium voor klinische microbiologie van het BIDMC leiden, begon samen te werken met het Wyss-team, die nieuwe swab-ontwerpen ontwikkelden en testten die ze 3D-printen en aan elkaar lieten zien via videogesprekken en e-mail, omdat sociale afstandsmaatregelen hen verhinderden fysiek in dezelfde ruimte te werken. Over herhaalde proeven, uiteindelijk kwamen ze uit op een ontwerp met een flexibele, honing-dipper-achtige tip die kan worden gespuitgiet. Het Wyss-team heeft nu prototype spuitgegoten swabs, geproduceerd door Proto Labs, naar acht ziekenhuizen en gezondheidscentra gestuurd voor preklinische tests. waarin clinici de prestaties van de swabs op verschillende fronten evalueren, waaronder hun comfort en gebruiksgemak, evenals hun vermogen om een voldoende groot monster te verzamelen met detecteerbare hoeveelheden viraal RNA.
Deze week, de swabs worden getest bij mensen die een normaal swab in het ene neusgat krijgen en een prototype van het door Wyss ontworpen swab in het andere. Als de nieuwe swabs een monster kunnen verzamelen dat detecteerbare genetische informatie bevat, terwijl het net zo gebruiksvriendelijk en comfortabel is als de bestaande swabs, IPB zal de productie van het uiteindelijke spuitgegoten ontwerp opvoeren, die zullen worden gebruikt in toekomstige klinische onderzoeken en, het team hoopt, algemeen aanvaard door de medische gemeenschap bij het testen van patiënten op COVID-19.
"De snelheid waarmee dit alles gebeurt is ongelooflijk - het is altijd een uitdaging om efficiënt een nieuw product te ontwerpen, zelfs binnen een standaard tijdsbestek, en de pandemie heeft uitdagingen met zich meegebracht die in weken moeten worden opgelost, even dagen, wat ons eraan herinnert hoe goed we ons kunnen aanpassen aan onverwachte situaties, " zei Martinez, een onderzoeksassistent die heeft gewerkt aan het ontwerp en de iteratie van de prototype-swabs van Wyss. "Naast het aanpakken van de onmiddellijke behoefte aan wattenstaafjes, we denken dat dit nieuwe ontwerp na de pandemie langdurig kan worden gebruikt, omdat het productieproces goedkoper en meer gestroomlijnd is, om het levensvatbaar te maken in economieën buiten de Verenigde Staten en hopelijk een dergelijk tekort in de toekomst te voorkomen."
Vanaf het begin van het project, het team heeft zich ertoe verbonden ervoor te zorgen dat hun swabs toegankelijk zijn voor ziekenhuizen en onderzoeksfaciliteiten in het hele land om het testen te versnellen, en maken deel uit van het Mass General Brigham Center for COVID Innovation dat leden omvat van de meeste ziekenhuizen in de omgeving van Boston. De Swab-werkgroep van het Centrum komt regelmatig via videoconferentie bijeen om elkaar op de hoogte te houden van hun vorderingen en behoeften, en heeft hun ontwerpen en prototypes gratis beschikbaar gesteld via GitHub. De groep faciliteert ook gesprekken met productiepartners om de productie te coördineren, verpakking, en levering van de swabs aan ziekenhuizen en testcentra, inclusief lokale bedrijven in Massachusetts en New Hampshire.
"Ik ben echt onder de indruk van hoe al deze ziekenhuizen en bedrijven samenwerken met elkaar - het laat zien dat de betrokken mensen oprecht investeren in het ontwikkelen van oplossingen om levens te redden tijdens deze crisis, op welke manier dan ook, " zei Perry, een Staff Engineer bij het Wyss Institute die werkt aan verpakkings- en sterilisatieoplossingen voor de swabs.
Het bereiken en maken van verbindingen over mijlen en tijdzones is wat de proeven van deze week mogelijk heeft gemaakt in SUNY Downstate in New York City en TGen's Pathogen and Microbiome Division, TGen Noord, in Arizona. TGen North Clinical Laboratory test de nieuwe Wyss-swabs naast bestaande swabs op vrijwilligers van zijn onderzoekslaboratoria, en verwerkt ook COVID-19-tests voor verschillende provincies en stamlanden in het noorden van Arizona.
"We hebben gemerkt dat het grootste knelpunt bij clinici die ons monsters sturen om te testen, is dat de swabs die ze gebruiken schaars zijn, en worden nabesteld bij alle grote fabrikanten, " zei Tim McDaniel, doctoraat, de Senior Vice President Emerging Opportunities bij TGen. "Het hebben van extra fabrikanten met de mogelijkheid om op grote schaal wattenstaafjes te produceren, zal een enorm voordeel zijn voor medische groepen in het hele land, en we zijn er trots op dat we de Wyss-swabs kunnen helpen evalueren om die inspanning te bevorderen."
Bij SUNY Downstate, de swabs worden naast bestaande swabs gebruikt om monsters te nemen van gezondheidswerkers in noodgevallen, intensieve zorg, en klinische afdelingen als onderdeel van een kleine proef om te bepalen of mensen die besmet zijn met het coronavirus maar geen symptomen vertonen, het virus nog steeds op anderen kunnen overdragen. De afdeling Pathologie van het ziekenhuis werkt ook samen met het Wyss Institute aan plannen voor een grotere klinische proef om de prestaties van de swabs te evalueren op basis van gegevens van de lopende proef.
“Een van de zilveren voeringen van deze pandemie is dat het instellingen echt heeft gestimuleerd om elkaar te bereiken en samen te werken aan het oplossen van gedeelde problemen, " zei Noriyuki Murakami, MD, een klinisch assistent-professor aan de afdeling geneeskunde van Downstate en een academisch ziekenhuismedewerker die toezicht houdt op de bewoners van het Universitair Ziekenhuis van Brooklyn. "Dit is de eerste keer dat we samenwerken met het Wyss Institute, en het is een geweldige ontwikkeling geweest voor SUNY Downstate - we hopen dat deze trend zich ook doorzet bij andere instellingen."
Ingber heeft toegevoegd, "de oplossing voor deze crisis zal komen van de reacties van wetenschappers, ingenieurs, en clinici die individueel en gezamenlijk over de hele wereld werken. Wij van het Wyss Institute zijn er trots op deel uit te maken van de oplossing; dit is precies waarom het Instituut in de eerste plaats is opgericht."
Lekkende darm en ruimtevlucht - het mechanisme onthuld
Voedsel beïnvloedt selectief darmmicroben, vindt onderzoek
Patiënten met PDS kunnen baat hebben bij vitamine D-supplementen,
Als u ouder bent dan 50,
Wetenschapper bewijst rol van microbioom bij obesitas
Immuuncellen repareren beschadigde darm bij kinderen met IBD
Risico op tandvleesaandoeningen en slokdarm- en maagkanker
Amerikaanse onderzoekers hebben hun nieuwe bevindingen over tandvleesaandoeningen gepubliceerd in een onderzoeksbrief in het laatste nummer van het tijdschrift Darm getiteld, Tandvleesziekte, tandve
Darmmicrobioom kan een rol spelen bij ernstige COVID-19
De huidige wereldwijde COVID-19-pandemie wordt veroorzaakt door bèta-coronavirus ernstig acuut respiratoir syndroom coronavirus-2 (SARS-CoV-2), die meer dan 22,1 miljoen mensen heeft besmet en wereldw
Onderzoek toont aan hoe darmmicroben maaggriep beïnvloeden
Een nieuwe studie toont aan dat darmmicroben de ernst van een norovirusinfectie (de buikgriep, of de winterbraakziekte), gebaseerd op de darmlocatie die het eerst is aangetast. Gepubliceerd in het tij