"Эксперты недавно подсчитали, что Соединенным Штатам необходимо более чем в три раза увеличить количество ежедневных тестов на COVID-19, чтобы страна могла безопасно возобновить работу к середине мая, но существующие тампоны сложно сделать, а у производителей просто нет возможности увеличить производство до этого уровня за такой короткий период времени, "сказал Ричард Новак, Кандидат наук., старший штатный инженер в Институте Висса, возглавлявший межведомственные усилия по разработке тампона, полностью литого под давлением, работая с директором-основателем Wyss Institute Дональдом Ингбером, Доктор медицины, Кандидат наук. «Эти новые тампоны могут помочь удовлетворить острую потребность в сборе образцов, как для диагностики пациентов, так и для изучения самого вируса, чтобы можно было быстрее найти лечение и вакцину ».
Проект начался чуть больше месяца назад, когда исследователи-клиницисты из Медицинского центра Бет Исраэль Дьяконесса (BIDMC) обратились к Ингбер с просьбой помочь решить проблему нехватки мазков в больнице в период пандемии COVID-19. Ингбер, Новак, и команда исследователей Wyss присоединились к междисциплинарным усилиям, быстро поняв, что они не только могут разработать замену тампона, Уникальное положение Института Висса на пересечении академических кругов и промышленности означало, что он может объединить врачей, которым нужны мазки, исследователи, которые их разрабатывали, и производители, которые могли быстро производить их по низкой цене, оптимизация процесса, чтобы как можно быстрее передать мазки в руки врачей и медсестер.
<цитата>Сайт Института Висс в кампусе Лонгвуд физически связан с Медицинским центром Бет Исраэль Дьяконисса, поэтому логично, что они будут думать об Институте Висса как об инновационном партнере, способном решать этот тип открытых проблем. Мы пытались понять, как перевести наших сотрудников на работу удаленно, а также начали новые исследования, связанные с COVID-19, в Институте; но нехватка тампонов - настолько серьезная проблема, что решение помочь в ее решении было простым делом ".
Дональд Ингбер, Доктор медицины, Кандидат наук., Директор-основатель Wyss Institute, профессор биологии сосудов Гарвардской медицинской школы и Бостонской детской больницы Джуда Фолкман, и профессор биоинженерии Гарвардской школы инженерии и прикладных наук Джона А. Полсона (SEAS)
Носоглоточные тампоны, которые используются в больницах более 50 лет, состоят из двух частей:пластмассовой ручки, изготовленной методом литья под давлением, и абсорбирующего наконечника из мягкого материала, такого как хлопок, полиэстер, или флокированный нейлон. Каждый тампон изготавливается в многоэтапном процессе. затем собрал, стерилизованный, и упакованы, все это требует значительных затрат времени и средств. В рамках общих усилий по созданию более оптимизированной альтернативы, другие команды использовали 3D-печать для решения этой задачи, что привело к некоторым полезным краткосрочным решениям. Тем не мение, 3D-печать в настоящее время является дорогостоящей и может производиться только ограниченным числом поставщиков. Команда Wyss намеревалась создать новый дизайн, который можно было бы изготовить с использованием литья под давлением, а не 3D-печати. потому что литье под давлением быстрее, дешевле, и обычно используется широким кругом опытных производителей медицинского оборудования по всему миру.
«По сути, нам пришлось создать компанию по производству медицинского оборудования с нуля, потому что мы пытаемся создать новый продукт, продемонстрировать, что это работает, и отправьте его клиентам, которые в нем нуждаются, и для этого вам нужно разобраться в производстве, производство упаковка контроль качества, клинические испытания, так далее., - сказал Новак. Помимо Новака и Ингбера, В команду Wyss входят сотрудники со всего Института, которые вложили свои разнообразные навыки в решение различных аспектов проекта, включая Дэйва Перри, Рамсес Мартинес, Изабель Чико-Калеро, Адама Сисей, Паван Джолли, и Дженни Тэм.
В середине марта Рами Арнаут, Доктор медицины, Кандидат наук. и Джеймс Кирби, Доктор медицины, которые возглавляют лабораторию клинической микробиологии BIDMC, начал сотрудничать с командой Wyss, которые разработали и протестировали новые конструкции тампонов, которые они напечатали на 3D-принтере и показали друг другу через видеозвонки и электронную почту, поскольку меры социального дистанцирования не позволяли им физически работать в одном помещении. По повторным испытаниям, в конце концов они остановились на дизайне с гибким, наконечник в виде медовой ковши, который может быть отлит под давлением. Команда Wyss отправила прототипы отлитых под давлением тампонов, произведенных Proto Labs, в восемь больниц и медицинских центров для доклинических испытаний. в котором врачи оценивают эффективность мазков по разным параметрам, включая их удобство и простоту использования, а также их способность собирать достаточно большой образец с детектируемым количеством вирусной РНК.
На этой неделе, тампоны проходят испытания на людях, которые получат нормальный мазок в одну ноздрю и прототип мазка, разработанного Виссом, в другой. Если новые тампоны могут собирать образец, который содержит детектируемую генетическую информацию, будучи столь же прост в использовании и удобен, как существующие тампоны, IPB увеличит производство окончательной литой конструкции, которые будут использоваться в будущих клинических испытаниях и, команда надеется, получили широкое распространение в медицинском сообществе при тестировании пациентов на COVID-19.
«Скорость, с которой все это происходит, невероятна - всегда сложно создать эффективный дизайн нового продукта даже в стандартные сроки, и пандемия принесла проблемы, которые необходимо решить за несколько недель, четные дни, который напомнил нам, насколько хорошо мы можем адаптироваться к неожиданным ситуациям, "сказал Мартинес, научный сотрудник, который работал над дизайном и итерацией прототипа мазков Wyss. "Помимо удовлетворения неотложной потребности в мазках, мы думаем, что этот новый дизайн может иметь устойчивое использование после пандемии, потому что его производственный процесс дешевле и более оптимизирован, делает его жизнеспособным в экономиках за пределами Соединенных Штатов и, надеюсь, предотвращает возникновение такой нехватки в будущем ».
С самого начала проекта команда стремится к тому, чтобы их мазки были доступны в больницах и исследовательских центрах по всей стране, чтобы ускорить тестирование, и являются частью Центра инноваций в области COVID им. Бригама, в который входят сотрудники из большинства больниц в районе Большого Бостона. Рабочая группа Центра по мазкам регулярно проводит видеоконференции, чтобы сообщать друг другу о своих успехах и потребностях. и сделал свои проекты и прототипы бесплатными через GitHub. Группа также способствует переговорам с производственными партнерами для координации производства, упаковка и доставка мазков в больницы и центры тестирования, включая местные компании в Массачусетсе и Нью-Гэмпшире.
«Я был действительно впечатлен тем, как все эти больницы и компании сотрудничают друг с другом - это показывает, что вовлеченные люди искренне инвестируют в разработку решений для спасения жизней во время этого кризиса, любым способом, которым они могут, "сказал Перри, штатный инженер Института Висса, который работает над упаковкой и стерилизацией тампонов.
Налаживание контактов и установление связей между милями и часовыми поясами - вот что позволило провести испытания на этой неделе в SUNY Downstate в Нью-Йорке и в отделении патогенов и микробиома TGen. ТГен Север, в Аризоне. Клиническая лаборатория TGen North проводит испытания новых тампонов Wyss параллельно с существующими тампонами на добровольцах из своих исследовательских лабораторий. а также обрабатывает тесты на COVID-19 для нескольких округов и племенных наций в северной Аризоне.
«Мы заметили, что самым большим препятствием для клиницистов, отправляющих нам образцы для анализа, является дефицит используемых там мазков, и у всех крупных производителей нет заказов, "сказал Тим Макдэниел, Кандидат наук., старший вице-президент по новым возможностям TGen. "Наличие дополнительных производителей, способных производить мазки в больших масштабах, будет огромным преимуществом для медицинских групп по всей стране, и мы гордимся тем, что помогаем оценить мазки Wyss для дальнейшего развития ».
В SUNY Downstate, тампоны используются вместе с существующими тампонами для сбора образцов у медицинских работников в экстренных случаях, интенсивная терапия, и стационарные отделения в рамках небольшого испытания, чтобы определить, могут ли люди, инфицированные коронавирусом, но не проявляющие симптомов, передавать вирус другим. Отделение патологии больницы также работает с Институтом Висса над планами более крупного клинического испытания для оценки эффективности мазков на основе данных продолжающегося испытания.
"Одна из положительных сторон этой пандемии заключается в том, что она действительно побудила учреждения взаимодействовать друг с другом и вместе работать над решением общих проблем, "сказал Нориюки Мураками, Доктор медицины, клинический доцент медицинского факультета Нижнего штата и академический госпиталист, наблюдающий за пациентами в Университетской больнице Бруклина. "Мы впервые сотрудничаем с Институтом Висс, и это было большим достижением для SUNY Downstate - мы надеемся, что эта тенденция сохранится и в других учреждениях ».
Ингбер добавил:"решение этого кризиса будет найдено в ответах ученых, инженеры, и врачи, работающие индивидуально и совместно по всему миру. Мы в Wyss Institute гордимся тем, что являемся частью решения; именно поэтому институт и был создан ».