"Eksperter har for nylig vurderet, at USA har brug for mere end tredobling af antallet af daglige COVID-19-test for at landet sikkert kan genåbnes i midten af maj, men de nuværende vatpinde er komplicerede at lave, og producenter har bare ikke mulighed for at øge produktionen til det niveau på så kort tid, sagde Richard Novak, Ph.d., en Senior Staff Engineer ved Wyss Institute, der har ledet den multiinstitutionelle indsats for at udvikle en fuldt sprøjtestøbt vatpind, i samarbejde med Wyss Institutes grundlægger, Donald Ingber, M.D., Ph.d. "Disse nye podepinde kan hjælpe med at imødekomme det kritiske behov for at indsamle prøver, både for at diagnosticere patienter og for at studere selve virussen, så behandlinger og en vaccine kan findes hurtigere. "
Projektet begyndte for lidt over en måned siden, da kliniker-forskere ved Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) kontaktede Ingber for at bede om hjælp til at løse hospitalets vatpindmangel, da COVID-19-pandemien blomstrede. Ingber, Novak, og et team af Wyss-forskere sluttede sig til den tværfaglige indsats, hurtigt indse, at de ikke kun kunne designe en vatpinders udskiftning, Wyss Instituttets unikke position i skæringspunktet mellem den akademiske verden og industrien betød, at det kunne samle klinikere, der havde brug for vatpinde, forskere, der udviklede dem, og producenter, der hurtigt kunne producere dem til lave omkostninger, effektivisere processen for at få podepindene i hænderne på læger og sygeplejersker så hurtigt som muligt.
Wyss Institute -stedet på Longwood -campus er fysisk forbundet med Beth Israel Deaconess Medical Center, så det giver mening, at de ville tænke på Wyss Institute som en innovationspartner med evnen til at løse denne type åbne problemer. Vi var i gang med at finde ud af, hvordan vi skulle flytte vores personale til at arbejde eksternt, samtidig med at vi startede en ny COVID-19-relateret forskningsindsats på instituttet; men manglen på vatpinde er et så presserende problem, at beslutningen om at hjælpe med at løse det var en no-brainer. "
Donald Ingber, M.D., Ph.d., Wyss Institutes grundlægger, Judah Folkman professor i vaskulær biologi ved Harvard Medical School og Boston Children's Hospital, og professor i bioingeniør ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)
De nasopharyngeale vatpinde, der har været brugt på hospitaler i mere end 50 år, består af to stykker:et sprøjtestøbt plasthåndtag og en absorberende spids lavet af et blødt materiale som bomuld, polyester, eller flokket nylon. Hver podepind fremstilles i en proces i flere trin, derefter samlet, steriliseret, og pakket, alt dette kræver betydelig tid og omkostninger. Som en del af den overordnede indsats for at skabe et mere strømlinet alternativ, andre teams har udnyttet 3D -print til at klare denne udfordring, hvilket har ført til nogle nyttige kortsigtede løsninger. Imidlertid, 3D -print er i øjeblikket dyrt og kan kun udføres i stor skala af et begrænset antal leverandører. Wyss -teamet satte sig for at skabe et nyt design, der kunne fremstilles ved hjælp af sprøjtestøbning frem for 3D -print, fordi sprøjtestøbning er hurtigere, billigere, og bruges rutinemæssigt af en bred vifte af erfarne producenter af medicinsk udstyr verden over.
"Vi har hovedsageligt været nødt til at opbygge et medicinsk udstyrsfirma fra bunden, fordi vi forsøger at skabe et nyt produkt, vise, at det virker, og sende det til kunder, der har brug for det hurtigt, og for at gøre det, du skal finde ud af produktion, fremstilling, emballage, kvalitetskontrol, kliniske forsøg, etc., "sagde Novak. Ud over Novak og Ingber, Wyss -teamet omfatter medlemmer fra hele instituttet, der har bidraget med deres forskellige færdigheder til at løse forskellige facetter af projektet, herunder Dave Perry, Ramsés Martínez, Isabel Chico-Calero, Adama Sesay, Pawan Jolly, og Jenny Tam.
I midten af marts, Ramy Arnaout, M.D., Ph.d. og James Kirby, M.D., der leder det kliniske mikrobiologiske laboratorium ved BIDMC, begyndte at samarbejde med Wyss -teamet, der udviklede og testede nye vatpinddesign, som de 3D -printede og viste hinanden via videoopkald og e -mail, da sociale distanceforanstaltninger forhindrede dem i fysisk at arbejde i samme rum. Over gentagne forsøg, til sidst besluttede de sig for et design med en fleksibel, honning-dipper-lignende spids, der kunne sprøjtes. Wyss-teamet har nu sendt prototype sprøjtestøbte vatpinde produceret af Proto Labs til otte hospitaler og sundhedscentre til præklinisk testning, hvor klinikere vurderer podepinnernes ydeevne på en række fronter, herunder deres komfort og brugervenlighed, samt deres evne til at indsamle en stor nok prøve med påviselige mængder viralt RNA.
Denne uge, podepinde bliver testet hos mennesker, der vil modtage en normal vatpind i det ene næsebor og en prototype af den Wyss-designet vatpind i den anden. Hvis de nye podepinde kan indsamle en prøve, der indeholder påviselige genetiske oplysninger, samtidig med at den er lige så let at bruge og behagelig som de eksisterende podepinde, IPB vil øge produktionen af det endelige sprøjtestøbte design, som vil blive brugt i fremtidige kliniske forsøg og, holdet håber, blive bredt vedtaget af det medicinske samfund i test af patienter for COVID-19.
"Hastigheden med alt dette sker er utrolig - det er altid en udfordring at effektivt designe et nyt produkt, selv inden for en standard tidsramme, og pandemien har bragt udfordringer, der skal løses i løbet af uger, lige dage, som har mindet os om, hvor godt vi kan tilpasse os uventede situationer, "sagde Martínez, en forskningsassistent, der har arbejdet med designet og iterationen af Wyss 'prototypepinde. "Udover at imødekomme det umiddelbare behov for vatpinde, vi tror, at dette nye design kan have vedvarende brug ud over pandemien, fordi dets fremstillingsproces er billigere og mere strømlinet, gøre det levedygtigt i økonomier uden for USA og forhåbentlig forhindre, at en sådan mangel sker i fremtiden. "
Fra projektets begyndelse, teamet har været forpligtet til at sikre, at deres vatpinde er tilgængelige for hospitaler og forskningsfaciliteter rundt om i landet for at fremskynde testning, og er en del af Mass General Brigham Center for COVID Innovation, der omfatter medlemmer fra de fleste hospitaler i det større Boston -område. Centrets Swab -arbejdsgruppe mødes regelmæssigt via videokonference for at opdatere hinanden om deres fremskridt og behov, og har gjort deres designs og prototyper frit tilgængelige via GitHub. Gruppen letter også samtaler med produktionspartnere for at koordinere produktionen, emballage, og levering af podepinde til hospitaler og testcentre, herunder lokale virksomheder i Massachusetts og New Hampshire.
"Jeg har virkelig været imponeret over, hvor samarbejdende alle disse hospitaler og virksomheder arbejder med hinanden - det viser, at de involverede mennesker virkelig investeres i at udvikle løsninger for at redde liv under denne krise, på enhver måde de kan, "sagde Perry, en stabsingeniør på Wyss Institute, der arbejder med emballage og steriliseringsløsninger til vatpindene.
At nå ud og oprette forbindelser på tværs af miles og tidszoner er det, der har tilladt denne uges forsøg at finde sted i SUNY Downstate i New York City og TGens Pathogen and Microbiome Division, TGen Nord, i Arizona. TGen North Clinical Laboratory tester de nye Wyss-vatpinde side om side mod eksisterende vatpinde på frivillige fra sine forskningslaboratorier, og behandler også COVID-19-test for flere amter og stamme nationer i det nordlige Arizona.
"Vi har bemærket, at den største flaskehals hos klinikere, der sender prøver til os, er, at de vatpinde, de bruger, er mangelvare, og er restordret hos alle de store producenter, "sagde Tim McDaniel, Ph.d., Senior Vice President for Emerging Opportunities hos TGen. "At have flere producenter med evnen til at producere vatpinde i massiv skala vil være en kæmpe fordel for medicinske grupper rundt om i landet, og vi er stolte over at hjælpe med at evaluere Wyss -vatpindene for at fremme denne indsats. "
I SUNY Downstate, podepinde bruges sammen med eksisterende vatpinde til at indsamle prøver fra sundhedspersonale i nødstilfælde, intensiv pleje, og indlagte afdelinger som en del af et lille forsøg for at afgøre, om mennesker, der er smittet med coronavirus, men ikke viser symptomer, stadig kan overføre virussen til andre. Hospitalets afdeling for patologi arbejder også sammen med Wyss Institute om planer for et større klinisk forsøg for at evaluere podepinnernes ydeevne baseret på data fra det igangværende forsøg.
"En af sølvbeklædningerne ved denne pandemi er, at den virkelig har galvaniseret institutioner til at række ud til hinanden og arbejde på at løse fælles problemer sammen, "sagde Noriyuki Murakami, M.D., en klinisk assisterende professor i Downstates afdeling for medicin og en akademisk hospitalist, der fører tilsyn med beboere på University Hospital i Brooklyn. "Det er første gang, vi har samarbejdet med Wyss Institute, og det har været en stor udvikling for SUNY Downstate - vi håber, at denne tendens også fortsætter med andre institutioner. "
Ingber tilføjede, "løsningen på denne krise vil komme fra forskernes svar, ingeniører, og klinikere, der arbejder individuelt og i samarbejde rundt om i verden. Vi på Wyss Institute er stolte over at være en del af løsningen; det er netop derfor, at instituttet blev oprettet i første omgang. "
Kvinder født med kejsersnit har større risiko for fedme og diabetes
Proteinsendinger fra humant mikrobiom kaster lys over menneskers sundhed
Kunne mikroalger afledte antivirale forbindelser bekæmpe SARS-CoV-2 og andre vira?
Tarmmikrobiom kan spille en rolle i alvorlig COVID-19
Utæt tarm og rumfart - mekanismen afsløret
Forståelse af halsbrand
Mikrober forbundet med hjerteanfald finder undersøgelse
En undersøgelse afsløret på ESC Congress 2019, der blev afholdt i Paris sidste weekend, afslører, at unormal mikrobepopulation i kroppen kan føre til forringelse af de stabile koronarplakker og føre d
Åbning af en smal spiserør
Hvis du har haft langsigtede problemer med halsbrand, dette kan have forårsaget ardannelse i spiserøret. Den hyppige tilbagesvaling af mavesyre er skylden. Nu, arvævet har skabt en indsnævret del af d
Fastfood kan være den største synder i teenage -depression
Hvorfor er depression et så voksende problem blandt teenagere i Amerika? Et svar er den slags mad, de spiser, ifølge en ny undersøgelse af forskere ved University of Alabama i Birmingham. Teenagerde