新型コロナウイルスに対するより優れた鼻腔スワブ

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MIT のメディア ラボで 7 年近く 3D プリンティング システムを研究してきた Jifei Ou SM '14、PhD '19 は、自分の研究がより良い製品につながるのではないかと疑い始めました。 彼は、それが世界的なパンデミックによって引き起こされた供給不足の解決に役立つとは想像もできませんでした。

オウ氏の会社、オプトインダストリーズは昨年3月以来、病院と協力して新型コロナウイルス検査用の新しいタイプの鼻腔スワブを提供してきた。 この綿棒は、Ou 氏が MIT 在学中に開発した細い毛のような構造を利用しています。 OPT のスワブ内の小さな織り格子により、従来のスワブよりも多くの液体を吸収および放出できます。

MIT のスピンアウトでは、需要に応じてプリンターの生産をスケールアップできる連続製造アプローチを採用しています。 これまでに、同社は多くの医療機関や在宅検査機関に80万本以上の綿棒を供給し、病院の検査能力を脅かしていた不足に対処するのに役立っている。

Ou が OPT がパンデミック対応で役割を果たすことができると認識してから 12 か月間、同社の小規模チームは製造および販売能力を倍増させ、Kaiser Permanente のような大手医療機関と提携し、同社の利点から恩恵を受ける可能性のある他の製品の開発を開始しました。設計プロセス。

「この取り組みに参加することは非常に有意義です」とオー氏は言います。 「また、私たちは毛髪のような構造を持つ材料を長い間開発してきたので、特に気分が良くなります。そのため、『ああ、私たちの専門知識がついに活用された!』という感じです。」

イノベーションがラボから生まれる

Ou は、メディア ラボのタンジブル メディア グループの研究助手としての期間を経て、複雑な微細構造を設計して 3D プリントする新しい方法を開発し、博士号を取得しました。 この作業では、彼のチームが独自の 3D プリンターを構築し、設計ソフトウェアを作成し、高い耐久性と解像度の要件を満たす特殊なポリマーを開発する必要がありました。

Ou は、MIT Sandbox とメディア ラボを中心とした投資会社 E14 Fund から支援を受けました。 Ou はまた、MIT の産業連携プログラムが業界とのつながりを確保するのに役立ったと評価しています。 MIT を退職して以来、Ou のチームは機械のスループットを向上させ、連続印刷を可能にし、同社が柔軟で繊維のような素材の作成に注力するようになりました。

昨年3月、全国の病院で新型コロナウイルス感染症（Covid-19）の検査に必要な鼻腔ぬぐい液が不足し始めたとき、ベス・イスラエルの臨床微生物研究所の所長でハーバード大学医学部准教授のラミー・アルナアウト'97氏は電子メールを送った。 MIT 内外の彼のネットワークに助けを求めています。

翌日、ウー氏はチームが一晩かけて作った鼻腔綿棒のプロトタイプを持って、ベス・イスラエルにあるアルナアウト氏のオフィスに入った。 今回の訪問では、迅速な対応だけでなく、プロトタイプの作成精度も注目に値しました。

OPT の製品は、各ファイバーの配置を最適化するアルゴリズムを使用して設計されています。 同社のスワブは、液体を収集して保持し、液体がテストバイアルに入るとすぐに放出するように調整されたヘッド内の多孔質微細構造を特徴としています。

「綿棒のことになったとき、私たちは『これはぴったりだ！』と思いました」と Ou 氏は振り返ります。 「綿棒は柔らかく柔軟である必要があり、先端の構造は非常に複雑である必要があります。 それが私たちのやることなのです。」

Ou 氏は、MIT のビットと原子センターのメンバーおよび外部の微生物研究室と協力して、OPT の綿棒と従来の綿棒のような綿棒を比較しました。 テストの結果、OPT の綿棒からはテスト対象の 20 倍の量の細菌が放出されたことがわかりました。 Ou氏によると、検体が増えると検査、特に迅速検査の感度が高まるため、これは重要だという。