Covid-19: un nuovo, innovativo tipo di tampone

In quasi sette anni di ricerca sui sistemi di stampa 3D nel Media Lab del MIT, Jifei Ou ha iniziato a sospettare che il lavoro potesse portare a prodotti migliori. Non avrebbe mai potuto immaginare che avrebbe aiutato ad affrontare le carenze di approvvigionamento causate da una pandemia globale.

Dal marzo dello scorso anno, l’azienda del signor Ou, la OPT Industries, lavora con gli ospedali per fornire un nuovo tipo di tampone nasale per i test Covid-19. I tamponi fanno uso di strutture sottili e simili a capelli. Piccoli reticoli intrecciati all’interno dei tamponi OPT che consentono loro di assorbire e rilasciare più fluido rispetto ai tamponi convenzionali.

Ad oggi, l’azienda ha fornito oltre 800.000 tamponi a una serie di organizzazioni sanitarie e di test a casa, contribuendo a far fronte a una carenza che aveva minacciato la capacità di test degli ospedali.

Nei 12 mesi successivi a quando Ou si è reso conto che la OPT poteva svolgere un ruolo nella risposta alla pandemia, il piccolo team dell’azienda ha moltiplicato le sue capacità di produzione e distribuzione, ha collaborato con grandi organizzazioni sanitarie come Kaiser Permanente e ha iniziato a sviluppare altri prodotti che potrebbero beneficiare del processo di progettazione dell’azienda.

“È molto significativo far parte di questo sforzo”, afferma Ou. “È anche particolarmente bello perché sviluppiamo materiali con strutture simili a capelli da molto tempo, quindi è come, ‘La nostra esperienza finalmente messa in uso!'”

Il tempo di Ou come assistente di ricerca nel Tangible Media Group di Media Lab è culminato in un dottorato di ricerca per il quale ha creato nuovi modi di progettare e stampare in 3D microstrutture intricate. Il lavoro ha richiesto al suo team di costruire la propria stampante 3D, creare software di progettazione e sviluppare polimeri speciali per soddisfare elevati requisiti di durata e risoluzione.

Ou ha ricevuto il sostegno del MIT Sandbox e dell’E14 Fund, una società di investimento focalizzata sul Media Lab. Ou ringrazia il programma di collegamento industriale del MIT per averlo aiutato a proteggere le connessioni del settore. Da quando ha lasciato il MIT, il team di Ou ha migliorato la produttività delle macchine, consentendo la stampa continua che ha portato l’azienda a concentrarsi sulla creazione di materiali flessibili simili a tessuti.

Nel marzo dello scorso anno, quando gli ospedali di tutto il paese hanno iniziato a esaurire i tamponi nasali necessari per testare il Covid-19, Ramy Arnaout ’97, direttore dei laboratori di microbiologia clinica del Beth Israel e professore associato alla Harvard Medical School, ha inviato un’e-mail alla sua rete al MIT oltre a cercare aiuto.

Il giorno seguente, Ou entrò nell’ufficio di Arnaout al Beth Israel con un prototipo di tampone nasale che la sua squadra aveva messo insieme durante la notte. La visita è stata notevole non solo per la rapida svolta, ma anche per la precisione con cui è stato realizzato il prototipo.

I prodotti OPT sono progettati utilizzando algoritmi che tentano di ottimizzare ogni posizionamento in fibra. I tamponi dell’azienda sono dotati di microstrutture porose all’interno delle loro teste che sono sintonizzate per raccogliere e trattenere il fluido, quindi rilasciano rapidamente quel fluido quando entra in una fiala di prova.

“Quando si trattava di tamponi abbiamo pensato, ‘Hey, che è una grande misura!'”, ricorda Ou. “I tamponi devono essere morbidi, flessibili, le strutture sulla punta devono essere molto intricate. Questo è quello che facciamo”.

Ou ha lavorato con i membri del Center for Bits and Atoms del MIT e di un laboratorio di microbiologia esterno per confrontare i tamponi OPT con i tradizionali tamponi di cotone simili a Q.tip. I test hanno dimostrato che i tamponi OPT hanno rilasciato 20 volte la quantità di batteri per i test. Questo è importante perché più campioni aumentano la sensibilità dei test, in particolare dei test rapidi, secondo Ou.

Il tampone di OPT Industries (l’INSTASWAB) utilizza fibre su scala micron per assorbire e rilasciate più fluido rispetto ai tamponi convenzionali.

Il sistema di produzione additiva OPT è in grado di produrre le microstrutture hairlike dell’azienda in modo altamente automatizzato che consente a OPT di competere sul prezzo con i tradizionali produttori di tamponi. L’azienda è attualmente in grado di produrre 80.000 tamponi al giorno nel suo stabilimento e Ou afferma che OPT sta costruendo versioni più recenti delle sue macchine in grado di produrre prodotti ancora più rapidamente.

OPT ha assicurato partnership con grandi organizzazioni sanitarie come il distributore Henry Schein per far entrare i suoi tamponi in ospedali, cliniche sanitarie e kit di test a casa.

La startup sta anche sviluppando altri dispositivi di campionamento medico che utilizzano il suo alto tasso di raccolta batterica per testare altre malattie. A maggio OPT si trasferirà in un nuovo ufficio a Medford, Massachusetts, che riunirà i suoi team di laboratorio e produzione. Ou afferma che l’obiettivo è accelerare il ciclo dall’ideazione del prodotto alla progettazione, al prototipo, all’ottimizzazione e alla produzione.

“Stiamo cercando di essere come la 3M nella produzione additiva”, afferma Ou. “Tutti conoscono 3M perché hanno molti prodotti diversi che sono essenziali per la vita quotidiana. Questo è il modello che stiamo cercando. Abbiamo altri prodotti medici e cosmetici in fase di sviluppo: il tampone è solo l’inizio.”