Inovativní řešení nepříjemných zdravotních problémů v rozvojových zemích se vylíhnou s překvapivou pravidelností v laboratoři na Houstonově Rice University.
To je místo, kde Rebecca Richards-Kortum, profesorka bioinženýrství, strávila 12 let vedoucí týmy studentů, lékařů, vědců a zdravotnických pracovníků po celém světě a se svou kolegyní Maria Oden přišel s nízkonákladovými, vysoce výkonnými technologiemi pro země chudé na zdroje.
Součástí DNA Richards-Kortum je dosažení nemožných cílů při žonglování více povinností.
Kromě výuky a laboratorní práce provádí časté výlety do zahraničí. 53letá matka šesti dětí - včetně dvou dívek, které si ona a její manžel adoptovaly z Etiopie - je také oddaná běžkyně maratonu. S vřelým zvídavýma očima a uklidňujícím hlasem není překvapivé, že být matkou má rozhodující vliv na problémy, kterých se dopustila. Například roky spolupracovala s Elizabeth Molyneuxovou, pediatrkou a profesorkou v Malawi. Kolem roku 2009 jí Molyneux řekl, že mnoho dětí v Malawi se rodí předčasně a polovina z nich měla potíže s dýcháním.
Globálně jsou respirační infekce hlavní příčinou úmrtí dětí mladších pěti let. V Malawi - vnitrozemské zemi v jižní Africe o něco menší než v Pensylvánii - byla míra přežití u předčasně narozených dětí s dýchacími potížemi pouze asi 25 procent.
Američtí děti narozené s respiračními problémy mohou být léčeny terapií dostupnou od 70. let 20. století, tzv. Bublinou kontinuálního pozitivního tlaku v dýchacích cestách (bCPAP). Proud stlačeného vzduchu dodávaný do vzduchových vaků kojenců je udržuje otevřený. Cena terapie začíná kolem 6 000 $ - daleko mimo dosah většiny nemocnic v křehkých společnostech.
Richards-Kortum svěřila svým starším studentům bioinženýrství úkol vytvořit systém bCPAP, který by byl cenově dostupný a mohl pracovat v drsných prostředích. V roce 2010 přišli s prototypem nazvaným Pumani CPAP za 150 USD. Žádali o patent na zařízení. Použila rybí akváriová čerpadla zakoupená v místním obchodě s domácími mazlíčky k zajištění stejného tlaku a průtoku jako jeho dražší protějšek v Texas Children's Hospital.
Po klinickém vyhodnocení se míra přežití u dětí Malawi s dechovou nedostatečností zvýšila z 24 na 65 procent. Aktualizovaný model, který se prodává za zhruba 800 USD, je k dispozici od 3. Stone Design, firmy se sídlem v San Rafael v Kalifornii.
"Používá se ve více než 30 zemích, včetně všech vládních, centrálních a okresních nemocnic v Malawi, kde to původně začalo, " říká Richards-Kortum. "Zvolili jsme jméno Pumani, protože to znamená" dýchat v klidu "v místním jazyce."
Richards-Kortum je zakladatelem a ředitelem Rice 360 ° Institute for Global Health a spolutvůrcem Odena z jeho bakalářského studijního programu Beyond Traditional Borders. Kromě kurzů, které zahrnují strojírenství, sociologii a ekonomii, si studenti během osmitýdenního úvodního projektu střihali zuby v designu, než se přesunuli k semestrální a celoroční výzvě designu.
Na konci semestru se mohou ucházet o letní stáže v místě, které podalo návrhovou výzvu, a získat kritiku ohledně jejich prvotních návrhů od pracovníků na zemi. Mnoho studentů se vrací domů, aby studovalo a zdokonalilo design, který je vhodný pro klinické použití, jako je například zařízení Pumani CPAP. Tento výzkum přinesl desítky patentů a vedl k pracovním vztahům s nemocnicemi ve Rwandě, Salvádoru, Brazílii, Botswaně, Číně a jinde.
Vezměte žloutenku, nemoc, která způsobuje žloutnutí kůže. Vyskytuje se, když se v těle hromadí bilirubin, červenohnědá látka, která pochází z rozkladu červených krvinek. Mnoho dětí, zejména předčasně narozených novorozenců, je vnímavých. Pokud se neléčí, nahromadění bilirubinu může vést k určité formě poškození mozku zvané kernicterus a dokonce k smrti. Lékaři mohou léčit žloutenku jedním z mnoha levných LED světel dostupných v Malawi.
Skutečný problém však podle Richards-Kortum spočívá v diagnostice novorozenecké žloutenky na prvním místě, „zejména u tmavších dětí s kůží, kde je obtížnější ocenit žloutnutí kůže.“ Současná diagnostická technologie se obvykle opírala o odstředivky nebo spektrofotometry, které byly příliš drahé pro mnoho nemocnic v rozvojových zemích.
V roce 2014 tým společnosti Richards-Kortum přišel s diagnostickým zařízením pro žloutenku zvaným BiliSpec, čtečkou napájenou z baterií se třemi LED diodami a fotodiodou, která dokáže určit množství bilirubinu v systému. Nemocniční lékaři mohou odebrat kapku krve dítěte a aplikovat ji na jednorázový kus papíru, který odděluje plazmu.
Jakmile je proužek vložen do čtečky, doktoři mohou získat jasné měření molekuly způsobující žloutenku přibližně za minutu. Zařízení, jehož výroba stojí méně než 100 USD, bylo testováno klinickým hodnocením asi 70 dětí v Malawi, čímž bylo dosaženo výkonnostních standardů USA. Letos v srpnu získala společnost Richards-Kortum finanční prostředky na provádění rozsáhlých klinických hodnocení a položila základy pro výrobu BiliSpec v Malawi.
Někdy průlom v jedné oblasti může zlepšit život i v jiných částech nemocnice. Příklad: stříkačka vyvinutá pro centrální nemocnici královny Alžběty v Malawi.
Vzhledem k tomu, že děti mají velmi malý objem krve, musí být všechny intravenózní léky dodávány přesně. Špičky napětí a výpadky proudu v Malawi nemocnicích způsobily, že jejich dostupná zařízení byla nepraktická a neúčinná.
Richards-Kortum a její studenti přišli s levným čerpadlem (500 $), které běží na nabití baterie a je dobré po dobu více než 60 hodin, i když dojde k výpadku napájení. Pružina s konstantní silou - podobná jako u elektrického otvírače garážových vrat - dodává potřebnou energii pro práci pístu.
Ale injekční pumpa pomohla i nastávajícím matkám.
Ženy, které mají vysoký krevní tlak během těhotenství, což je stav zvaný preeklampsie, jsou obvykle léčeny injekcemi síranu hořečnatého.
„Nemáte-li k dispozici injekční stříkačku, musíte si intramuskulárně injekčně podat tento lék, “ říká Richards-Kortum. "Je to nesmírně bolestivé. Takže my používáme stejnou stříkačkovou pumpu k dodání síranu hořečnatého na porodnici."
Nejen, že přesně reguluje rychlost injekce, aby byl lék účinnější, ale je mnohem pohodlnější i pro matky.
„Myslel jsem, že lidé by se zdráhali přijímat nové technologie, ale ve skutečnosti je to o 100 procent více, “ říká Richards-Kortum. "Jsou to naprosto pravdiví partneři, kteří se pokoušejí pohnout kupředu."
Vzhledem k tomu, že tyto vynálezy mění život, může být trvalým příspěvkem společnosti Richards-Kortum příprava na školení budoucích řešitelů problémů a inovátorů - rozdíl byl citován, když byla jmenována stipendistkou nadace MacArthur Foundation F 2016, a získala stipendium na génius ve výši 625 000 $.
„Je tu hodně moci mít 18-, 19- a 20leté, kteří jsou na vrcholu své tvořivosti a kteří vám nebyli sděleni, že to nemůžete udělat, “ říká Richards-Kortum. "Je zábavné se dívat."
Robert Lerose je spisovatel se sídlem v New Yorku. Jeho práce se objevila v The Christian Science Monitor, Newsday, The Costco Connection, Hemispheres a dalších publikacích.
