Soluzioni innovative per irritare i problemi di salute nei paesi in via di sviluppo sono state tratteggiate con sorprendente regolarità in un laboratorio della Rice University di Houston.
È qui che Rebecca Richards-Kortum, professore di bioingegneria, ha trascorso 12 anni a capo di team di studenti, medici, scienziati e operatori sanitari qui e in tutto il mondo, con la sua collega Maria Oden, nel proporre tecnologie a basso costo e ad alte prestazioni per i paesi poveri di risorse.
Raggiungere obiettivi impossibili mentre si destreggiano tra responsabilità multiple fa parte del DNA di Richards-Kortum.
Oltre a insegnare e lavorare in laboratorio, fa frequenti viaggi di ricerca all'estero. La madre di sei anni, 53 anni, tra cui due ragazze che lei e suo marito hanno adottato dall'Etiopia, è anche una maratoneta dedicata. Con caldi occhi inquisitori e una voce rassicurante, non sorprende che essere una madre abbia avuto un'influenza decisiva sui problemi che affronta. Ad esempio, collabora da anni con Elizabeth Molyneux, pediatra e professore in Malawi. Intorno al 2009, Molyneux le disse che molti bambini in Malawi sono nati prematuramente e la metà di loro aveva difficoltà a respirare.
A livello globale, le infezioni respiratorie sono la principale causa di morte nei bambini di età inferiore ai cinque anni. In Malawi - un paese senza sbocco sul mare nell'Africa meridionale un po 'più piccolo della Pennsylvania - il tasso di sopravvivenza per i bambini in età prescolare con difficoltà respiratoria era solo del 25% circa.
I bambini americani nati con problemi respiratori possono essere trattati con una terapia disponibile dagli anni '70, chiamata Bubble Continuous Positive Airway Pressure (bCPAP). Un flusso di aria in pressione erogata alle sacche d'aria del bambino le tiene aperte. Il prezzo della terapia inizia intorno ai $ 6.000, ben oltre la portata della maggior parte degli ospedali nelle società fragili.
Richards-Kortum ha assegnato ai suoi studenti senior di bioingegneria il compito di creare un sistema bCPAP che fosse conveniente e che potesse lavorare in ambienti difficili. Nel 2010, hanno ideato un prototipo chiamato dispositivo CPAP Pumani per $ 150. Hanno richiesto un brevetto sul dispositivo. Ha utilizzato pompe per acquari di pesce acquistate in un negozio di animali locale per fornire la stessa pressione e portata della sua controparte più costosa al Texas Children's Hospital.
Dopo una valutazione clinica, il tasso di sopravvivenza per i bambini del Malawi con difficoltà respiratorie è passato dal 24% al 65%. Un modello aggiornato che vende per circa $ 800 è disponibile da 3rd Stone Design, una società con sede a San Rafael, in California.
"Viene utilizzato in oltre 30 paesi, inclusi tutti gli ospedali governativi, centrali e distrettuali del Malawi, dove ha avuto origine in origine", afferma Richards-Kortum. "Abbiamo scelto il nome Pumani perché significa" respirare tranquillamente "nella lingua locale."
Richards-Kortum è fondatore e direttore del Rice 360 ° Institute for Global Health e co-creatore con Oden del suo curriculum universitario, Beyond Traditional Borders. Oltre ai corsi che includono ingegneria, sociologia ed economia, gli studenti si sono tagliati i denti nella progettazione durante un progetto introduttivo di otto settimane, prima di passare alle sfide progettuali di un semestre e di un anno.
Alla fine del semestre, possono fare domanda per stage estivi nel luogo che ha presentato la sfida di progettazione e ottenere critiche sui loro progetti di fase iniziale da parte dei lavoratori sul campo. Molti studenti tornano a casa per proseguire gli studi e perfezionare un design adatto all'uso clinico, come il dispositivo CPAP Pumani. Questa ricerca ha prodotto dozzine di brevetti e ha portato a rapporti di lavoro con ospedali in Ruanda, El Salvador, Brasile, Botswana, Cina e altrove.
Prendi l'ittero, una malattia che produce un ingiallimento della pelle. Si verifica quando la bilirubina, una sostanza bruno rossastra che viene dalla rottura dei globuli rossi, si accumula nel corpo. Molti neonati, in particolare i neonati pretermine, sono sensibili. Se non trattato, l'accumulo di bilirubina può portare a una forma di danno cerebrale chiamato kernicterus e persino alla morte. I medici possono trattare l'ittero con uno dei tanti dispositivi LED a luce blu a basso costo disponibili in Malawi.
Ma il vero problema, secondo Richards-Kortum, è in primo luogo la diagnosi di ittero neo-natale, "specialmente nei bambini con la pelle più scura dove diventa più difficile apprezzare l'ingiallimento della pelle". L'attuale tecnologia diagnostica di solito si basava su centrifughe o spettrofotometri che erano troppo costosi per molti ospedali nei paesi in via di sviluppo.
Nel 2014, il team di Richards-Kortum ha ideato un dispositivo diagnostico per ittero chiamato BiliSpec, un lettore alimentato a batteria con tre LED e un fotodiodo in grado di determinare la quantità di bilirubina nel sistema. I medici ospedalieri possono prelevare una goccia di sangue del bambino e applicarlo su un pezzo di carta usa e getta che separa il plasma.
Una volta inserita la striscia nel lettore, i medici possono ottenere una chiara misurazione della molecola che causa l'ittero in circa un minuto. Il dispositivo, che costa meno di $ 100 da realizzare, è stato testato in una valutazione clinica su circa 70 bambini in Malawi, raggiungendo gli standard di prestazione statunitensi. Questo agosto, Richards-Kortum ha ricevuto finanziamenti per condurre studi clinici su larga scala e gettare le basi per la produzione di BiliSpec in Malawi.
A volte una svolta in un'area può migliorare la vita anche in altre parti di un ospedale. Caso in questione: una pompa a siringa sviluppata per il Queen Elizabeth Central Hospital in Malawi.
Poiché i bambini hanno un volume di sangue molto piccolo, tutti i farmaci per via endovenosa devono essere erogati a una velocità precisa. I picchi di tensione e le interruzioni di corrente negli ospedali del Malawi hanno reso i loro dispositivi disponibili poco pratici e inefficaci.
Richards-Kortum e i suoi studenti hanno inventato una pompa a basso costo ($ 500) che funziona con una carica della batteria ed è valida per oltre 60 ore, anche se la corrente si spegne. Una molla a forza costante, simile a quella che si trova in un apriscatole elettrico per garage, fornisce l'energia necessaria per far funzionare lo stantuffo.
Ma la pompa a siringa ha aiutato anche le future mamme.
Le donne che hanno la pressione alta durante la gravidanza, una condizione chiamata preeclampsia, sono generalmente trattate con iniezioni di solfato di magnesio.
"Se non si dispone di una pompa a siringa, è necessario iniettare questo farmaco per via intramuscolare", afferma Richards-Kortum. "È estremamente doloroso. Quindi stiamo usando la stessa pompa a siringa per fornire il solfato di magnesio nel reparto maternità."
Non solo controlla la velocità di iniezione proprio per rendere il farmaco più efficace, ma è anche molto più comodo per le madri.
"Pensavo che le persone potessero essere più riluttanti ad abbracciare le nuove tecnologie, ma in realtà è stato il 100% l'opposto di quello", afferma Richards-Kortum. "Sono assolutamente veri partner nel tentativo di andare avanti".
Per quanto alterino la vita di queste invenzioni, il contributo più duraturo di Richards-Kortum potrebbe essere nella formazione di futuri risolutori di problemi e innovatori, una distinzione citata quando è stata nominata Amica della MacArthur Foundation nel 2016 e ha ricevuto una donazione di genio da 625.000 dollari.
"C'è molto potere nell'avere 18 e 19 e 20 anni che sono al culmine della loro creatività e a cui non è stato detto che non puoi farlo in questo modo", dice Richards-Kortum. "È divertente da guardare."
Robert Lerose è uno scrittore con sede a New York. Il suo lavoro è apparso su The Christian Science Monitor, Newsday, The Costco Connection, Hemispheres e altre pubblicazioni.
