Een driehoekige samenwerking tussen Zuid-Australië, Texas en Ethiopië gebruiken 3D-geprinte technologie en ontwerpinnovatie om efficiënt een dodelijke ziekte te diagnosticeren die jaarlijks een miljoen mensen infecteert.

De kit om leishmaniasis te diagnosticeren wordt deze maand getest door het Armauer Hansen Research Institute (AHRI) in Addis Abeba, Ethiopië, als onderdeel van een programma om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop ziekten worden getest en behandeld.

Werken met de in Austin gevestigde virtuele incubator PandemicTech voor infectieziekten en het New Venture Institute (NVI) aan de Flinders University in Adelaide, Zuid Australië, Dr. Endalamaw Gadisa heeft zijn kennis van een betere manier om te testen op leishmaniasis snel kunnen omzetten in een praktisch en kosteneffectief ontwerp.

Leishmaniasis is een parasitaire ziekte die wordt verspreid door de beten van zandvliegen. De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat tot 1 miljoen nieuwe gevallen en 30, 000 doden vallen jaarlijks, meestal onder ondervoede mensen die in armoede en/of onhygiënische omstandigheden leven. Hoewel het kan leiden tot zweren en de dood, leishmania is te genezen als het vroeg wordt gediagnosticeerd en behandeld.

Dr. Gadisa, gevestigd in Addis Abeba, identificeerde verschillende problemen bij het testen op de ziekte in Ethopia, waardoor er behoefte is aan effectievere en praktischere diagnostische apparatuur. De problemen met het huidige systeem zijn onder meer de kosten van een vloeibaar medium (reagens) dat wordt gebruikt voor het testen, de breekbare reageerbuizen die worden gebruikt om het reagens op te slaan, de uitdaging om de monsters onder beschikbare microscopen te bekijken, en de tijd die nodig is om resultaten te krijgen, wat meer dan een week kan zijn.

Hij ontwikkelde een ontwerp voor een reageerbuis die aanzienlijk minder reagens nodig heeft (10 microliter versus 25 milliliter) en die in slechts drie dagen resultaten kan opleveren. maar hij miste de mogelijkheid om zijn prototype in Addis Abeba te bouwen.

Andreas Nerlinger, de directeur van PandemicTech in Austin, aangeboden om met Dr. Gadisa samen te werken als een van de oorspronkelijke proefprojecten van de incubator, en bracht het probleem naar Matt Salier, de directeur van het New Venture Institute van de Flinders University in Zuid-Australië.

"Toen ik het project uiteindelijk aan Matt Salier beschreef tijdens de South by Southwest-conferentie in maart 2017, hij bood aan om samen te werken en stelde me voor aan NVI's Raphael Garcia, die uiteindelijk rechtstreeks met Dr. Gadisa en mij werkte aan verschillende ontwerpiteraties, wat resulteerde in het prototype dat op de meest recente foto's is afgebeeld, ' zei Nerlinger.

Het New Venture Institute is gevestigd in het Tonsley Innovation Precinct, een voormalige autofabriek omgevormd tot een geavanceerd productiecentrum in Adelaide, een zusterstad van Austin.

Salier zei dat de relatie met de zusterstad hielp om het gesprek op gang te brengen.

"Flinders NVI is al meer dan vier jaar aanwezig in onze zusterstad Austin met onze lokale partner, Tech Ranch. Ik ontmoette Andrew van Endura Ventures toen hij PandemicTech oprichtte en we zagen een kans om onze expertise op het gebied van ontwerp en innovatieve productie toe te passen bij Tonsley, ' zei Salier.

Prototyping van het ontwerp duurde minder dan vier maanden en werd gedaan op NVI's Stratasys Objet Connex 3D-printer. Hierdoor konden verschillende oplossingen worden overwogen via een Design-Thinking-proces voordat de meest geschikte werd gekozen om op CAD-software te worden ontworpen.

Salier zei dat het eerste prototype werd gemaakt met behulp van een heldere vloeibare hars en in drie delen werd geproduceerd:een hoofdlichaam dat de vloeistof vasthoudt, een kurk bovenop om de kweekbuis af te sluiten, en een bodemplug die verwijderbaar is om de kweekbuis te reinigen. Het hoofdgedeelte heeft een centraal gat door de hele unit, waar de stekkers op aansluiten, een ontwerpkeuze waardoor de kweekbuis herbruikbaar en reinigbaar is.

Het ontwerp van het hoofdgedeelte is verschillende keren verfijnd om de helderheid en duurzaamheid van het lichaam te vergroten, het deel dat verantwoordelijk is voor het mogelijk maken van diagnose door middel van microscopische inspectie. Er zijn verschillende materialen bedrukt voor de boven- en onderpluggen om ervoor te zorgen dat ze het hoofdgedeelte volledig konden afsluiten en toch gemakkelijk te verwijderen waren voor reiniging en sterilisatie.

Het afgewerkte pakket, die minder dan A $ 5 kosten, 000 te ontwikkelen, is verpakt in een kant-en-klare Pelican-koffer met lasergesneden schuim op de universiteit. Het pakket wordt ook geleverd met speciale 3D-geprinte microscopen die aan een smartphonecamera kunnen worden bevestigd en de telefoon omzetten in een krachtige microscoop met 60x vergroting die foto's kan verzamelen voor diagnostische doeleinden. De microscoop is gemaakt door het Zuid-Australische startup-bedrijf Go Micro, dat ook is gevestigd aan de Flinders University in Tonsley.

Ondanks Austin, Adelaide en Addis Abeba zijn allemaal ouder dan 10, 000 km van elkaar, Nerlinger zei dat de kosteneffectieve samenwerking herbruikbare prototypes van hoge kwaliteit heeft gecreëerd tegen een fractie van de typische kosten "voor een verwaarloosde ziekte die enorme morbiditeit en mortaliteit veroorzaakt in de meest sobere en beperkte omgevingen ter wereld".

"We waren ook verheugd dat NVI Dr. Gadisa kon matchen met een van zijn eigen technologieën, de microscoopbevestiging die wordt gebruikt op een smartphone die de resultaten van de leishmaniasis-test kan lezen, " hij zei.

"Met het nieuwe testapparaat kunnen meer patiënten eerder worden behandeld en is er minder tijd nodig om een ​​diagnose te stellen. Het zal gezondheidswerkers mogelijk ook in staat stellen een diagnose te stellen aan patiënten terwijl ze medisch werk verrichten in de afgelegen regio's die vaak het meest getroffen zijn. door leishmaniasis.

"Als het testen succesvol is, bestaat de mogelijkheid om een ​​financieel duurzaam bedrijf met sociale impact op te bouwen rond de testkit die middelen uit Ethiopië en Australië samenbrengt."

Salier zei dat dit soort projecten precies de reden waren waarom Flinders NVI altijd probeerde aan te tonen hoe nieuwe technologieën en bedrijfsmodellen grootschalige problemen waarmee de samenleving wordt geconfronteerd, kunnen aanpakken.

"We hebben niet meer software nodig om problemen op te lossen die al tien keer zijn opgelost, wat we wel nodig hebben, is innovatie die impact heeft, dat waarde creëert door nieuwe benaderingen toe te passen op wereldwijde uitdagingen."