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A startup OPT Industries começou a produzir esfregaços nasais para resolver a escassez enquanto os hospitais tentavam aumentar os testes COVID-19. Crédito: Indústrias OPT
MIT spinout OPT Industries usa novos sistemas de fabricação aditiva para criar produtos com design complexo.
Ao longo de quase sete anos pesquisando sistemas de impressão 3D no Media Lab do MIT, Jifei Ou SM '14, PhD '19 começou a suspeitar que o trabalho poderia levar a produtos melhores. Ele nunca poderia ter imaginado que isso ajudaria a resolver a escassez de abastecimento causada por uma pandemia global.
Desde março do ano passado, a empresa de Ou, OPT Industries, tem trabalhado com hospitais para fornecer um novo tipo de esfregaço nasal para COVID 19 testando. Os cotonetes utilizam estruturas finas e semelhantes a cabelos que Ou desenvolveu enquanto estava no MIT. Pequenas redes tecidas dentro dos cotonetes OPT permitem que eles absorvam e liberem mais fluido do que os cotonetes convencionais.
A divisão do MIT usa uma abordagem de fabricação contínua que permite aumentar a produção de impressoras de acordo com a demanda. Até à data, forneceu mais de 800.000 esfregaços a diversas organizações de cuidados de saúde e de testes domiciliários, ajudando a colmatar uma escassez que ameaçava a capacidade de testes dos hospitais.
Nos 12 meses desde que Ou percebeu que o OPT poderia desempenhar um papel na resposta à pandemia, a pequena equipa da empresa multiplicou as suas capacidades de produção e distribuição, fez parceria com grandes organizações de saúde como a Kaiser Permanente, e começou a desenvolver outros produtos que poderiam beneficiar dos benefícios da empresa. processo de design.
“É muito significativo fazer parte deste esforço”, diz Ou. “Também é particularmente bom porque desenvolvemos materiais com estruturas semelhantes a cabelos há muito tempo, então é como, 'Aha, nossa experiência finalmente foi colocada em prática!'”
Uma inovação sai do laboratório
O tempo de Ou como assistente de pesquisa no Tangible Media Group do Media Lab culminou em um doutorado para o qual ele criou novas maneiras de projetar e imprimir microestruturas complexas em 3D. O trabalho exigiu que sua equipe construísse sua própria impressora 3D, criasse software de design e desenvolvesse polímeros especiais para atender aos requisitos de alta durabilidade e resolução.
Ou recebeu apoio do MIT Sandbox e do E14 Fund, uma empresa de investimento focada no Media Lab. Ou também dá crédito ao Programa de Ligação Industrial do MIT por ajudá-lo a garantir conexões com a indústria. Desde que deixou o MIT, a equipe de Ou melhorou o rendimento das máquinas, permitindo a impressão contínua que levou a empresa a se concentrar na criação de materiais flexíveis semelhantes aos têxteis.
Em março do ano passado, quando os hospitais de todo o país começaram a ficar sem esfregaços nasais necessários para testar a COVID-19, Ramy Arnaout '97, diretor dos laboratórios de microbiologia clínica do Beth Israel e professor associado da Harvard Medical School, enviou um e-mail à sua rede no MIT e além em busca de ajuda.
No dia seguinte, Ou entrou no escritório de Arnaout em Beth Israel com um protótipo de esfregaço nasal que sua equipe preparou durante a noite. A visita se destacou não só pela rapidez no retorno, mas também pela precisão com que o protótipo foi feito.
Os produtos da OPT são projetados usando algoritmos que tentam otimizar o posicionamento de cada fibra. Os cotonetes da empresa apresentam microestruturas porosas em suas cabeças que são ajustadas para coletar e reter fluido e, em seguida, liberar esse fluido rapidamente quando ele entra em um frasco de teste.
“Quando se tratava dos cotonetes, pensamos: 'Ei, que ajuste perfeito!'”, lembra Ou. “Os cotonetes precisam ser macios, flexíveis, as estruturas na ponta precisam ser muito complexas. Isso é o que fazemos.”
Ou trabalhou com membros do Centro de Bits e Átomos do MIT e um laboratório de microbiologia externo para comparar os cotonetes do OPT com os cotonetes tradicionais, semelhantes a cotonetes. Os testes mostraram que os cotonetes do OPT liberaram 20 vezes a quantidade de bactérias para teste. Isso é importante porque mais bactérias aumentam a sensibilidade dos testes, principalmente os testes rápidos, segundo Ou.
O cotonete da OPT Industries (INTASWAB) utiliza fibras em escala micrométrica para absorver e liberar mais fluido do que os cotonetes convencionais. Gif: Indústrias OPT
Seguindo em frente
O sistema de fabricação aditiva da OPT pode produzir as microestruturas semelhantes a cabelos da empresa de uma forma altamente automatizada que permite à OPT competir em preço com os fabricantes tradicionais de cotonetes. Atualmente, a empresa é capaz de produzir 80 mil cotonetes por dia em suas instalações, e Ou diz que a OPT está construindo versões mais recentes de suas máquinas que podem produzir produtos ainda mais rapidamente.
A OPT garantiu parcerias com grandes organizações de saúde, como o distribuidor Henry Schein, para levar os seus esfregaços a hospitais, clínicas de saúde e kits de testes caseiros.
A startup também está desenvolvendo outros dispositivos de amostragem médica que utilizam sua alta taxa de coleta de bactérias para testar outras doenças. Em maio, a OPT se mudará para um novo escritório em Medford, Massachusetts, que reunirá suas equipes de laboratório e produção. Ou diz que o objetivo é acelerar o ciclo desde a idealização do produto até o design, protótipo, otimização e produção.
“Estamos tentando ser como (a empresa multinacional de produtos) 3M na fabricação aditiva”, diz Ou. “Todo mundo conhece a 3M porque eles têm muitos produtos diferentes e essenciais para o dia a dia. Esse é o modelo que buscamos. Temos outros produtos médicos e cosméticos em desenvolvimento – o cotonete é apenas o começo.”