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Innovations perturbatrices dans la conception et la fabrication d’écouvillons nasaux



Le mouleur par injection Technimark s’associe à iMFLUX et Rhinostics pour produire des écouvillons nasaux en polypropylène qui réduisent l’inconfort du patient tout en améliorant la concentration de l’échantillon. Pendant ce temps, une entreprise dérivée du MIT utilise des algorithmes et l’impression 3D pour créer un meilleur écouvillon.

Il est sûr de dire que peu de gens ont beaucoup réfléchi à la conception et à la fabrication des écouvillons nasaux jusqu’à ce que COVID-19 arrive en ville. Alors que nous faisions la queue pour les tests, tout à coup, tout le monde avait une opinion sur les grattoirs à longue tige. Il y avait des questions sur l’efficacité, et l’inconfort était une plainte courante. Oh, et on craignait qu’une pénurie d’écouvillons ne se profile à l’horizon. Quelques innovations récentes ont contribué à apaiser ces inquiétudes.

Aujourd’hui, Technimark a annoncé son partenariat avec Rhinostics et iMFLUX pour produire, emballer et distribuer des écouvillons nasaux emballés individuellement pour aider à détecter et diagnostiquer des infections potentielles telles que COVID-19. La production des écouvillons en polypropylène de qualité médicale a commencé en avril au siège de Technimark à Asheboro, en Caroline du Nord, où les écouvillons sont moulés par injection et emballés dans une salle blanche ISO de classe 8 et stérilisés avant la distribution.

Technimark est spécialisé dans le moulage par injection de précision, l’assemblage et les services de chaîne d’approvisionnement complets pour les marchés de la santé et d’autres marchés dans des installations aux États-Unis, au Mexique, au Royaume-Uni, en Irlande, en Allemagne et en Chine.

Rhinostics est une startup basée à Boston fondée l’année dernière dans le but de « révolutionner la collecte d’échantillons » et d’optimiser le temps et la main-d’œuvre nécessaires à l’analyse des échantillons dans les laboratoires.

L’écouvillon permet le prélèvement par le nez tout en améliorant la concentration de l’échantillon

L’écouvillon nasal en polypropylène moulé par injection a été développé par P&G et iMFLUX, une filiale de P&G qui propose un logiciel de moulage par injection à basse pression constante inventé par P&G. Rhinostics a la licence pour mettre l’écouvillon sur le marché des laboratoires cliniques. Le nouvel écouvillon permet un prélèvement facile à l’avant du nez, réduisant l’inconfort du patient, et aurait absorbé jusqu’à 30 fois la concentration de l’échantillon par rapport aux écouvillons conventionnels.

« Nous sommes fiers de nous associer à Technimark, iMFLUX et P&G pour apporter de nouveaux dispositifs de prélèvement tels que l’écouvillon nasal P&G au flux de travail des laboratoires cliniques », a déclaré Cheri Walker, PDG de Rhinostics. « Non seulement la production d’écouvillons nasaux aide à soulager les goulots d’étranglement de la chaîne d’approvisionnement, mais la nouvelle conception et le matériau en polypropylène permettent une collecte et une concentration des échantillons confortables en raison de l’expédition à sec et de la libération améliorée des particules virales. »

Rhinostics prévoit d’enregistrer l’écouvillon nasal en polypropylène P&G en tant que dispositif médical exempté de classe I et demandera une autorisation d’utilisation d’urgence pour la collecte à domicile avec des tests RT-PCR, l’étalon-or pour la détection de l’infection par le SRAS-CoV-2.

Les écouvillons nasaux imprimés en 3D comportent de minuscules réseaux tissés

Pendant ce temps, informé par près de sept ans de recherche sur l’impression 3D au Media Lab du MIT, Jifei Ou, PhD, a développé un nouveau type d’écouvillon nasal pour les tests COVID-19. Depuis mars 2020, il travaille avec des hôpitaux pour améliorer la conception des écouvillons en appliquant des structures minces ressemblant à des cheveux que Ou a développées au MIT. De minuscules treillis tissés à l’intérieur des écouvillons leur permettent d’absorber et de libérer plus de liquide que les écouvillons conventionnels, selon le communiqué publié sur le site Web du MIT.

La société dérivée de Ou, OPT Industries, utilise une approche de fabrication continue qui lui permet d’augmenter la production d’imprimantes 3D pour répondre à la demande. À ce jour, il a fourni plus de 800 000 écouvillons aux organisations de soins de santé et de dépistage à domicile, contribuant ainsi à faire face à une pénurie qui menaçait la capacité de dépistage des hôpitaux.

Un écouvillon nasal prototype produit en un temps record

Tout en préparant son doctorat, Ou a créé de nouvelles façons de concevoir et d’imprimer en 3D des microstructures complexes, ce qui a obligé son équipe du Media Lab du MIT à construire sa propre imprimante 3D, à créer un logiciel de conception et à développer des polymères spéciaux pour répondre aux exigences de durabilité et de résolution. Cette expertise a été mise à l’épreuve lorsque Ramy Arnaout des laboratoires de microbiologie clinique de Beth Israel a diffusé une demande générale d’aide pour éviter une éventuelle pénurie d’écouvillons nasaux.

Le jour après avoir vu l’e-mail d’Arnaout, qui est également professeur agrégé à la Harvard Medical School, Ou est entré dans son bureau à Beth Israel avec un prototype d’écouvillon nasal que son équipe avait mis en place pendant la nuit. La visite a été remarquable non seulement pour la rapidité d’exécution, mais aussi pour la précision avec laquelle le prototype a été fabriqué, a rapporté Zach Winn du bureau de presse du MIT.

OPT Industries/MITécouvillonnages nasaux

Les écouvillons imprimés en 3D développés par Jifei Ou absorbent et libèrent plus de liquide que les écouvillons conventionnels.

Les produits d’OPT sont conçus à l’aide d’algorithmes qui tentent d’optimiser chaque placement de fibre. Les écouvillons de la société présentent des microstructures poreuses dans leur tête qui sont réglées pour collecter et retenir le fluide, puis libèrent rapidement ce fluide lorsqu’il pénètre dans un flacon de test.

« En ce qui concerne les écouvillons, nous avons pensé : « Hé, c’est parfait ! » », se souvient Ou. « Les écouvillons doivent être souples, flexibles, les structures sur la pointe doivent être très complexes. C’est ce que nous faisons », a-t-il dit à Winn.

Des tests effectués au MIT et dans un laboratoire de microbiologie externe comparant les écouvillons de l’OPT aux cotons-tiges traditionnels ont montré que les écouvillons de l’OPT ont libéré 20 fois la quantité de bactéries à tester.

L’entreprise imprime actuellement 80 000 écouvillonnages nasaux par jour

Le système de fabrication additive d’OPT peut produire les microstructures capillaires de l’entreprise d’une manière hautement automatisée, ce qui permet à OPT de concurrencer les prix des fabricants d’écouvillons traditionnels. La société est actuellement en mesure de produire 80 000 écouvillons par jour dans ses installations, et Ou a déclaré que l’OPT construit des versions plus récentes de ses machines qui peuvent produire des produits encore plus rapidement.

La startup développe également d’autres dispositifs d’échantillonnage médical qui utilisent son taux de collecte bactérienne élevé pour tester d’autres maladies, a rapporté Winn. Ce mois-ci, OPT emménage dans un nouveau bureau à Medford, MA, qui réunira ses équipes de laboratoire et de production. Ou a déclaré à MIT News que l’objectif est d’accélérer le cycle de l’idéation du produit à la conception, au prototype, à l’optimisation et à la production.

« Nous essayons d’être comme 3M dans la fabrication additive », a déclaré Ou à Winn. « Tout le monde connaît 3M car ils ont beaucoup de produits différents qui sont essentiels à la vie quotidienne. C’est le modèle que nous recherchons. Nous avons d’autres produits médicaux et cosmétiques en cours de développement – ​​l’écouvillon n’est que le début. »

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