Penyelesaian yang inovatif untuk mengatasi masalah kesihatan di negara-negara sedang membangun ditonjolkan dengan kewaspadaan yang mengejutkan dalam makmal di Universiti Rice Houston.
Di sinilah Rebecca Richards-Kortum, profesor bioengineering, telah menghabiskan 12 tahun pasukan, doktor, saintis dan pekerja penjagaan kesihatan di sini dan di seluruh dunia, bersama rakannya, Maria Oden, dalam menghasilkan kos rendah, teknologi berprestasi tinggi untuk negara miskin sumber.
Mencapai matlamat yang mustahil semasa menyulap pelbagai tanggungjawab adalah sebahagian daripada DNA Richards-Kortum.
Selain mengajar dan kerja makmal, dia sering membuat perjalanan yang berkaitan dengan penyelidikan di luar negara. Ibu berusia 53 tahun yang terdiri daripada enam orang termasuk dua gadis yang dia dan suaminya menerima pakai dari Ethiopia juga merupakan pelari maraton yang berdedikasi. Dengan mata yang penuh rasa ingin tahu dan suara yang menenangkan, tidaklah menghairankan bahawa menjadi seorang ibu mempunyai pengaruh tegas terhadap masalah yang dia lakukan. Sebagai contoh, dia telah bekerjasama dengan Elizabeth Molyneux, seorang pakar pediatrik dan profesor di Malawi, selama bertahun-tahun. Sekitar tahun 2009, Molyneux memberitahunya bahawa banyak bayi di Malawi dilahirkan secara beransur-ansur dan separuh daripada mereka mengalami masalah bernafas.
Di seluruh dunia, jangkitan pernafasan adalah punca utama kematian pada kanak-kanak di bawah umur lima tahun. Di Malawi-negara yang terkurung di Afrika selatan sedikit lebih kecil daripada Pennsylvania-kadar kelangsungan hidup untuk bayi pra-jangka dengan kesusahan pernafasan hanya sekitar 25 peratus.
Bayi Amerika yang dilahirkan dengan masalah pernafasan dapat dirawat dengan terapi yang tersedia sejak tahun 1970-an, yang dipanggil Bubble Pressure Airway Positif Berterusan (bCPAP). Satu aliran udara bertekanan yang disampaikan kepada kantung udara bayi membuatnya terbuka. Harga terapi bermula sekitar $ 6, 000-jauh melebihi jangkauan kebanyakan hospital dalam masyarakat yang rapuh.
Richards-Kortum menugaskan pelajar biokimia seniornya untuk mewujudkan sistem bCPAP yang berpatutan dan boleh bekerja dalam persekitaran yang keras. Pada tahun 2010, mereka datang dengan prototaip yang dipanggil peranti PAPAN CPAP untuk $ 150. Mereka telah memohon paten pada peranti itu. Ia menggunakan pam akuarium ikan yang dibeli di kedai haiwan peliharaan tempatan untuk memberikan tekanan dan aliran yang sama seperti rakan sejawatannya yang lebih mahal di Texas Children's Hospital.
Selepas penilaian klinikal, kadar survival untuk bayi Malawi dengan tekanan pernafasan melonjak dari 24 peratus kepada 65 peratus. Model yang dikemas kini yang dijual kira-kira $ 800 tersedia dari Reka Bentuk Batu ke-3, firma yang berpangkalan di San Rafael, California.
"Ia digunakan di lebih dari 30 buah negara, termasuk setiap hospital kerajaan, pusat dan daerah di Malawi, di mana ia bermula, " kata Richards-Kortum. "Kami memilih nama Pumani kerana ia bermakna 'bernafas dengan tenang' dalam bahasa setempat."
Richards-Kortum adalah pengasas dan pengarah Institut Beras 360 ° untuk Kesihatan Global dan pencipta bersama Oden dari kurikulum sarjana, Beyond Tradisional. Sebagai tambahan kepada kursus yang merangkumi kejuruteraan, sosiologi dan ekonomi, pelajar memotong gigi mereka dalam reka bentuk semasa projek pengenalan lapan minggu, sebelum beralih kepada cabaran reka bentuk semester dan sepanjang tahun.
Pada akhir semester, mereka boleh memohon latihan magang musim panas di tempat yang mengemukakan cabaran reka bentuk dan mendapatkan kritikan mengenai reka bentuk peringkat awal mereka dari pekerja di lapangan. Ramai pelajar pulang untuk meneruskan pengajian mereka dan menyempurnakan reka bentuk yang sesuai untuk kegunaan klinikal, seperti peranti CPAP Pumani. Penyelidikan ini telah menghasilkan berpuluh-puluh paten dan telah menyebabkan hubungan kerja dengan hospital di Rwanda, El Salvador, Brazil, Botswana, China dan di tempat lain.
Ambil jaundis, penyakit yang menghasilkan kulit kuning. Ia berlaku apabila bilirubin, bahan coklat merah yang berasal dari pecahan sel darah merah, dibentuk di dalam badan. Ramai bayi, terutamanya bayi yang baru lahir preterm, mudah terdedah. Jika tidak dibiarkan, penumpukan bilirubin boleh mengakibatkan kerosakan otak yang disebut kernicterus dan juga kematian. Doktor boleh merawat jaundis dengan salah satu daripada banyak alat lampu LED biru murah yang terdapat di Malawi.
Tetapi masalah sebenar, menurut Richards-Kortum, mendiagnosis penyakit kuning neo-natal di tempat pertama, "terutama pada bayi kulit yang lebih gelap di mana ia menjadi lebih sukar untuk menghargai penguningaan kulit." Teknologi diagnostik semasa biasanya bergantung kepada sentrifugal atau spektrofotometer yang terlalu mahal untuk banyak hospital di negara-negara membangun.
Pada tahun 2014, pasukan Richards-Kortum datang dengan alat diagnostik penyakit kuning yang dikenali sebagai BiliSpec, pembaca bateri berkuasa dengan tiga LED dan fotodiod yang dapat menentukan jumlah bilirubin dalam sistem. Klinik hospital boleh mengambil setitik darah bayi dan memohon kepada sekeping kertas yang boleh dipisahkan yang memisahkan plasma.
Sebaik sahaja jalur dimasukkan ke dalam pembaca, doktor boleh mendapatkan pengukuran yang jelas mengenai molekul yang menyebabkan penyakit kuning dalam sekejap. Peranti yang kosnya kurang daripada $ 100 dibuat, diuji dalam penilaian klinikal pada kira-kira 70 bayi di Malawi, mencapai piawaian prestasi AS. Ogos ini, Richards-Kortum dianugerahkan pembiayaan untuk menjalankan ujian klinikal berskala besar dan meletakkan alasan untuk pembuatan BiliSpec di Malawi.
Kadang-kadang terobosan di satu kawasan dapat meningkatkan kehidupan di bagian lain dari rumah sakit juga. Kes pada titik: pam jarring yang dibangunkan untuk Hospital Queen Elizabeth Central di Malawi.
Kerana bayi mempunyai jumlah darah yang sangat kecil, ubat-ubatan intravena mesti disampaikan pada kadar yang tepat. Tali voltan dan gangguan kuasa di hospital Malawi membuat peranti mereka yang tersedia tidak praktikal dan tidak berkesan.
Richards-Kortum dan pelajarnya datang dengan pam murah ($ 500) yang menggunakan cas bateri dan lebih baik selama lebih dari 60 jam, walaupun kuasa itu keluar. Sebuah musim bunga yang berterusan-serupa dengan jenis yang terdapat dalam pembuka pintu garaj elektrik-membekalkan tenaga yang diperlukan untuk plunger untuk berfungsi.
Tetapi pam jarring juga membantu ibu hamil.
Wanita yang mempunyai tekanan darah tinggi semasa mengandung, keadaan yang dipanggil preeklampsia, biasanya dirawat dengan suntikan magnesium sulfat.
"Sekiranya anda tidak mempunyai pam jarungan, anda perlu mendapatkan ubat suntikan ini secara intramuskular, " kata Richards-Kortum. "Ia sangat menyakitkan, jadi kita menggunakan pam jarring yang sama untuk menyampaikan magnesium sulfat di wad bersalin."
Bukan sahaja ia mengawal kadar suntikan dengan tepat untuk membuat ubat lebih berkesan, tetapi ia juga lebih selesa untuk ibu-ibu.
"Saya fikir orang mungkin lebih enggan menerima teknologi baru, tetapi sebenarnya 100 peratus kebalikannya, " kata Richards-Kortum. "Mereka adalah rakan sejati sejati dalam berusaha maju."
Seperti yang dicipta oleh kehidupan sebagai ciptaan-ciptaan ini, sumbangan yang paling berkekalan Richards-Kortum mungkin dalam latihan pemecah masalah dan inovator masa depan - perbezaan yang disebut ketika dia dinamakan sebagai MacArthur Foundation Fellow pada tahun 2016, dan menerima $ 625, 000 "genius grant".
"Terdapat banyak kuasa dalam mempunyai 18 dan 19 dan 20 tahun yang berada di puncak kreativiti mereka dan yang belum diberitahu tidak boleh melakukannya seperti itu, " kata Richards-Kortum. "Senang menonton."
Robert Lerose adalah seorang penulis yang berpangkalan di New York. Karyanya telah muncul dalam The Christian Science Monitor, Newsday, The Costco Connection, Hemispheres, dan penerbitan lain.
