波士顿大学的工程师们正在应对冠状病毒大流行
在其他项目中，波士顿大学的工程师正在与贝斯以色列女执事医疗中心的临床医生合作开发一种呼吸隔离箱，如图所示。Joyce Wong提供
波士顿大学的工程师们正在应对冠状病毒大流行
澳门威尼斯人注册网站研究人员正在动员起来，开发更好、更快的COVID-19检测方法和改进的医疗设备
在波士顿大学工程学院，澳门威尼斯人注册网站研究人员正在集中精力解决与全球冠状病毒大流行相关的许多工程问题。
“我很高兴我现在是一名工程师，”生物医学和材料科学工程教授乔伊斯·王（Joyce Wong）说。“在这场危机中有很多问题需要解决，我实际上可以用我的专业知识来提供帮助。”
像许多其他工程师和澳门威尼斯人注册网站研究人员一样，Wong正在全力以赴，尽其所能缓解COVID-19大流行。这些努力是除了第一波帮助之外，在波士顿大学查尔斯河分校和医学院校园，他们从实验室收集个人防护装备（PPE），捐赠给马萨诸塞州的医疗工作者，这些实验室被州长查理·贝克（Charlie Baker）的居家顾问关闭。以下是波士顿大学工程师利用技术应对冠状病毒大流行的四种方法：
1. 新型医疗设备
在与她的堂兄、贝斯以色列女执事医疗中心（BIDMC）的急诊医生史蒂文·洪（Steven hong）交谈后，黄开始着手两个项目。
她说：“我开始从史蒂文那里听到个人防护装备短缺的情况，然后他开始告诉我卫生工作者面临的更多挑战。”“我们正在接近马萨诸塞州预计的病例高峰，所以我想尽我所能提供帮助。”
Wong现在正在与波士顿大学的工程师Enrique Gutierrez Wing和J. Gregory McDaniel合作开发医疗设备，以帮助控制导致COVID-19感染的SARS-CoV-2病毒。
第一个装置的灵感来自洪看到的一张照片，照片上是一位台湾医生制作的插管盒。洪和王与古铁雷斯·温（Gutierrez Wing）和麦克丹尼尔（McDaniel）合作，扩展了这一想法，并制造了一个负压室，旨在安全地隔离感染病毒的患者，并防止他们的呼吸道飞滴在室外的空气中消散。他们还得到了波士顿大学计算机科学家和艺术技术专家艾米丽·怀廷（Emily Whiting）和波士顿大学环境卫生专家和传染病系统科学家帕特里夏·法比安（Patricia Fabian）的帮助。
该团队设计了所谓的“呼吸隔离箱”，其特点是允许医生保持相同的护理标准，但增加了一层保护。除了是一个负压室——这意味着空气不能从盒子里逸出，而是可以流进去——它的设计也是为了让三个临床医生同时为一个病人工作。该团队正在测试盒子的内部尺寸，以确保医护人员在给COVID-19患者插管时仍然可以使用他们可能需要的专业设备。该盒子还处于原型阶段，但该团队正在与BIDMC的临床医生合作，并计划在医学模拟实验室测试原型。
Wong、Gutierrez-Wing和McDaniel正在开发的第二种医疗设备是一种3d打印支架，用于将气管内管和与其相连的呼吸器电路连接在一起。在正常使用中，呼吸机和插入病人喉咙的管子之间的连接是松动的，故意这样做是为了在紧急情况下需要突然移动病人时很容易断开连接。然而，有时，松动的连接会随机断开，扰乱通风，触发警报，让临床医生争先恐后地重新连接。
但对于因COVID-19而接受呼吸支持的患者来说，当这种断开发生时，从管道流出并进入房间的空气中充满了含有SARS-CoV-2病毒的飞沫，使其他人面临不必要的高风险暴露和感染。相比之下，Wong的团队正在开发的支架很容易夹在适当的位置，将管道和呼吸器连接在一起，以防止这种情况发生。3d打印支架由易于消毒的材料制成，原型设计为圆形边缘，因此不会撕裂临床医生的乳胶手套（目前特别短缺）。
2. 一种新的（更快速的）COVID-19检测方法
塞利姆Ünlü是波士顿大学电气、计算机、材料科学和生物医学工程教授，他与长期合作伙伴约翰·康纳合作，康纳是波士顿大学医学院微生物学副教授，来自美国国家新兴传染病实验室。与麻省总医院的穆罕默德·托纳一起，三人正在努力开发一种快速可靠的SARS-CoV-2病毒检测方法。
目前可用的测试寻找SARS-CoV-2病毒RNA的存在，这是一种独特的可识别的遗传密码。在他之前的澳门威尼斯人注册网站研究的基础上，Ünlü的测试有根本的不同：它通过用抗体捕获单个SARS-CoV-2病毒来检测和计数。
这种方法的主要好处是它的测试机制不需要大量的样品制备。它还减少了假阴性结果的机会。病毒可以变异，但目前可用的测试依赖于了解病毒的特定基因序列来检测它。因此，如果冠状病毒在其中一个序列中发生突变，目前的测试可能会报告假阴性——这在2014年埃博拉疫情期间发生过，这使得准确诊断谁生病并控制疫情变得困难。
Ünlü还表示，他的测试使用了与现有测试不同的一组供应，使其比目前的方法更不容易出现供应链短缺。
3. 加快测试验证
波士顿大学精密诊断中心主任、生物医学和材料科学工程教授凯瑟琳·克拉珀里奇（Catherine Klapperich）正在带领一个团队验证新型SARS-CoV-2测试。为了控制当前的COVID-19大流行，并防止未来复发，美国各地需要大幅增加检测力度。但目前的路障和物资短缺使这成为不可能。为了提高测试能力，像Ünlü这样的新测试必须通过FDA的监管程序进行评估和验证。这些验证需要时间，所以克拉珀里奇的团队正试图加快这一过程。
精密诊断中心正在承担新开发的COVID-19检测方法的临床前实验室验证任务。首先，他们正在与哈佛医学院迈克尔·b施普林格的系统生物学小组开发的一个项目合作。
Klapperich的团队已经验证了他的测试的一个版本，通过观察该方法在从2009-2010年流感大流行的H1N1患者样本中检测流感的效果。现在有了概念证明，施普林格正在调整测试，使其适用于SARS-CoV-2病毒。与此同时，Klapperich正在从波士顿儿童医院的合作者那里获得COVID-19患者样本，以验证施普林格的下一轮检测以及其他澳门威尼斯人注册网站研究小组开发的COVID-19测试。
4. 改进鼻拭子
由于2019冠状病毒病大流行，用于收集患者样本进行检测的鼻咽拭子的供应链无法满足需求。为了寻找替代方案，波士顿大学医学院和波士顿医学中心（BMC）的病理学家乔尔·亨德森（Joel Henderson）向波士顿大学工程学院寻求帮助。正在攻读生物医学工程博士学位的澳门威尼斯人注册网站研究生Jessie Song回应了这个呼吁。
宋与波士顿大学工程系的爱丽丝·怀特和马克·格林斯塔夫一起做澳门威尼斯人注册网站研究，他是使用纳米级3D打印技术制造组织支架的专家。她立即看到了使用3D打印制造鼻咽拭子的潜力。从南佛罗里达大学和纽约诺斯韦尔健康中心的鼻咽拭子原型设计开始，宋选择了一种安全且可消毒的树脂——通常用于制造fda批准的牙科医疗设备——并组装了制造几种不同原型所需的工具。在接到亨德森求助电话的一周内，第一批鼻咽拭子在波士顿大学的多尺度激光光刻实验室连夜打印出来。
格林斯塔夫说：“杰西是让波士顿大学成为一个伟大的地方的一个最好的例子——那就是学生。”
亨德森和他的团队现在正在评估宋制作的棉签，以决定他们更喜欢哪种设计以及为什么，以及如何最好地对棉签进行消毒和包装。
这种使用新材料的3D打印方法不仅可以避开促使亨德森寻求帮助的供应链问题，还可以减少COVID-19检测结果假阴性的可能性。用于冠状病毒检测的鼻拭子必须向上推到患者的鼻子上，从喉咙与鼻后接触的地方收集粘液样本，这需要培训，而且容易出现用户错误。澳门威尼斯人注册网站研究人员说，用一种更容易收集粘液的材料制成的棉签，可以增加获得高质量样本的机会，有助于减少假阴性。一旦确定了最佳的拭子设计，该团队计划在BMC进行临床试验。
故事改编自凯特J.麦卡尔平的边缘。
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