从监测肠道健康的可吞咽药丸到能自主提供伤口治疗所需疗法的智能绷带,塔夫茨大学松库萨莱研究实验室一直在工程化具有可行性原则的专利技术。该实验室与普通研究中心不同之处在于其解决方案对可行性和可及性的高度重视。实验室的使命是构建用户能够负担得起且无需昂贵材料即可复制的创新产品。在与萨米尔·松库萨莱的访谈中,我们讨论了实验室如何促进跨学科合作、最大化创新可及性以及其部分当前项目。
松库萨莱是工程学院跨系教授,其工作专注于对现实世界产生影响的纳米级生物医学和生物电子设备。他强调,尽管"大多数时候,科学家受创新驱动",但这种创新需要一个强有力的基本"目的",以帮助其获得有影响力的成果。该实验室拥有多个商业化和授权专利,目前正在创建新初创企业。
松库萨莱团队专注于构建创新解决方案以解决社会未满足的需求。对于这些解决方案,松库萨莱提到了使用能产生更好结果的挑战性约束条件。例如,在构建人人都能使用的诊断设备时,松库萨莱解释说,该设备应具有低成本且易于开发的特点。实验室使用纸张、纱线和纺织品等易得材料进行创新;在处理这些材料时,他们采用常规纺织加工等常见方法。
松库萨莱强调,他们优先使用低成本材料和程序来生产低成本创新产品,但并未忽视材料的整体有效性。"但这并不意味着我们在设备性能上妥协,这就是工程挑战所在,"松库萨莱说。
跨学科合作
松库萨莱研究实验室为来自不同学科的研究人员提供协作环境。这种协作颇具挑战性,因为每个人在跨学科研究中都有自己的沟通和学习方式。"我意识到,在合作中,能够理解他人的语言极其困难,"松库萨莱说。他通过耐心努力理解他人的语言并识别"关键词"来开启对话,从而克服这种语言障碍。例如,在与医生或临床医生合作时,研究人员尝试识别他们的动机并提供他们能理解的解决方案。
失败是成功之路
松库萨莱表示,解决问题是"90%失败,10%成功。人们只听到那10%"。在采用不同策略解决问题时,失败会引向不同路径。松库萨莱说,其中一些路径"非常有趣",因为它们为试图解决的问题增添了价值并提供了新见解。
松库萨莱研究实验室团队在失败后并未从头开始,而是尝试在先前基础设施基础上构建以减少开支。"如果这里有一个指导原则,那就是'确保已有事物存在',"松库萨莱说。
智能绷带
几年前,松库萨莱研究实验室启动了一个针对糖尿病患者慢性伤口的柔性绷带项目。与能够自我愈合并闭合伤口的健康人体相比,糖尿病患者患有糖尿病神经病变,其伤口保持开放,常常导致感染,在极端情况下,患者可能需要截除受伤肢体。
松库萨莱及其团队发现,问题的根源在于无法监测伤口愈合情况,因为患者感觉不到伤口正在恶化。因此,他们制造了首批真正能感应几个生物标志物——伤口愈合指标的设备之一。通过试错方法,该团队从感染检测到在闭环系统中向伤口递送药物,构建了一个针对危及生命问题的可及解决方案。
可吞咽药丸
团队正在研究的较新项目之一是一种可进入患者胃肠道并分析患者小肠样本的可吞咽药丸。从微生物组样本中,他们可以检测有关个人健康及其所患疾病的信息。研究人员希望了解不同饮食人群的小肠微生物有何差异,并据此创建有关个人健康的个性化信息。
汗液检测贴片
在另一项目中,团队使用20美元黑头清除器中的微小吸力泵技术来构建创新产品。身体的健康数据以及微生物组存在于体液中。由于患者无法定期抽取血液,他们寻求替代方案来收集体液以获取这些健康数据。
研究团队提出了使用黑头清除器吸力泵收集患者间质液(皮肤内部的湿润度)的想法。这些配备微型摄像头的黑头清除器非常有效地优化了团队的创新,甚至能充当显微镜。这体现了团队的普遍理念:使用经济实惠的日常产品和材料来实现创新想法。"世界上没有带真空泵的显微镜,"松库萨莱说,"有时问题已经预先解决了,你只需换个地方寻找。"
在结束与松库萨莱的采访时,他总结道塔夫茨大学是学生进行研究的绝佳场所。松库萨莱研究实验室及其创新是松库萨莱与学生研究人员之间的合作项目。
松库萨莱鼓励对松库萨莱研究实验室感兴趣的学生联系他。
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