A lo largo de casi siete años de investigación de sistemas de impresión 3D en el Laboratorio de Medios del MIT, Jifei Ou SM 14, PhD 19 empezó a sospechar que el trabajo podría conducir a mejores productos. Nunca hubiera imaginado que ayudaría a solucionar la escasez de suministros causada por una pandemia mundial.

Desde marzo del año pasado, la empresa de Ou, OPT Industries, ha estado trabajando con los hospitales para suministrar un nuevo tipo de hisopo nasal para las pruebas de Covid-19. Los bastoncillos utilizan estructuras finas, parecidas a pelos, que Ou desarrolló mientras estaba en el MIT. Las diminutas redes tejidas de los bastoncillos de OPT les permiten absorber y liberar más líquido que los bastoncillos convencionales.

La empresa derivada del MIT utiliza un método de fabricación continua que le permite aumentar la producción de impresoras en función de la demanda. Hasta la fecha, ha suministrado más de 800.000 bastoncillos a varias organizaciones de atención sanitaria y de pruebas a domicilio, lo que ha contribuido a paliar una escasez que había amenazado la capacidad de pruebas de los hospitales.

En los 12 meses transcurridos desde que Ou se dio cuenta de que la OPT podía desempeñar un papel en la respuesta a la pandemia, el pequeño equipo de la empresa ha multiplicado su capacidad de fabricación y distribución, se ha asociado con grandes organizaciones sanitarias como Kaiser Permanente y ha empezado a desarrollar otros productos que podrían beneficiarse del proceso de diseño de la empresa.

"Es muy significativo formar parte de este esfuerzo", dice Ou. "También se siente especialmente bien porque llevamos mucho tiempo desarrollando materiales con estructuras capilares, así que es como: "¡Ajá, nuestra experiencia por fin puesta en práctica!".

Una innovación sale del laboratorio

El tiempo que Ou pasó como asistente de investigación en el Grupo de Medios Tangibles del Laboratorio de Medios culminó con un doctorado en el que creó nuevas formas de diseñar e imprimir en 3D intrincadas microestructuras. El trabajo requirió que su equipo construyera su propia impresora 3D, creara un software de diseño y desarrollara polímeros especiales para cumplir los requisitos de alta durabilidad y resolución.

Ou recibió el apoyo del MIT Sandbox y del Fondo E14, una empresa de inversión centrada en el Media Lab. Ou también reconoce que el Programa de Enlace Industrial del MIT le ayudó a conseguir contactos con la industria. Desde que dejó el MIT, el equipo de Ou ha mejorado el rendimiento de las máquinas, lo que ha permitido una impresión continua que ha llevado a la empresa a centrarse en la creación de materiales flexibles de tipo textil.

En marzo del año pasado, cuando los hospitales de todo el país empezaron a quedarse sin los hisopos nasales necesarios para las pruebas de Covid-19, Ramy Arnaout ´97, director de los laboratorios de microbiología clínica del Beth Israel y profesor asociado de la Facultad de Medicina de Harvard, envió un correo electrónico a su red en el MIT y más allá en busca de ayuda.

Al día siguiente, Ou entró en el despacho de Arnaout en el Beth Israel con un prototipo de hisopo nasal que su equipo había elaborado durante la noche. La visita fue notable no sólo por la rapidez con la que se realizó, sino también por la precisión con la que se hizo el prototipo.

Los productos de OPT se diseñan mediante algoritmos que intentan optimizar la colocación de cada fibra. Los bastoncillos de la empresa cuentan con microestructuras porosas dentro de sus cabezas que están ajustadas para recoger y retener el líquido, y luego liberarlo rápidamente cuando entra en un frasco de prueba.

"Cuando llegamos a los bastoncillos pensamos: "¡Eh, esto encaja muy bien!". recuerda Ou. "Los bastoncillos tienen que ser suaves, flexibles, las estructuras de la punta tienen que ser muy intrincadas. Eso es lo que hacemos".

Ou trabajó con miembros del Centro de Bits y Átomos del MIT y con un laboratorio de microbiología externo para comparar los bastoncillos de OPT con los tradicionales bastoncillos de algodón tipo Q-tip. Las pruebas demostraron que los bastoncillos de OPT liberaban 20 veces más cantidad de bacterias para las pruebas. Esto es importante porque un mayor número de muestras aumenta la sensibilidad de las pruebas, especialmente las rápidas, según Ou.

El hisopo de OPT Industries (el INSTASWAB) utiliza fibras a escala micrométrica para absorber y liberar más líquido que los hisopos convencionales. Gif: OPT Industries

Avanzando

El sistema de fabricación aditiva de OPT puede producir las microestructuras capilares de la empresa de forma altamente automatizada, lo que permite a OPT competir en precio con los fabricantes tradicionales de bastoncillos. Actualmente, la empresa es capaz de producir 80.000 bastoncillos al día en sus instalaciones, y Ou afirma que OPT está construyendo nuevas versiones de sus máquinas que pueden producir productos incluso más rápidamente.

OPT se ha asociado con grandes organizaciones sanitarias, como el distribuidor Henry Schein, para introducir sus bastoncillos en hospitales, clínicas de salud y kits de pruebas a domicilio.

La startup también está desarrollando otros dispositivos de muestreo médico que utilizan su alta tasa de recogida de bacterias para realizar pruebas de otras enfermedades. En mayo, OPT se trasladará a una nueva oficina en Medford (Massachusetts) que reunirá a sus equipos de laboratorio y producción. Ou afirma que el objetivo es acelerar el ciclo desde la ideación del producto hasta el diseño, el prototipo, la optimización y la producción.

"Intentamos ser como [la multinacional de productos] 3M en la fabricación aditiva", dice Ou. "Todo el mundo conoce a 3M porque tiene un montón de productos diferentes que son esenciales para la vida diaria. Ese es el modelo que perseguimos. Tenemos otros productos médicos y cosméticos en desarrollo: el hisopo es sólo el principio".