Intolerância ao exercício, ou a incapacidade de se esforçar fisicamente sem sentir falta de ar ou fadiga extrema, não é incomum. Para pessoas com essa condição, tarefas simples como fazer compras ou subir escadas podem ser proibitivas. Esses mesmos sintomas tipificam muitas doenças, incluindo pneumonia e asma, e encontrar a causa, às vezes, se resume a um elaborado e caro exame chamado de teste de exercício cardiopulmonar (TECP).
Normalmente, o CPET envolve o exercício até a exaustão em uma esteira ou bicicleta estacionária, enquanto usa uma máscara invasiva, um clipe nasal e um eletrocardiograma. Os médicos examinam a ação dos pulmões, músculos e coração do paciente e tentam descobrir de onde o problema está vindo. Mesmo assim, o teste, que custa milhares de dólares e requer uma equipe de pessoas para montar, pode ser inconclusivo e deve ser repetido para saber se o tratamento ou as prescrições estão funcionando.
Um CPET melhor foi o desafio que o cardiologista do Mass General Maulik Majmudar trouxe para os alunos da classe de design de dispositivos médicos do MIT no outono passado. Na classe, que tem cerca de 50 alunos por ano desde que começou em 2004, como uma abordagem mais prática a uma aula de design de dispositivos preexistente, os profissionais médicos apresentam um problema que encontraram na prática. Alunos de pós-graduação e alguns seniores de graduação se unem em grupos de três a cinco membros da equipe, recebem um orçamento que vem parcialmente de doadores da indústria e têm a tarefa de encontrar uma solução.
“A indústria de dispositivos médicos, em seu incrível conservadorismo, na verdade não é muito aberta à inovação. A maior parte da inovação está acontecendo nas startups ”, diz Nevan Hanumara, pesquisador do MIT e um dos instrutores do curso com o fundador Alexander Slocum. "O que eu acho que é um pouco original sobre o que fazemos é a produtividade na geração de novas ideias que realmente conseguimos ter em um formato educacional".
O professor Alex Slocum (à direita) trabalha com os alunos Alban Cobi e Steven Link, que estão desenvolvendo um espectro ajustável para validação de radioterapia. (John Freidah) Dois estudantes de graduação em engenharia elétrica, Alexander Mok e Andreea Martin, uniram forças com dois engenheiros mecânicos e um estudante integrado de design e gerenciamento e iniciaram um rigoroso processo de pesquisa, projeto e iteração para desenvolver um teste mais eficaz e econômico. O grupo de Mok e Martin surgiu com um monitor de saúde vestível que pode medir a frequência cardíaca e a quantidade de gás inalado em uma respiração. O dispositivo avalia a interação do coração e dos pulmões do paciente ao longo do dia. "O que estamos tentando encontrar é mais dados de longo prazo em uma escala muito menor de atividade física", diz Martin.
O design não veio do nada. Majmudar orientou-os, reunindo-se semanalmente, apresentando-os aos médicos que trabalham no campo e ajudando-os a fazer testes com voluntários. O conceito originou-se da idéia de usar eletrônicos e sensores modernos e miniaturizados em um pacote vestível, para que os médicos pudessem ler dados durante um período de tempo na vida do paciente, e não apenas testes de laboratório isolados. No final do semestre passado, Mok colocou seu primeiro protótipo, que engloba os sensores em uma camisa, e fez vários CPETs para comparar.
Os estudantes de engenharia mecânica Elizabeth Mittman, Alban Cobi e Luke Gray trabalham com Piotr Zygmanski (à direita) no Brigham and Women's Hospital. (John Freidah) Embora a maioria dos projetos da turma termine com a turma, alguns - como Mok e Martin - continuam no segundo semestre, onde polem suas invenções e as desenvolvem como produtos, e até mesmo além, como startups ou tecnologia licenciada. Ocasionalmente, isso significa patentear, e é por isso que Mok e Martin se recusaram a compartilhar os detalhes de sua tecnologia. Dos cinco membros de sua equipe, apenas Mok e Martin continuaram com o projeto. Atualmente, eles estão trabalhando para comparar seus resultados com os CPETs tradicionais - o teste de Mok com o dispositivo do grupo foi semelhante o suficiente para o seu CPET para mostrar a promessa - e a construção de um segundo protótipo que melhora o fator de forma. Eles também examinarão o caminho regulatório, farão pesquisa de mercado e iniciarão o desenvolvimento de negócios.
No passado, um médico que atendia pacientes com baixos níveis de testosterona precisava de um sistema de uso único, para que os pacientes pudessem aplicar seus próprios medicamentos. Os estudantes de engenharia aprenderam bastante farmacologia para inventar uma nova seringa que mantém os diferentes componentes do tratamento separados até que seja usada, e agora estão trabalhando com investidores anjos e parceiros da indústria para lançar o dispositivo. Antes disso, os estudantes construíram uma camisa que mede os distúrbios do sono voltados para o monitoramento de bebês e incorporaram em 2011 a Rest Devices, Inc. Agora disponível, o monitor Mie rastreia o sono, a posição, a temperatura da respiração e da pele e transmite por meio de um aplicativo de telefone.
No passado, os estudantes de engenharia aprenderam bastante farmacologia para inventar uma nova seringa que mantém os diferentes componentes do tratamento separados até que seja usado. (Recon Therapeutics) A aula de Hanumara, embora construída em uma comunidade que envolve instrutores, TAs e especialmente clínicos, não está sozinha; centros de prototipagem médica proliferaram em universidades de todo o país e do mundo, de programas de pós-graduação a pós-doutorado. Duke, a Universidade de Minnesota, Johns Hopkins, Georgia Tech, e mais de cem membros compõem a Aliança de Engenharia Biomédica, Inovação, Design e Empreendedorismo, que se reúne para compartilhar recursos e experiências entre os programas. Um dos mais antigos, Stanford Biodesign, foi fundado em 2001 por Paul Yock, professor de medicina e bioengenharia da Universidade de Stanford, que procurou formalizar o tipo de educação prática e mentoreada que ele recebeu dos empreendedores experientes que o ajudaram a fundar uma empresa de saúde cardiovascular. e licenciar uma invenção de angioplastia com balão durante a sua educação em Stanford, décadas antes.
A Stanford Biodesign também oferece aulas de graduação e pós-graduação, mas seu foco principal é um programa de tempo integral de bolsa de dois semestres que Yock chama de "escola de acabamento para inventores de tecnologias de saúde". Os alunos passam dois meses em imersão clínica, na qual eles Precisamos encontrar 200 “necessidades” que filtrem para baixo, com base em quão importantes elas são, como são solucionáveis, como comercializáveis, e até mesmo se as propriedades intelectuais existentes e os caminhos da FDA são viáveis.
"Todo o mantra do nosso programa é que a necessidade bem caracterizada é o DNA de uma boa invenção", diz Yock. Os alunos “obtêm uma ideia de observação em primeira mão sobre o que pode ser melhorado”. Cerca de 200 estudantes concluíram o programa e cerca de metade já foram iniciados. Em talvez a maior história de sucesso até agora, o ex-aluno Uday Kumar fundou a iRhythm, uma empresa de saúde digital que faz um patch de monitoramento cardíaco inteligente que envia dados diretamente aos médicos e se tornou o padrão da indústria. Outros desembarcaram em empresas existentes ou até iniciaram programas similares em outras universidades.
De acordo com Hanumara e Yock, a abertura da inovação é especialmente importante no atual sistema médico, que precisa encontrar maneiras de oferecer melhores cuidados com um orçamento.
“No final, quando você está ensinando, o melhor e mais empolgante produto que você pode encontrar são pessoas bem-sucedidas em suas profissões”, diz Hanumara.
