Solusi inovatif untuk menjengkelkan masalah kesehatan di negara-negara berkembang sedang ditetaskan dengan keteraturan mengejutkan di laboratorium di Universitas Rice Houston.
Di situlah Rebecca Richards-Kortum, profesor bioteknologi, telah menghabiskan 12 tahun tim mahasiswa, dokter, ilmuwan, dan petugas kesehatan terkemuka di sini dan di seluruh dunia, bersama rekannya Maria Oden, dalam menghasilkan teknologi berbiaya rendah dan berkinerja tinggi untuk negara-negara miskin sumber daya.
Mencapai tujuan yang mustahil sambil menyulap banyak tanggung jawab adalah bagian dari DNA Richards-Kortum.
Selain mengajar dan praktikum, ia sering melakukan perjalanan terkait penelitian di luar negeri. Ibu enam anak berusia 53 tahun — termasuk dua gadis yang ia dan suaminya adopsi dari Ethiopia — juga pelari maraton yang berdedikasi. Dengan mata ingin tahu yang hangat dan suara yang menenangkan, tidak mengherankan bahwa menjadi seorang ibu memiliki pengaruh yang menentukan terhadap masalah yang dia lakukan. Misalnya, dia telah berkolaborasi dengan Elizabeth Molyneux, seorang dokter anak dan profesor di Malawi, selama bertahun-tahun. Sekitar 2009, Molyneux mengatakan kepadanya bahwa banyak bayi di Malawi lahir prematur dan setengah dari mereka mengalami kesulitan bernapas.
Secara global, infeksi saluran pernapasan merupakan penyebab utama kematian pada anak di bawah usia lima tahun. Di Malawi — negara yang terkurung daratan di Afrika selatan sedikit lebih kecil dari Pennsylvania — tingkat kelangsungan hidup bayi prematur dengan gangguan pernapasan hanya sekitar 25 persen.
Bayi Amerika yang terlahir dengan masalah pernapasan dapat diobati dengan terapi yang tersedia sejak tahun 1970-an, yang disebut bubble Continuous Positive Airway Pressure (bCPAP). Aliran udara bertekanan yang dikirim ke kantung udara bayi membuatnya tetap terbuka. Harga terapi dimulai sekitar $ 6.000 — jauh melampaui jangkauan sebagian besar rumah sakit di masyarakat yang rapuh.
Richards-Kortum menugaskan siswa seniornya bioteknologi tugas menciptakan sistem bCPAP yang terjangkau dan dapat bekerja di lingkungan yang keras. Pada 2010, mereka membuat prototipe yang disebut perangkat Pumani CPAP seharga $ 150. Mereka telah mengajukan paten pada perangkat. Ini menggunakan pompa akuarium ikan yang dibeli di toko hewan peliharaan lokal untuk memberikan tekanan dan aliran yang sama dengan yang lebih mahal di Texas Children's Hospital.
Setelah evaluasi klinis, tingkat kelangsungan hidup bayi Malawi dengan gangguan pernapasan melonjak dari 24 persen menjadi 65 persen. Model terbaru yang dijual seharga sekitar $ 800 tersedia dari 3rd Stone Design, sebuah perusahaan yang berbasis di San Rafael, California.
"Ini digunakan di lebih dari 30 negara, termasuk setiap pemerintah, rumah sakit pusat dan distrik di Malawi, tempat asalnya, " kata Richards-Kortum. "Kami memilih nama Pumani karena itu berarti 'bernapas dengan tenang' dalam bahasa lokal."
Richards-Kortum adalah pendiri dan direktur Rice 360 ° Institute for Global Health dan co-creator dengan Oden dari kurikulum sarjana, Beyond Traditional Borders. Selain kursus yang mencakup teknik, sosiologi dan ekonomi, siswa memotong gigi mereka dalam desain selama proyek pengantar delapan minggu, sebelum pindah ke tantangan desain semester dan tahun.
Pada akhir semester, mereka dapat melamar magang musim panas di tempat yang mengajukan tantangan desain dan mendapatkan kritik tentang desain tahap awal mereka dari para pekerja di lapangan. Banyak siswa pulang untuk melanjutkan studi mereka dan menyempurnakan desain yang cocok untuk penggunaan klinis, seperti perangkat Pumani CPAP. Penelitian ini telah menghasilkan puluhan paten dan telah menyebabkan hubungan kerja dengan rumah sakit di Rwanda, El Salvador, Brasil, Botswana, Cina, dan di tempat lain.
Ambil penyakit kuning, penyakit yang menghasilkan kulit menguning. Ini terjadi ketika bilirubin, zat coklat kemerahan yang berasal dari pemecahan sel darah merah, menumpuk di dalam tubuh. Banyak bayi, terutama bayi baru lahir prematur, rentan. Jika tidak diobati, penumpukan bilirubin dapat menyebabkan bentuk kerusakan otak yang disebut kernikterus dan bahkan kematian. Dokter dapat mengobati penyakit kuning dengan salah satu dari banyak perangkat LED cahaya biru murah yang tersedia di Malawi.
Tetapi masalah sebenarnya, menurut Richards-Kortum, adalah mendiagnosis penyakit kuning neonatal, "terutama pada bayi kulit yang lebih gelap di mana menjadi lebih sulit untuk menghargai kulit yang menguning." Teknologi diagnostik saat ini biasanya mengandalkan sentrifugal atau spektrofotometer yang terlalu mahal bagi banyak rumah sakit di negara berkembang.
Pada tahun 2014, tim Richards-Kortum datang dengan perangkat diagnostik penyakit kuning yang disebut BiliSpec, pembaca bertenaga baterai dengan tiga LED dan fotodioda yang dapat menentukan jumlah bilirubin dalam sistem. Dokter rumah sakit dapat mengambil setetes darah bayi dan menerapkannya pada selembar kertas sekali pakai yang memisahkan plasma.
Setelah strip dimasukkan ke dalam pembaca, dokter bisa mendapatkan pengukuran yang jelas dari molekul penyebab penyakit kuning dalam waktu sekitar satu menit. Perangkat, yang harganya kurang dari $ 100 untuk membuat, diuji dalam evaluasi klinis pada sekitar 70 bayi di Malawi, mencapai standar kinerja AS. Agustus ini, Richards-Kortum dianugerahi dana untuk melakukan uji klinis skala besar dan meletakkan dasar untuk pembuatan BiliSpec di Malawi.
Kadang-kadang terobosan dalam satu bidang dapat meningkatkan kehidupan di bagian lain rumah sakit juga. Contoh kasus: pompa jarum suntik dikembangkan untuk Rumah Sakit Pusat Ratu Elizabeth di Malawi.
Karena bayi memiliki volume darah yang sangat kecil, obat intravena apa pun harus diberikan dengan kecepatan yang tepat. Lonjakan tegangan dan pemadaman listrik di rumah sakit Malawi membuat perangkat yang tersedia tidak praktis dan tidak efektif.
Richards-Kortum dan murid-muridnya datang dengan pompa berbiaya rendah ($ 500) yang beroperasi dengan baterai dan bagus selama lebih dari 60 jam, bahkan jika listrik padam. Pegas dengan gaya konstan - mirip dengan jenis yang ditemukan pada pembuka pintu garasi listrik - memasok energi yang diperlukan bagi penyedot untuk bekerja.
Tetapi pompa jarum suntik membantu ibu hamil juga.
Wanita yang memiliki tekanan darah tinggi selama kehamilan, suatu kondisi yang disebut preeklampsia, biasanya diobati dengan suntikan magnesium sulfat.
"Jika Anda tidak memiliki pompa jarum suntik tersedia, Anda harus mendapatkan obat ini disuntikkan secara intramuskular, " kata Richards-Kortum. "Ini sangat menyakitkan. Jadi kami menggunakan pompa jarum suntik yang sama untuk mengirimkan magnesium sulfat di bangsal bersalin."
Tidak hanya mengontrol laju injeksi secara tepat untuk membuat obat lebih efektif, tetapi juga jauh lebih nyaman bagi para ibu.
"Saya pikir orang mungkin lebih enggan untuk merangkul teknologi baru, tetapi sebenarnya sudah 100 persen kebalikan dari itu, " kata Richards-Kortum. "Mereka benar-benar mitra sejati dalam mencoba untuk bergerak maju."
Betapa pun mengubah hidup penemuan-penemuan ini, kontribusi Richards-Kortum yang paling langgeng mungkin adalah dalam melatih para pemecah masalah dan inovator di masa depan — sebuah perbedaan yang disebutkan ketika ia dinamai MacArthur Foundation Fellow of 2016, dan menerima "hibah jenius" senilai $ 625.000.
"Ada banyak kekuatan dalam memiliki anak berusia 18 dan 19 dan 20 tahun yang berada di puncak kreativitas mereka dan yang belum diberi tahu bahwa Anda tidak dapat melakukannya dengan cara itu, " kata Richards-Kortum. "Sangat menyenangkan untuk ditonton."
Robert Lerose adalah seorang penulis yang berbasis di New York. Karyanya telah muncul di The Christian Science Monitor, Newsday, The Costco Connection, Hemispheres, dan publikasi lainnya.
