جایی که علم با خواب تلاقی می‌کند: سفر انتقال فناوری نوآوری دانشگاه کیپ تاون برای آپنه انسدادی خواب به منظور پرداختن به یک چالش بهداشت جهانی.
آپنه انسدادی خواب (OSA) یک مشکل جدی در حوزه سلامت جهانی است که تقریباً یک میلیارد نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار داده است. این اتفاق زمانی می‌افتد که قسمت‌های نرم گلو در طول خواب بیش از حد شل می‌شوند و راه هوایی را مسدود می‌کنند. این باعث می‌شود نفس کشیدن سخت شود و در طول شب مکث‌های مکرر در تنفس ایجاد شود. این وقفه‌ها می‌توانند منجر به سایر مشکلات سلامتی مانند بیماری‌های قلبی، فشار خون بالا، سکته مغزی، مشکلات متابولیسم، احساس خستگی شدید در طول روز و حتی مرگ زودرس شوند.
دستگاه در محل (تصویر: Francois Oosthuizen)
اگرچه درمان‌های مختلفی در دسترس است، اما OSA هنوز تعداد زیادی از افراد را تحت تأثیر قرار می‌دهد و نشان می‌دهد که به راه‌حل‌های جدید و بهتری نیاز است. در دانشگاه کیپ تاون (UCT)، همکاری بین پروفسور رشدی هندریکس، جراح فک و صورت، و پروفسور فقید دیون بزویدنهوت، متخصص علوم پلیمر، ایده‌ای پیشگامانه را برانگیخت: چه می‌شود اگر بدن بتواند ساختار پشتیبانی خود را برای باز نگه داشتن راه هوایی رشد دهد؟
پاسخ آنها یک ایمپلنت نوآورانه به نام فناوری تتر شبه تاندون بیولوژیکی (BTTT) بود. این یک داربست کوچک است که به بدن کمک می‌کند تا بافت خود را رشد دهد تا به آرامی راه هوایی را در طول خواب باز نگه دارد. این داربست در پایه زبان قرار می‌گیرد، جایی که به بدن کمک می‌کند تا فیبرهای کلاژن قوی تولید کند. این الیاف در نهایت جایگزین ایمپلنت می‌شوند و کار را به طور طبیعی انجام می‌دهند.
این اختراع باعث می‌شود بدن یک طناب تاندون مانند رشد دهد… این بدن خود شماست، این آناتومی خود شماست. شما درمان خودتان را پرورش داده‌اید.فرانسوا اوستویزن، مدیر تجاری‌سازی نوآوری، قراردادهای تحقیقاتی و نوآوری UCT (RC&I)
اما توسعه این فناوری مهندسی بافت تنها آغاز راه بود. تبدیل آن به یک راه حل در دنیای واقعی مستلزم پیمودن مسیر پیچیده انتقال فناوری بود.[L1]
تبدیل ایده ایمپلنت OSA به یک راهکار پزشکی در دنیای واقعی
تبدیل این دستگاه کاشتنی نوآورانه برای آپنه انسدادی خواب به چیزی که بتواند به بیماران واقعی کمک کند، یک شبه اتفاق نیفتاده است. این کار به برنامه‌ریزی، حمایت و کار تیمی زیادی نیاز داشت. در دانشگاه UCT، دفتر قراردادهای تحقیقاتی و نوآوری (RC&I) به هدایت اختراع در هر مرحله از مسیر تجاری‌سازی کمک کرد.
این فرآیند در سال ۲۰۱۴ آغاز شد، زمانی که مخترعان طرح خود را به RC&I ارائه دادند. این تیم با دقت بررسی کرد که آیا این ایده می‌تواند از طریق ثبت اختراع محافظت شود، آیا واقعاً می‌توان آن را ساخت و استفاده کرد، به چند نفر می‌تواند کمک کند و تولید آن چقدر آسان است. پتانسیل مالکیت معنوی (IP) توسط آقای فیلیپ هوکسترا، مدیر مالکیت معنوی در RC&I، ارزیابی شد.
با توجه به پتانسیل بالای این طرح، RC&I بودجه اولیه را از آژانس نوآوری فناوری آفریقای جنوبی (TIA) تأمین کرد که به محققان اجازه داد تا این ایده را در مطالعات پیش بالینی با استفاده از مدل‌های حیوانی آزمایش کنند. این آزمایش‌ها که بین سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۶ انجام شدند، موفقیت‌آمیز بودند و زمینه را برای ثبت یک درخواست موقت ثبت اختراع در بریتانیا در سال ۲۰۱۶ فراهم کردند. به دنبال آن، در سال ۲۰۱۷ یک درخواست بین‌المللی ثبت اختراع از طریق پیمان همکاری ثبت اختراع (PCT) که توسط WIPO اداره می‌شود، ارائه شد.[L1]
مسیر PCT این تیم را قادر ساخت تا حفاظت از اختراعات خود را در بازارهای کلیدی جهانی، از جمله بریتانیا، اتحادیه اروپا، ایالات متحده، چین و آفریقای جنوبی تضمین کند. این مناطق بازارهای تجهیزات پزشکی قابل توجهی دارند و شیوع OSA در آنها بالاست.
حمایت‌های بیشتر از سوی دفتر ملی مدیریت مالکیت معنوی (NIPMO) صورت گرفت که به پوشش هزینه‌های ثبت اختراع کمک کرد و بودجه لازم برای ایجاد مطالبی مانند بروشورهای بازاریابی، بروشورها و محتوای دیجیتالی ایجاد شده توسط RC&I را برای توضیح این فناوری به شرکا و سرمایه‌گذاران بالقوه تأمین نمود.
شما همین‌طوری وارد نمی‌شوید و یک اختراع را برای تجاری‌سازی انتخاب نمی‌کنید. این حاصل سال‌ها کار، ایجاد روابط با محققان، درک زمینه تجاری، اصلاح نمونه‌های اولیه، نمایش داده‌ها و جلب اعتماد صنعت است.فرانسوا اوستویزن
یکی از بزرگترین چالش‌ها در توسعه یک دستگاه پزشکی جدید، متقاعد کردن دیگران، به ویژه سرمایه‌گذاران، مبنی بر ایمن، مؤثر و ارزشمند بودن آن است. به همین دلیل است که این مرحله اولیه بر ریسک‌زدایی متمرکز بود. با حمایت RC&I، مخترعان گام‌های مهمی برای جذاب‌تر کردن پروژه برای تأمین‌کنندگان مالی آینده برداشتند و آن را از یک ایده جسورانه به یک راه‌حل عملی و باورپذیر تبدیل کردند.
پیمایش استراتژی ثبت اختراع برای ایمپلنت برای آپنه انسدادی خواب
تضمین جایگاه مستحکم در حوزه مالکیت معنوی (IP) امری اساسی بود. علاوه بر ثبت درخواست‌های ثبت اختراع در بازارهای کلیدی، RC&I تجزیه و تحلیل «آزادی عمل (FTO)» را نیز انجام داد. این مرحله برای اطمینان از اینکه فناوری BTTT حقوق مالکیت فکری موجود هیچ کس دیگری را نقض نمی‌کند، ضروری است. اگرچه طراحی داربست منحصر به فرد و عاری از هرگونه تناقض بود، تیم تحقیقاتی متوجه شد که یکی از تکنیک‌های تولید اصلی می‌تواند به طور بالقوه با یک حق ثبت اختراع موجود در تضاد باشد.
خوشبختانه، آن حق ثبت اختراع شخص ثالث منقضی شده بود و نگرانی را برطرف کرد. با این حال، چالش دیگری پدیدار شد: مخترعان در ابتدا فقط برای اهداف تحقیقاتی به ماده پلیمری پایه دسترسی داشتند. برای ادامه‌ی کار، RC&I با موفقیت توانست مجوز استفاده‌ی تجاری را از دارنده حقوق این ماده دریافت کند و از FTO کامل برای تولید و استفاده از این فناوری در درمان OSA اطمینان حاصل کند.
در طول این فرآیند، من و RC از نزدیک با وکلای باتجربه ثبت اختراع آفریقای جنوبی همکاری کردیم تا یک استراتژی قوی برای ثبت اختراع بین‌المللی تدوین کنیم. آنها همچنین از منابع WIPO، مانند پایگاه داده PATENTSCOPE، برای ارزیابی مؤثر چشم‌اندازهای جهانی ثبت اختراع، ساختار پرونده‌ها و کمک به ارزیابی FTO استفاده کردند.[L1]
نمونه اولیه درمان جدید آپنه خواب: BTTT
قبل از آزمایش روی انسان، نمونه‌سازی گسترده‌ای مورد نیاز بود. نسخه‌های اولیه برای استفاده قلبی عروقی آزمایش شدند و بینش‌های ارزشمندی به دست آوردند. سپس این تیم نمونه‌های اولیه ایمپلنت BTTT OSA اصلاح‌شده را با استفاده از روش‌های تولید اختصاصی توسعه دادند و آنها را روی گوسفند آزمایش کردند و زیست‌سازگاری و استحکام ساختاری آنها را تأیید کردند.
نقطه عطف بعدی: اعتبارسنجی بالینی انسانی. این امر مستلزم ایجاد یک فرآیند تولید مطابق با ISO13485، تدوین یک پروتکل بالینی مطابق با ISO14155، پیمایش سیستم نظارتی آفریقای جنوبی و تأمین سرمایه‌گذاری برای آزمایش‌ها بود.
در سال ۲۰۲۴، سازمان تنظیم مقررات محصولات بهداشتی آفریقای جنوبی (SAHPRA) اولین آزمایش‌های انسانی را تأیید کرد. نتایج اولیه که با همکاری مرکز تحقیقات بالینی UCT انجام شد، نویدبخش درمان OSA بود.
متخصصان پزشکی و شرکای تضمین کیفیت در طول فرآیند طراحی مشارکت داشتند و از عملی بودن جراحی و آمادگی نظارتی اطمینان حاصل کردند. این کار مشترک و تکراری، انتقال فناوری موفقی را نشان می‌دهد.
انتقال درمان جدید OSA از آزمایشگاه به بازار
ارزش‌گذاری یک دستگاه پزشکی جدید در مراحل اولیه و قبل از درآمدزایی یا آزمایش‌های گسترده، بسیار دشوار است. با توجه به اینکه هنوز هیچ درآمدی حاصل نشده و کارهای بالینی قابل توجهی هنوز در پیش است، BTTT با چیزی روبرو شد که معمولاً در پزشکی انتقالی به عنوان “دره مرگ” یا مرحله‌ای که نوآوری‌های امیدوارکننده برای تأمین بودجه مورد نیاز برای پیشرفت تلاش می‌کنند، شناخته می‌شود. سرمایه‌گذاران سنتی، به‌ویژه در غیاب داده‌های بالینی انسانی، مردد بودند.
صندوق نوآوری دانشگاه UCT، یک مرکز اعطای کمک‌هزینه با ریسک بالا، پشتیبانی حیاتی در مراحل اولیه ارائه داد. این روند صعودی در حالی که تیم به دنبال سرمایه‌گذاران خارجی بود، ادامه یافت. یکی از شرکای کلیدی توسعه، Life Healthcare، یک گروه بیمارستانی پیشرو در آفریقای جنوبی، بود. حمایت آنها از آزمایش‌های بالینی و دسترسی به امکانات سطح بالا، در پیشرفت BTTT از آزمایشگاه به کلینیک بسیار مؤثر بود.
با افزایش علاقه، به ویژه از خاورمیانه، یک طرح تجاری‌سازی پیشرفته‌تر شکل گرفت. اکنون، پروفسور هندریکس و تیم تجاری او با RC&I همکاری می‌کنند تا یک ساختار سرمایه‌گذاری مناسب ایجاد کنند که بتواند ارزش این فناوری را به طور کامل آشکار کند. استراتژی اولیه، اعطای مجوز به فناوری OSA و در نهایت واگذاری دارایی‌های فکری به یک سرمایه‌گذاری خارجی یا یک شرکت تجاری در مرحله بعد خواهد بود. در عوض، UCT سهمی را برای خود حفظ می‌کند، یا از طریق حق امتیاز، حقوق صاحبان سهام یا ترکیبی از هر دو.
یک اصل اساسی: هرگونه انتقال مالکیت فکری باید به ارزش بازار باشد و بازده منصفانه‌ای را برای UCT، مخترعین و جامعه تضمین کند.
نحوه درمان OSA با استفاده از ایمپلنت BTTT – ارزش دانش فنی
فراتر از ثبت اختراعات، بخش بزرگی از ارزش این پروژه در دانش تخصصی توسعه‌یافته توسط تیم نهفته است. این شامل فرآیند تولید داربست بافت، پروتکل‌های جراحی، مسیرهای مراقبت از بیمار و سیستم‌های مدیریت کیفیت می‌شود که طی سال‌ها آزمایش، همکاری و یادگیری عملی اصلاح شده‌اند.
برای اطمینان از حفظ این دانش و امکان به اشتراک گذاری آن با دیگران، این تیم تمام فرآیندهای کلیدی را با دقت مدون کرده است: از برنامه‌های درسی آموزش جراحی، آزمایشگاه‌های جسد گرفته تا ماژول‌های دیجیتال برای صدور گواهینامه جراح. خودِ پروتکل بالینی رسمیت یافته و اکنون به عنوان طرحی برای تکرار در محیط‌های جدید عمل می‌کند.
این تخصص ساختاریافته و مدون، با گسترش بین‌المللی فناوری، ضروری خواهد شد. این امر به تضمین نتایج درمانی پایدار، امکان آموزش مؤثر و افزایش اعتماد سرمایه‌گذاران با کاهش وابستگی به دانش ضمنی و خاص هر فرد که انتقال آن دشوار است، کمک خواهد کرد.
تسهیل استفاده از درمان BTTT برای آپنه خواب
تیم BTTT اکنون بر گسترش قابلیت‌های تولید و چارچوب‌های آموزشی جراحان متمرکز است. این تلاش‌ها شامل گذار بالقوه به یک روش تولید جایگزین است که از تولید با حجم بالا و هزینه کم پشتیبانی کند و در عین حال کنترل کیفیت را افزایش دهد. همزمان، تلاش‌هایی برای اصلاح تکنیک جراحی در حال انجام است، با هدف کاهش تهاجمی بودن این روش، که هم زمان و هم هزینه‌های درمان را کاهش می‌دهد.
برای حمایت از گسترش جهانی، این تیم در حال طراحی برنامه‌های آموزشی است که می‌توانند در سطح بین‌المللی اجرا شوند، با توجه ویژه به مناطقی مانند ایالات متحده، اتحادیه اروپا و چین، که شیوع و تأثیر اقتصادی OSA به طور خاص بالا است.
چشم‌انداز وسیع‌تر نه تنها ایجاد ظرفیت برای توزیع دستگاه‌ها، بلکه توانمندسازی سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی از طریق انتقال دانش و ظرفیت‌سازی محلی است، به طوری که اطمینان حاصل شود که نوآوری می‌تواند برای تأثیر بلندمدت پذیرفته، پایدار و مقیاس‌پذیر شود.
بازتعریف پزشکی ترمیمی برای درمان آپنه انسدادی خواب
ما، به عنوان متخصصان انتقال فناوری، در صنعت امید کار می‌کنیم! هر روز، ما با افرادی همکاری می‌کنیم که ایده‌هایی برای تغییر جهان به ما می‌دهند. این هیچ‌وقت تبدیل به روال نمی‌شود. هر روز، شاهد تحقق امیدها و آرزوها هستم. و من هم در این امر نقشی داشته باشم.فرانسوا اوستویزن
سفر BTTT مظهر آن روح است. این فقط داستان دستاوردهای علمی یا ثبت اختراعات نیست. داستانی است درباره آدم‌ها. درباره متفکران دوراندیشی که مشکلی را دیدند که میلیون‌ها نفر را تحت تأثیر قرار داده بود و جرات کردند راه‌حل بهتری را تصور کنند. درباره تیم‌هایی که در پشت صحنه کار کردند تا آن ایده را به چیزی واقعی، تأثیرگذار و ماندگار تبدیل کنند.
این نوآوریِ متولد آفریقای جنوبی، از طریق استراتژی دقیق، ریسک‌زدایی مداوم و تعهد عمیق به تعالی، اکنون آماده است تا نحوه برخورد جهان با OSA را تغییر شکل دهد و شاید پزشکی ترمیمی را از نو تعریف کند.
اگرچه تجاری‌سازی هنوز در مراحل اولیه خود است، BTTT نشان می‌دهد که وقتی بینش بالینی، علم مواد و انتقال فناوری اختصاصی با هم هماهنگ شوند، چه چیزهایی ممکن است. از یک آزمایشگاه دانشگاهی در کیپ تاون تا صحنه بهداشت جهانی، این چیزی بیش از یک داستان در مورد فناوری است.
این داستانی از امید است – رشد یافته، پرورش یافته و آماده برای تغییر زندگی‌ها.
