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MissionGO, un fornitore di soluzioni per l'aviazione senza equipaggio, e Nevada Donor Network, un'organizzazione per l'approvvigionamento di organi (OPO) che serve lo stato del Nevada, hanno recentemente completato con successo due voli di prova a Las Vegas che trasportano un organo umano e tessuti umani attraverso un Unmanned Aircraft System (UAS). MediGO ha fornito i servizi tecnologici necessari per la raccolta e la comunicazione di dati critici sulle risorse e gli organi dell'OPO nell'ecosistema dei trapianti.
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Il primo volo ha trasportato cornee di ricerca in un ambiente urbano - dall'ospedale Southern Hills Hospital and Medical Center a Dignity Health - a St. Rose Dominican, San Martín Campusin Las Vegas, mentre il secondo volo ha consegnato un rene di ricerca in un volo che ha stabilito un record come il più lungo volo di consegna di organi nella storia dell'UAS. Questo volo ha superato il precedente volo da record nell'aprile 2019 quando i membri del team di MissionGO Anthony Pucciarella e Ryan Henderson, nei loro ruoli presso la University of Maryland UAS Test Site e in collaborazione con l'University of Maryland Medical Center, hanno consegnato il primo rene da UAS che è stato poi trapiantato con successo in un paziente.
Il trasporto di un organo dal donatore al destinatario del trapianto richiede diversi scambi di dati tra i servizi di terra e quelli aerei su lunghe distanze. Questo è facile a terra, a causa del tracciamento GPS, ma non è affidabile in volo, poiché i trasmettitori GPS non funzionano bene nella stiva degli aerei.
Per affrontare questa lacuna nella trasmissione dei dati, MediGO e FlightAware hanno annunciato a novembre una partnership in cui MediGO integrerà i dati aeronautici di FlightAware e le intuizioni di FlightAware nella logistica degli organi e nel sistema di monitoraggio di MediGO, fornendo così una maggiore trasparenza durante tutto il processo di trasporto degli organi
Questi voli di prova sono progettati per dimostrare l'affidabilità delle SUP, ridurre il tempo che intercorre tra la donazione e il trapianto di organi e ridurre l'impronta di carbonio - il tutto espandendo l'efficienza dell'approvvigionamento di organi e, in ultima analisi, salvando vite umane.
Abbiamo intervistato il dott. Joseph Scalea, Chief Medical Officer e co-fondatore di Medigo, e il pilota capo di MissionGo, Ryan Henderson.
Alice Ferng, Medgadget: Quali sono le sue principali preoccupazioni per un organo trasportato in questo modo? Naturalmente una cornea e un rene saranno un carico utile più leggero da trasportare e gestire rispetto ad altri organi come il cuore o i polmoni - quanto tempo pensa che ci vorrà prima di poter trasportare quegli organi?
Dr. Joseph Scalea, Chief Medical Officer e co-fondatore di MediGO: Ogni organo che trapiantiamo ha le sue sfide uniche, ed è estremamente importante capire come il trasporto con sistemi aerei senza pilota [UAS] abbia un impatto su questi fragili tessuti. In Nevada, abbiamo trasportato sia la cornea che un rene - entrambi non danneggiati ed entrambi sono apparsi vitali dopo questi voli, dimostrando ulteriormente l'efficacia di questa modalità di consegna degli organi in diverse condizioni di volo e di carico utile. Oggi le tecnologie UAS consentono già oggi di effettuare spedizioni entro certi limiti di peso, e nel tempo la FAA potrebbe continuare ad ampliare tali limiti con le opportune valutazioni di mitigazione e di rischio. Detto questo, l'innovazione nell'ambito dei trapianti e delle SUP continua ad andare avanti, e con attrezzature più leggere e avanzate, un giorno anche i cuori e i polmoni saranno trasportati sulle SUP. Dal punto di vista tecnologico, si tratta di problemi molto risolvibili in quanto MediGO, la società consorella di MissionGO, si concentra sullo spazio di monitoraggio degli organi e valuta come ogni forma di spedizione influisce sulla vitalità dell'organo.
Medgadget: Quali sono i principali rischi nell'utilizzo di questo metodo di trasporto?
Dott. Scalea: Ci sono diverse categorie di rischio per la spedizione di organi umani da parte della UAS. Queste includono:
1) Rischio tecnologico: Le tecnologie delle SUP sono progredite in modo fantastico nell'ultimo decennio - in modo quasi esponenziale. Il team di MissionGO sta lavorando per ridurre al minimo qualsiasi rischio posto dalle SUP attraverso molteplici misure di sicurezza e test significativi
2) Sicurezza degli organi. Gli organi possono essere esposti a diversi elementi, sia ambientali che legati all'aeromobile durante il volo UAS, ma questi ultimi sono in condizioni di scarsa visibilità. Per esempio, come la temperatura, la pressione e le vibrazioni relative ai voli UAS e ad altri modi di trasporto influenzano l'organo necessitano di maggiori indagini. Il dottor Joseph Scalea, capo scienziato medico di MissionGO, ha pubblicato in passato su questo argomento e continua a farlo per garantire la sicurezza degli organi trasportati dagli UAS.
Medgadget: State lavorando a qualche innovazione per preservare la durata di vita dell'organo durante il volo o il trasporto? I cambiamenti di altitudine hanno un impatto sulla fisiologia dell'organo o sulla bioenergetica delle cellule?
Dott. Scalea: MissionGO e MediGO stanno veramente muovendo l'ago e stanno attualmente lavorando insieme su diverse innovazioni relative alla conservazione della durata della vita degli organi durante un tipico viaggio che richiede diverse modalità di trasporto. Insieme stiamo sviluppando tecnologie che non solo gestiscono, monitorano e registrano in modo completo il processo di spedizione, ma garantiscono anche la qualità della spedizione degli organi.
Sì, l'altitudine, le vibrazioni e la temperatura influenzano direttamente la funzione e la vitalità delle cellule. Mentre le altitudini a cui viaggiano gli UAV attuali sono modeste, c'è la necessità di capire meglio come i fattori ambientali influenzano la fisiologia e la struttura dei tessuti in transito. Il nostro laboratorio del Chief Medical Officer sta studiando attivamente numerosi aspetti della funzione cellulare, della struttura, della bioenergetica e del metabolismo dei tessuti esposti agli effetti ambientali, simulando la spedizione degli organi.
Medgadget: Quali test vengono eseguiti per garantire la vitalità degli organi? Quali sarebbero i segni che l'organo non è stato consegnato con successo? Quali sono le condizioni di trasporto? La temperatura? Ossigeno? Utilizzate soluzioni per la conservazione degli organi? C'è qualcosa di speciale nel contenitore di carico?
Dott. Scalea: Ci sono numerosi test che i chirurghi trapiantatori usano per determinare la vitalità degli organi, compresi i test fisiologici pre-ricupero, di sangue e di imaging, così come la conferma visiva durante le procedure di prelievo degli organi. Una volta rimosso l'organo, i chirurghi trapiantatori si affidano all'analisi istologica mediante biopsie e meno frequentemente ai dispositivi di pompaggio per capire se ci sono problemi di flusso sanguigno e di resistenza dei vasi. Nel caso di misure di trasporto innovative, per capire meglio come gli organi sono influenzati dalla spedizione di organi, recenti ed entusiasmanti lavori hanno dimostrato che il trasporto di SUP non ha influito sulla vitalità o sull'architettura dei reni spediti con SUP. Tuttavia, sono necessarie ulteriori indagini molecolari sulla struttura citoscheletrica o sulla distrazione delle molecole di adesione cellulare per comprendere meglio i meccanismi fisiologici che vengono alterati da qualsiasi tecnica di trasporto, comprese, ma non solo, le SUP.
Medgadget: Quali altre innovazioni mediche sono previste?
Dott. Scalea: Questi sono tempi eccitanti! Siamo ora all'interfaccia tra geografia, velocità, biologia e tecnologia. Affrontando con attenzione ognuna di queste importanti sfide, svilupperemo nuove tecnologie a beneficio del mondo. A breve termine, SUP più veloci e più intelligenti, combinate con meccanismi di autoregolazione dei microambienti tissutali, sembrano un buon punto di partenza.
Medgadget: Ryan, per favore parlami di MissionGO e della sua genesi.
Ryan Henderson, pilota capo per MissionGo: MissionGo è una compagnia aerea che fornisce soluzioni per velivoli senza pilota di nuova generazione per la consegna del carico e le ispezioni delle infrastrutture. Offriamo anche servizi di formazione per operatori senza pilota e servizi nel mercato delle infrastrutture e delle utility.
Più di un anno fa, abbiamo iniziato a discutere con esperti di organizzazioni per il reperimento di organi, centri di trapianto e chirurghi sulla necessità urgente di un approccio moderno al trasporto di organi. Grazie alla nostra esperienza nel trasporto di carichi utili mission-critical in modo sicuro e affidabile, abbiamo colto al volo l'opportunità di contribuire ad affrontare questa sfida sanitaria nazionale salvavita.
Medgadget: Come sta lavorando MissionGo con la rete dei donatori del Nevada e l'OPO? Come sarà data priorità agli organi per questo sforzo?
Signor Henderson: MissionGO ha condotto una ricerca collaborativa con il suo partner per l'innovazione, Nevada Donor Network, una delle 58 organizzazioni per l'approvvigionamento di organi negli Stati Uniti, per completare due voli di prova di successo per il trasporto di organi e tessuti umani. L'obiettivo di questi voli di prova era triplice:
Continuare a dimostrare che i velivoli senza pilota sono un mezzo di trasporto affidabile per il trasporto di merci salvavita e che gli UAS di MissionGO sono sicuri sia per il carico utile che per le persone a terra.
Dimostrare la fattibilità di voli a lunga distanza in Nevada, dove molti degli organi donati sono attualmente spediti a destinatari di altre regioni.
Per fornire un'opportunità per la ricerca medica. Il team di MissionGO sta studiando l'architettura dei tessuti da trapianto e la vitalità delle cellule prima e dopo questi voli.
Medgadget: Può dirmi di più sul drone e le sue specifiche tecniche di base?
Signor Henderson: Peso massimo di 55lbs. Tempo massimo di volo fino a 75 minuti. Velocità massima di 80 miglia orarie. Portata massima di 40 miglia.
Medgadget: Quali sono i carichi utili che stai guardando dal carico + organo (cornea vs rene vs forse un blocco cardiaco/polmonare)? Peso del carico?
Signor Henderson: Ovunque da 3-12 libbre
Medgadget: Ci sono innovazioni tecnologiche uniche che aiutano a rendere possibile questo tipo di trasporto di droni?
Signor Henderson: Questo aereo ha più motori, fonti di alimentazione e controllori di superficie di volo per aumentare l'affidabilità. L'ultima novità in fatto di profili aerodinamici delle pale del rotore massimizza l'efficienza di volo.
Medgadget: Qual è stata la distanza percorsa nel primo (ricerca cornea) e nel secondo (ricerca rene) volo? (L'articolo menzionava il superamento del volo nell'aprile 2019). Suppongo che sia stata tracciata con il GPS/localizzazione.
Signor Henderson: Questi voli erano rispettivamente di 1,7 e 10,6 miglia. Queste distanze sono state calcolate sia dal software di mappatura che dai registri di volo GPS di bordo.
Medgadget: Come si fa ad evitare gli ostacoli nel suo percorso di volo (uccelli, ecc.)?
Signor Henderson: Questo processo viene gestito durante la pianificazione pre-missione. Gli ostacoli inaspettati sono evitati dalla linea visiva del pilota e da un osservatore visivo.
Medgadget: Qualche piano di emergenza in caso di guasto elettrico/meccanico? E i costi per fattori esterni che possono influire sul tempo di consegna in volo e, in ultima analisi, sulla salute dell'organo?
Signor Henderson: L'aereo è progettato per degradare con grazia se si verificano guasti con la modalità di guasto finale che è un paracadute balistico. Questo aereo può avere quasi tutti i principali guasti del sistema di volo e continuare a volare attraverso un sistema di backup.
Medgadget: Quanto tempo ci vorrà prima che questa tecnologia possa essere utilizzata per trasportare gli organi dei donatori destinati ai trapianti? Quanti altri test devono essere eseguiti prima di poterlo fare? Quando possiamo aspettarci che ciò avvenga?
Signor Henderson: Mentre lavoriamo nel modo più rapido e sicuro possibile, alla fine spetterà alla FAA e alla comunità medica concordare gli standard di sicurezza accettati, stabiliti dai test attuali e futuri effettuati da MissionGO.
Medgadget: Quali sono altri emozionanti progressi in questo spazio che possiamo aspettarci?
Signor Henderson: Probabilmente l'avanzamento più entusiasmante che possiamo aspettarci è lavorare in parallelo con la FAA per certificare i sistemi non presidiati e aprire la porta a operazioni più grandi e complesse. In questo modo sarà possibile accedere a tutte le potenzialità dei sistemi non presidiati per operare in aree ad alta densità di popolazione con un livello di affidabilità e sicurezza senza precedenti.
