在美国,每10个新生儿中就有1个是早产儿。其后果深远:早产儿面临持久的发展挑战,家庭也承受着可能持续数年的情感和经济负担。然而,正如乔治·曾(George Zeng,27届)所指出的,临床医生至今仍无法可靠地预测母亲何时分娩,即使她已进入产程。
“他们使用手动宫颈检查,”曾说道,他是一名生物医学工程专业的学生,也是CerviCheck的技术负责人。CerviCheck是康奈尔大学的一个本科生研究及创业团队,属于2026年eLab孵化项目。“这些评估结果会因医生和产妇的不同而差异很大,导致一致性成为一个真正的难题。这正是我们看到的缺口。”
CerviCheck正致力于改变这一现状,研发一种能将宫颈的物理特性转化为可靠早产预测指标的设备。
设备背后的科学
该项目源自布彻实验室(Butcher Lab),该实验室由生物医学工程学教授乔纳森·布彻(Jonathan Butcher)领导,长期研究组织生物力学——即力学作用力与生物组织之间的关系。
布彻解释说,基本的挑战在于,测量活体组织的力学特性比听起来要困难得多。传统方法需要从体内取出组织,然后拉扯直至断裂,这种方式在测量之后会破坏被测量的特性。
他的实验室开发了一种替代方案:一种能够测量活体组织(而非被切除并排干自然液体的组织)的设备,从而产生更准确反映身体实际行为的数据。
这项技术现由领导CerviCheck的学生团队继续推进。他们锁定的临床应用于宫颈。随着母亲临近分娩,宫颈组织的力学特性(如硬度)会发生可测量的变化——而目前,临床医生没有客观的方法来追踪这些变化,因为手动宫颈检查具有主观性。
“早产本质上是一种生物力学失效,”布彻说。“宫颈破裂——这就是分娩的本质。如果你能预测这种破裂是否会更快发生,无论结果如何,都是在帮助患者。”
这种预测的利害关系比表面看起来更大。目前,被标记为高危的孕妇通常只是被告知卧床休息,这一建议可能让患者失去工作、消耗休假时间,并经历数月的焦虑等待。一个可靠的力学指标可以改变这一切:要么确认风险并采取靶向治疗以延迟分娩,要么让不需要干预的孕妇彻底放心。
CerviCheck的设备旨在提供这一指标。该团队在电气和机械工程两个方向同时推进,目前正在使用通过康奈尔大学兽医学院获取的宫颈组织测试其原型。曾还与威尔康奈尔医学院的临床医生保持密切接触,尤其是妇产科医生大卫·唐宁(David Downing)博士,他的意见帮助团队始终将临床应用置于工程设计的核心。
从科学家到创业者
然而,验证原型只是挑战的一部分。将研究成果转化为临床产品,意味着要进入一个完全不同的世界——市场、资金、监管审批、知识产权——而CerviCheck的团队是经过一番艰难才认识到这一点的。
夏洛特·吴(Charlotte Wu,28届)最初以机械工程师身份加入,后来转向商业方面。她回忆起团队观念转变的那一刻。在通过康奈尔大学eLab创业加速器项目举行的早期顾问委员会会议后,反馈直截了当:科学听起来很有前景,但团队对能否真正惠及患者一无所知。
“我们是彻头彻尾的硬核科学家,”吴说,“我们坐下来,意识到必须用全新的方式思考我们的项目。”
这一认识让团队走上了一条新路。他们开始认真进行客户探索,与数百名母亲、临床医生、医院管理者及其他初创公司交谈,以了解行业格局。吴暑假期间甚至挨家挨户地走访,与经历过早产的母亲们直接交流。
“了解10%的早产率与和母亲们交谈完全不同,”她说,“听到母亲和孩子们如何继续承受着这些后果。”
吴目前负责商业方面的四个不同职能:临床医生和医院管理者外联、市场研究和财务建模、美国食品药品监督管理局(FDA)监管策略以及知识产权保护。
展望未来,团队正准备在多个即将到来的竞赛和行业活动中向投资者展示,同时继续与最终决定该设备能否进入产房的临床医生和医院管理者建立关系。
女性健康即人类健康
对许多成员来说,加入CerviCheck的决定是出于个人原因。
吴加入时已有女性健康倡导的背景,高中时期她曾致力于改善社区经期产品的获取。后来在康奈尔大学的课程中,她了解到临床研究历来以男性受试者为默认对象,导致科学对影响女性状况的理解存在空白。
内森·布里亚德(Nathan Briard,28届)在大一春季加入机械团队,走的是另一条路。他在德克萨斯州家附近一家医院工作的经历,让他早早看到了女性医疗保健的现实。
“女性健康就是人类健康,”布里亚德说。“怀孕期间发生的许多疾病影响的人数比你最初意识到的要多。10%的出生率仍然意味着每10个人中就有1人,无论性别如何。”
曾在养牛场长大、亲眼目睹动物分娩和死产的乔治·曾,则通过布彻的研究以及关于软组织生物力学更广泛应用性的讨论加入了该项目——这项技术具有从癌症筛查到农业应用等多种潜在用途。
“这个想法非常广泛,”他说。“我们在进行客户探索后聚焦于早产,因为市场明确且需求迫切。”
下一步计划
在工程方面,团队的近期目标是通过康奈尔大学兽医学院使用动物组织进行测试,这得益于德梅斯特实验室(de Mestre lab)的慷慨支持——这是从细胞研究到动物模型、最终进入人体临床试验的转化管道中的关键一步。持续的样机开发以及与其他机构对生物力学感兴趣的研究人员建立联系,也列在团队近期议程上。
吴坦诚地表示,前方还有大量工作要做。FDA认证、投资者拓展以及构建可防御的知识产权组合都是当前优先事项。但她同样清楚地指出,这一切之所以成为可能,离不开周围的环境。
“没有康奈尔的环境,这是不可能的,”她说。“从我们的首席研究员到创业社区,再到兽医学院和威尔康奈尔医学院——没有这个网络,一切都无从谈起。”
对吴而言,动力始终来自于那些设备旨在服务的人们。
“最有成就感的部分是知道自己正在做一件可能彻底改变他人生活的事,”她说,“尤其是对于那些经历过早产、至今仍背负着这些经历的母亲们。”
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