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Strumenti da laboratorio di Ricerca scientifica: dosatori a batteria, un vademecum per la valutazione tecnologica

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La qualità della tecnologia è alla base del progresso scientifico. L’individuazione del prodotto più confacente ai bisogni, la periodica e pronta manutenzione, l’utilizzo non improprio sono aspetti parimenti meritevoli di attenzione sia in tema di sicurezza sia d’appropriatezza d’investimento. La disponibilità di tecnologia adeguata è decisiva in termini di riuscita degli esperimenti e, quindi, di competitività scientifica; la velocità e la qualità delle Scoperte e delle relative pubblicazioni impattano considerevolmente sulla capacità di guadagnare il consenso della Comunità scientifica e di attrarre indispensabili finanziamenti. Si vuole proporre un vademecum, senza pretesa di esaustività, per la valutazione tecnologica dei dosatori a batteria, uno degli strumenti più diffusi nei laboratori di tutto il mondo. Il prezzo ridotto dei singoli esemplari scoraggia studi ad hoc; tuttavia, sono decine i dosatori presenti in qualsiasi laboratorio minimamente attrezzato. In realtà, quindi, si tratta di un vero e proprio investimento. In assenza di una Letteratura dedicata, risulta particolarmente preziosa l’opportunità di analisi, presso l’Ospedale San Raffaele di Milano, di una fra le casistiche nazionali più nutrite: oltre un migliaio di dosatori a batteria, nell’arco di una finestra temporale di 20 anni.

A tutti risulta ben chiaro l’immenso valore della Ricerca in vista di nuove possibilità diagnostico-terapeutiche. Affidiamo il raggiungimento di sfidanti obbiettivi scientifici alla preparazione dei Ns. Ricercatori, coadiuvati da tecnologie che rappresentano uno dei principali, e dei più costosi, drivers di crescita non solo del mercato sanitario ma anche delle scoperte in ambito clinico-scientifico.

Gli Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico incarnano l’Eccellenza italiana nell’erogazione di prestazioni sanitarie e nella spiccata vocazione alla Ricerca scientifica. Si contano oggi 49 I.R.C.C.S. nazionali: 21 sono di diritto pubblico, mentre i restanti 28 sono di diritto privato.

Tali Ospedali costituiscono l’avamposto della Ricerca sanitaria, principalmente finanziata dal Ministero della Salute. Missione di ciascun Ente, sia esso riconosciuto per una o per più aree biomediche investigate, è la rapida trasposizione di valide intuizioni verso la pratica diagnostico-terapeutica. Dalla Cardiologia all’Oncologia, dai Trapianti d’organo alla Neurologia, sono circa 20 i settori di Ricerca definiti dal Ministero della Salute. La Ricerca scientifica viene solitamente declinata in alcune categorie, qui presentate in ordine crescente di prossimità all’applicazione all’interno dei nosocomi.

a) La Ricerca di base, detta anche pura o fondamentale, mira al progresso della Conoscenza teorica, attraverso lo studio dei fenomeni, dei meccanismi e delle mutue relazioni. Essa trae origine dalla curiosità e dall’amore per il Sapere, a prescindere da un immediato scopo applicativo.

b) La Ricerca traslazionale, concentrata in uno stadio pre-clinico, ipotizza la valenza diagnostica o terapeutica di una determinata scoperta e ne suppone un’iniziale valutazione sperimentale nei reparti.

c) La Ricerca clinica prevede lo sfruttamento pratico, in ambito ospedaliero, delle conoscenze già acquisite in laboratorio, allo scopo di individuare le migliori Cure per i Pazienti. Si tratta, conseguentemente, dell’ “ultimo miglio” dell’intero processo di Ricerca.

Il presente contributo si focalizza sull’attività di laboratorio, peculiarità della Ricerca di base e traslazionale; accanto allo studio delle migliori condizioni di lavoro in sicurezza possibili, la disponibilità di tecnologia adeguata è decisiva in termini di riuscita degli esperimenti e, quindi, di competitività scientifica; senza entrare nel merito, la velocità e la qualità delle Scoperte e delle relative pubblicazioni impattano considerevolmente sulla capacità di guadagnare il consenso della Comunità scientifica e di attrarre indispensabili finanziamenti.

Il valore dell’attività di Ricerca, dagli esiti incerti per definizione, è generalmente meno riconosciuto e sovente considerato di difficile sostenibilità.

Come garantire l’equilibrio fra investimenti immediati e risultati dubbi o comunque futuri?

Si vuole proporre un vademecum, senza pretesa di esaustività, per la valutazione tecnologica dei dosatori a batteria ricaricabile, uno degli strumenti più diffusi in qualsiasi laboratorio accademico, biotecnologico, farmaceutico, etc. per trasferire quantità esatte di campione da un contenitore ad un altro. Essi appartengono ad una gamma più ampia: da semplicissimi tubi di vetro graduati a sofisticati strumenti automatizzati in grado di aspirare ed erogare liquidi in minime quantità.

La Ricerca presso il San Raffaele, organizzata in Divisioni, Istituti e Centri, investe quasi tutti i campi della Ricerca biomedica e conduce a collaborazioni con i migliori Centri internazionali, guadagnando così la ribalta mondiale. La maggior parte dell’attività si concentra nei due Dipartimenti di Biotecnologie. A fronte di oltre 150 laboratori di Ricerca, sono presenti più di mille dosatori a batteria.

Il Servizio di Ingegneria clinica dell’Istituto, sorto a fine anni ’80, valuta, acquista e garantisce la continuità di servizio di tali strumenti, insieme ad altre decine di migliaia di apparecchiature.

La scelta del dosatore migliore, rispetto alle singole, identificate e diverse esigenze scientifiche, dovrebbe rapportare le peculiarità tecniche ai costi di acquisto e di mantenimento in efficienza. L’individuazione di aree di sovrapposizione fra le necessità scientifiche consente di selezionare, nel mare magnum del mercato, alcuni pochi modelli di riferimento e di ottenere cospicui risparmi, attraverso l’applicazione di economie di scala.

L’investimento tecnologico, infatti, non è limitato al prezzo di acquisto, ma ingloba pure una  proiezione dei costi di manutenzione pari almeno alla durata dell’ammortamento a bilancio.

La filosofia trentennale del SIC è sempre stata la ricerca della continuità di servizio e del risparmio economico, contestualmente ottenibili solo grazie a riparazioni rapide ed in loco. Pur assodata, quindi, la predilezione verso il ripristino degli apparecchi, conviene affidarsi alle ditte produttrici o provvedere in Istituto?

Per questa tecnologia non è stata complicata la definizione di livelli di prestazione comuni nell’Utenza, grazie ad una valutazione scientifica: istituito un congruo gruppo di controllo nell’Utenza dei laboratori, trasversale sulle varie linee di Ricerca e quindi ragionevolmente comprensivo della pluralità di bisogni, è stato redatto e diffuso un questionario focalizzato sulle dinamiche della quotidianità. A ciascuna risposta è stata riferita una scala di merito, articolata in 5 voci.

Nessun cenno a valori economici né a specifiche tecniche, al fine di garantire l’indipendenza dei pareri.

Interpellato un adeguato novero di fornitori, sono state svolte trattative tese alla produzione di offerte d’acquisto scontate. Da ciò è scaturita una comparazione economica preliminare.

Infine, è stata effettuata una Valutazione tecnica: gli aspetti da considerare, senza pretesa di esaustività,  ci risultano: peso, comodità dell’impugnatura, velocità del getto, precisione dei volumi prelevati / espulsi, prontezza del meccanismo di aspirazione / rilascio alla pressione sui comandi, autonomia della batteria. Ad ogni caratteristica è stato attribuito un punteggio.

La combinazione delle risultanze ha determinato una classifica, funzionale alla cernita di un dosatore di riferimento, dal rapporto qualità / prezzo particolarmente vantaggioso, per futuri nuovi acquisti.

Tuttavia, ciò fornisce una risposta solo al primo interrogativo precedente. Tale conclusione, poiché l’investimento tecnologico non è limitato alla compravendita, non può che risultare parziale.

Imprescindibile prendere posizione anche sull’altra questione.

A tal scopo, è stata documentata la distribuzione percentuali dei principali interventi di riparazione, attraverso l’individuazione preventiva di un paniere di ricambi di riferimento: alimentatore, batteria, sistema di aggancio per pipetta, filtro, gommino interno, motore, pulsanti, valvola.

Rispetto al novero complessivo delle avarie, la copertura è del 93%.

Guasti richiedenti la sostituzione di altre componenti sono state ricondotte alla categoria degli eventi rari, pari al rimanente 7%.

Sebbene irrisorio l’importo di acquisto del singolo apparecchio, il ripristino appare particolarmente vantaggioso, poiché riporta sostanzialmente l’apparecchio alle condizioni in uscita dalla fabbrica. Tuttavia, per garantire la riparabilità in tempi brevi, occorre dimensionare un idoneo magazzino – ricambi presso SIC. Di conseguenza, necessaria una Valutazione economica completa: a partire dal medesimo paniere di prima, stabilito sulla base di una finestra ventennale di guasti ai dosatori d’Istituto, è stato individuato un costo del ricambio medio; quest’ultimo, sommato al prezzo di vendita scontato, ha determinato un indicatore economico comparativo.

Un dosatore di medie caratteristiche pesa 200 grammi, produce un getto di 6 mL/s e prevede 1.450 operazioni / 10 ore di funzionamento continuo prima dell’esaurimento della batteria.

Il tempo medio di funzionamento, fra due avarie, è di 2 anni ed 8 mesi; tale indice, denominato Mean Time Between Failures, rappresenta solo uno dei numerosi indicatori di prestazione, tradizionalmente sfruttati nel settore produttivo per sintetizzare l’affidabilità di un prodotto, la qualità di un servizio, etc.

Trattandosi di tecnologia estremamente semplice, tuttavia, si può considerare, in prima approssimazione, la manutenzione correttiva determini un pieno funzionamento complessivo, poco condizionato dall’usura delle altre componenti.

La riparabilità viene ulteriormente garantita attraverso corsi di Formazione abilitanti il personale SIC, da parte della ditta produttrice, e mediante l’allestimento di un magazzino ricambi opportunamente dimensionato.

Ciò, naturalmente, è reso possibile solo grazie alla scelta di ridurre la pluralità di dosatori di marche differenti.

A seguito di un’attenta analisi, oltre al beneficio in termini di continuità di servizio della dotazione, l’intervento di riparazione del SIC risulta molto più conveniente rispetto alle altre assistenze tecniche esterne.

Il prezzo ridotto dei singoli esemplari scoraggia studi ad hoc; tuttavia, sono decine i dosatori presenti in qualsiasi laboratorio minimamente attrezzato.

In realtà, quindi, si tratta di un vero e proprio investimento.

A Ns. modesto parere, peraltro in assenza di una Letteratura dedicata, risulta particolarmente preziosa l’opportunità di analisi di una casistica così ampia: oltre un migliaio di dosatori a batteria, di numerosi modelli e concezioni progettuali differenti, nell’arco di una finestra d’osservazione di 20 anni.

Auspicando si possano ottenere filtri sempre migliori, batterie di maggiore autonomia, perfezionati livelli ergonomici, il continuo confronto fra Industria ed Utenza pare un ottimo catalizzatore degli sviluppi futuri.

Al fine di monitorare aspetti specifici dell’attività, l’Ospedale ha accettato di accogliere alcuni tirocinanti di vari Atenei. Tra gli argomenti sviluppati, un’analisi d’affidabilità di un cospicuo campione di strumenti di Ricerca; la disponibilità rara, se non unica, di migliaia di apparecchiature da laboratorio, di livello tecnologico tanto avanzato quanto consolidato, distribuite fra tutte le applicazioni immaginabili della Ricerca biomedica, determina un pregevole osservatorio e studi, auspicabilmente, dagli apprezzabili esiti.

Ing. Martina Magni, Ing. Paolo Ranieri – I.R.C.C.S. San Raffaele, Unità di Ingegneria per la Ricerca

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