MASI, the Peruvian Ventilator

The University Saving Lives

by | Aug 15, 2021

 

MASI ventilator in the city of Puno, Peru (Courtesy of PUCP).

I don’t know what was more distressing: the sound of the ambulance sirens announcing more Covid infections and more deaths or the desperate telephone calls. The jingle of the phone anticipated a pleading voice asking I knew someone in some crowded hospital that could take in one more patient. Or if I had access to a ventilator so the patient could breathe and thus be saved. As a professor and university leader in Peru, I knew we had to act.

Because of all of these requests for help, and because of academia’s role in the promotion of knowledge, universities have to be part of the solution. They have developed initiatives to combat Sars-Covid19 that are little known outside the region. I have been very close to one of these efforts: the design and manufacture of an emergency-use mechanical ventilator known as “MASI,” a Quechua honorific that is used to refer to a very close person (buddy “compañero,” friend, neighbor). The experience was intense and at times frustrating, but at the same time enriching because of the lessons learned that will serve us very much in the future. This is the personal testimony of what we went through.

 

The Pandemic Arrives

In the first few days of March 2020, the World Health Organization (WHO) announced the arrival of the Covid-19 pandemic. At first, I received the news calmly, confident that the initial outbreak was very far away, in the city of Wuhan in China, on the other side of the planet. I began to get worried when the United States declared a public health emergency, after detecting 177 cases in 17 states, and I became even more concerned when the Peruvian health minister announced the first deaths in our country from Covid-19. University colleagues, relatives and friends were very worried; we did not know how the virus was transmitted or what we had to do to protect ourselves. Almost immediately, on March 16, the government declared a health emergency, mandatory social isolation and economic help to people who could not make ends meet.

The first wave of the pandemic had exploded; in just a few day, long lines of infected people and their families desperately crowded around hospital doors in search of help. The number of deaths kept growing: 1,065 people died just in the month of March 2020, according to the latest up-to-date figures.  In the hospitals, doctors and nurses made heroic efforts to resist, sometimes at the cost of their own lives—400 doctors had perished as of June 2021. However, the dedication of health professionals was not enough. The pandemic quickly revealed the serious limitations of equipment and infrastructure, as well as deficits in the way state institutions operate, especially in the area of public health.  We learned that there were only 276 intensive care beds in the public hospitals, an equally small number of mechanical ventilators, and a need for medical oxygen that far surpassed the local production capacity.

Pressed by the gravity of the situation, the government began a desperate search in the international market for the necessary medical equipment to confront Covid-19, but nothing was available in the entire world. Prices soared; speculators got even richer, and the countries with the greatest economic and political capacity had grabbed up all the equipment. Latin American countries such as Peru, where we import almost all our hospital medical equipment, were left with empty hands.

It became evident it was not enough to have saved reserves in the Central Bank from the previous years of economic growth, an achievement we Peruvians felt proud of. These resources could have been used instead for the development of science and technology or to strengthen the precarious public health system, but neoliberal governments preferred to have these resources locked away in case of emergency. The fact that we has been good clients of the medical industry in the developed world for decades didn’t make any difference either. The lesson is that when a crisis of this type explodes, national or corporate interests prevail, which means that we have to depend on ourselves in these moments. And that’s exactly what happened.   The university community reacted by providing goods and services, from making protective masks for intensive care doctors to providing emotional support to the families of victims to even creating prototypes for emergency medical equipment.

PUCP MASI ventilator (Photo by Sergio Urday)

 

A Challenge for the University

On March 13, 2020, Benjamín Castañeda, a biomedical engineer and professor at my university, the Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), got a call from his former student, the engineer Jaime Reátegui, who in a worried tone told him that people were dying in hospitals in Spain and Italy because of a lack of mechanical ventilators to help them to breathe. The same was beginning to happen in Peru.  Reátegui asked,  “Could we make the ventilators here?”  Castañeda was doubtful; he knew from previous experience that the state put red tape in the way of the development of medical equipment in the country and, moreover, there was no financing available to carry out the project. But the situation was urgent; the number of victims was growing steadily and doctors were clamoring for ventilators to save lives.

Castañeda and Reátegui decided to bring together colleagues from the university and technological innovation firms  (Brein, Diacsa, Zolid Design, and Energy Automation Technologies).  All agreed to join the initiative, although they were aware that it was a unprecedented challenge; biomedical equipment had never been designed and produced in Peru. Added to the technical challenges were the difficulties associated with the pandemic: restrictions on mobility, curfews and even the possibility of contagion, a situation that indeed occurred with several of the team’s members and collaborators. Fortunately, none of them fell seriously ill. In these conditions, the project for the emergency-use mechanical ventilator, MASI, was developed, and the group of engineers dedicated themselves non-stop to frenetic weeks of work.

MASI ventilator (Courtesy of PUCP).

From the beginning, as vice-rector of the university, I understood that the university had to offer the administrative and professional support that MASI project would need to succeed.  It was thus necessary to promote the collaboration among the university, private enterprise and the state. In Peru, this type of collaboration is not a common practice, because each sector tends to see itself as autonomous and not trust the other. But the severity of the situation won out over rigidity and suspicion, especially since the number of infections and deaths kept on growing by leaps and bounds. According to the Health Ministry, on May 30, 2020, 20,687 deaths had been registered, and by the end of the year, that number had risen to 93,541.

Several important private sector businesses and philanthropic foundations joined the project, donating more than US$1,200,000, to cover the costs of production of more than 300 ventilators, of which  275 were donated to the Health Ministry for use in several public hospitals through the country. The other 25 stayed at the university to continue research and improve the equipment.

 

A Product of Knowledge and Creativity

The MASI ventilator is the product of the knowledge and creativity of a group of professionals compelled to join the effort to save lives. It took the shape of a frugal innovation appropriate for the conditions of public health in Latin America and similar regions. The concept of frugal innovation is inspired in the Hindu term  “jugaad,” which means doing the best one can with what one has. Recently, it has been used to refer to innovative products that provide solutions in a creative form using intermediate technology for urgent necessities that are being neglected. In the context of the pandemic, MASI is precisely this type of frugal innovation that maximizes available ressources and generates social and economic value superior to the resources used.

MASI ventilator (Courtesy of PUCP).

To develop MASI, it was necessary to implement technical processes adjusted to the Peruvian reality, but also fulfilling the medical parameters required for quality equipment.  As Dr. Nevan Hanumara, chief of projects at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) has pointed out, MASI is one of the best ventilators produced on a global level for developing countries.  Its design and operation had to take into account the interruption of the supply chain of the components necessary for its production. To overcome this difficulty, lower-performing sensors available in the market were used and later upgraded with codes for a greater capacity. In the same fashion, the shell or outer cover of the ventilator is of steel because of the availability of this material, rather than of plastic or other materials used by high-grade ventilators.

While the engineers advanced with the technical aspects of MASI, other professors and university officials volunteered to help out the project by attending to administrative, logistical and even legal aspects.  It was moving to see the noble and unselfish response of these colleagues. They made me feel as if we were a family struggling for survival in an uncertain context. However, we experienced complicated and frustrating moments such as trying to get permissions from state bureacracies, approvals for the prototypes under construction, and the necessary authorizations to go ahead with project.  The  requests and technical and legal dossiers that the university presented to Health Ministry officials were passed around from one office to another without receiving the replies that the urgency of the situation called for.

After countless telephone calls and messages asking for a reply, hard-pressed by the circumstances, I made the decision to contact the health minister directly and even to get in touch with the advisors to the primer minister, to let them know about the delays and to ask that the officials who report to them revise our petitions quickly in order to overcome the bureaucratic delays. There was no other option except for political and media pressure.  Nevertheless, this did not go smoothly either. The decisions of the ministers and indeed of the Presidency of the Republic did not come about easily because of the resistence of some civil servants in charge of the sector. On several occasions, political officials visited the university laboratories and declared their support for the MASI project on national television, but the delays continued. It became evident that not everyone in the Peruvian state shared this will or the sense of urgency experienced during the pandemic.

The high turnover of state ministers who stay in their posts for only a few months to be replaced by others weakened the implementation of their decisions. From the start of the pandemic in March 2020, Peru has had three presidents (Martín Vizcarra, Manuel Merino, Francisco Sagasti) and four health ministers (Víctor Zamora, Pilar Mazzeti, Abel Salinas, Oscar Ugarte).  As a high-ranking public employee told me, “The politicians pass through and we stay,” and thus, if for some reason, they are not convinced of the decisions of government officials, they just “resist” by delaying until the matter is forgotten. Without a doubt, the contentious nature of Peruvian politics weakens the governability of the state and generate this type of “bureaucratic autonomy” at the high levels of public operation.

Dr. Aldo Panfichi announces the delivery of the MASI ventilators (Courtesy of PUCP).

But why the resistence by public employees to authorize this university initiative?  One explanation is that the public employees, who up until now were dedicated to approving imports, simply had no clue. Many of them had entered public administration as part of the political quota of previous administrations, and not as a result of being contracted for their specialized knowledge. Since MASI was the first biomedical equipment developed in the country, no regulation or necessary protocols existed for its manufacture.  Nor did a guide exist for requirements and procedures for exceptional situatiions like the Covid-19 pandemic.   In the face of this vacuum, and in a very short time, the MASI team had to document international experiences and propose the procedures to these same public officials.

The resistance appeared to be fed by multiple commercial interests of suppliers, importers and middlement, who saw a threat to their established multimillion dollar medical equipment import business in the development of a local industry of biomedical articles. In this context, investigative journalism had an important role in documenting potential conflicts of interest and the otherwise unexplainable delays.   Media pressure and the fear of being discovered or suspected of corruption managed to break down the last resistance to the project.

Finally, on June 16, 2020, the MASI project officially received the authorization from the Health Ministry for the manufacture and use of the ventilators. Immediately, the university’s sports stadium, where both student artistic and sports events are generally held, was converted into the center for the assembly of the emergency mechanical ventilators.  Working against the clock without even resting weekends, MASI saw the light of day.

MASI ceremony (Courtesy of PUCP).

Today the MASI ventilators are found in the intensive care units (ICU) in hospitals in several regions of the country, generating a positive impact in clinical outcomes, as intensive care medical doctors have told us. In other words, fewer people have died because of our endeavors. And that was the reason for all of our efforts: to help to save lives. In this process, as a university, we emerged more convinced than ever of our role of commitment to our country.

 

MASI: el Ventilador peruano

La Universidad buscando salvar vidas

Por Aldo Panfichi

Ventilador MASI en Puno (Cortesía de PUCP).

No sé qué fue más doloroso, el sonido de las sirenas de las ambulancias que anunciaban más contagiados, más muertos, o las desesperadas llamadas telefónicas. El sonido del teléfono y la voz suplicante de un conocido preguntando si sabía de alguien en algún hospital abarrotado para internar un pariente. O si sabía cómo conseguir un ventilador para que este pueda respirar y salvar su vida.  Como profesor y autoridad universitaria en Perú sabía que teníamos que actuar.  

Por todos estos insistentes pedidos de ayuda y por nuestro papel en el fomento de conocimientos, las universidades teníamos que ser parte de la solución.  En efecto, hemos desarrollado iniciativas de lucha contra el Sars-Covid19 aunque son poco conocidas fuera de la región.  Me tocó estar cerca de una de ellas: el diseño y la fabricación de un ventilador mecánico de emergencia conocido como “MASI”, un sufijo quechua que se emplea para referirse a una persona muy cercana (compañero, amigo, vecino).  La experiencia fue intensa y frustrante por momentos, pero a la vez enriquecedora por las lecciones aprendidas que nos servirán de mucho en el futuro.  Este es un testimonio personal de lo vivido.  

 

La Llegada de la Pandemia

Son los primeros días de marzo del 2020 cuando la Organización Mundial de la Salud (OMS) anuncia el estallido de la pandemia de Covid-19.  Al principio, recibí la noticia con calma, confiado en que el foco inicial de la pandemia estaba muy lejos, en la ciudad de Wuhan en China, al otro lado del planeta.  Me empiezo a preocupar cuando los Estados Unidos declaran en emergencia la salud pública, al detectarse los primeros 177 casos en 17 estados, y más aún cuando el ministro de salud del Perú anuncia las primeras víctimas mortales. Entre los colegas de la universidad y entre familiares y amigos, el desconcierto es mayúsculo, no sabíamos realmente cómo se transmite el virus ni que debemos hacer para protegernos.  Casi de inmediato, el 16 de marzo el gobierno declara el estado de emergencia sanitaria, el aislamiento social obligatorio, y ayuda económica a la población en riesgo de sobrevivencia.

PUCP MASI Ventilador (Foto por Sergio Urday).

La primera ola de la pandemia ha estallado, en pocos días largas colas de personas contagiadas y sus familias se arremolinan desesperadas en las puertas de los hospitales en busca de ayuda, mientras el número de muertos no deja de crecer: 1,065 personas solo en el mes de marzo 2020, según las últimas cifras actualizadas.  En los hospitales los médicos y enfermeros hacen esfuerzos heroicos por resistir, incluso a costa de sus propias vidas, habiendo fallecido 400 médicos hasta junio del 2021.  Sin embargo, la entrega de los profesionales de la salud no fue suficiente.  La pandemia develó dramáticamente las serias limitaciones de equipamiento médico e infraestructura hospitalaria, además de  la forma de funcionamiento de las instituciones del estado, en particular del sistema de salud pública.  Así nos enteramos que solo había 276 camas de cuidados intensivos en los hospitales públicos, un número igualmente reducido de ventiladores mecánicos, y una necesidad de oxigeno medicinal que desbordaba ampliamente la capacidad local de producción.

Apremiado por la gravedad de la situación, el gobierno inició la búsqueda desesperada en el mercado internacional de los equipos médicos necesarios para enfrentar el Covid-19, pero no existía disponibilidad de estos en todo el mundo.  Los precios se multiplicaron, los especuladores se enriquecieron aún más, y los países con mayor capacidad económica y política agotaron la existencia de estos equipos.  Nuestros países latinoamericanos como el Perú, que importamos casi todo el equipo médico hospitalario, quedamos con las manos vacías.

Resultó evidente que no fue suficiente tener guardados en las bóvedas del banco central los recursos obtenidos en los años previos de crecimiento económico y del cual nos sentíamos orgullosos.  Recursos que pudieron orientarse al desarrollo de la ciencia y la tecnología o en fortalecer el precario sistema de salud público, pero que los gobiernos neoliberales prefirieron tenerlos en caja como salvaguarda para cualquier emergencia.  Tampoco sirvió haber sido por décadas buenos clientes de la industria médica del mundo desarrollado.  La lección es que cuando una crisis de esta índole estalla los intereses nacionales o corporativos se imponen, por lo que en esos momentos dependíamos de lo que nosotros mismos podíamos hacer.  Y así fue, la comunidad universitaria reaccionó generando diversas iniciativas, desde mascaras protectoras para los médicos de cuidados intensivos, apoyo emocional a las familias de las víctimas, hasta prototipos de equipamiento médico de emergencia.

 

Un Desafío para la Universidad

El 13 de marzo del 2020, Benjamín Castañeda, un ingeniero biomédico y profesor de mi universidad,  la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), recibe una llamada telefónica de su ex alumno, el ingeniero Jaime Reátegui quien preocupado le informa que en España e Italia la gente se estaba muriendo en los hospitales por falta de ventiladores mecánicos que los ayudaran a respirar. Lo mismo empezaba a suceder en el Perú.  Reátegui pregunta, “¿podríamos fabricarlos aquí?”  Castañeda duda, sabe por experiencia previa que el estado pone trabas burocráticas al desarrollo de dispositivos médicos en el país y, además, no existe financiamiento para acometer la tarea.  Pero la situación es apremiante, el número de víctimas crece sostenidamente y los médicos claman por ventiladores para salvar vidas.

Castañeda y Reátegui deciden convocar a otros colegas de la universidad y de empresas de innovación tecnológica (Brein, Diacsa, Zolid Design, y Energy Automation Technologies).  Todos aceptan sumarse a la iniciativa, aunque eran conscientes que este era desafío inédito, nunca antes se había diseñado y producido dispositivos biomédicos en el Perú.  Al desafío técnico se agregan las dificultades propias de la pandemia, las restricciones de movilidad, el toque de queda e incluso la posibilidad de contagiarse, situación que efectivamente ocurrió con varios miembros y colaboradores del equipo promotor.  Felizmente ninguno de ellos enfermo gravemente.  En estas condiciones es que surge y se desarrolla el proyecto de un ventilador mecánico de emergencia, MASI, al que este grupo de ingenieros le dedicaron sin descanso semanas frenéticas de trabajo.

Desde un inicio, como vice rector de la universidad, comprendí que la universidad debía brindar los apoyos administrativos y profesionales que MASI necesitara para seguir adelante.  Entre estos impulsar la colaboración entre la universidad, la empresa privada y el estado. En el Perú este tipo de colaboración no es una práctica común, ya que cada sector tiende a percibirse como autónomo y desconfía del otro.  Pero la gravedad de la situación contrajo las rigideces y desconfianzas más aun cuando el número de contagios y muertos se incrementaba exponencialmente.  Según el Ministerio de Salud al 30 de mayo del 2020, el Perú ya registraba 20,687 muertos, para llegar a fin de año con 93,541 fallecidos. Varias empresas importantes del sector privado y fundaciones filantrópicas se sumaron al proyecto, donando más de US$1,200,000, para cubrir los costos de producción de más de 300 ventiladores, de los cuales 275 fueron entregados en forma gratuita al Ministerio de Salud para uso en diversos hospitales públicos del país.  Los otros 25 quedaron en la universidad para continuar con las labores de investigación y mejora del equipo.

 

Un Producto de Conocimiento y Creatividad

El ventilador MASI es producto del conocimiento y la creatividad de un grupo de profesionales urgidos por sumarse al esfuerzo de salvar vidas.  Toma la forma de una innovación frugal que resulta adecuada para las condiciones de la salud pública en América Latina y otras regiones similares. El concepto de innovación frugal se inspira en el termino hindú “jugaad”, que significa hacer lo mejor posible con lo que se tiene. Recientemente se utiliza para referirse a productos innovadores que solucionan en forma creativa y utilizando tecnología intermedia necesidades urgentes que están desatendidas. En el contexto de la pandemia MASI es precisamente este tipo de innovación frugal que maximiza los recursos disponibles y genera un valor social y económico superior a los recursos utilizados.

Para desarrollar MASI fue necesario implementar procesos técnicos adecuados a la realidad peruana, cumpliendo además con los parámetros médicos requeridos para ser un equipo de calidad.  Como señala el Dr. Nevan Hanumara, jefe de proyectos del Massachusetts Institute of Technology (MIT), MASI es uno de los mejores ventiladores producidos a nivel global para los países en desarrollo.   En su diseño y funcionamiento  se tuvo en cuenta la interrupción de la cadena de suministro de los componentes necesarios para su producción.  Para superar esta dificultad se utilizaron sensores de menor rendimiento, pero disponibles en el mercado, para luego intervenirlos programándolos con códigos de mayor capacidad.  Asimismo, el armazón externo del ventilador o carcasa es de acero por la disponibilidad de este material y no de plástico u otro material que utilizan ventiladores de alta gama.

El Dr. Aldo Panfichi anuncia la entrega de los ventiladores MASI (Cortesía de PUCP).

Conforme los ingenieros avanzaban los aspectos técnicos, otros docentes y funcionarios de la universidad se sumaron voluntariamente al proyecto atendiendo aspectos administrativos, logísticos, e incluso legales.  Fue emocionante ver la respuesta noble y desinteresada de todos estos colegas, me hacía sentir que éramos como una familia luchando por sobrevivir en un contexto incierto.  Sin embargo, también vivíamos momentos complicadas y frustrantes como fue el gestionar ante la burocracia estatal los permisos, las validaciones de los prototipos que se iban construyendo, y las autorizaciones necesarias para avanzar.  Las solicitudes y los expedientes técnicos y legales que la universidad presentaba a los funcionarios del ministerio de salud, pasaban de una oficina a otra sin obtener respuesta con la urgencia que la situación demandaba.

Luego de innumerables llamadas y mensajes pidiendo respuesta y apremiado por las circunstancias, tomé la decisión de contactar  al propio ministro de salud e incluso a los asesores del primer ministro, para informar de los retrasos y solicitar que los funcionarios a cargo revisen nuestras solicitudes de manera de superar las demoras burocráticas.  No hubo otra opción que la presión política y mediática.  Sin embargo, esto tampoco fue sencillo.  Las decisiones de los ministros e incluso de la Presidencia de la Republica, no se concretan fácilmente por la resistencia de algunos funcionarios públicos a cargo del sector.  En varias oportunidades las autoridades políticas visitaron los laboratorios de la universidad y declararon en televisión nacional su apoyo al proyecto MASI, pero las demoras continuaban.  Resultaba evidente que no todos en el estado compartían esta voluntad ni el sentido de urgencia que se vivía durante la pandemia.

La alta rotación de los ministros de estado que permanecen en sus puestos solo pocos meses para ser remplazados por otros debilitan la implementación sus decisiones.  Desde el inicio de la pandemia en marzo del 2020, el Perú ha visto desfilar tres presidentes (Martín Vizcarra, Manuel Merino, Francisco Sagasti) y cuatro ministros de salud (Víctor Zamora, Pilar Mazzeti, Abel Salinas, Oscar Ugarte).  Como me dijo un alto funcionario del estado: “los políticos pasan y nosotros nos quedamos”, por lo tanto, si por alguna razón ellos no están convencidos de las decisiones de sus autoridades las “resisten” demorándolas hasta que queden en el olvido.  Sin duda el carácter contencioso de la política peruana debilita la gobernabilidad del estado y genera esta suerte de “autonomía burocrática” en los niveles altos de la función pública.

Ceremonia de MASI (Cortesía de PUCP).

Pero, ¿por qué la resistencia de parte de funcionarios públicos, a autorizar esta iniciativa universitaria? Una explicación es el desconocimiento de los mismos funcionarios, quienes hasta ese momento básicamente se dedicaban a validar las importaciones.  Muchos de ellos además habían ingresado a la administración pública como parte de las cuotas políticas de gobiernos anteriores, y no como resultado de procesos de contratación basado en conocimientos especializados.  Al ser MASI el primer equipo biomédico que se desarrollaba en el país, no existía la regulación ni los protocolos necesarios para su fabricación.  Tampoco había una ruta de requisitos y procedimientos para situaciones excepcionales como el de la pandemia Covid-19.   Frente a estos vacíos, y en un plazo muy corto, el equipo de MASI tuvo que recoger la experiencia internacional y proponer a las mismas autoridades públicas estos procedimientos.

La resistencia también parece estar alimentada por múltiples intereses mercantilistas de proveedores, importadores y comisionistas que ven en el desarrollo de una industria local de dispositivos biomédicos, un peligro a un negocio millonario bien establecido, en el sector salud que importa todos sus equipos del exterior.  En este ámbito la prensa de investigación tuvo un papel importante al documentar los potenciales conflictos de interés y de esa manera las inexplicables demoras.  La presión mediática y el temor a verse descubiertos o ser sospechosos de corrupción logró doblegar las últimas resistencias.

Finalmente, el 16 de junio del 2020 el proyecto MASI recibió oficialmente la autorización para la fabricación y uso de estos ventiladores por parte del Ministerio de Salud.  De inmediato el coliseo de la universidad, escenario de las competencias artísticas y deportivas de los estudiantes, se convirtió en un centro de ensamblaje de ventiladores mecánicos de emergencia. Corriendo contra el reloj y trabajando sin descanso incluidos los fines de semana finalmente MASI vio la luz en las tinieblas.

Hoy estos ventiladores MASI se encuentran distribuidos en salas UCI en hospitales en varias regiones del país, generando un impacto positivo a nivel clínico como lo reconocen los médicos intensivistas.  De eso se trató finalmente todos estos esfuerzos: ayudar a salvar vidas.  En este proceso, como universidad, salimos más convencidos de nuestro papel de compromiso con el país.

Aldo Panfichi is Vice-Rector of Research at the Pontificia Universidad Católica del Perú. He holds a doctorate in sociology from The New School for Social Research.  He was president of the Latin American Studies Association(LASA) 2017-2018 and DRCLAS Visiting Scholar in 2002.

Aldo Panfichi es Vicerrector de Investigación de la Pontificia Universidad Católica del Perú y Doctor en Sociología por The New School for Social Research.  Ha sido Presidente de Latin American Studies Association LASA 2017-2018, e Investigador Visitante del DRCLAS 2002

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