3D打印疫苗贴片提供无需注射的疫苗接种 比典型疫苗提供更大的保护

2021-09-27 09:28啸云3D打印
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据外媒报道,斯坦福大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家们创造了一种3D打印的疫苗贴片,比典型的疫苗注射提供更大的保护。诀窍是将疫苗贴片直接贴在皮肤上,而皮肤上充满了疫苗所针对的免疫细胞。


根据一项在动物身上进行的研究,疫苗贴片产生的免疫反应比用注射疫苗大10倍,该科学家团队在《美国国家科学院院刊》上发表了这一研究。

研究报告的主要作者、3D打印技术企业家、斯坦福大学转化医学和化学工程教授、北卡罗来纳大学教堂山分校名誉教授Joseph M. DeSimone说:“在开发这项技术时,我们希望为全球更快速地开发疫苗奠定基础,以较低的剂量,以无痛和焦虑的方式。”

疫苗贴片的简易性和有效性为提供疫苗的新方式指明了方向,这种方式无痛,比打针的创伤性小,而且可以自我管理。

研究结果显示,疫苗贴片产生了显著的T细胞和抗原特异性抗体反应,是皮下注射的50倍。这种高度的免疫反应可能会导致剂量的节省,微针疫苗贴片使用较小的剂量就能产生与用针头和注射器注射的疫苗类似的免疫反应。

虽然科学家研究微针贴片已有几十年,但卡罗莱纳州和斯坦福大学的工作克服了过去的一些挑战:通过3D打印,微针可以很容易地定制,以开发各种疫苗贴片,用于流感、麻疹、肝炎或COVID-19疫苗。


疫苗贴片的优势

COVID-19大流行严酷地提醒人们及时接种疫苗所带来的变化。但接种疫苗通常需要到诊所或医院去。在那里,卫生保健提供者从冰箱或冰柜中获取疫苗,在注射器中注入液体疫苗配方,然后将其注射到手臂中。

虽然这个过程看起来很简单,但有一些问题会阻碍大规模的疫苗接种--从疫苗的冷藏到需要训练有素的专业人员来注射。

然而包含了疫苗涂层的微针的疫苗贴片可以溶解在皮肤中,可以在世界任何地方运输,不需要特殊处理,人们可以自己使用贴片。此外,使用疫苗贴片的便利性可能会导致更高的疫苗接种率。


微针是如何制成的

研究的主要作者、北卡罗来纳大学教堂山分校微生物学和免疫学系的研究员田绍敏说,一般来说,使微针适应不同的疫苗类型是一个挑战。她说:“这些问题,再加上制造方面的挑战,可以说已经阻碍了用于疫苗输送的微针领域。”

大多数微针疫苗是用主模板制作模具的。然而,微针的成型并不十分通用,其缺点包括复制过程中针头的锋利度降低。

研究人员说:“我们的方法允许我们直接3D打印微针,这给了我们很大的设计余地,从性能和成本的角度来看,我们可以制造出最好的微针。”

这些微针是在北卡罗来纳大学教堂山分校使用DeSimone发明的CLIP原型3D打印机生产的,该打印机由他共同创办的硅谷公司CARBON生产。

这个由微生物学家和化学工程师组成的团队正在继续创新,将RNA疫苗,如辉瑞和Moderna COVID-19疫苗,配制成微针贴片,以供未来测试。

DeSimone说:“我们在大流行期间学到的最大教训之一是,科学和技术的创新可以决定全球反应的好坏。值得庆幸的是,我们有生物技术和卫生保健工作者为我们所有人推动了这一进程。”


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