害怕打针吗？试试首款一次性可编程微针疫苗

时间：2020-11-25 00:00:00 来源：网络整理

害怕的根源

一篇最新发表的《Nature Biomedical Engineering》文章已经证明了微针一次性接种疫苗的可行性，康涅狄格大学机械工程和生物医学工程系的助理教授Thanh Nguyen团队开发的单一用途、可自我管理的微针技术最近已经通过临床前研究试验得到了验证。

世卫组织认为单次注射疫苗是一种较好的疫苗接种方案。对于无法通过一次给药实现的疫苗，Nguyen团队在2017年专门开发了SEAL（冲压组装聚合物层）技术来制造单次注射疫苗颗粒，这种颗粒可以在若干特定时期后投放疫苗，模拟多次注射。

但问题是这些颗粒需要一根大针头，可注入针头的颗粒数量也有限，这意味着只能提供有限剂量的疫苗。通过传统注射方式插入这种大针头无疑是痛苦的，并且还会产生不利的生物危害废物，尖锐的注射器。于是Nguyen团队又开发了一款夹在手套里面的微针贴片。

“对很多疫苗来说，加强注射和反复注射对维持免疫保护很重要，但这些注射是疼痛、高成本且计划复杂，导致患者依从性非常低。由于发展中国家的患者获得医疗保健服务的机会有限，这一问题对他们来说更加棘手。在这样的地方，一方面家长很难记住日程安排，也负担不起带着孩子反复长途奔波到医疗中心接受多剂量强化疫苗接种，”Thanh说。“很长一段时间以来，人们都认识到有必要取消传统疫苗接种的许多注射。”

他们的微针皮肤贴片只需一次给药就能执行与从SEAL微粒中获得的疫苗完全相同的可编程延迟释放。微针贴片几乎是无痛的，甚至可以在家由患者自行管理。该贴片体积小巧，与戒烟贴片相似，携带方便，在诸如COVID-19危机这样的疫情时，可以很容易地分发给全世界所有人进行自我管理，从而在全球范围内迅速形成泛免疫。

微针具有核-壳微结构，外壳由可生物降解的医用聚合物制成，这种聚合物是FDA批准用于植入物的，并提供了独特的药物释放动力学，允许从一次给药的几天到一个多月的时间内预编程的疫苗负荷的突然释放。微针头光滑的几何结构可以很容易地插入并完全嵌入真皮层。

为了制作这种疫苗微针贴片，文章一作Khanh Tran博士采用密封技术组装包括盖子、外壳和疫苗芯。这些不同的组件以一种类似3D打印的方式在大面积上创建芯壳微针阵列。

Nguyen的团队设计了几种新的方法来克服现有密封技术的许多问题。他们新的制造工艺的关键新颖之处在于将疫苗微模制成微针芯的形状，同时将所有模制疫苗芯插入微针外壳阵列中，提供了一种类似于计算机芯片制造工艺的制造方法。而之前报道的密封和其他传统方法往往是缓慢地一个一个填充每个聚合物外壳/载体。

在临床前试验中，研究人员以微创的方式将装有临床可用疫苗（prevnar-13）的微针插入大鼠皮肤。贴片在长期植入过程中不会引起皮肤刺激，并对致死剂量的感染性肺炎球菌引起高度免疫保护反应。一次性给药的结果与在大约两个月内多次注射同一种疫苗的结果相似。

这是首款一次性使用和免注射的预先编程在不同时间释放疫苗的皮肤贴片，并且可以提供长期有效的免疫保护。

课题组收到了美国卫生和人力服务部提供的432990美元合同，以开发这项技术。展望未来，为了使微针贴片投入临床应用，还需要更多的研究。虽然研究人员已经证明了使用这种贴片来制作肺炎球菌疫苗的能力，但不同的疫苗需要不同的稳定策略，这样它们才能在长时间植入皮肤后发挥作用。

研究人员还致力于制造过程的优化和自动化，这可以降低临床使用的微针皮肤贴片的成本。未来的工作还需要在更大的动物模型上模拟人类免疫系统，以验证微针平台的安全性和有效性。

原文检索：Transdermal microneedles for the programmable burst release of multiple vaccine payloads

（生物通：伍松）

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