Plaster szczepionkowy 3D zapewnia lepszą ochronę niż typowa szczepionka

Naukowcy ze Stanford University i University of North Carolina w Chapel Hill stworzyli wydrukowaną w 3D łatkę na szczepionkę, która zapewnia lepszą ochronę niż typowa szczepionka.

Sztuczka polega na nałożeniu plastra ze szczepionką bezpośrednio na skórę wypełnioną komórkami odpornościowymi, na które celowana jest szczepionka.

Jak wynika z badań na zwierzętach opublikowanych przez zespół naukowców z Materiały Narodowej Akademii Nauk.

Trójwymiarowe mikroigły ułożone na plastrze polimerowym i ledwie wystarczająco długie, aby dotrzeć do skóry, aby dostarczyć szczepionki, są uważane za przełom.

Starszy autor badania i przedsiębiorca technologii druku 3D, Joseph M. D., profesor medycyny transformacyjnej i inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Stanforda i emerytowany profesor na UNC-Chapel Hill.

Łatwość i skuteczność plastra szczepionkowego przygotowała grunt pod nową metodę dostarczania szczepionek, które są bezbolesne, mniej inwazyjne niż szczepionka z igłą i mogą być podawane samodzielnie.

Wyniki badań pokazują, że plaster ze szczepionką generował znaczącą odpowiedź przeciwciał swoistą dla komórek T i antygenu, która była 50 razy większa niż wstrzyknięcie podskórne podane podskórnie.

Ta zwiększona odpowiedź immunologiczna może skutkować oszczędzaniem dawki, dzięki mikroskopijnemu plasterkowi szczepionki, który wykorzystuje mniejszą dawkę do wygenerowania odpowiedzi immunologicznej podobnej do szczepionki za pomocą igły i strzykawki.

Podczas gdy plastry mikroigłowe były badane od dziesięcioleci, prace Karoliny i Stanforda przezwyciężają niektóre wcześniejsze wyzwania: dzięki drukowaniu 3D mikroigły można łatwo dostosować do opracowania różnych plastrów do szczepionek przeciwko grypie, odrze, zapaleniu wątroby lub szczepionkom COVID-19.

Zalety plastra szczepionkowego

Pandemia COVID-19 była wyraźnym przypomnieniem różnicy, jaka nastąpiła dzięki terminowym szczepieniom. Ale uzyskanie szczepionki zwykle wymaga wizyty w klinice lub szpitalu.

Pracownik służby zdrowia pobiera szczepionkę z lodówki lub zamrażarki, napełnia strzykawkę płynną formułą szczepionki i wstrzykuje ją w ramię.

Chociaż proces wydaje się prosty, istnieją problemy, które mogą utrudnić masowe szczepienia – od przechowywania szczepionek w chłodniach po konieczność posiadania przeszkolonych specjalistów, którzy mogą podawać szczepionki.

Tymczasem plastry ze szczepionką, które zawierają pokryte szczepionką mikroigły, które rozpuszczają się w skórze, mogą być wysyłane w dowolne miejsce na świecie bez specjalnej obsługi, a ludzie mogą sami nakładać plastry.

Co więcej, łatwość użycia plastra ze szczepionką może prowadzić do wyższych wskaźników szczepień.

Jak robisz plamy?

Adaptacja mikroigieł do różnych rodzajów szczepionek jest generalnie trudna, powiedział główny autor badania, Shaomen Tian, ​​naukowiec z Wydziału Mikrobiologii i Immunologii na University of North Carolina School of Medicine.

„Można argumentować, że te problemy, wraz z wyzwaniami produkcyjnymi, utrudniły dziedzinę mikroigieł do dostarczania szczepionek” – powiedziała.

Większość szczepionek cienkoigłowych jest wytwarzana przy użyciu form wzorcowych do wytwarzania form. Jednak odlewanie mikroigłowe nie jest tak wszechstronne, a wady obejmują zmniejszoną ostrość igły podczas replikacji.

Nasze podejście pozwala nam bezpośrednio drukować mikroigły 3D, co daje nam dużą swobodę projektową, aby uzyskać najlepsze mikroigły z punktu widzenia wydajności i kosztów. „

Shaomin Tian jest badaczem na Wydziale Mikrobiologii i Immunologii Uniwersytetu Północnej Karoliny School of Medicine

Plastry 3D z mikroigłami zostały wydrukowane na Uniwersytecie Północnej Karoliny w Chapel Hill przy użyciu prototypu drukarki CLIP 3D wynalezionego przez DeSimone i wyprodukowanego przez CARBON, firmę z Doliny Krzemowej, którą założył.

Zespół mikrobiologów i inżynierów chemicznych kontynuuje innowacje, tworząc szczepionki RNA, takie jak szczepionka Pfizer i Moderna COVID-19, w mikroskopijnych miejscach do przyszłych testów.

„Jedną z największych lekcji, jakich nauczyliśmy się podczas pandemii, jest to, że innowacje w nauce i technologii mogą wywołać lub złamać globalną reakcję” – powiedział DeSimone. „Na szczęście mamy pracowników biotechnologii i opieki zdrowotnej, którzy przesuwają kopertę dla nas wszystkich”.