Ученые из Стэнфордского университета и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл создали напечатанный на 3D-принтере пластырь с вакциной, который обеспечивает большую защиту, чем обычная вакцина. Хитрость заключается в том, чтобы наносить повязку с вакциной непосредственно на кожу, которая полна иммунных клеток, на которые нацелены вакцины. Согласно исследованию, проведенному на животных и опубликованному группой ученых в Proceedings of the National Academy of Sciences, полученный иммунный ответ от вакцины был в 10 раз сильнее, чем вакцина, введенная в мышцу руки с помощью иглы .
Прорывом считаются напечатанные на 3D-принтере микроиглы, выстроенные в линию на полимерном пластыре, и их длина едва достигает кожи для доставки вакцины.
Читайте также: Инновационные лекарства от COVID-19: Минздрав ищет добровольцев
"Разрабатывая эту технологию, мы надеемся заложить основу для еще более быстрой глобальной разработки вакцин в более низких дозах, без боли и беспокойства", - сказал МedicalХpress ведущий автор исследования и предприниматель в области технологии 3D-печати Джозеф М. ДеСимоун, профессор трансляционной медицины и химической инженерии в Стэнфордском университете и почетный профессор Университета Калифорнии в Чапел-Хилл.
Эффект выше
Простота и эффективность пластыря с вакциной задают курс на новый способ доставки вакцины, который безболезнен, менее инвазивен, чем укол иглой, и может вводиться самостоятельно.
Результаты исследования показывают, что пластырь с вакциной вызывал значительный Т-клеточный и антиген-специфический ответ антител, который был в 50 раз выше, чем при подкожной инъекции.
Этот повышенный иммунный ответ может привести к экономии дозы, поскольку в пластыре с микроиглами для вакцины используется меньшая доза для генерации иммунного ответа, аналогичного вакцине, вводимой с помощью иглы и шприца.
В то время как пластыри с микроиглами изучались на протяжении десятилетий, работа ученых из университетов Каролины и Стэнфорда позволяет преодолеть некоторые прошлые проблемы: с помощью 3D-печати микроиглы можно легко настроить для разработки различных пластырей от гриппа, кори, гепатита или COVID-19.
Преимущества вакцинного пластыря
Пандемия COVID-19 стала ярким напоминанием о переменах, которые принесла своевременная вакцинация. Но для вакцинации обычно требуется посещение клиники или больницы.
Там врач получает вакцину из холодильника или морозильника, наполняет шприц жидким составом вакцины и вводит его в руку.
Хотя этот процесс кажется простым, существуют проблемы, которые могут препятствовать массовой вакцинации - от холодного хранения вакцин до потребности в обученных специалистах, которые могут сделать прививки.
Между тем, пластыри с вакциной, которые включают покрытые вакциной микроиглы, растворяющиеся в коже, могут быть отправлены в любую точку мира без специального обращения, и люди могут наносить пластырь самостоятельно.
Более того, простота использования пластыря с вакциной может привести к более высокому уровню вакцинации.
Читайте также: Новая волна коронавируса: инфекция стала быстрее прогрессировать
Как делают патчи
Как правило, адаптировать микроиглы к разным типам вакцин сложно, говорит ведущий автор исследования Шаомин Тянь, научный сотрудник отделения микробиологии и иммунологии Медицинской школы UNC.
"Эти проблемы в сочетании с производственными проблемами, возможно, сдерживают появление микроигл для доставки вакцин", - сказала она.
Большинство вакцин с микроиглами изготавливаются с использованием мастер-шаблонов для изготовления форм. Однако формование микроигл не очень универсально, и к недостаткам можно отнести снижение остроты игл во время репликации.
"Наш подход позволяет нам напрямую печатать микроиглы на 3D-принтере, что дает нам широкие возможности для создания лучших микроигл с точки зрения производительности и стоимости", - сказала Тянь.
Пластыри с микроиглами были напечатаны на 3D-принтере в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл с использованием прототипа 3D-принтера CLIP, который производится компанией CARBON из Кремниевой долины.
Команда микробиологов и инженеров-химиков продолжает вводить новшества, формулируя РНК-вакцины, такие как вакцины Pfizer и Moderna COVID-19, в пластырях с микроиглами для будущих испытаний.
"Один из самых важных уроков, которые мы извлекли во время пандемии, заключается в том, что инновации в науке и технологиях могут повлиять на глобальный ответ или сломать его. К счастью, у нас есть биотехнологические и медицинские работники, которые стараются выйти за рамки наших возможностей", - сказал изобретатель пластыря ДеСимоун.
Читайте также: Доказательств нет: ученые требуют остановить лечение COVID-19 неспециальными препаратами
