Вчені зі Стенфордського університету і Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл створили надрукований на 3D-принтері пластир з вакциною, який забезпечує більший захист, ніж звичайна вакцина. Хитрість полягає в тому, щоб наносити пов'язку з вакциною безпосередньо на шкіру, яка сповнена імунних клітин, на які націлені вакцини. Згідно з дослідженням, проведеним на тваринах і опублікованому групою вчених в Proceedings of the National Academy of Sciences, отримана імунна відповідь від вакцини була в 10 разів сильніше, ніж вакцина, введена в м'яз руки за допомогою голки.
Проривом вважаються надруковані на 3D-принтері мікроголки, збудовані в лінію на полімерному пластирі, і їх довжина ледь досягає шкіри для доставки вакцини.
Читайте також: Інноваційні ліки від COVID-19: МОЗ шукає добровольців
"Розробляючи цю технологію, ми сподіваємося закласти основу для ще більш швидкої глобальної розробки вакцин в більш низьких дозах, без болю і хвилювань", - сказав МedicalХpress провідний автор дослідження і підприємець в області технології 3D-друку Джозеф М. ДеСімоун, професор трансляційної медицини і хімічної інженерії в Стенфордському університеті і почесний професор Університету Каліфорнії в Чапел-Хілл.
Ефект вище
Простота і ефективність пластиру з вакциною задають курс на новий спосіб доставки вакцини, який безболісний, менш інвазивний, ніж укол голкою, і може вводитися самостійно.
Результати дослідження показують, що пластир з вакциною викликав значну Т-клітинну і антиген-специфічну відповідь антитіл, яка була в 50 разів вище, ніж при підшкірній ін'єкції.
Ця підвищена імунна відповідь може привести до економії дози, оскільки в пластирі з мікроголками для вакцини використовується менша доза для генерації імунної відповіді, аналогічної вакцині, що вводиться за допомогою голки і шприца.
У той час як пластирі з мікроголками вивчалися протягом десятиліть, робота вчених з університетів Кароліни і Стенфорда дозволяє подолати деякі минулі проблеми: за допомогою 3D-друку мікроголки можна легко налаштувати для розробки різних пластирів від грипу, кору, гепатиту або COVID-19.
Переваги вакцинного пластиру
Пандемія COVID-19 стала яскравим нагадуванням про зміни, які принесла своєчасна вакцинація. Але для вакцинації зазвичай потрібно відвідування клініки або лікарні.
Там лікар бере вакцину з холодильника або морозильника, наповнює шприц рідким складом вакцини і вводить його в руку.
Хоча цей процес здається простим, існують проблеми, які можуть перешкоджати масової вакцинації - від холодного зберігання вакцин до потреби в кваліфікованих фахівцях, які можуть зробити щеплення.
Тим часом, пластирі з вакциною, які включають вкриті вакциною мікроголки, що розчиняються в шкірі, можуть бути відправлені в будь-яку точку світу без спеціального догляду, і люди можуть наносити пластир самостійно.
Більш того, простота використання пластиру з вакциною може призвести до більш високого рівня вакцинації.
Читайте також: Нова хвиля коронавіруса: інфекція стала швидше прогресувати
Як роблять патчі
Як правило, адаптувати мікроголки до різних типів вакцин складно, говорить провідний автор дослідження Шаомін Тянь, наукова співробітниця відділення мікробіології та імунології Медичної школи UNC.
"Ці проблеми в поєднанні з виробничими проблемами, можливо, стримують появу мікроголок для доставки вакцин", - сказала вона.
Більшість вакцин з мікроголками виготовляються з використанням майстер-шаблонів для виготовлення форм. Однак формування мікроголок не надто універсальне, і до недоліків можна віднести зниження гостроти голок під час реплікації.
"Наш підхід дозволяє нам безпосередньо друкувати мікроголки на 3D-принтері, що дає нам широкі можливості для створення кращих мікроголок з точки зору продуктивності і вартості", - сказала Тянь.
Пластирі з мікроголками були надруковані на 3D-принтері в Університеті Північної Кароліни в Чапел-Хілл з використанням прототипу 3D-принтера CLIP, який виробляється компанією CARBON з Кремнієвої долини.
Команда мікробіологів і інженерів-хіміків продовжує впроваджувати нововведення, формулюючи РНК-вакцини, такі як вакцини Pfizer і Moderna COVID-19, в пластирах з мікроголками для майбутніх випробувань.
"Один з найважливіших уроків, які ми засвоїли під час пандемії, полягає в тому, що інновації в науці та технологіях можуть вплинути на глобальну відповідь або зламати її. На щастя, у нас є біотехнологічні та медичні працівники, які намагаються вийти за рамки наших можливостей ", - сказав винахідник пластиру ДеСімоун.
Читайте також: Доказів немає: вчені вимагають зупинити лікування COVID-19 неспеціальних препаратами
