可编程微针阵列贴片为疫苗接种带来的益处
2023-12-02 21:50:42 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
通过将一款面积为1平方厘米、生物可降解无痛贴片贴在皮肤上，一个人可以在数月内接受预先编程好的高浓度粉末状疫苗递送——消除了对接种加强针的需求。
这项由美国农业部（United States Department of Agriculture，USDA）及比尔和梅琳达·盖茨基金会（Bill & Melinda Gates Foundation）支持的可编程微针阵列贴片技术，省去了人们再次寻求医疗保健提供者以接种疫苗加强针的麻烦。
据麦姆斯咨询介绍，流感、新冠肺炎（COVID-19）以及肺炎球菌疫苗，均需在低温下保存以保证其稳定性，通常由医疗保健专业人员通过皮下针注射针头和注射器进行接种。尤其是在发展中国家的农村地区，远距离的医疗机构使人们对接种疫苗望而却步，接种加强针的意愿就更低了。
康涅狄格大学（University of Connecticut，UConn）机械工程和生物医学工程副教授Thanh Nguyen问道：“如果我们能够给人们邮寄不需要冷藏的疫苗，其可以像贴绷带一样贴在自己的皮肤上，那会怎么样呢？如果我们使人们接种疫苗变得轻松——仅接种一次，无需加强针，且有可能完全预防脊髓灰质炎、麻疹、风疹和新冠肺炎，那会达到怎样的效果？”
康涅狄格大学副教授Thanh Nguyen正在探索通过可编程微针阵列贴片管理疫苗和递送药物的方法
Thanh Nguyen相信，利用他正在康涅狄格大学的实验室开发的一种具有新型工艺的可编程微针阵列贴片来接种疫苗将使上述愿景变成现实。
通过将一款面积为1平方厘米、生物可降解无痛贴片贴在皮肤上，一个人可以在数月内接受预先编程好的高浓度粉末状疫苗递送——消除了对接种加强针的需求。Thanh Nguyen说：“这主要解决的是接种疫苗及其加强针所带来的痛苦。通常情况下，人们必须至医疗机构两到三次才能完成疫苗接种。有了该微针平台，只需贴一次就可以完成接种。该微针平台既包括初次接种的疫苗，也包含加强针。人们不必多次前往医院找医生接种。”
近期，康涅狄格大学材料科学研究所（Institute of Materials Science，IMS）获得了比尔和梅琳达·盖茨基金会（Bill & Melinda Gates Foundation）为期三年的资助，以支持Thanh Nguyen关于“用于疫苗和疾病治疗的单次给药自升压微针平台”的研究。该研究项目的目标是开发一种低成本的微针制造工艺。
Thanh Nguyen研究小组致力于热稳定疫苗和其它治疗方法的研究，以便它们能够在皮肤内停留足够长的时间。2020年，Thanh Nguyen及其同事在《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）期刊发表了一篇研究论文，描述了利用装载了临床可用疫苗（Prevnar-13）的微针在老鼠身上进行的实验，该微针提供了与多次注射疫苗相似的免疫保护，以对抗细菌感染。
他说：“我们已经证明了该技术在小动物模型身上是安全有效的，现在的问题是，我们如何将其商业化，使其对最终用户（人类）有用。”
在比尔和梅琳达·盖茨基金会的支持下，Thanh Nguyen将能够在较大动物——猪（它的皮肤与人类皮肤相似）身上测试该微针平台。Thanh Nguyen预测，如果测试结果相似，通过该技术将以较低的成本制造出可编程微针阵列贴片，从而对国内乃至于全球人类的健康产生积极影响。
该新型微针平台也引起了美国农业部（United States Department of Agriculture，USDA）的关注。今年9月，美国农业部研究、教育和经济司授予Thanh Nguyen一项为期两年的研究补助金，用于一项题为“利用可编程经皮微针系统递送口蹄疫病毒（FMDV）蛋白抗原”的研究。
口蹄疫病毒传染性极强，影响牛、猪、绵羊和山羊等家畜的健康。当疫情爆发时，感染该病毒的动物将非常虚弱，无法产奶，其肉质也不能销售。口蹄疫病毒给畜牧业生产造成极大损失，给农民和牧场主带来了很大困难，严重影响畜牧业的发展。
尽管已经有预防该病毒的疫苗，但与人类疫苗一样，需要接种加强针以保持疫苗的有效性。
Thanh Nguyen解释道：“美国农业部对该技术很感兴趣，因为该微针贴片能够同时向动物提供初始剂量和后续剂量或加强剂量，无需同时围捕多只动物对其进行疫苗注射，这可以减少动物的压力，增加动物及操作人员的安全性。”
该微针平台是Thanh Nguyen研究小组在疫苗/药物递送、组织再生工程、“智能”压电材料、电子植入物和生物电子领域探索的最新应用之一。自2016年加入康涅狄格大学工程学院以来，Thanh Nguyen发现了一种通过生物可降解聚合物发送电脉冲以帮助软骨再生的方法；他设计了一种功能强大的生物可降解超声设备，使脑癌的治疗变得容易；他还使用微针贴片递送抗体疗法，已成功用于治疗艾滋病毒（HIV）、多发性硬化症（MS）等自身免疫性疾病以及某些类型的癌症。
康涅狄格大学材料科学研究所（Institute of Materials Science，IMS）的获奖后拨款和合同专家Christina Tamburro表示，康涅狄格大学材料科学研究所非常感谢比尔和梅琳达·盖茨基金会和美国农业部对Thanh Nguyen的药物递送研究项目给予的支持。
Christina Tamburro说：“这是材料科学的绝妙应用，也是我们的宗旨。最终，这将拯救人类生命，没有什么比这更好了！”
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