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负载纳米颗粒的可溶解微针使无痛疫苗接种成为可能
2021-12-25 09:51:20   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

创新研究团队开发了可快速溶解的微针,以持续释放负载抗原的聚合物纳米颗粒(NPs),旨在实现经皮疫苗接种的双重递送平台。他们使用的微针在穿透皮肤表皮层后溶解,释放载有感染抗原的纳米颗粒。

这项激动人心的科学研究通过一种利用可快速溶解的微针实现无痛注射的方法,可能会彻底变革疫苗接种。该研究以“A Dual-Delivery Platform for Vaccination using Antigen-loaded Nanoparticles in Dissolving Microneedles”为题发表于《国际药物学杂志》(International Journal of Pharmaceutics)。

负载纳米颗粒的可溶解微针使无痛疫苗接种成为可能

对无痛疫苗接种替代方案的需求

据麦姆斯咨询介绍,大多数疫苗的常规性给药方式是肌肉注射,如流感、乙型肝炎和近两年爆发的SARS-CoV-2(COVID-19)等传染病疫苗。虽然这种给药方法被广泛使用,但皮下注射针头引起的疼痛和酸胀等副作用会使接种者产生抵抗心理。

所以,使用一种替代的疫苗接种方法,如经皮给药,包括通过皮肤(如利用粘性贴剂)给药,被认为是更可取的。这种无痛给药方法更加便于使用,并且使药物易于接触皮肤中活跃的免疫细胞,因此有望用于疫苗接种。

文献中已经报道过经皮疫苗接种,先前的研究正在开发并在动物身上进行测试,以对抗多种传染病,包括白喉类毒素、炭疽、乙型肝炎和流感等。

为了运输大分子药物或蛋白质穿过皮肤角质层屏障,研究人员利用了微针、激光消融和离子电渗疗法。这些已被证明是有效的,例如利用离子电渗疗法将载有药物的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒通过皮肤传递到体内。

然而,除了微针,其它方法被认为低效且昂贵。微针是一种更理想的疫苗接种方法,包括使用微针阵列在皮肤上创建临时性微米大小的孔,这些孔可使大分子药物穿过皮肤屏障。

与皮下注射针头相比,微针形成的微通道不会触及神经末梢,从而确保接种者在疫苗接种过程中几乎感觉不到疼痛。

微针

微针可分为实心微针、涂层微针、空心微针或可溶解微针,这项特别的新研究侧重于利用可溶解微针经过皮肤递送抗原。该可溶解微针能够刺破皮肤角质层并穿透至皮肤表皮层,然后溶解并释放出疫苗。

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这种方法的优点包括使用经皮贴片时仅需较小的机械力,从而减少皮肤损伤,以及减少目前皮下注射针头普遍存在的锐器浪费。此外,患者可以进行自我给药,这减少了预约和寻找可用药物的不便,同时也减少了对负责疫苗接种的医护人员的需求。

创新研究

创新研究团队开发了可快速溶解的微针,以持续释放负载抗原的聚合物纳米颗粒(NPs),旨在实现经皮疫苗接种的双重递送平台。他们使用的微针在穿透皮肤表皮层后溶解,释放载有感染抗原的纳米颗粒。

通过使用低分子量透明质酸钠对各种生物可降解聚合物和糖进行分析,测试了七种可溶解微针的配方,最后,海藻糖二水合物被认为是生产均匀微针阵列的最佳选择。

选择机械强度最佳、微针溶解效率高(如5分钟后溶解)的材料为主配方。该制剂负载有包含Matrix-2病毒的流感模型蛋白抗原的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)的纳米颗粒。

在最佳微针配方内,通过离心不同浓度的抗原纳米颗粒来研究抗原负载水平。此外,还利用由负载Matrix-2病毒的PLGA纳米颗粒的溶解微针组成的最佳配方,评估了离体机械强度和溶解度水平,并在老鼠和猪皮肤上测试了两种不同的微针阵列。

随着对这种领先微针阵列和体内孔形成的进一步研究,使用荧光染料纳米颗粒的孔隙闭合分析表明,去除贴片后,微针遗留的临时微孔很快闭合。

未来商业化的好处

最后,这项研究展示了一种新颖的创新方法,提供了一个可以替代皮下注射针头和传统疫苗接种方式的新方法。

这种经皮疫苗概念已被证明易于制备且有效,通过使用负载纳米颗粒的可溶解微针,以减少疼痛的方式传递抗原,这可能会彻底改变疫苗的给药方式。

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由于经济欠发达国家接种疫苗的机会较少,而且针头及其消毒情况易造成接种者创伤,因此,期望这项研究成果可在经济欠发达国家普及,以提高其疫苗接种率。

提高对包括COVID-19在内的所有传染病的自我接种率,可以减少可能已感染的个人之间的接触水平,降低病毒传播能力。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.121393

延伸阅读:

《给药应用的微针专利态势分析-2020版》

《新冠肺炎(COVID-19)诊断技术、厂商及趋势-2020版》

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