可編程微針陣列貼片為疫苗接種帶來(lái)的益處

這項(xiàng)由美國(guó)農(nóng)業(yè)部（United States Department of Agriculture，USDA）及比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)（Bill & Melinda Gates Foundation）支持的可編程微針陣列貼片技術(shù)，省去了人們?cè)俅螌で筢t(yī)療保健提供者以接種疫苗加強(qiáng)針的麻煩。

據(jù)麥姆斯咨詢(xún)介紹，流感、新冠肺炎（COVID-19）以及肺炎球菌疫苗，均需在低溫下保存以保證其穩(wěn)定性，通常由醫(yī)療保健專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)皮下針注射針頭和注射器進(jìn)行接種。尤其是在發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)村地區(qū)，遠(yuǎn)距離的醫(yī)療機(jī)構(gòu)使人們對(duì)接種疫苗望而卻步，接種加強(qiáng)針的意愿就更低了。

康涅狄格大學(xué)（University of Connecticut，UConn）機(jī)械工程和生物醫(yī)學(xué)工程副教授Thanh Nguyen問(wèn)道：“如果我們能夠給人們郵寄不需要冷藏的疫苗，其可以像貼繃帶一樣貼在自己的皮膚上，那會(huì)怎么樣呢？如果我們使人們接種疫苗變得輕松——僅接種一次，無(wú)需加強(qiáng)針，且有可能完全預(yù)防脊髓灰質(zhì)炎、麻疹、風(fēng)疹和新冠肺炎，那會(huì)達(dá)到怎樣的效果？”

Thanh Nguyen相信，利用他正在康涅狄格大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種具有新型工藝的可編程微針陣列貼片來(lái)接種疫苗將使上述愿景變成現(xiàn)實(shí)。

通過(guò)將一款面積為1平方厘米、生物可降解無(wú)痛貼片貼在皮膚上，一個(gè)人可以在數(shù)月內(nèi)接受預(yù)先編程好的高濃度粉末狀疫苗遞送——消除了對(duì)接種加強(qiáng)針的需求。Thanh Nguyen說(shuō)：“這主要解決的是接種疫苗及其加強(qiáng)針?biāo)鶐?lái)的痛苦。通常情況下，人們必須至醫(yī)療機(jī)構(gòu)兩到三次才能完成疫苗接種。有了該微針平臺(tái)，只需貼一次就可以完成接種。該微針平臺(tái)既包括初次接種的疫苗，也包含加強(qiáng)針。人們不必多次前往醫(yī)院找醫(yī)生接種。”

近期，康涅狄格大學(xué)材料科學(xué)研究所（Institute of Materials Science，IMS）獲得了比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)（Bill & Melinda Gates Foundation）為期三年的資助，以支持Thanh Nguyen關(guān)于“用于疫苗和疾病治療的單次給藥自升壓微針平臺(tái)”的研究。該研究項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種低成本的微針制造工藝。

Thanh Nguyen研究小組致力于熱穩(wěn)定疫苗和其它治療方法的研究，以便它們能夠在皮膚內(nèi)停留足夠長(zhǎng)的時(shí)間。2020年，Thanh Nguyen及其同事在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》（Nature Biomedical Engineering）期刊發(fā)表了一篇研究論文，描述了利用裝載了臨床可用疫苗（Prevnar-13）的微針在老鼠身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，該微針提供了與多次注射疫苗相似的免疫保護(hù)，以對(duì)抗細(xì)菌感染。

他說(shuō)：“我們已經(jīng)證明了該技術(shù)在小動(dòng)物模型身上是安全有效的，現(xiàn)在的問(wèn)題是，我們?nèi)绾螌⑵渖虡I(yè)化，使其對(duì)最終用戶(hù)（人類(lèi)）有用。”

在比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)的支持下，Thanh Nguyen將能夠在較大動(dòng)物——豬（它的皮膚與人類(lèi)皮膚相似）身上測(cè)試該微針平臺(tái)。Thanh Nguyen預(yù)測(cè)，如果測(cè)試結(jié)果相似，通過(guò)該技術(shù)將以較低的成本制造出可編程微針陣列貼片，從而對(duì)國(guó)內(nèi)乃至于全球人類(lèi)的健康產(chǎn)生積極影響。

該新型微針平臺(tái)也引起了美國(guó)農(nóng)業(yè)部（United States Department of Agriculture，USDA）的關(guān)注。今年9月，美國(guó)農(nóng)業(yè)部研究、教育和經(jīng)濟(jì)司授予Thanh Nguyen一項(xiàng)為期兩年的研究補(bǔ)助金，用于一項(xiàng)題為“利用可編程經(jīng)皮微針系統(tǒng)遞送口蹄疫病毒（FMDV）蛋白抗原”的研究。

口蹄疫病毒傳染性極強(qiáng)，影響牛、豬、綿羊和山羊等家畜的健康。當(dāng)疫情爆發(fā)時(shí)，感染該病毒的動(dòng)物將非常虛弱，無(wú)法產(chǎn)奶，其肉質(zhì)也不能銷(xiāo)售?？谔阋卟《窘o畜牧業(yè)生產(chǎn)造成極大損失，給農(nóng)民和牧場(chǎng)主帶來(lái)了很大困難，嚴(yán)重影響畜牧業(yè)的發(fā)展。

盡管已經(jīng)有預(yù)防該病毒的疫苗，但與人類(lèi)疫苗一樣，需要接種加強(qiáng)針以保持疫苗的有效性。

Thanh Nguyen解釋道：“美國(guó)農(nóng)業(yè)部對(duì)該技術(shù)很感興趣，因?yàn)樵撐⑨樫N片能夠同時(shí)向動(dòng)物提供初始劑量和后續(xù)劑量或加強(qiáng)劑量，無(wú)需同時(shí)圍捕多只動(dòng)物對(duì)其進(jìn)行疫苗注射，這可以減少動(dòng)物的壓力，增加動(dòng)物及操作人員的安全性。”

該微針平臺(tái)是Thanh Nguyen研究小組在疫苗/藥物遞送、組織再生工程、“智能”壓電材料、電子植入物和生物電子領(lǐng)域探索的最新應(yīng)用之一。自2016年加入康涅狄格大學(xué)工程學(xué)院以來(lái)，Thanh Nguyen發(fā)現(xiàn)了一種通過(guò)生物可降解聚合物發(fā)送電脈沖以幫助軟骨再生的方法；他設(shè)計(jì)了一種功能強(qiáng)大的生物可降解超聲設(shè)備，使腦癌的治療變得容易；他還使用微針貼片遞送抗體療法，已成功用于治療艾滋病毒（HIV）、多發(fā)性硬化癥（MS）等自身免疫性疾病以及某些類(lèi)型的癌癥。

康涅狄格大學(xué)材料科學(xué)研究所（Institute of Materials Science，IMS）的獲獎(jiǎng)后撥款和合同專(zhuān)家Christina Tamburro表示，康涅狄格大學(xué)材料科學(xué)研究所非常感謝比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部對(duì)Thanh Nguyen的藥物遞送研究項(xiàng)目給予的支持。

Christina Tamburro說(shuō)：“這是材料科學(xué)的絕妙應(yīng)用，也是我們的宗旨。最終，這將拯救人類(lèi)生命，沒(méi)有什么比這更好了！”

審核編輯：劉清