
来自斯坦福大学和北卡莱罗纳大学教堂山分校的研究人员利用3D打印技术开发出了一款疫苗贴片。 (图片来源:北卡莱罗纳大学教堂山分校)
来自斯坦福大学和北卡莱罗纳大学教堂山分校的研究人员开发出了一款3D打印疫苗贴片,它的保护效果优于传统的注射疫苗。
使用时,直接将这种疫苗贴片刺进皮肤便能够触发免疫反应。

不同的微针形状。 (图片来源:Cassie Caudill)
该团队通过动物实验得到的结果发表于美国《国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences),其论文显示,使用疫苗贴片比由大臂肌肉注射产生的免疫反应强10倍。
将3D打印的微针排布在聚合物基底上,同时保证(微针的)长度恰好能够向皮肤中注入疫苗,这是一种突破性的进展。
论文主要作者Joseph M. DeSimone谈道:“研究这项技术时,我们希望以低剂量、无痛且无忧的方式,为加速全球疫苗的发展提供支撑。”DeSimone是3D打印行业的一名企业家,同时也是斯坦福大学转移医学和化学工程教授兼北卡莱罗纳大学教堂山分校名誉教授。
相比于针头注射,便捷而高效的疫苗贴片提供了一种新的疫苗接种方式,它无痛、侵入性更弱而且可以(由患者)独立操作。
研究表明,疫苗贴片诱发的T细胞和抗原-抗体反应比传统皮下注射高50倍。
更强的免疫反应意味着可以降低疫苗剂量,也就是说使用更低剂量的情况下,带有微针的疫苗贴片能够诱发与注射器注射相近的免疫反应。
人们研究微针贴片已有数十年,来自卡莱罗纳和斯坦福大学的这支团队攻克了过去未能解决的挑战:利用3D打印制造的微针容易定制,从而能够开发出分别适用于流感、麻疹、肝炎和COVID-19的多种疫苗贴片。
疫苗贴片的优势
COVID-19的流行已经向人们警示了及时接种疫苗的重要性,但疫苗接种必须要去到诊所或医院才能完成。
传统注射疫苗接种过程需要医疗工作者从冰箱或冰柜中取出疫苗,与疫苗制剂混合后吸入注射器,最后将混合物注射到大臂中。
这一过程虽然看起来简单,却无法进行大规模(疫苗)接种,因为从(取出)冷藏疫苗到完成注射的过程需要由经过培训的专业人员来进行。
而疫苗贴片利用涂覆疫苗的微针完成接种,无需特殊处理便可以运输到世界各地,同时可供患者自行使用。
此外,疫苗贴片的便捷性还会提高疫苗接种率。
疫苗贴片的制造方法
论文主要作者Shaomin Tian谈到,使微针适配于不同种类的疫苗通常是项挑战,Tian是北卡莱罗纳大学医学院微生物与免疫系的研究员。
Tian说道:“上述问题外加制造上的困难,切切实实地阻碍了用于疫苗注射的微针的研发。”
大多数微针疫苗是由模具制造的。但问题是,制造微针的模具并不通用,而且多次使用还会降低产品的“尖锐度”。
Tian说道:“直接通过3D打印制造的微针,不仅在微针形状的设计上更加灵活,同时还能降低成本。

向微针表面涂覆标记物的过程。(图片来源:Cassie Caudill)
微针贴片是用北卡莱罗纳大学教堂山分校的CLIP 3D打印原型机制造的,该型机器由DeSimone设计并委托他在硅谷合作创办的CARBON公司制造。
这支微生物和化学工程师团队还将继续研发和测试用于涂覆RNA疫苗(比如辉瑞公司和Moderna公司生产的COVID-19疫苗)的微针贴片。
DeSimone说,“我们在疫情期间最大的感触便是科技进步能够建立或是革新人类的(灾难)应对措施,我们应当感谢将这些措施付诸实现的生物技术和医疗工作者。”
翻译:张宇哲
审校:董子晨曦
引进来源:北卡莱罗纳大学教堂山分校








