Пластырь вместо инъекции при вакцинации

Ученые из Стэнфордского университета и университета Северной Каролины в Чапел-Хилле с помощью 3D-принтера создали патч (пластырь) для вакцинации, который, по их утверждению, обеспечивает большую защиту, чем обычная прививка.

Наклеенный непосредственно на кожу, патч с микроиглами обеспечивает иммунный ответ в 10 раз больший, чем вакцина, вводимая в мышцу руки с помощью иглы. Пластырь с микроиглами имеет и другие преимущества, включая простоту и безболезненность введения, а также возможность самостоятельного применения.

Информация о разработке была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

"Разрабатывая эту технологию, мы надеемся заложить основу для еще более быстрой глобальной разработки вакцин в более низких дозах, без боли и беспокойства", - сказал Джозеф ДеСимоне, ведущий автор исследования.

Вакцины обычно вводятся посредством подкожного укола иглой, при этом технология патчей с микроиглами разрабатывается уже несколько десятилетий, но при вакцинации пока не использовалась. Пластыри содержат напечатанные на 3D-принтере крошечные микроиглы, расположенные на полимерном патче, и закрепляются непосредственно на коже. Содержащаяся в микроиглах вакцинах поступает в подкожное пространство и нацеливается на присутствующие там иммунные клетки, чем вызывает антиген-специфический ответ антител.

Пластыри с микроиглами также обеспечивают логистические преимущества. Вакцины, доставляемые через иглу, обычно требуют хранения в холодильниках или морозильных камерах и, как правило, требуют поездки в клинику, больницу или центр вакцинации. В отличие от этого микроигольчатые пластыри с вакцинным покрытием могут быть доставлены в любую точку мира без специальной обработки, а поскольку их можно вводить самостоятельно, это означает, что пациенты будут реже посещать больницы или клиники. Ученые считают, что такие преимущества потенциально могут способствовать повышению уровня вакцинации в будущем.

До сих пор существовали значительные сложности в создании подобных патчей, в том числе и из-за проблемы с адаптацией микроигл к различным типам вакцин. Новый метод позволяет напрямую печатать микроиглы на 3D-принтере, что создает широкие возможности для создания лучших микроигл с точки зрения производительности и стоимости.

Пластыри с микроиглами, разработанные университетскими учеными, были напечатаны с помощью прототипа 3D-принтера компании Carbon, основанного на технологии Continuous Liquid Interface Production (CLIP).

Лабораторное тестирование прототипов пластырей на мышах показали, что применение патча обеспечивает гораздо более заметный ответ иммунной системы: после ввода вакцины организмы мышей производили в разы больше антител по сравнению с традиционной инъекцией. Иммунный ответ был в 10 раз сильнее, чем при введении вакцины прямо в мышцу руки.

По мнению ученых, повышенный иммунный ответ может проложить путь к снижению дозы, когда вакцинный пластырь с микроиглами будет использоваться для доставки меньшей дозы конкретной вакцины, вызывая при этом такой же иммунный ответ, как и вакцина, вводимая с помощью инъекции. Потенциально это может помочь лучше управлять спросом и предложением вакцин и обеспечить доступ большего числа людей к жизненно важным вакцинам.

В дальнейшем ученые продолжат разработку вакцин, таких как вакцины Pfizer и Moderna Covid-19, в виде таких патчей с микроиглами для будущих испытаний.