Устройства для доставки медикаментов «без уколов» – пластыри с микроиглами – разрабатываются довольно давно, но ряд технических трудностей до сих пор преодолеть не удавалось. И вот, наконец, успех: изменив технологию производства микроигл, исследователи изготовили «трансдермальную» вакцину, успешно опробованную на лабораторных животных
Вакцинация – одно из важнейших достижений медицины. Только с помощью массовой вакцинации удалось полностью искоренить такую страшную болезнь, как оспа, а также эффективно сдерживать другие инфекционные болезни, от кори и гриппа до лихорадки Эбола. Сейчас же человечество надеется с помощью вакцинации справиться с пандемией COVID-19.
Вакцины вакцинам рознь. К примеру, на основе цельных патогенных микроорганизмов (вирусов или бактерий) создают инактивированные («убитые») либо живые ослабленные вакцины. А в качестве субъединичных вакцин используют очищенные специфические фрагменты (субъединицы) патогена, вызывающие иммунный ответ. Сегодня в целях профилактики наиболее часто используются именно такие вакцины, как более безопасные.
Однако субъединичные вакцины, как правило, не так иммуногенны, т.е. вызывают более слабый иммунный ответ, чем инактивированные или ослабленные. Для повышения эффективности в них добавляют иммуностимулирующие агенты (адъюванты) и разрабатывают альтернативные средства доставки к клеткам иммунной системы.
Одним из самых перспективных считается внутрикожный способ введения, поскольку кожа человека богата иммунными клетками. Но правильно сделать такие инъекции сложно, к тому же они болезненны. Варианты такой доставки могут быть разные, в частности, с помощью игл микрометрового размера из биоразлагаемых материалов, расположенных на поверхности накожного аппликатора (небольшом кусочке пластыря).
Микроиглы прокалывают роговой слой кожи и доставляют вакцину в ее более глубокие слои – эпидермис и дерму. Этим практически безболезненным способом может воспользоваться любой человек, не прибегая к помощи медицинского персонала. К тому же технология изготовления таких вакцин не требует особых температурных условий для их транспортировки и хранения.
До сих пор для создания таких микроигольных аппликаторов пытались использовать мастер-шаблоны, с помощью которых затем создавались формы с использованием методов мягкой литографии. Но таким способом трудно изготовить формы со сложной геометрией, а при повторном формовании острота игл снижается.
Недавно специалисты из Стэнфордского университета и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (США) создали аппликатор с вакциной, при изготовлении которого использовались иглы, напечатанные на 3D-принтере по технологии CLIP (Continuous Liquid Interface Production) компании Carbon 3D.
Им удалось получить микроиглы сложной многогранной формы, позволившей увеличить площадь их поверхности (и, соответственно, количество вакцинного «груза»). Кроме того, такие иглы могут быть загружены сразу несколькими вакцинными компонентами, которые обычно плохо совместимы.
Ученые протестировали устройство на лабораторных мышах с помощью модельного иммуногенного препарата. Оказалось, что микроигольная инъекция вызвала более мощный, сбалансированный гуморальный (с участием антител) и клеточный иммунный ответ по сравнению с обычной подкожной. Кроме того, в этом случае потребовалась меньшая доза вакцинного препарата.
Новая технология трансдермальной вакцинации может стать универсальной платформой для разработки вакцин от гриппа, кори, гепатита и других инфекционных болезней.
Фото: https://www.maxpixel.net, https://commons.wikimedia.org