Один пластырь вместо трёх уколов
Технология микроигл, разработанная в Университете Коннектикута для обеспечения иммунизации против инфекционных заболеваний, недавно была проверена в доклинических исследованиях.
Концепция однократной вакцины, которая признана Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в качестве предпочтительного подхода вакцинации, разрабатывается в течение многих лет. Исследования по созданию такой вакцины для однократной инъекции привели в 2017 году к технологии штампованной сборки полимерного слоя SEAL (StampEd Assembly of Polymer Layer). Автором является Тхань Нгуен, который создал микровакцины для однократного применения, которые могут высвобождать активное вещество несколько раз через определенное время, имитируя несколько инъекций.
Однако для введения таких микрочастиц требовалась большая игла. Кроме того, существовало ограничение по количеству частиц, которые могут быть загружены в шприц, что ограничивает дозировку вакцины.
Для преодоления этих проблем группа Нгуена разработала кожный пластырь с микроиглами, который требует только однократного введения для выполнения точно такого же программируемого отсроченного высвобождения вакцины, что и полученная из микрочастиц SEAL.
Пластырь с микроиглами позволяет избежать болезненных инъекций, предлагая значительное преимущество для пациентов. Обширные исследования показали, что пластырь с микроиглами практически безболезнен и может применяться пациентами самостоятельно. Он небольшой, портативный и похож на никотиновый пластырь, его можно будет раздавать людям для применения в случае пандемии, чтобы быстро сформировать коллективный иммунитет в мировом масштабе.
Микроиглы имеют ядро и оболочку. Оболочка изготовлена из биоразлагаемого медицинского полимера, одобренного FDA для имплантатов. Она обладает уникальным свойством высвобождения лекарственного средства, что позволяет предварительно запрограммировать импульсное поступление вакцин в организм в течение периода от нескольких дней до месяца и более от одного приема. Микроиглы легко входят в дермальный слой кожи благодаря миниатюрным наконечникам и гладкой геометрии игл.
Для создания пластыря с микроиглами исследователи адаптировали технологию SEAL для сборки различных компонентов микроиглы, включая наконечник, оболочку и ядро вакцины. Эти компоненты производятся аддитивным способом, напоминающим 3D-печать, в результате создается массив микроигл на большой площади.
Группа Нгуена разработала ряд новых приемов для усовершенствования существующей технологии SEAL. Ключевая новинка производственного процесса заключается в том, что каплям вакцины придают форму ядра микроиглы и одновременно вставляют в массивы оболочек микроигл, предлагая метод изготовления в производственных масштабах. Это важное преимущество по сравнению с ранее описанным SEAL и другими традиционными методами изготовления носителей вакцины, в которых активное вещество медленно заполняется отдельно в каждую полимерную оболочку или носитель.
В доклинических исследованиях группа помещала пластырь с микроиглами, заполненными клинически доступной вакциной (превенар-13), на кожу крыс. Применение пластыря не вызвало раздражения кожи во время длительной экспозиции и вызвало высокий иммунный ответ против смертельной дозы пневмококковых бактерий. Результаты однократного введения были аналогичны результатам, полученным при многократных инъекциях одной и той же вакцины в течение приблизительно двух месяцев.
Несмотря на воодушевляющие результаты, необходимы дополнительные исследования, чтобы внедрить пластырь с микроиглами в клиническую практику. Исследователи продемонстрировали возможность использования пластыря для пневмококковых вакцин, но для разных вакцин требуются разные стратегии стабилизации, чтобы они могли работать в течение длительного периода имплантации в кожу.
Исследователи также работают над оптимизацией и автоматизацией процесса производства, чтобы снизить стоимость пластыря с микроиглами для клинического использования. Для проверки безопасности и эффективности пластыря с микроиглами также необходимы дальнейшие исследования на более крупных животных.
Статья K.T.M.Tran et al. Transdermal microneedles for the programmable burst release of multiple vaccine payloads опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UConn: Research Proves Viability of Injection-free Microneedle Technology for Single-Administration of Vaccines.