麻省理工SEAL3D打印技術生產(chǎn)單次注射多種疫苗
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責任編輯：六月芳菲 時間：2017-09-19 14:41
責任編輯：六月芳菲 時間：2017-09-19 14:41
[導讀]麻省理工學院的工程師們已經(jīng)開發(fā)出了一種3D打印方法，這種方法可以讓醫(yī)生在一段時間內注射幾種藥物或疫苗，只需注射一次。
麻省理工學院的工程師們已經(jīng)開發(fā)出了一種3D打印方法，這種方法可以讓醫(yī)生在一段時間內注射幾種藥物或疫苗，只需注射一次。這種“SEAL”技術是通過3D打印類似于人體的微粒子來實現(xiàn)的，這種微?？梢詢Υ婧兔芊馑幬飫┝?。
對于那些害怕注射的人來說，從咖啡杯喝下一個疫苗的想法可能聽起來很有吸引力。請給我兩杯咖啡和一份小兒麻痹癥的疫苗。
不幸的是，一群麻省理工學院工程師剛剛開發(fā)出一種比“咖啡杯”藥物分配更為隱喻的文字形式。他們的微小3D打印杯（實際上是微粒）可以裝滿各種藥物或疫苗，用蓋子密封，然后注入身體。
它們也不是從中國制造的。這些3D打印的杯子由生物相容的FDA批準的聚合物制成，可以在特定時間被編程為降解。這樣可以在特定時間釋放雞尾酒的某些部分，這意味著接受藥物或疫苗的患者只需要注射一針就能得到幾劑量。
麻省理工學院David H. Koch研究所教授羅伯特·蘭格（Robert Langer）說：“我們對這項工作感到非常興奮。 第一次，我們可以創(chuàng)建一個微小的包裝疫苗粒子的庫，每個程序都可以精確，可預測的時間釋放，以便人們可以接受單次注射，實際上可能會有多個增強劑已經(jīng)建成它。”
由Bill和Melinda Gates基金會撥款資助，麻省理工學院研究人員的項目已經(jīng)開始，以便在規(guī)定的時間內找到一種提供多劑疫苗的方法。對于經(jīng)常不能或不太可能返回進行后續(xù)注射的國家的疫苗接種，這被認為特別重要。
Langer解釋說，3D打印技術可能會對世界各地的患者產(chǎn)生重大影響，特別是在發(fā)展中國家，患者依從性特別差。“嬰兒潛在地可以獲得一次可以覆蓋所需疫苗的第一個疫苗到他們兩年的生活。
該項目特別有趣，因為其3D打印的“杯子”旨在在特定時間短暫地發(fā)送其內容，在過渡期間扣留其內容。這與其他交付系統(tǒng)不同，它們一次性提供其所有內容，或隨著時間的推移持續(xù)遞減。
但制定一個可以精確間隔提供其內容的藥物輸送系統(tǒng)需要正確的材料。在這種情況下，研究人員決定使用已被批準用于醫(yī)療器械的生物相容性聚合物PLGA，并可在特定時間降解。唯一的問題是制造：傳統(tǒng)的3D打印系統(tǒng)無法打印PLGA杯，正是研究人員想要的。
研究人員開發(fā)的新技術受到計算機芯片制造的啟發(fā)。該團隊使用光刻技術制造用于杯子和蓋子的硅模具，將約2,000個模具裝配到玻璃載玻片上并使用它們來塑造PLGA杯和蓋。然后，當聚合物杯準備好時，使用自動分配系統(tǒng)來填充所需的藥物。然后將蓋子放在杯子上并用熱量融合。
麻省理工學院Koch研究所綜合癌癥研究所的研究科學家Ana Jaklenec說：“我們開發(fā)了一種新方法，可以做出3D打印無法做出來的結構。
這種稱為SEAL（聚合物層的StampEd裝配）的新方法可以與任何熱塑性材料一起使用，并允許制造具有廣泛應用的復雜幾何形狀的微結構，包括可注射脈沖藥物遞送，pH傳感器和3D微流體裝置。“
通過調整聚合物的分子量和結構，研究人員可以調整注射后顆粒降解的速度，從而決定藥物何時釋放。研究小組在老鼠身上試驗了這種方法，發(fā)現(xiàn)在注射后9、20和41天，顆粒可在不泄漏的情況下釋放出來。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過將美味的卵清蛋白（通常用于實驗性刺激免疫應答的蛋清中發(fā)現(xiàn)的蛋白質）填充其“咖啡杯”，可以誘發(fā)兩次分開注射的效果 - 一半的劑量。
麻省理工學院的研究人員甚至嘗試了3D打印微粒子，這些微粒子可以在數(shù)百天后釋放藥物。然而，在這些情況下，研究人員必須確保藥物或疫苗在體溫下保持穩(wěn)定。
該技術目前正在使用各種藥物進行測試，而Langer和其他團隊也在探索穩(wěn)定疫苗的策略。
“海豹技術可以提供一個新的平臺，可以創(chuàng)造幾乎任何小的，可填充的物體幾乎任何材料，這可以提供前所未有的機會在醫(yī)藥和其他領域的制造，”Langer說。
研究人員在科學雜志上發(fā)表了一篇論文《制造可以過濾的微粒子和其他復雜的3D微結構》。其主要作者是博士后Kevin McHugh和前博物館Thanh D. Nguyen。
cr. 3ders
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