疫苗的打印机可以帮助更多的人获得疫苗

获得疫苗的人需要它们并不总是一件容易的事情。许多疫苗需要冷藏,很难将它们运送到偏远地区,没有必要的基础设施。

麻省理工学院的研究人员已经提出了一个可能的解决方案的问题:移动打印机,可以扩大疫苗生产数百个疫苗剂量在一天。这种打印机,可以安装在桌面,可以部署在任何地方需要疫苗,研究人员说。

“我们有一天可以随需应变疫苗生产研究学家说:“安娜Jaklenec麻省理工的科赫研究所综合癌症研究。例如,“如果有一个埃博拉疫情在一个特定的地区,人们可以船的打印机和接种疫苗在这个位置的人。”

打印机生产补丁与数以百计的针头会包含疫苗。补丁可以被附加到皮肤,使疫苗溶解而不需要一个传统的注入。一旦出版,该疫苗在室温下补丁可以保存好几个月。

今天(4月24日)在一项研究中出现自然生物技术,研究人员展示了他们可以使用打印机生产耐热性的COVID-19核糖核酸疫苗能诱导类似的免疫反应,生成的核糖核酸疫苗,注射的老鼠。

Jaklenec和罗伯特·兰格,麻省理工学院的大卫·h·科赫研究所教授、科赫研究所的一员,是这项研究的资深作者。该论文的主要作者是前麻省理工学院博士后Aurelien范德Straeten,前麻省理工学院研究生名Sarmadi 21日和约翰Daristotle博士后。

印刷的疫苗

大多数疫苗,包括mRNA疫苗,需要冷藏存储时,很难储存或送到那些地方温度不能保持。此外,他们需要注射器、针头,训练有素的卫生保健专业人员来管理它们。

为了克服这个障碍,麻省理工学院的团队开始找到一个方法来生产疫苗。在COVID-19到来之前,他们最初的动机是建立一个设备,可以快速生产和部署在等疾病暴发埃博拉病毒疫苗。这种装置可以运送到一个偏僻的村子里,一个难民营,或者军事基地支持快速大量的人接种疫苗。

而不是传统的注射疫苗,研究人员决定使用一种新的疫苗交付基于补丁大小的缩略图,其中包含数百微。这种疫苗是现在开发了许多疾病,包括脊髓灰质炎、麻疹和风疹。补丁应用于皮肤时,尖针溶解皮肤下,释放出疫苗。

“当COVID-19开始担忧疫苗稳定性和疫苗获得激励我们试图核糖核酸疫苗纳入微针补丁,“Daristotle说。

研究人员使用的“墨水”打印疫苗微包括RNA疫苗分子封装在脂质纳米粒子,这帮助他们保持长时间稳定。

墨水还含有聚合物,可以很容易地塑造成正确的形状,然后保持稳定数周或数月,即使在室温下储存或更高。研究人员发现,50/50的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的结合,这两种常用形成显微针头,刚度和稳定性的最佳组合。

打印机内部,一个机械手臂注入墨水微针模具,真空室以下模具吸墨水底部,确保油墨达到建议的针。一旦模具了,他们需要一到两天干燥。目前的原型可以在48小时生产100块,但是研究人员预测,未来的版本中可能会有更高的能力而设计的。

抗体反应

为了测试疫苗的长期稳定,研究者们首先创建了一个墨水含有RNA编码荧光素酶,a荧光蛋白。他们应用结果后小鼠的微针贴被储存在4°C或25°C(室温)长达六个月。他们还储存一批粒子在37°C的一个月。

在所有的存储条件下,补丁时诱导强烈的荧光反应应用于老鼠。相比之下,传统的肌内注射产生的荧光响应的fluorescent-protein-encoding RNA拒绝在室温下具有更长的储存时间。

然后,研究人员检测了他们的COVID-19微针疫苗。他们与两个剂量的疫苗接种的老鼠,4周,然后测量他们的病毒抗体反应。小鼠接种微针贴剂有相似的响应与传统的小鼠接种疫苗,注射核糖核酸疫苗。

研究人员也看到了同样强大的抗体反应时接种小鼠微针的补丁被储存在室温下长达三个月。

“这项工作尤其令人兴奋,因为它意识到生产疫苗需求的能力,”约瑟夫·德西蒙尼说转化医学教授和斯坦福大学化学工程,他并没有参与这项研究。“扩大疫苗生产的可能性和改进的稳定温度升高时,移动疫苗打印机可以促进普遍获得核糖核酸疫苗。”

这项研究只关注COVID-19核糖核酸疫苗,研究人员计划适应过程生产其他类型的疫苗,包括蛋白质或灭活病毒制成的疫苗。

“墨水成分是关键在稳定mRNA疫苗,但墨水可以包含各种类型的疫苗或药物,允许灵活性和模块化的可交付使用此微针的平台,“Jaklenec说。

这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。