一種利用可快速溶解的微針實現(xiàn)無痛注射的方法

這項激動人心的科學(xué)研究通過一種利用可快速溶解的微針實現(xiàn)無痛注射的方法，可能會徹底變革疫苗接種。該研究以“A Dual-Delivery Platform for Vaccination using Antigen-loaded Nanoparticles in Dissolving Microneedles”為題發(fā)表于《國際藥物學(xué)雜志》（International Journal of Pharmaceutics）。

對無痛疫苗接種替代方案的需求

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，大多數(shù)疫苗的常規(guī)性給藥方式是肌肉注射，如流感、乙型肝炎和近兩年爆發(fā)的SARS-CoV-2（COVID-19）等傳染病疫苗。雖然這種給藥方法被廣泛使用，但皮下注射針頭引起的疼痛和酸脹等副作用會使接種者產(chǎn)生抵抗心理。

所以，使用一種替代的疫苗接種方法，如經(jīng)皮給藥，包括通過皮膚（如利用粘性貼劑）給藥，被認(rèn)為是更可取的。這種無痛給藥方法更加便于使用，并且使藥物易于接觸皮膚中活躍的免疫細(xì)胞，因此有望用于疫苗接種。

文獻(xiàn)中已經(jīng)報道過經(jīng)皮疫苗接種，先前的研究正在開發(fā)并在動物身上進(jìn)行測試，以對抗多種傳染病，包括白喉類毒素、炭疽、乙型肝炎和流感等。

為了運輸大分子藥物或蛋白質(zhì)穿過皮膚角質(zhì)層屏障，研究人員利用了微針、激光消融和離子電滲療法。這些已被證明是有效的，例如利用離子電滲療法將載有藥物的聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）納米顆粒通過皮膚傳遞到體內(nèi)。

然而，除了微針，其它方法被認(rèn)為低效且昂貴。微針是一種更理想的疫苗接種方法，包括使用微針陣列在皮膚上創(chuàng)建臨時性微米大小的孔，這些孔可使大分子藥物穿過皮膚屏障。

與皮下注射針頭相比，微針形成的微通道不會觸及神經(jīng)末梢，從而確保接種者在疫苗接種過程中幾乎感覺不到疼痛。

微針

微針可分為實心微針、涂層微針、空心微針或可溶解微針，這項特別的新研究側(cè)重于利用可溶解微針經(jīng)過皮膚遞送抗原。該可溶解微針能夠刺破皮膚角質(zhì)層并穿透至皮膚表皮層，然后溶解并釋放出疫苗。

這種方法的優(yōu)點包括使用經(jīng)皮貼片時僅需較小的機械力，從而減少皮膚損傷，以及減少目前皮下注射針頭普遍存在的銳器浪費。此外，患者可以進(jìn)行自我給藥，這減少了預(yù)約和尋找可用藥物的不便，同時也減少了對負(fù)責(zé)疫苗接種的醫(yī)護(hù)人員的需求。

創(chuàng)新研究

創(chuàng)新研究團(tuán)隊開發(fā)了可快速溶解的微針，以持續(xù)釋放負(fù)載抗原的聚合物納米顆粒（NPs），旨在實現(xiàn)經(jīng)皮疫苗接種的雙重遞送平臺。他們使用的微針在穿透皮膚表皮層后溶解，釋放載有感染抗原的納米顆粒。

通過使用低分子量透明質(zhì)酸鈉對各種生物可降解聚合物和糖進(jìn)行分析，測試了七種可溶解微針的配方，最后，海藻糖二水合物被認(rèn)為是生產(chǎn)均勻微針陣列的最佳選擇。

選擇機械強度最佳、微針溶解效率高（如5分鐘后溶解）的材料為主配方。該制劑負(fù)載有包含Matrix-2病毒的流感模型蛋白抗原的聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）的納米顆粒。

在最佳微針配方內(nèi)，通過離心不同濃度的抗原納米顆粒來研究抗原負(fù)載水平。此外，還利用由負(fù)載Matrix-2病毒的PLGA納米顆粒的溶解微針組成的最佳配方，評估了離體機械強度和溶解度水平，并在老鼠和豬皮膚上測試了兩種不同的微針陣列。

隨著對這種領(lǐng)先微針陣列和體內(nèi)孔形成的進(jìn)一步研究，使用熒光染料納米顆粒的孔隙閉合分析表明，去除貼片后，微針遺留的臨時微孔很快閉合。

未來商業(yè)化的好處

最后，這項研究展示了一種新穎的創(chuàng)新方法，提供了一個可以替代皮下注射針頭和傳統(tǒng)疫苗接種方式的新方法。

這種經(jīng)皮疫苗概念已被證明易于制備且有效，通過使用負(fù)載納米顆粒的可溶解微針，以減少疼痛的方式傳遞抗原，這可能會徹底改變疫苗的給藥方式。

由于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)國家接種疫苗的機會較少，而且針頭及其消毒情況易造成接種者創(chuàng)傷，因此，期望這項研究成果可在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)國家普及，以提高其疫苗接種率。

提高對包括COVID-19在內(nèi)的所有傳染病的自我接種率，可以減少可能已感染的個人之間的接觸水平，降低病毒傳播能力。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.121393

審核編輯 ：李倩