這項由美國農(nóng)業(yè)部（United States Department of Agriculture，USDA）及比爾和梅琳達·蓋茨基金會（Bill & Melinda Gates Foundation）支持的可編程微針陣列貼片技術，省去了人們再次尋求醫(yī)療保健提供者以接種疫苗加強針的麻煩。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，流感、新冠肺炎（COVID-19）以及肺炎球菌疫苗，均需在低溫下保存以保證其穩(wěn)定性，通常由醫(yī)療保健專業(yè)人員通過皮下針注射針頭和注射器進行接種。尤其是在發(fā)展中國家的農(nóng)村地區(qū)，遠距離的醫(yī)療機構使人們對接種疫苗望而卻步，接種加強針的意愿就更低了。

康涅狄格大學（University of Connecticut，UConn）機械工程和生物醫(yī)學工程副教授Thanh Nguyen問道：“如果我們能夠給人們郵寄不需要冷藏的疫苗，其可以像貼繃帶一樣貼在自己的皮膚上，那會怎么樣呢？如果我們使人們接種疫苗變得輕松——僅接種一次，無需加強針，且有可能完全預防脊髓灰質(zhì)炎、麻疹、風疹和新冠肺炎，那會達到怎樣的效果？”

Thanh Nguyen相信，利用他正在康涅狄格大學的實驗室開發(fā)的一種具有新型工藝的可編程微針陣列貼片來接種疫苗將使上述愿景變成現(xiàn)實。

通過將一款面積為1平方厘米、生物可降解無痛貼片貼在皮膚上，一個人可以在數(shù)月內(nèi)接受預先編程好的高濃度粉末狀疫苗遞送——消除了對接種加強針的需求。Thanh Nguyen說：“這主要解決的是接種疫苗及其加強針所帶來的痛苦。通常情況下，人們必須至醫(yī)療機構兩到三次才能完成疫苗接種。有了該微針平臺，只需貼一次就可以完成接種。該微針平臺既包括初次接種的疫苗，也包含加強針。人們不必多次前往醫(yī)院找醫(yī)生接種?！?/p>

近期，康涅狄格大學材料科學研究所（Institute of Materials Science，IMS）獲得了比爾和梅琳達·蓋茨基金會（Bill & Melinda Gates Foundation）為期三年的資助，以支持Thanh Nguyen關于“用于疫苗和疾病治療的單次給藥自升壓微針平臺”的研究。該研究項目的目標是開發(fā)一種低成本的微針制造工藝。

Thanh Nguyen研究小組致力于熱穩(wěn)定疫苗和其它治療方法的研究，以便它們能夠在皮膚內(nèi)停留足夠長的時間。2020年，Thanh Nguyen及其同事在《自然生物醫(yī)學工程》（Nature Biomedical Engineering）期刊發(fā)表了一篇研究論文，描述了利用裝載了臨床可用疫苗（Prevnar-13）的微針在老鼠身上進行的實驗，該微針提供了與多次注射疫苗相似的免疫保護，以對抗細菌感染。

他說：“我們已經(jīng)證明了該技術在小動物模型身上是安全有效的，現(xiàn)在的問題是，我們?nèi)绾螌⑵渖虡I(yè)化，使其對最終用戶（人類）有用。”

在比爾和梅琳達·蓋茨基金會的支持下，Thanh Nguyen將能夠在較大動物——豬（它的皮膚與人類皮膚相似）身上測試該微針平臺。Thanh Nguyen預測，如果測試結果相似，通過該技術將以較低的成本制造出可編程微針陣列貼片，從而對國內(nèi)乃至于全球人類的健康產(chǎn)生積極影響。

該新型微針平臺也引起了美國農(nóng)業(yè)部（United States Department of Agriculture，USDA）的關注。今年9月，美國農(nóng)業(yè)部研究、教育和經(jīng)濟司授予Thanh Nguyen一項為期兩年的研究補助金，用于一項題為“利用可編程經(jīng)皮微針系統(tǒng)遞送口蹄疫病毒（FMDV）蛋白抗原”的研究。

口蹄疫病毒傳染性極強，影響牛、豬、綿羊和山羊等家畜的健康。當疫情爆發(fā)時，感染該病毒的動物將非常虛弱，無法產(chǎn)奶，其肉質(zhì)也不能銷售?？谔阋卟《窘o畜牧業(yè)生產(chǎn)造成極大損失，給農(nóng)民和牧場主帶來了很大困難，嚴重影響畜牧業(yè)的發(fā)展。

盡管已經(jīng)有預防該病毒的疫苗，但與人類疫苗一樣，需要接種加強針以保持疫苗的有效性。

Thanh Nguyen解釋道：“美國農(nóng)業(yè)部對該技術很感興趣，因為該微針貼片能夠同時向動物提供初始劑量和后續(xù)劑量或加強劑量，無需同時圍捕多只動物對其進行疫苗注射，這可以減少動物的壓力，增加動物及操作人員的安全性?！?/p>

該微針平臺是Thanh Nguyen研究小組在疫苗/藥物遞送、組織再生工程、“智能”壓電材料、電子植入物和生物電子領域探索的最新應用之一。自2016年加入康涅狄格大學工程學院以來，Thanh Nguyen發(fā)現(xiàn)了一種通過生物可降解聚合物發(fā)送電脈沖以幫助軟骨再生的方法；他設計了一種功能強大的生物可降解超聲設備，使腦癌的治療變得容易；他還使用微針貼片遞送抗體療法，已成功用于治療艾滋病毒（HIV）、多發(fā)性硬化癥（MS）等自身免疫性疾病以及某些類型的癌癥。

康涅狄格大學材料科學研究所（Institute of Materials Science，IMS）的獲獎后撥款和合同專家Christina Tamburro表示，康涅狄格大學材料科學研究所非常感謝比爾和梅琳達·蓋茨基金會和美國農(nóng)業(yè)部對Thanh Nguyen的藥物遞送研究項目給予的支持。

Christina Tamburro說：“這是材料科學的絕妙應用，也是我們的宗旨。最終，這將拯救人類生命，沒有什么比這更好了！”

審核編輯：劉清