疫苗打印机可以帮助疫苗惠及更多人

为有需要的人接种疫苗并不总是那么容易。许多疫苗需要冷藏，因此很难将它们运送到没有必要基础设施的偏远地区。

麻省理工学院的研究人员提出了一个可能的解决方案：一种可以放大到一天内生产数百剂疫苗的移动疫苗打印机。研究人员说，这种打印机可以放在桌面上，可以部署在任何需要疫苗的地方。

“我们有一天可以按需生产疫苗，”麻省理工学院科赫综合癌症研究所的研究科学家Ana Jaklenec说。“例如，如果某个特定地区爆发埃博拉疫情，人们可以将一些这样的打印机运送到那里，并为该地点的人们接种疫苗。

打印机用数百个含有疫苗的微针生产贴片。贴片可以附着在皮肤上，使疫苗无需传统注射即可溶解。一旦打印出来，疫苗贴片可以在室温下储存数月。

在今天(24月19日)发表在《自然生物技术》上的一项研究中，研究人员表明，他们可以使用打印机生产热稳定的COVID-<> RNA疫苗，该疫苗可以在小鼠中诱导与注射RNA疫苗产生的免疫反应相当的免疫反应。

Jaklenec和麻省理工学院David H. Koch研究所教授，科赫研究所成员Robert Langer是该研究的资深作者。该论文的主要作者是前麻省理工学院博士后Aurelien vander Straeten，前麻省理工学院研究生Morteza Sarmadi ' 21和博士后John Daristotle。

印刷疫苗

大多数疫苗，包括mRNA疫苗，在储存时必须冷藏，因此很难储存它们或将它们送到无法维持这些温度的地方。此外，它们需要注射器、针头和训练有素的医疗保健专业人员来管理它们。

为了克服这一障碍，麻省理工学院的团队着手寻找一种按需生产疫苗的方法。在 COVID-19 到来之前，他们最初的动机是制造一种可以在埃博拉等疾病爆发期间快速生产和部署疫苗的设备。这种设备可以运送到偏远的村庄、难民营或军事基地，以便为大量人群快速接种疫苗。

研究人员决定使用一种新型疫苗递送，而不是生产传统的注射疫苗，这种疫苗递送基于缩略图大小的贴片，其中包含数百个微针。目前正在开发用于许多疾病的此类疫苗，包括脊髓灰质炎、麻疹和风疹。当贴片贴在皮肤上时，针尖在皮肤下溶解，释放疫苗。

“当COVID-19开始时，对疫苗稳定性和疫苗获取的担忧促使我们尝试将RNA疫苗纳入微针贴片，”达里士多德说。

研究人员用来打印含有疫苗的微针的“墨水”包括封装在脂质纳米颗粒中的RNA疫苗分子，这有助于它们长时间保持稳定。

油墨还含有聚合物，可以很容易地模制成正确的形状，然后保持稳定数周或数月，即使在室温或更高温度下储存也是如此。研究人员发现，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的50/50组合，两者都通常用于形成微针，具有刚度和稳定性的最佳组合。

在打印机内部，机械臂将墨水注入微针模具中，模具下方的真空室将墨水吸入底部，确保墨水一直到达针尖。模具填充后，需要一两天才能干燥。目前的原型可以在100小时内生产48个补丁，但研究人员预计未来的版本可以设计成具有更高的容量。

抗体反应

为了测试疫苗的长期稳定性，研究人员首先创造了一种含有编码荧光素酶(荧光素蛋白)的RNA的墨水。他们将所得的微针贴片在4°C或25°C(室温)下储存长达六个月后应用于小鼠。他们还在37°C下储存了一批颗粒一个月。

在所有这些储存条件下，贴片在应用于小鼠时诱导强烈的荧光反应。相比之下，传统肌内注射编码荧光蛋白的RNA产生的荧光反应随着室温下储存时间的延长而下降。

然后，研究人员测试了他们的 COVID-19 微针疫苗。他们用两剂疫苗为小鼠接种疫苗，间隔四周，然后测量它们对病毒的抗体反应。接种微针贴片的小鼠与接种传统注射RNA疫苗的小鼠具有相似的反应。

研究人员在为小鼠接种在室温下储存长达三个月的微针贴片时也看到了同样强烈的抗体反应。

“这项工作特别令人兴奋，因为它实现了按需生产疫苗的能力，”斯坦福大学转化医学和化学工程教授Joseph DeSimone说，他没有参与这项研究。“由于有可能扩大疫苗生产规模并提高高温下的稳定性，移动疫苗打印机可以促进RNA疫苗的广泛获取。

虽然这项研究的重点是 COVID-19 RNA 疫苗，但研究人员计划调整该过程以生产其他类型的疫苗，包括由蛋白质或灭活病毒制成的疫苗。

“墨水成分是稳定mRNA疫苗的关键，但墨水可以包含各种类型的疫苗甚至药物，从而允许使用这种微针平台输送的灵活性和模块化，”Jaklenec说。