Группа исследователей создала вакцинный принтер размером с обычный принтер, который может выпускать десятки вакцинных пластырей в день.
"Когда-нибудь мы сможем производить вакцины по требованию", - говорит Ана Якленец, научный сотрудник Массачусетского технологического института. "Если, например, в каком-то регионе произошла вспышка лихорадки Эбола, можно было бы отправить туда несколько таких принтеров и вакцинировать людей в этом месте". В исследовании, только недавно опубликованном в журнале Nature Biotechnology, ученые использовали такой вакцинный принтер для изготовления мРНК-вакцин COVID-19, которые затем вызвали иммунный ответ у мышей.
Принтер изготавливает небольшие пластыри, каждый площадью два квадратных сантиметра заполненные сотнями "микроигл" длиной около миллиметра, которые прикрепляются к коже и позволяют вакцине проникнуть в нее.
Микроиглы на пластыре: каждая - крошечный элемент для доставки вакцины. Фото: Массачусетский технологический институт.
Пластыри могут храниться при комнатной температуре в течение нескольких месяцев, а значит, они будут полезны в местах, где нет возможности пользоваться холодильниками.
Подобные пластыри уже разрабатывались для лечения таких заболеваний, как полиомиелит, корь и краснуха. Данная группа исследователей первоначально заинтересовалась их печатью до возникновения эпидемии COVID-19. "Когда началась эпидемия COVID-19, опасения по поводу стабильности вакцин и доступа к ним побудили нас попытаться включить РНК-вакцины [COVID] в пластыри с микроиглами", - рассказывает Якленец.
Принтер работает с помощью роботизированной руки, которая впрыскивает вакцинные "чернила" в формы для микроигл. Затем вакуум всасывает чернила в форму, образуя крошечные острые шипы. "Чернила" состоят из активного компонента вакцины - в данном случае наночастиц, содержащих мРНК, - а также полимеров, которые затвердевают при высыхании и сохраняют мРНК стабильной в течение недель или месяцев.
Исследователи обнаружили, что сочетание полимеров поливинилпирролидона и поливинилового спирта, которые уже используются в других медицинских изделиях, лучше всего подходит для создания прочного и стабильного микроигольчатого пластыря. Для высыхания "чернил" требуется несколько дней, а один настольный принтер может вместить 100 форм для микроигл. Исследователи считают, что можно повысить эффективность этого процесса, чтобы принтеры могли изготавливать более 100 пластырей каждые 48 часов. При тестировании на мышах напечатанные пластыри вызвали такой же иммунный ответ, как и введенная вакцина на основе мРНК COVID-19. Пластыри также работали одинаково хорошо независимо от того, хранились ли они при температуре 4°C или 25°C в течение шести месяцев. При хранении при температуре 37°C в течение одного месяца они также работали нормально.
Исследователи планируют адаптировать процесс, чтобы узнать, можно ли использовать его для изготовления других вакцин, в том числе не мРНК-вакцин, в которых используются белки или инактивированные вирусы. "Состав "чернил" был ключевым в стабилизации мРНК-вакцин, но "чернила" могут содержать различные типы вакцин или даже лекарственных препаратов, что обеспечивает гибкость и модульность в том, что может быть доставлено с помощью этой микроигольчатой платформы", - отмечает Якленец.
Принтер может быть полезен в странах, где есть логистические проблемы, связанные со получением, хранением и транспортировкой вакцин.
