寶寶再也不用打針,！科學家借3D打印開發(fā)無創(chuàng)疫苗接種神器

說起注射,，世界上大概有兩類人會毛骨悚然,，一類是糖尿病患者,，一類是要接種疫苗的兒童,。對于第一類患者,，現(xiàn)在已經(jīng)有很多公司在想招兒減輕患者的痛苦了,，例如Intarcia Therapeutics（這個一年換一次的降血糖小棍，又融了2.15億美元）。小朋友的接種問題還沒有特別好的無創(chuàng)解決方案,。

來自加州大學伯克利分校（University of California, Berkeley）的Dorian Liepmann教授團隊正在嘗試解決疫苗的無創(chuàng)接種問題,。因為他們認為，非侵入性的疫苗接種方法不僅可以減輕被接種人的恐懼和痛苦,，還可以在流行疾病大爆發(fā)的時候,，實現(xiàn)低成本、便捷的免疫接種,，畢竟非侵入性的接種方法可以不需要醫(yī)生,。

▲Dorian Liepmann教授（最老的那個）及其團隊

于是在Liepmann實驗室博士后Kiana Aran的帶領下，Liepmann的團隊利用3D打印技術發(fā)明了一個無創(chuàng)的疫苗接種神器MucoJet,，由于Aran和她同事的這項研究有可能改變疫苗的接種方式,，她們的這項發(fā)明刊登在著名期刊《科學轉化醫(yī)學》上。

▲無創(chuàng)疫苗接種神器MucoJet和注射針頭比較

當天,，《科學》雜志給Liepmann團隊的這一研究做了專題報道,，《科學》雜志認為，這項技術可能有助于阻止通過嘴,、鼻子或生殖器進入身體的病原體的感染,，例如HIV、人乳頭瘤病毒,、流感病毒和淋球菌,。

MucoJet是一個15×7毫米的圓柱體，由內(nèi)外兩個膠囊組成,，在外部膠囊里儲存了約5滴水,。 內(nèi)部膠囊實際上是由兩個獨立的小室組成，靠近噴頭（小孔直徑為200微米）的小室里裝的是疫苗,，上面一個小室里含有粉狀檸檬酸和碳酸氫鈉,，當接種的時候，我們用手擠壓外面的膠囊,，水就進到上面的小室了,，這個時候,，我們高中學的那個化學反應就發(fā)生了,，對，產(chǎn)生了二氧化碳,。

▲MucoJet的結構和工作原理

一分鐘之后,，氣體在上面的消膠囊內(nèi)形成強大的壓力，沖破隔膜,，推動活塞,，瞬間將疫苗推出。疫苗貫穿口腔內(nèi)膜，進入臉頰組織,，激活相應的免疫細胞,。「由于壓力非常集中,，噴口的直徑非常小,，所以疫苗就順利地穿透口腔粘膜層，」Aran說,。

▲MucoJet在口腔起做用的機制

那么這個接種系統(tǒng)威力究竟如何呢,？Aran團隊決定用豬的粘膜層和臉頰組織試一試。于是他們在MucoJet的疫苗室里裝上了卵清蛋白（一種免疫刺激蛋白）,，對照組用滴管滴卵清蛋白到同樣的組織上（模擬口服疫苗）,。三個小時之后，研究人員檢測相應組織中卵清蛋白的含量,，驚喜的發(fā)現(xiàn)使用MucoJet的實驗組織的卵清蛋白是對照組的8倍,。

這就說明MucoJet確實能把疫苗送入臉頰的黏膜。然后,，Aran團隊做了一下調(diào)整,，在一定程度上增加了推送的壓力。她們發(fā)現(xiàn),，卵清蛋白的該藥量是跟壓力呈正相關的,。

如此看來，MucoJet的威力確實不小,，接下來就要看通過臉頰接種究竟能不能激發(fā)動物的免疫系統(tǒng),。Aran在兔子身上做了這個實驗。用的還是卵清蛋白,，他們發(fā)現(xiàn)在兔子口腔內(nèi),，MucoJet的給藥能力是滴管的7倍。 最重要的是,，用MucoJet接種卵清蛋白的兔子體內(nèi)的關鍵免疫抗體濃度是滴管接種的數(shù)千倍,。

研究人員沒有比較MucoJet與注射接種對免疫系統(tǒng)激發(fā)的差異，但是她們表示,，從之前的研究來看,，MucoJet接種激發(fā)的免疫響應程度與注射不分伯仲。

伯明翰阿拉巴馬大學的粘膜免疫學家Jiri Mestecky說,，MucoJet「看起來很有吸引力」,。然而，作為粘膜疫苗的主要支持者,，他Mestecky也不確定它是否能在接種人體內(nèi)起作用,。在Mestecky看來,，兔子和人的臉頰組織可能有較大差異，與兔子相比,，人的臉頰組織里可以被疫苗激活的免疫細胞相對較少,。「臉頰免疫在人體研究中并不十分有效,，」Mestecky說,。

此外，沒有針頭雖然是它的優(yōu)勢,，但是由于每個人的臉頰對疫苗的吸收是不同的,，不同疫苗的溶解度和滲透能力也是有差異的，與注射相比,，劑量的控制可能挑戰(zhàn)較大,。

Aran表示，對于這些問題,，她們可以通過調(diào)整溶劑,、噴嘴直徑和噴射的壓力來調(diào)節(jié)。而且,，Aran在論文中指出,，口腔黏膜中存在大量的免疫細胞，例如,，樹突細胞,、郎格罕細胞、T淋巴細胞和粘膜相關淋巴組織,，因此口腔是非常理想的免疫接種組織,。至于物種之間的差異，她們打算下一步在猴子或其他更接近人類的動物中進行實驗,。

▲MucoJet口腔接種操作方法

《科學》雜志在采訪Aran時,，認為這個小小的噴射器在操作時，恐怕沒那么方便,。對于這個問題,，Aran也有自己的考慮，她們打算把這個改進成「棒棒糖」形狀的,，這樣一來接種的時候就可以用這個「棒棒糖」直接頂在臉頰上,，輕而易舉的完成接種。當然,，如果噴頭上真的有糖的話,，小孩子應該更樂意于接種。

Aran表示,，MucoJet的發(fā)展的下一步是在大型動物體內(nèi)開展真正的疫苗實驗,。 他們希望MucoJet可以在五到十年內(nèi)投入臨床使用。

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來源：3D打印世界