寶寶再也不用打針,！科學(xué)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(huì)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(gè)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(xué)伯克利分校（University of California, Berkeley）的Dorian Liepmann教授團(tuán)隊(duì)正在嘗試解決疫苗的無創(chuàng)接種問題,。因?yàn)樗麄冋J(rèn)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(shí)候，實(shí)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(gè)）及其團(tuán)隊(duì)

于是在Liepmann實(shí)驗(yàn)室博士后Kiana Aran的帶領(lǐng)下,，Liepmann的團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)發(fā)明了一個(gè)無創(chuàng)的疫苗接種神器MucoJet,，由于Aran和她同事的這項(xiàng)研究有可能改變疫苗的接種方式，她們的這項(xiàng)發(fā)明刊登在著名期刊《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上,。

▲無創(chuàng)疫苗接種神器MucoJet和注射針頭比較

當(dāng)天,，《科學(xué)》雜志給Liepmann團(tuán)隊(duì)的這一研究做了專題報(bào)道，《科學(xué)》雜志認(rèn)為,，這項(xiàng)技術(shù)可能有助于阻止通過嘴,、鼻子或生殖器進(jìn)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(gè)15×7毫米的圓柱體,，由內(nèi)外兩個(gè)膠囊組成,，在外部膠囊里儲(chǔ)存了約5滴水。 內(nèi)部膠囊實(shí)際上是由兩個(gè)獨(dú)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(gè)小室里含有粉狀檸檬酸和碳酸氫鈉，當(dāng)接種的時(shí)候,，我們用手?jǐn)D壓外面的膠囊,，水就進(jìn)到上面的小室了，這個(gè)時(shí)候,，我們高中學(xué)的那個(gè)化學(xué)反應(yīng)就發(fā)生了,，對，產(chǎn)生了二氧化碳,。

▲MucoJet的結(jié)構(gòu)和工作原理

一分鐘之后,，氣體在上面的消膠囊內(nèi)形成強(qiáng)大的壓力，沖破隔膜,，推動(dòng)活塞,，瞬間將疫苗推出。疫苗貫穿口腔內(nèi)膜,，進(jìn)入臉頰組織,，激活相應(yīng)的免疫細(xì)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(jī)制

那么這個(gè)接種系統(tǒng)威力究竟如何呢,？Aran團(tuán)隊(duì)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(gè)小時(shí)之后，研究人員檢測相應(yīng)組織中卵清蛋白的含量,，驚喜的發(fā)現(xiàn)使用MucoJet的實(shí)驗(yàn)組織的卵清蛋白是對照組的8倍,。

這就說明MucoJet確實(shí)能把疫苗送入臉頰的黏膜。然后,，Aran團(tuán)隊(duì)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(guān)的,。

如此看來，MucoJet的威力確實(shí)不小,，接下來就要看通過臉頰接種究竟能不能激發(fā)動(dòng)物的免疫系統(tǒng),。Aran在兔子身上做了這個(gè)實(shí)驗(yàn),。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(guān)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(yīng)程度與注射不分伯仲,。

伯明翰阿拉巴馬大學(xué)的粘膜免疫學(xué)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(xì)胞相對較少,�,！改橆a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(gè)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(xì)胞,，例如,，樹突細(xì)胞、郎格罕細(xì)胞,、T淋巴細(xì)胞和粘膜相關(guān)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(dòng)物中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。

▲MucoJet口腔接種操作方法

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

Aran表示,，MucoJet的發(fā)展的下一步是在大型動(dòng)物體內(nèi)開展真正的疫苗實(shí)驗(yàn)。 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