纳米增强可溶聚合物微针针列用于无痛高效疫苗接种

目前,疫苗接种主要通过肌肉或者皮下注射来完成。尽管有效,但是此方法有种种缺点。例如部分人,尤其对于宝宝来说,看到针头害怕以及恐惧打针所带来的疼痛。其次注射器常常引起疾病传染、液态疫苗需要严格的冷藏储存及运输。为了克服这些缺点,研究人员开发出一种类似膏药贴的微针贴片,在其上面布满微米尺寸的细小针头。把此贴片贴于皮肤上,微针仅能刺入表皮层及真皮层上部。在此深度,微针尚未触及神经末梢以和血管,因此不会产生疼痛感以及导致疾病传染。另外利用微针技术,患者可以自我给药。

微针贴片可以采用硅、金属或者聚合物来制备。其中有可溶、可降解且生物兼容性好的微针贴片吸引了很多人的兴趣,因为其有许多独特的优势:(1)材料便宜、生产成本低廉、和适用于大规模生产;(2)安全;(3)可降解;及(4)载药量大。但是,可溶可降解聚合物材料通常机械强度低,这使得高密度细小微针针列不能有效可靠地刺穿皮肤进行给药。

针对这个问题,最近香港城市大学物理和材料系陈献峰教授及其研究团队发明了一种新型的纳米增强可溶聚合物微针针列。相关结果发表在Advanced Healthcare Materials上。该研究团队在传统的羧甲基纤维素中添加具有良好生物相容性的层状双金属氢氧化物纳米材料(LDH)。他们研究发现,通过添加5 wt% LDH,羧甲基纤维素的机械强度大幅增加(例如杨氏模量提高1.9倍)。这种纳米增强的微针可以更加可靠及有效地刺入人和猪的皮肤(整个贴片上的微针可以成功刺破皮肤且刺入深度深从而提高药物传输效率)。更加吸引人的是,不同于传统的通过共聚物增加微针强度会显著减慢其溶解速度,这种新型的纳米增强聚合物微针可以依然在1分钟之内溶解于皮肤内,从而释放药物分子。最后,老鼠模型的疫苗接种实验发现:与常用的皮下注射相比,通过纳米增强可溶性聚合物微针针列来接种疫苗可以大幅提高免疫反应或减少疫苗用量。

该工作首次将纳米增强的概念引入微针透皮传输领域,不但可以作为一个普适的方法来提高聚合物机械强度使得可溶性聚合物微针能够更快速有效可靠地进行给药,而且有望利用所加入的纳米材料同时进行基因药物的传输。如果实现,纳米材料将具有纳米增强和基因药物载体的双重作用。

Speak Your Mind

*