害怕打針?聚合物微粒技術讓多劑疫苗"一針搞定"。
實驗顯示,接種單次含微粒疫苗的小鼠四周后抗體水平與間隔兩周接種兩劑疫苗的小鼠相當。美國科學家研發出一種聚合物微粒,可在注射后特定時間(甚至數月后)釋放疫苗,有望終結多劑接種時代。
為提升全球20%未接種兒童的免疫覆蓋率,麻省理工學院開發出"一針多劑"技術 —— 通過單次注射實現不同時間間隔的多劑量釋放。這項由麻省理工科赫研究所安娜·雅克倫奈克博士和羅伯特·蘭格博士領銜的突破性技術,每年可預防150萬例本可通過疫苗接種避免的兒童死亡病例。
研究顯示,這些微粒能遞送兩劑白喉疫苗(一劑即時釋放,另一劑兩周后釋放)。小鼠實驗表明,其抗體水平與傳統間隔兩周接種兩劑的小鼠相當。團隊正致力于延長釋放間隔,認為該技術特別適合脊髓灰質炎等需在數月內接種多劑的兒童疫苗。
一針多劑技術演進
2018年,該團隊曾證實基于PLGA材料的微粒可實現脊髓灰質炎疫苗25天間隔的雙劑釋放。但PLGA在體內降解時會產酸,可能破壞疫苗活性。麻省理工化工博士張林紫萱(音譯)領銜的研究轉向聚酸酐材料,這種可降解疏水聚合物能更有效保護疫苗。
聚酸酐在體內降解時副產物難溶于水,能維持更穩定、酸性更弱的環境。團隊據此篩選出23種聚合物,并評估其在至少40℃下的穩定性及微粒成型適應性。通過"聚合物層壓印組裝"(SEAL)工藝,最終選出6種最優材料。
機器學習助力優化
研究還建立了機器學習模型,分析影響微粒降解速度的關鍵因素:單體類型、配比、分子量及載藥量。該模型快速評估了近500種微粒的釋放時間線,緩沖溶液實驗證實了預測準確性。
張博士指出:"通過增加分子量、疏水性或交聯處理,可進一步延長釋放周期。"團隊計劃將該技術拓展至其他疫苗及酸敏感性多劑量藥物。雅克倫奈克博士總結道:"這項技術不僅適用于單針疫苗,還能遞送需長期維持的小分子或生物制劑,包括pH敏感型藥物。"
該研究已發表于《先進材料》期刊。
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