害怕打针?聚合物微粒技术让多剂疫苗"一针搞定"。
实验显示,接种单次含微粒疫苗的小鼠四周后抗体水平与间隔两周接种两剂疫苗的小鼠相当。美国科学家研发出一种聚合物微粒,可在注射后特定时间(甚至数月后)释放疫苗,有望终结多剂接种时代。
为提升全球20%未接种儿童的免疫覆盖率,麻省理工学院开发出"一针多剂"技术 —— 通过单次注射实现不同时间间隔的多剂量释放。这项由麻省理工科赫研究所安娜·雅克伦奈克博士和罗伯特·兰格博士领衔的突破性技术,每年可预防150万例本可通过疫苗接种避免的儿童死亡病例。
研究显示,这些微粒能递送两剂白喉疫苗(一剂即时释放,另一剂两周后释放)。小鼠实验表明,其抗体水平与传统间隔两周接种两剂的小鼠相当。团队正致力于延长释放间隔,认为该技术特别适合脊髓灰质炎等需在数月内接种多剂的儿童疫苗。
一针多剂技术演进
2018年,该团队曾证实基于PLGA材料的微粒可实现脊髓灰质炎疫苗25天间隔的双剂释放。但PLGA在体内降解时会产酸,可能破坏疫苗活性。麻省理工化工博士张林紫萱(音译)领衔的研究转向聚酸酐材料,这种可降解疏水聚合物能更有效保护疫苗。
聚酸酐在体内降解时副产物难溶于水,能维持更稳定、酸性更弱的环境。团队据此筛选出23种聚合物,并评估其在至少40℃下的稳定性及微粒成型适应性。通过"聚合物层压印组装"(SEAL)工艺,最终选出6种最优材料。
机器学习助力优化
研究还建立了机器学习模型,分析影响微粒降解速度的关键因素:单体类型、配比、分子量及载药量。该模型快速评估了近500种微粒的释放时间线,缓冲溶液实验证实了预测准确性。
张博士指出:"通过增加分子量、疏水性或交联处理,可进一步延长释放周期。"团队计划将该技术拓展至其他疫苗及酸敏感性多剂量药物。雅克伦奈克博士总结道:"这项技术不仅适用于单针疫苗,还能递送需长期维持的小分子或生物制剂,包括pH敏感型药物。"
该研究已发表于《先进材料》期刊。
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