可协调的微粒可以用来提供“Self-Boosting”疫苗

大多数疫苗,麻疹Covid-19,需要一系列的多个收件人被认为是充分接种疫苗之前。使更容易实现,麻省理工学院的研究人员已经开发出微粒子,可以通过调优提供载荷在不同的时间点,它可以用来创建“self-boosting”疫苗。

在一项新的研究中,研究人员描述了这些粒子降低随着时间的推移,以及如何调整释放其内容在不同的时间点。研究还提供了深入了解内容可以免受失去稳定,因为他们等待被释放。

使用这些粒子,像小咖啡杯密封带盖子的,研究人员可以设计疫苗,只需要给一次,然后将“self-boost”在未来指定点。皮肤下的粒子可以保持到疫苗被释放,然后分解,就像resorbable缝合线。

这种类型的疫苗交付可能特别有用管理儿童接种疫苗的地区,人们没有频繁的获得医疗保健,研究人员说。

“这是一个平台,可以广泛适用于所有类型的疫苗,包括重组蛋白质疫苗、dna疫苗,甚至RNA-based疫苗,”安娜Jaklenec说,麻省理工学院的科学家的科赫研究所综合癌症研究。“理解疫苗是如何释放的过程,这是我们本文所描述的那样,让我们的配方,解决一些工作不稳定,可以感应。”

这种方法也可以用来传递一系列其他疗法,包括抗癌药物、激素治疗和生物药物,研究人员说。

Jaklenec和罗伯特·兰格,麻省理工学院的大卫·h·科赫研究所教授、科赫研究所的一员,是这项新研究的高级作者,这似乎在今天科学的进步。研究专家名Sarmadi科赫研究所最近接受了麻省理工学院的博士学位,是论文的主要作者。

交错的药物释放

研究人员第一次描述了他们的新精密加工技术让这些中空微粒子在2017年科学纸。粒子是由PLGA,生物相容性的聚合物已经被批准用于医疗设备,如植入缝合线,假体设备。

创建的杯状容器粒子,研究人员创建数组用于形状的硅模具PLGA杯子和盖子。一旦形成了一系列聚合物杯,研究者使用了一个定制的,自动分配系统来填补每杯药物或疫苗。杯满后,盖子是一致的和降低到每一个杯,和系统稍微加热,直到杯子和盖子融合在一起,密封里面的药物。

这种技术称为密封(盖组装聚合物层),可用于生产任何形状或大小的粒子。在一个纸最近发表在《华尔街日报》小方法第一作者Ilin Sadeghi,麻省理工学院博士后,和其他人建立了一个新版本的技术,使得粒子的简化和大规模生产。

在新科学的进步研究中,研究者想要了解更多关于如何降低粒子随着时间的推移,什么导致了粒子释放其内容,以及是否有可能提高的稳定性进行粒子内的药品或疫苗。

“我们从力学上看想知道发生了什么,以及这些信息如何被用来帮助稳定药物和疫苗和优化他们的动力学,“Jaklenec说。

他们的释放机理的研究表明,PLGA聚合物组成粒子逐渐被水裂解,足够的这些聚合物分解时,盖子很多孔。很快这些毛孔出现后,盖子分裂,洒出的内容。

“我们意识到,突然孔隙形成前发布时间点是关键,导致这个悸动的释放,“Sarmadi说。“我们没有看到毛孔很长一段时间,然后突然间我们看到显著增加系统的孔隙度。”

然后研究人员着手分析各种设计参数,包括粒子的大小和形状和聚合物用于制造的组成,影响药物释放的时机。

令他们吃惊的是,研究人员发现,粒子大小和形状几乎没有对药物释放动力学的影响。这使粒子有别于大多数其他类型的药物输送颗粒的大小起着重要作用的药物释放的时机。相反,PLGA颗粒释放载荷在不同时期根据不同的聚合物的组成和化学基团的聚合物。

“如果你想要发布6个月后的粒子某些应用程序中,我们使用相应的聚合物,或者,如果我们想要发布两天后,我们使用另一种聚合物,“Sarmadi说。“广泛的应用程序也可以受益于这种观察。”

稳定载荷

研究人员还研究了环境pH值的变化如何影响粒子。当水分解PLGA聚合物,副产品包括乳酸和羟基乙酸,使整个环境酸性更强。这可能损害中的药物进行粒子,这通常对pH敏感的蛋白质或核酸。

在一个正在进行的研究中,研究人员目前正在研发的方式来抵消这种酸度的增加,他们希望这将改善粒子内的载荷进行的稳定性。

帮助未来的粒子设计,研究人员还建立了一个计算模型,可以考虑许多不同的设计参数,预测一个特定的粒子会在体内的降解。这种类型的模型可用于指导开发类型的PLGA颗粒研究人员关注在这项研究中,或其他类型的microfabricated或3 d打印的粒子或医疗设备。

研究小组已经使用这种策略设计self-boosting脊髓灰质炎疫苗,目前已在动物身上进行测试。通常,脊髓灰质炎疫苗必须给出一系列的两到四个不同的注射。

“我们相信这些核心壳粒子有可能创造一个安全,单独注入,self-boosting疫苗的鸡尾酒的粒子可以创建不同的释放时间通过改变组成。这样一个注射方法有潜力不仅改善病人的依从性也增加疫苗的细胞和体液免疫反应,”兰格说。

这种类型的药也可以用于治疗疾病,如癌症。在2020年的一次科学转化医学研究中,研究人员发表了一篇论文,他们表明,他们可以提供药物刺激刺通路,促进免疫反应在肿瘤周围的环境,在一些癌症的小鼠模型。被注入肿瘤后,交付的粒子数剂量的药物在几个月,抑制肿瘤的生长和转移治疗动物减少。

参考:陆Sadeghi我,X, Sarmadi M,兰格R, Jaklenec a Micromolding直接制造离散的热塑性聚合物,多层微粒子。小方法。2022;n / a (n / a): 2200232。doi:10.1002 / smtd.202200232。

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