Επιθέματα μικροβελόνων για τη χορήγηση εμβολίων και ψηφιακών τατουάζ

 Κατασκευάζοντας έμπλαστρα-επιθέματα μικροβελόνων για την χορήγηση εμβολίων (απόσπασμα).

Της J.Markarian, “Manufacturing Microneedle Array Patches for VaccineDelivery,” Pharmaceutical Technology 44 (5) 2020. Σελίδες 31-32

Η βελτιστοποίηση του εξοπλισμού και των διεργασιών πρέπει να εξεταστεί για την κλιμάκωση της εμπορικής παραγωγής αυτών των αναπτυξιακών τεχνολογιών.

Τα έμπλαστρα μικροβελόνων (Microneedle array patches - MAPs) έχουν αναπτυχθεί ως εναλλακτική λύση αντί των ενέσεων για τη χορήγηση εμβολίων και άλλων φαρμάκων. Τα έμπλαστρα μικροβελόνων διαφέρουν από τα διαδερμικά έμπλαστρα που εγχύουν το φάρμακο μέσω της εξώτατης στιβάδας του δέρματος (την κεράτινη στοιβάδα), επειδή οι μικροβελόνες διαπερνούν την κεράτινη στοιβάδα και παραδίδουν το φάρμακο στην επιδερμίδα ή στο άνω μέρος του δέρματος, αλλά όχι αρκετά βαθιά για να προκαλέσουν πόνο. Οι τεχνολογίες μικροβελόνων περιλαμβάνουν τις στερεές μικροβελόνες που είναι επικαλυμμένες με το φάρμακο, τις κούφιες μικροβελόνες που είναι γεμάτες με υγρό φάρμακο, και τις διαλυτές μικροβελόνες με το φάρμακο ενσωματωμένο σε διαλυτό υλικό.

Τα έμπλαστρα μικροβελόνων έχουν μελετηθεί σε μια κλινική δοκιμή για τη χορήγηση του εμβολίου κατά της γρίπης (1) και σε προκλινικές δοκιμές για τη χορήγηση του εμβολίου αδρανοποιημένου ροταϊού (IRV) και την ταυτόχρονη χορήγηση του IRV και του εμβολίου αδρανοποιημένου πολιοϊού (2). Πρόσφατα, τα έμπλαστρα μικροβελόνων ερευνώνται για ένα εμβόλιο για την καταπολέμηση του COVID-19 (3). Το Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ (UPMC) ανακοίνωσε σε δελτίο τύπου στις 2 Απριλίου 2020 ότι οι επιστήμονες του είχαν αναπτύξει ένα πιθανό εμβόλιο κατά του SARS-CoV-2 που θα χορηγηθεί μέσω ενός έμπλαστρου μικροβελόνων (3). Το έμπλαστρο μεγέθους όσο η άκρη ενός δακτύλου διαθέτει 400 μικροβελόνες που εγχύουν τα κομμάτια της πρωτεΐνης-ακίδας στο δέρμα όπου τα κομμάτια πρωτεΐνης και οι βελόνες διαλύονται, και οι οποίες μικροβελόνες είναι κατασκευασμένες από ζάχαρη. Λαμβάνοντας υπόψιν ότι η μαζικότητα της παραγωγής είναι ζωτικής σημασίας για τα εμβόλια που προορίζονται για προστασία από πανδημίες, το Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ είπε ότι η διαδικασία παρασκευής και καθαρισμού της πρωτεΐνης για το εμβόλιο είναι επεκτάσιμη, και ότι η μαζική παραγωγή των μικροβελόνων περιλαμβάνει την περιστροφή του μίγματος πρωτεΐνης-σακχάρου σε ένα καλούπι με τη χρήση ενός φυγοκεντρητή. Τα πλεονεκτήματα του εμβολίου, που ονομάζεται PittCoVacc, είναι ότι (όπως τα άλλα έμπλαστρα μικροβελόνων) δεν απαιτεί ψυχρή αλυσίδα για αποθήκευση και ότι διατηρεί την ισχύ του μετά την αποστείρωση με ακτινοβολία γάμμα. Οι ερευνητές βρίσκονται στη διαδικασία υποβολής μιας ερευνητικής αίτησης νέου φαρμάκου στον FDA.

Ο PATH, ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός για την παγκόσμια υγεία, ερευνά τα διαδερμικά έμπλαστρα παράδοσης φαρμάκων για περισσότερα από 10 χρόνια και βρίσκεται στο μέσο μιας τετραετούς πρωτοβουλίας, μέσω του Κέντρου Αριστείας Έμπλαστρων Μικροβελόνων (Microarray Patch (MAP) Center of Excellence ), για να επιταχύνει την ανάπτυξη τους για τις παγκόσμιες υγειονομικές ανάγκες , όπως τα εμβόλια και τα βασικά φάρμακα, σε χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος. Ο οργανισμός λέει ότι η ανάπτυξη επεκτάσιμων, αυτοματοποιημένων, καλών πρακτικών κατασκευής (GMP) είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία. (4).

«Παρόλο που οι μικροβελόνες χρησιμοποιούνται για ορισμένες καλλυντικές εφαρμογές στην Ασία, η τεχνολογία δεν έγινε ακόμη εμπορική για τα εμβόλια. Η βελτιστοποίηση του εξοπλισμού και των διαδικασιών κατασκευής είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή αυτών των συστημάτων σε μεγάλες ποσότητες και απαιτείται λογικό κόστος για κλινικές μελέτες και εκστρατείες εμβολιασμού », προσθέτει ο Stefan Bernsau, διευθυντής πωλήσεων της Τεχνολογίας Βελόνων στην εταιρεία Harro Höfliger (HH), η οποία αναπτύσσει και κατασκευάζει διάφορους τύπους εξοπλισμού παραγωγής και συσκευασίας για φαρμακευτικές εταιρείες, τον κλάδο ιατρικών μηχανημάτων και άλλους κλάδους. Η εταιρεία συνεργάζεται με διάφορους οργανισμούς για την ανάπτυξη της τεχνολογίας των μικροβελόνων και τον Ιανουάριο του 2020 (σ.ι. το Δεκέμβριο του 2019 το ΜΙΤ ανακοίνωσε το τατουάζ quantum dot που φωσφορίζει με λουσιφεράση βλ εδώ και εδώ) , η Harro Höfliger και ο PATH διενήργησαν ένα workshop σχετικά με την κατασκευή έμπλαστρων μικροβελόνων το οποίο παρακολούθησαν κατασκευαστές έμπλαστρων μικροβελόνων, εκπρόσωποι του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, της UNICEF, του Ιδρύματος Μπιλ και Μελίντα Γκέιτς και της Συμμαχίας Εμβολίων Gavi. Το Pharmaceutical Technology συζήτησε με τον Bernsau για ορισμένες από τις εκτιμήσεις σχετικά με την κατασκευή εμπλάστρων μικροβελόνων.

Πλεονεκτήματα των εμπλάστρων μικροβελόνων (MAPs)

PharmTech: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της χρήσης έμπλαστρων μικροβελόνων για εμβόλια;

Bernsau (HH): Η χορήγηση εμβολίων έχει πολλές προκλήσεις που μπορούν να αντιμετωπιστούν με την τεχνολογία των εμπλάστρων μικροβελόνων. Ένα σημαντικό ζήτημα είναι ότι οι χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος συχνά δεν διαθέτουν σαφή ψυχρή αλυσίδα, η οποία είναι απαραίτητη για τη μεταφορά και την αποθήκευση υγρών ενέσιμων εμβολίων. Τα έμπλαστρα μικροβελόνων δεν απαιτούν ψυχρή αλυσίδα. (σ.ι. Τα εμβόλια RNA παρουσιάζουν δυσκολίες κατά τη διανομή και αποθήκευση τους γιατί απαιτούν εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες συντήρησης -βλ. εδώ . Πιθανόν και έτσι θα δικαιολογηθεί η αντικατάσταση της παραδοσιακής σύριγγας με τα έμπλαστρα μικροβελόνων, πράγμα απαραίτητο για να μπορεί ταυτόχρονα να χορηγείται και το ανεξίτηλο τατουάζ με τη λουσιφεράση). Μια άλλη ανησυχία είναι ότι ένας σημαντικός αριθμός ανθρώπων φοβάται τις κανονικές βελόνες των ενέσεων και τον σχετικό πόνο. Οι μικροβελόνες του επιθέματος εξαλείφουν τον πόνο. Επιπλέον, τα έμπλαστρα μικροβελόνων μπορούν να χορηγούνται και χωρίς εξειδικευμένο ιατρικό προσωπικό, από προσωπικό που έλαβε μια κάποια εκπαίδευση ή ενδεχομένως με αυτο-χορήγηση. Αυτό το πλεονέκτημα είναι επωφελές για τις αναπτυσσόμενες χώρες που δεν διαθέτουν εξειδικευμένο υγειονομικό προσωπικό. Πρόσφατως, άρχισε επίσης να θεωρείται επωφελές για όλες τις χώρες σε περίπτωση πανδημίας, όπου οι ασθενείς μπορούν ενδεχομένως να χορηγούν οι ίδιοι στον εαυτό τους το εμβόλιο, αποφεύγοντας έτσι να πηγαίνουν σε ιατρεία ή νοσοκομεία.