一口空气就可以交付您的下一种疫苗

发布时间：2023-03-27 18:39:51 栏目：生活

导读 没有人喜欢针头，但它们是将许多疫苗和生物制剂输送到体内所必需的。但是，如果这些可以吹过皮肤，只需一点点压力，就像被泡沫玩具击中手臂

没有人喜欢针头，但它们是将许多疫苗和生物制剂输送到体内所必需的。但是，如果这些可以吹过皮肤，只需一点点压力，就像被泡沫玩具击中手臂一样呢?今天，科学家们报告了实现这一目标的步骤。使用不需要冷藏的粉末疫苗和由压缩气体驱动的系统，他们的“MOF-Jet”可以轻松地以相对无痛的方式提供针对癌症和其他疾病的治疗方法。

研究人员将在美国化学学会(ACS)的春季会议上展示他们的结果。ACS 2023 年春季会议是 26 月 30 日至 <> 日举行的虚拟和面对面的混合会议。



该项目的想法是出于大流行引起的无聊而形成的。该项目的首席研究员Jeremiah Gassensmith博士订购了廉价的压缩气体动力喷射系统，以便在被困在家中时弄乱。后来，当所有人都回到校园后，他把这些碎片交给了实验室的研究生Yalini Wijesundara，并附上了指示，“看看你能用这个做什么。

在会议上介绍这项工作的Wijesundara从容不迫地接受了这些指示。她之前曾研究过其他可追溯到 1960 年代的喷射器，这些喷射器使用压缩气体注入狭窄的流体流。她认为，如果喷射器可以改装成燃烧固体，它们也可以运送包裹在金属有机框架或MOF中的货物。这些框架是多孔的晶体结构，就像分子“笼子”一样，封装各种材料，包括核酸和蛋白质。通过将喷射喷射器与实验室现有的MOFs工作相结合，Wijesundara创造了一种“MOF-Jet”。射流可以通过用空气喷射粉末来将粉末输送到细胞。Gassensmith和Wijesundara都在德克萨斯大学达拉斯分校。

喷气式注射器以前在军队中广泛使用，但它们很痛苦，液体经常飞溅回去，可能会传播其他疾病，如乙型肝炎。现代的后代是“基因枪”，通常用于兽医学，可能花费数万美元。这些装置还将生物货物射入细胞。在这种情况下，货物附着在金属微粒的表面上，通常由金或钨制成。但是一旦它穿透皮肤，金属颗粒就会留在那里，可以加速生物材料的降解。

另一种策略是将货物放入 MIF 内。Gassensmith的小组之前曾与MOF合作，称为沸石 - 咪唑酸盐框架八或ZIF-8。“与黄金相比，它便宜并且可以保护生物材料，例如核酸，”Wijesundara解释说。“我们还可以在室温下将疫苗配方作为粉末储存在其中，这消除了许多液体疫苗所需的极冷温度的需要。

该团队将各种生物材料包裹在ZIF-8中，保护它们不会太快分解。为了将材料输送到细胞中，该团队使用了自己修改过的基因枪启发的“MOF-Jet”。Wijesundara为该设备制造了“子弹”，每个子弹装有一定剂量的功能化ZIF-8，一股气体将粉末状制剂发射到细胞中，就像“指向和射击”一样简单。他们测试了他们的系统，并表明MOF-Jet向洋葱细胞递送了ZIF-8包裹的基因，向小鼠递送了ZIF-8包裹的蛋白质。根据Gassensmith的说法，注射器的爆炸感觉“就像你被Nerf子弹击中一样” - 比被针刺伤要痛苦得多。

通过修补MOF-Jet，Wijesundara很快意识到可以通过简单地改变喷油器的载气来调整货物释放。ZIF-8对酸性环境敏感，当二氧化碳与细胞中的水反应时，它会产生碳酸，从而有助于分解MOF。“如果你用二氧化碳射击它，它会在细胞内更快地释放货物;如果你使用普通空气，则需要四到五天，“她解释道。这意味着相同的药物可以在不同的时间尺度上释放，而不会改变其配方。“一旦我们意识到这一点，它就开辟了很多可能性，”加森史密斯说。

该团队现在正在使用这种方法提供化疗药物和佐剂，作为黑色素瘤(最严重的皮肤癌形式)的潜在治疗方法。他们说，由于MOF-Jet可以在大范围内分散材料，因此它可以将癌症治疗药物更均匀地分布到黑色素瘤中，而不是用针头，这是目前的输送方法。仅仅通过控制载气，他们就可以根据患者的需求，在快速或慢释的时间范围内提供化疗药物。虽然研究仍在进行中，但初步实验正在产生有希望的结果。Wijesundara和Gassensmith表示，他们的MOF-Jet的适应性可以允许广泛的应用，从兽医到农业，甚至有一天甚至是人类疫苗接种或治疗。