没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
工程7(2021)1661新闻亮点电子针制造商寻求设计更好的射击彼得·韦斯高级技术作家在2020年11月发布的十大新兴技术报告中,世界经济论坛(由《科学美国人》杂志召集的专家提供建议)将“无痛注射和测试的它选择的创新包括为了可视化微针阵列贴片(MAP),想象一个创可贴TM,除了将其柔软的吸收垫换成一个可以无痛地浅刺皮肤的微小药物倒钩的直立贴片。1和2号文件)。到这个十年结束时,这种贴片可能会开始使今天注射疫苗和药物的皮下注射针头成为过去。但这在很大程度上取决于生物医学和制造工程师能否在最近的医疗设备会议上报告的进展之外取得进一步的进展,即开发生产工艺和设备,以大规模生产小而复杂的小玩意。长度小于一毫米,数量为数万至数千的阵列通常小到足以用指尖推入到位,微针不会穿透皮肤足够深以刺激疼痛神经。然而,长矛仍然可以到达皮肤层充满了细胞,疫苗可以刺激细胞免疫,并有丰富的血液和淋巴循环,可以全身输送其他药物,所有这些都可能比现在使用了150多年的标准注射更有效。然而,到目前为止,还没有MAP获得国家或国际医疗监管机构的批准。尽管如此,自2020年大流行爆发数月以来,一个由Gavi(总部位于瑞士日内瓦的免疫计划资助者,以前称为全球疫苗和免疫联盟)、世界卫生组织、联合国国际儿童紧急基金会(UNICEF)、PATH(总部位于美国华盛顿州西雅图的全球公共卫生非营利组织,以前称为健康适当技术计划),比尔和梅林达盖茨基金会和其他机构在多个方面加倍努力,严格评估技术,并为在高需求,低资源环境中实现其潜在效益铺平道路,日常医疗实践[2]。自20世纪90年代末第一个微针阵列在硅中制造以来,研究人员已经在实验室和数百个动物模型和临床研究中研究了它们。 针对数十种不同疾病的疫苗和药物的MAP试验一直证明了贴片优于针头和注射器的关键优势。不仅Fig. 1. (a)使用前保护壳中的Micron Biomedical MAP(左)。随着覆盖物删除(右),它是准备翻转和适用于皮肤的手指压力。图片来源:PATH,经许可。(b)当MAP先驱Mark Prausnitz实验室的研究人员,美国佐治亚州亚特兰大佐治亚理工学院化学和生物医学工程教授(也是Micron Biomedical联合创始人兼首席科学官)制造这种溶解微针阵列时,他们将粉红色染料混合到他们模制设备的液体聚合物着色剂代表医学活性成分,例如疫苗或药物,其掺入溶解的微针中,并在刺穿的皮肤中的间质液润湿和分解水溶性突起时释放图片来源:Georgia Institute of Technology,经许可。https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.11.0102095-8099/©2021 THE CONDITOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。可从ScienceDirect获取目录列表工程杂志首页:www.elsevier.com/locate/engP. Weiss工程7(2021)16611662图二. (a)从含有Vaxxas高密度MAP(HD-MAP)的片剂形包装的一端剥离箔防潮密封件的突片(右),显示出弹簧安装的微针阵列(左),其对于来自手指的相对轻的缓慢压力来说太密集而不能迫使突起进入皮肤。自从这张照片拍摄以来,Vaxxas已经切换到圆形阵列,如图所示。3.第三章。图片来源:PATH,经许可。(b)涂敷在阵列上的一定剂量的疫苗或药物的透皮递送需要保持罐的开口面抵靠皮肤并向下按压构建在盖中的凸形圆顶弹簧。当弹簧突然翻转成凹形时,它以20m·s-1的速度将阵列推到皮肤上,速度足够快,使皮肤没有时间变形,从而将微针刺穿最外层皮肤。图片来源:Vaxxas,经许可。患者确实喜欢MAP的无痛体验,但他们通常也可以安全有效地给自己施用MAP,微针造成的浅表皮肤损伤造成的感染风险最小[4,5]。研究表明微针贴片的效力可以承受长时间的运输延迟或储存,即使在高温下和很少或没有冷藏[6]。此外,在有效性试验中,与肌内注射相比,来自MAP的相对较低的疫苗剂量通常会引起类似的强烈免疫反应[7]。疫苗接种专家说,这些发现表明,MAP接种疫苗所能产生的免疫力最终可能在副作用和费用方面都要低得多。这些优势的证据越来越多,从生物医学设备企业家到国际公共卫生组织,长期以来一直在医疗保健领域的某些方面但现在,2019年冠状病毒病(COVID-19)的挑战,这是一个世纪以来的第一次全球大流行,已经充分说明了针头,注射器和多剂量小瓶的缺点这些问题包括与液体疫苗相关的昂贵且繁琐2021年7月,美国佐治亚州亚特兰大市的初创生物技术公司MicronBiomedical启动了第一项用MAP接种儿童的临床试验[9这项试验是全球公共卫生和资助组织联盟组织的努力的前沿,该联盟旨在开发和商业化世界上第一种MAP疫苗-不是针对COVID-19,而是针对麻疹风疹(MR)。尽管数百万儿童,特别是发达国家的儿童,经常接受针对这两种痘病的疫苗接种,但两种疾病中毒性更强的麻疹仍然是贫穷国家未接种疫苗儿童的广泛和多产杀手,仅在2018年就估计有14万人死亡。如果MR MAP项目成功,“它将成为一个关键的支点,从那里推出MAP并加速它们进入市场,无论是MR还是其他应用,”MR项目合作伙伴PATH的生物医学工程师杰西卡·米斯登说。尽管全球公共卫生界优先考虑MR,但商业和学术实验室都在研究MAP疫苗,一系列其他疾病,包括COVID-19[13该联盟Micron Biomedical轨道使用该公司用水溶性聚合物和疫苗混合制成模具。 一个平行的发展轨道使用固体微针制成的耐用,注塑成型,疫苗免费塑料上得到丰富的疫苗层沉积。溶解性微针一接触皮肤内的体液就开始分解,将疫苗释放到周围组织中。但只有固体微针的涂层会融化到体内。Vaxxas是一家位于澳大利亚布里斯班的MAP公司,为MR项目制造固体微针阵列。该公司专注于一种非常紧密的阵列,每个贴片包含多达5000个微突起,称为高密度MAP(HD-MAP),包括正在开发的用于提供COVID-19疫苗的版本[17]。剩余的两大类MAP包括中空微针和水凝胶形成微针,中空微针具有通常在中间向下的激光钻孔导管,该导管从储器递送疫苗或药物,水凝胶形成微针吸收水并在它们膨胀时释放其免疫或治疗活性成分。后者可以控制水溶性药物以一定的速率从MAP顶部的储库中释放水凝胶微针的发明者、北爱尔兰贝尔法斯特女王大学药学院教授瑞安·唐纳利说,这是由凝胶的聚合物链网的紧密性决定的。比较水凝胶的缓慢和快速释放,虽然MAP产品的监管批准仍然是一个重大障碍,但许多技术PATH的研究人员于二零二一年十月发表的一项关于医疗微针阵列领域制造就绪性的研究报告称,迄今为止,尚未有开发人员为其设备创建生产规模的制造设施[5]。2020年,Vaxxas宣布将为其MAP开发一家专门从事制药生产线和无菌生产的德国公司Vaxxas首席执行官David Hoey说,他的公司几年前就开始与Harro Höfliger进行初步的大规模生产相关设计和制造。在2021年9月的国际疫苗学会虚拟会议上,Vaxxas首次公开展示了其原型HD-MAP生产线迄今为止的进展细节和视频(图3)。将一滴疫苗同时分配到沿着生产线下来的每个新形成的MAP的所有微突出物上允许潜在的微突出物的通量P. Weiss工程7(2021)16611663图三. 在不到一毫秒的时间内,一个装有新制造的微针阵列的浅杯从Vaxxas测试制造系统的打印头(右下)下移出在旋转平台的边缘处从左侧向打印头运输,HD-MAP阵列首先通过安装在垂直灰色面板背面(中心左侧)的相机进行自动检查该公司正在开发这条试验性生产线,每周可无菌生产多达100万个HD-MAP,用于III期临床试验和早期商业生产。在该试验线上看到的每个微阵列的微针占据了一个圆圈,而图1B中所示的Vaxxas HD-MAP的微针占据了一个圆圈。 2形成一个正方形。该公司已经转向圆形配置,当打印头和阵列之间存在角度差异时,由于圆形设计的对称性更好,需要更少的旋转,因此更少的重新对齐时间。图片来源:Vaxxas,经许可。Hoey说,这一目标很早就成为公司伴随会议讲话的视频显示了一排新形成的微针阵列在紧密包装的微制造点胶喷嘴的“打印头”下方通过,该喷嘴作为一个基于摄像头的可视化系统,在每个到达的阵列的三维取向中,分配器自身移动、转动和倾斜以与微针尖端对准。然后,每个喷嘴在其目标上均匀地喷射单个150皮升的液滴,之后,快速干燥的涂覆阵列继续进行涂层厚度、一致性和适当放置的自动化、光学和激光测定。为了为早期的临床试验准备地图,Vaxxas工程师开发的第一个打印头将其单个喷嘴顺序地通过当时的直线阵列中的每一行中的微针,将液滴喷射到针尖上通过这种方法,“它花了大约10分钟的涂层补丁,”霍伊说。‘‘Where we need to be is 10 per second,” referringto the他说,尽管据报道,视频中的涂层工艺以每分钟200个MAP的速度运行,是目标速度的三分之一,但目前的工程已经能够达到公司的“这种微小液滴的可重复性,控制它们击中目标,并确保它们落在预期的位置是涂层针头的主要挑战,”德国Andernach公司LTS LohmannTherapie-Systeme AG的机械工程师Michael Kulik说。令人生畏的障碍可能会出现在不同MAP类型所需的生产步骤的其他地方。作为全球最大的制药行业客户传统透皮给药贴片(无针)合同制造商,LTSLohmann正准备将MAP加入其业务。Kulik领导公司溶解MAP(d-MAP)生产线的开发在2021年10月初的“2021年微针&透皮给药系统虚拟峰会”上,Kulik展示了在原型生产系统的分配模块内精确、机器人调平、升降和放置载有液体聚合物的模具架的视频(图10)。 4). 库里克还谈到了各种微阵列贴片的潜在制造商所面临的困境,特别是像LTSLohmann这样的承包商由于与皮下注射针头相比,MAP的感染风险最小,而且监管机构没有明确的指导,因此MAP领域的许多人都在问:生产线必须无菌吗?图四、( a)在LTS Lohmann开发的d-MAP生产线的原型模块中,柔性管和可移动金属杆围绕分配站的机器人平台,位于同伴机器人的左侧(中心右侧)。机器人平台可以从其伙伴机器人接收空的微针阵列模具的机架(未示出)。然后,平台展开其杆以精确地升高支架的部分,以将所有模具的顶部对准相同的水平高度,之后,管将与活性药物成分(例如疫苗或药物)混合的液体聚合物分配到模具中然后,同伴机器人将每个装满的架子搬走,并在其位置上放置一个新的空架子LTS Lohmann还为生产线的末端建立了原型脱模和包装模块,目的是在试生产系统上每年制造100万个仍在开发的是用于在填充的阵列模具内选择性地分配活性成分(通过多种手段,例如离心)和用于干燥填充的模具的模块。(b)机器人分配站(后)的特写视图,以及传送机架进出模块的传送带(前)旁边的配套机器人(右)。图片来源:LTS Lohmann,经许可。P. Weiss工程7(2021)16611664(无菌)?或者支付大约一半的资本成本来满足一个不那么严格的“低生物负载”标准就足够了吗?对于那些希望在贫穷国家部署大量地图的机构和组织来说,价格惩罚显得尤为严重。Kulik说,d-MAP制造系统LTSLohmann正在为其原型创造各种各样的设备,能力和工艺。客户可以选择将哪种方法包括在生产线中,例如,在微针尖中最佳浓缩药物或疫苗的各种方法,或满足低生物负载或无菌条件的法规要求。尽管在微针阵列的广泛医疗使用方面仍然存在障碍,但该领域是活跃的并且正在增长(用于相对不受管制的化妆品用途的微针产品在几年前变得商业可用[20])。截至2020年11月,全球医疗MAP开发商数量已接近90家[21]。除MR疫苗外,开发人员还在Gavi联盟内或美国生物医学高级研究开发局赞助的其他项目上开展工作,包括用于狂犬病、脊髓灰质炎、轮状病毒和流感的MAP疫苗,以及用于人类免疫缺陷病毒(HIV)和感染的基于MAP的疗法[22]。与此同时,其他人正在寻求在医学上的更新颖的应用和微针阵列技术的新转折。位于美国加利福尼亚州圣地亚哥的Sorrento Therapeutics在其Sofusa淋巴药物输送系统中以这两种方式进行创新,该系统正在进行Meta性黑色素瘤和类风湿性关节炎等多种疾病的临床试验[23,24]。其MAP具有药物储存器、微流体和具有纵向凹槽和其他表面纹理的微针,可将大剂量药物递送至淋巴结[13]。2021年6月, MAP开发商TSRL(位于美国密歇根州安娜堡)和生物技术公司PharmaTher(位于加拿大多伦多)合作开发了基于水凝胶形成MAP技术的治疗产品,该技术由Donnelly及其同事获得专利,每家公司都获得了贝尔法斯特女王大学的独立许可虽然TSRL打算针对流感和其他病毒性疾病,但PharmaTher的工作重点是通过MAP提供的‘‘We皮肤上的物质可能很有价值,”唐纳利说。‘‘That could signal a stepchange where the pharmaceutical indus- try sees MAPs as morethan just a technology for vaccines in the developing引用[1] 2020年十大新兴技术[互联网]日内瓦:世界经济论坛; 2020年11月10日[引自2021年9月27日]。可从以下网址获得:https://www. weforum.org/reports/top-10-emerging-technologies-2020网站。[2] 疫苗创新优先战略(VIPS)[互联网]日内瓦:Gavi; 2021年6月30日[引用日期:2021 年 9 月 27 日 ] 。 可 查 阅 : https://www.Gavi.org/our-alliance/market-shaping/vaccine-innovation-prioritisation-strategy。[3] HenryS,McAllisterDV,AllenMG,PrausnitzMR.Microfabricatedmicroneedles:a novel approach to transdermal drug delivery. 药物科学杂志1998;87(8):922-5.[4] D'Amico C,Santos H.意见:注射的替代方法[互联网]。威尔明顿,DC:科学家;2021 年9月9日[引用2021年9月27日]。可从以下网址获得:https://www.the-scientist.com/news-opinion/opinion-an-alternative-to-injection-69165。[5] CreelmanB,Frivold C,Jessup S,Saxon G,Jarrahian C. 微阵列贴片产业评估的制造准备评估:全面制造障碍的探索。药物传递研究 在出版社。[6] ShinMD,Shukla S,Chung YH,Beiss V,Chan SK,Ortega-Rivera OA,et al.冠状病毒病19疫苗开发和潜在的纳米材料前进道路。NatNanotechnol 2020;15(8):646-55.[7] ForsterAH,Witham K,Depelsenaire ACI,Veitch M ,Wells JW ,WheatleyA,等. 高密度微阵列贴片流感疫苗接种的安全性、耐受性和免疫原性:一项随机对照I期临床试验的结果。PLoS Med2020;17(3):1003024.[8] 放大图片作者:Hinnant L,Mednick D.疫苗储存问题可能导致30亿人无法访问互联网。纽约市:美联社; 2020年10月19日[引用2021年9月27日]。可查阅:https://apnews.com/article/virus-outbreak-pandemics-immunizations-pandemics-united-nations-fc 4c 536 d 62 c5 ef 25152884 adb 1c 14168。[9] Taylor NP.首先,Micron开始在儿童中测试微针疫苗。Fragment:FierceBiotech;2021 年 7 月 19 日 [ 引 用 日 期 : 2021 年 9 月 27 日 ] 。 可 查 阅 :https://www.fiercepharma.com/drug-delivery/a-first-micron-starts-testing-microneedle-vaccine-kids/。[10] Micron Biomedical启动了有史以来第一个儿童微针疫苗临床试验[互联网]。亚特兰大:Micron Biomedical; 2021年7月13日[引用于2021年9月27日]。可查阅:https://www.prnewswire.com/news-releases/micron-biomedical-initiates-first-ever-microneedle-vaccine-clinical-trial-in-children-301331844.html。[11] 一种疫苗补丁可能有一天会成为一种无痛苦的选择。华盛顿特区:国家公共广播电 台 ; 2021 年 5 月 27 日 [ 引 用 于 2021 年 9 月 27 日 ] 。 可 从 以 下 网 址 获 得 :https://www.npr.org/sections/health-shots/2021/05/27/1001005379/a-vaccine-patch-could-someday-be-an-ouchless-option。[12] 罗伯茨湖为什么麻疹死亡人数正在增加-冠状病毒可能会使其变得更糟[互联网]伦敦:自然; 2020年4月7日[引用2021年9月27日]。可从以下网址获得:https://www.nature.com/articles/d41586-020-01011-6[13] Francis DM ,Chen R,Khorsandzadeh S,Hu Q,Lyu X,Wang H,et al.将mRNA-LNP疫苗导向淋巴结可提高针对SARS-CoV-2 的体液和细胞免疫。2021.bioRxiv:457699。[14] 放大图片作者:J.可溶解的微针贴片,使更多的人能够获得针对SARS-CoV-2和未来大流行爆发的疫苗。疫苗2021;9(4):320。[15] [10] Kim E,Erdos G,Huang S,Kenniston TW,Balmert SC,Carey CD,etal. 微 针 阵 列 递 送 的 重 组 冠 状 病 毒 疫 苗 : 免 疫 原 性 和 快 速 翻 译 开 发 。EBioMedicine2020;55:102743.[16] Ramadon D,McCrudden MTC,Courtenay AJ,Donnelly RF.透皮给药系统的增强策略:当前趋势和应用。Drug Deliv Transl Res.[17] MacMillan CLD , Choo JJY , Idris A , Supramaniam A , Modhiran N ,Amarilla AA ,et al. Complete protection by a single dose skin patch-deliveredSARS-CoV-2spike vaccine. Sci Adv2021;7(44):abj8065.[18] Harro Höfliger和Vaxxas宣布联合开发基于Vaxxas高密度微阵列贴片(HD-MAP)的疫苗产品的工业规模无菌加工线[Internet]。旧金山:美国商业资讯;2020年5月28日[引用于2021年9月27日]。可从以下网址获得:https://www.businesswire.com/news/home/20200528005295/en/Harro-H%C3%B6fliger-and-Vaxxas-Announce-Alliance-to-Develop-Industrial-Scale-Aseptic-Processing-Line-for-Vaccine-Products-Based-on-Vaxxas%E2%80%99-High-Density-Microarray-Patch-HD-MAP.[19] 福斯特Vaxxas的高密度微投影阵列贴片(HD-MAP)--实现无针接种的未来。在:2021年ISV年度虚拟大会的会议记录; 2021年9月13日[20] McCrudden MTC,McAlister E,Courtenay AJ,González-Vázquez P,SinghTRR,Donnelly RF.在改善皮肤外观中的应用。ExpDermatol 2015;24(8):561-6。[21] 微阵列贴片技术开发者地图[互联网].西雅图:PATH; 2020年11月[引用2021年9月27日]。可从以下网址获得:https://www.path.org/resources/map-microarray-patch-technology-developers/。[22] 疫苗微阵列贴片(MAPs):VIPS联盟行动计划的公开摘要。次报告.日内瓦:Gavi; 2021年。[23] Sorrento宣布与Mayo Clinic达成临床研究协议,并获得FDA批准,进行第一项1b期试点研究,使用Sofusa淋巴药物递送技术在黑色素瘤患者中递送ipilimumab[Internet]。San Diego:Sorrento Therapeutics; 2021年6月11日[引用于2021年9 月 27 日 ] 。 可 从 : https://investors.sorrentotherapeutics.com/news-releases/news-release-details/sorrento-announces-clinical-research-agreement-mayo-clinic-and.[24] 索伦托发表SOFUSA®淋巴药物输送的积极初步结果使 用 Enbrel 的 1b 期 类 风 湿 性 关 节 炎 研 究 中 的 系 统 [Internet] 。 San Diego :Sorrento Therapeutics; 2021年8月23日[引用于2021年9月27日]。可查阅:https://www.globenewswire.com/en/news-release/2021/08/23/2285086/0/en/Sorrento-Publishes-Positive-Initial-Results-of-SOFUSA-Lymphatic-Drug-Delivery-System-in-a-Phase-1b-Rheumatoid-Arthritis-Study-Using-Enbrel.html。[25] Taylor NP. PharmaTher,TSRL联盟创建微针补丁提供迷幻药和抗病毒药[互联网]。处方:FiercePharma; 2021年6月7日[引用日期:2021年9月27日]。可从以下 网 址 获 得 : https://www.fiercepharma.com/drug-delivery/pharmather-tsrl-ally-to-deliver-microneedle-patches-to-deliver-psychedelics-and。
下载后可阅读完整内容,剩余1页未读,立即下载
cpongm
- 粉丝: 5
- 资源: 2万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 李兴华Java基础教程:从入门到精通
- U盘与硬盘启动安装教程:从菜鸟到专家
- C++面试宝典:动态内存管理与继承解析
- C++ STL源码深度解析:专家级剖析与关键技术
- C/C++调用DOS命令实战指南
- 神经网络补偿的多传感器航迹融合技术
- GIS中的大地坐标系与椭球体解析
- 海思Hi3515 H.264编解码处理器用户手册
- Oracle基础练习题与解答
- 谷歌地球3D建筑筛选新流程详解
- CFO与CIO携手:数据管理与企业增值的战略
- Eclipse IDE基础教程:从入门到精通
- Shell脚本专家宝典:全面学习与资源指南
- Tomcat安装指南:附带JDK配置步骤
- NA3003A电子水准仪数据格式解析与转换研究
- 自动化专业英语词汇精华:必备术语集锦
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功