一个可能的解决方案正在进行中——美国麻省理工学院的科学家发明了一种系统,能做到“打一针完事”,一次注射多种药物,以后在接受者体内按设定时间一一释放。
开发团队由罗伯特·兰格教授领衔,方案的核心是尺寸不到0.1毫米的微型颗粒。它们由具有生物相容性、可生物降解、又经FDA批准的聚四氟乙烯制成。颗粒呈“杯”状,每个都充满了疫苗,有“盖”密封。
微型颗粒的制作过程称为SEAL(聚合物密封组件的压制)。先在一个玻璃片上通过光刻形成所需颗粒形状,约2千个,排成阵列,用它去制作聚硅氧烷材料的模具,再让聚四氟乙烯在模具上面沉积,分别形成“杯”和“盖”,再组合起来。一个自动化的系统将疫苗填充进杯子里,盖子对齐、到位后,接受温和的加热。杯和盖融合,把药物包裹在其中。
颗粒降解的时间点,是由所采用聚合物的分子量及其分子主链的结构决定的。因此,能进行分别控制,做到各颗粒在体内以不同的延迟时间降解。有些迅速释放其有效载荷,有些则经过相当长时间再释放。在团队的实验室小鼠测试中,他们实现了同一批注射的颗粒在注射后9天、20天和41天分批释放有效载荷。
研究人员还设计了注射后几百天才释放药物的颗粒。开发这种长期疫苗又多了一重挑战,就是要确保其包裹的疫苗在体温下长期稳定,保持效用。
兰格实验室的项目由比尔和梅林达盖茨基金会资助,目标是在寻求方式,“一戳而就”地在规定时间内提供多剂量疫苗注射。据团队研究,可以做到让新生婴儿接受一次注射,而在其生命的最初一两年内按时提供所需要的各种疫苗。
兰格教授说,“非常兴奋。破天荒第一次,我们创建了一个包裹疫苗颗粒的库,其中每个颗粒通过编程,在规定的时间点精确、可预测地释放。这使人们有可能只打一次针,体内就有了多种药物的效力。这可能对世界各地的病人产生重大影响,特别是在病人服从性差强人意的发展中国家。”
凌启渝 (图:兰德实验室)