图中的微针贴片可在大约1分钟内为黑色素瘤患者供药。
黑色素瘤是一种致命的皮肤癌。在过去的30年中，这种皮肤癌的发病率在美国一直呈上升趋势。美国皮肤病学会（AAD）的数据显示，每年新确证的黑色素瘤病例接近10万例，每天有20名美国人死于这种疾病。phys.org网站8月25日报道，研究人员开发了一种快速反应的皮肤贴片，可以有效地为黑色素瘤患者提供药物治疗。该贴片已针对小鼠和人类皮肤样本进行了测试。研究人员将在2019年秋季美国化学学会（ACS）全国会议上展示他们的成果。参与贴片研发的研究生Yanpu He说：“我们的贴片具有特殊的化学涂层和作用模式，其供药时间大约只需要1分钟。我们开发的贴片在小鼠身上引发了强大的抗体反应，并有望在人类皮肤上引发强大的免疫反应。”
局部软膏虽然可以将药物直接作用于皮肤，但穿透距离较短。注射器的穿透性较好，但它会引发疼痛感。注射器的使用也不太方便，容易导致病人不遵守医嘱。利用层叠技术（LBL）制造的微针贴片是一种简单、无痛的治疗方法。在LBL工艺过程中，研究人员利用正负电交替的分子层覆盖贴片表面。为了在贴片表面形成坚固的药物薄膜，相邻层间和层-微针之间都必须有强烈的相互吸引性。He解释说：“层间和层-微针间的强相互吸引作用使薄膜非常‘黏’。过去的制造工艺保留了这种黏性，需要接近90分钟才能让足量的药物离开贴片，进入皮肤。”
Paula T. Hammond博士与He，以及麻省理工学院的同仁为此专门设计了一种解决方案。他们设计了一种由两部分构成的新型pH响应聚合物。He说：“第一部分含有氨基，它们在制造微针时的pH条件下带正电荷，但在接触皮肤时pH呈中性。第二部分含有羧酸基团，贴片接触皮肤时，羧酸基团会带负电荷。因此，总体上讲电荷性会由正变负。”虽然LBL膜的构建仍然涉及黏性的负-正-负层，但当贴膜贴在皮肤上时，会迅速发生电荷翻转。而当微针刺入皮肤并将LBL药物薄膜植入皮下后，药物会迅速离开贴片。
研究人员以鸡蛋清蛋白作为模型抗原，对小鼠进行了贴片接种测试，并将结果与肌肉注射和皮下注射结果进行了比较。他们发现，微针治疗产生的抗体水平是肌肉注射（如注射流感疫苗）的9倍，是皮下注射（如注射麻疹疫苗）的160倍。研究人员还在人类皮肤的样本中发现了有效的免疫激活现象。
Hammond博士说：“我们的贴片技术可以用于输送疫苗，以对抗各种传染病。令人振奋的是，这种贴片有可能成为肿瘤学家对抗癌症（尤其是黑色素瘤）的重要工具。”为了制造黑色素瘤疫苗，研究人员开发了配套抗原和佐剂。随后，在小鼠的免疫细胞测试中，研究人员确定了LBL微针的最优结构。在小鼠体内，被激活的免疫细胞可迁移至淋巴系统，并“招募”其他免疫细胞来攻击黑色素瘤。Hammond博士补充说：“我们正在尝试用低成本的化学物质和简单的方式改造疫苗，以期得到一种能投放市场应用的皮肤贴片。”
科界原创 编译：雷鑫宇 审稿：阿淼 责编：唐林芳
原文链接：
https://phys.org/news/2019-08-skin-patch-painlessly-vaccines-cancer.html
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