皮肤贴片可以在一分钟内无痛地提供疫苗 癌症药物

黑色素瘤是一种致命的皮肤癌，在过去的30年里在一直在增加。根据皮肤病学会的数据，每年诊断出近10万例新的黑色素瘤病例，每天有20名人死于此病例。现在，研究人员已开发出一种速效皮肤贴剂，能够有效地提供药物来攻击黑素瘤细胞。该装置在小鼠和人类皮肤样品中进行测试，是开发用于治疗黑素瘤的疫苗的进步，并且广泛应用于其他疫苗。

研究人员将于今天在化学学会(ACS)2019秋季全国会议和博览会上展示他们的发现。

“我们的贴剂具有独特的化学涂层和作用方式，可以在一分钟内将其从皮肤上涂抹和去除，同时仍能提供治疗剂量的药物，” 帮助开发该设备的研究生 Yanpu He说。“我们的贴片在活小鼠体内引发强烈的抗体反应，并有望在人体皮肤中引发强烈的免疫反应。”

局部药膏可以给皮肤提供药物，但它们只能通过它穿过一小段距离。虽然注射器是有效的药物输送模式，但它们可能是痛苦的。注射器也可能对患者不方便，导致不合规。

用逐层(LbL)涂层方法制备的微针贴片是一种简单，无痛的治疗方法。利用LbL工艺，研究人员在表面涂上正负电荷交替的分子。为了在贴片的表面上形成坚固的药物薄膜，每个相邻的层必须彼此强烈地吸引并且还必须被微针吸引。“但这种吸引力使得整部电影非常'粘性'，”他指出。“过去的方法，保留了这种'粘性'的性质，可能需要长达90分钟，足够的药物离开贴片并进入皮肤。”

Paula T. Hammond，博士，以及她的研究生He，Celestine Hong和麻省理工学院(MIT)的其他同事，设计了解决这个问题的方法。他们设计了一种新的pH响应聚合物，它有两个部分。“第一部分含有胺基团，它们在我们制造微针的pH值下带正电，但在皮肤的pH值下变为中性，”他说。“当制造微针时，第二部分含有没有电荷的羧酸基团，但当将贴剂施用于皮肤时会变成带负电荷，因此电荷总体上从正变为负。” LbL薄膜构造仍然需要粘性负 - 正 - 负层，团队' 贴片快速切换到放置在皮肤上时排斥负负负片层。在微针刺穿皮肤并在皮肤下植入LbL药物薄膜后，药物迅速离开贴片。

使用鸡卵白蛋白作为模型抗原，团队用小鼠接种小鼠，并将结果与​​肌肉注射和皮下注射进行比较。与肌内注射(例如，用于流感注射)相比，微针治疗产生的抗体水平是抗体水平的9倍，与皮下注射相比(例如，用于麻疹疫苗)，抗体水平是抗体水平的160倍。他们还看到人体皮肤手术样本中的有效免疫激活。

“我们的贴片技术可用于提供疫苗以对抗不同的传染病，”哈蒙德说。“但我们很高兴补丁是肿瘤学家针对癌症，特别是黑色素瘤的另一种工具。”

为了制造黑色素瘤疫苗，研究人员开发了一种抗原，其中包括经常被黑色素瘤细胞过度表达的标记物，以及一种佐剂，它可以为免疫系统产生广泛的危险信号并增强其反应。然后，他们测试了来自小鼠的免疫细胞中抗原和佐剂的不同LbL微针膜排列。从这些实验中，研究人员确定了最佳的LbL微针结构，它可以激活皮肤中直接接触的免疫细胞。在活小鼠中，这些细胞可以反过来迁移到淋巴系统并募集其他免疫细胞来攻击黑色素瘤。研究人员现在计划测试小鼠黑色素瘤的斑块。

“我们正在使用低成本化学和简单的制造方案来改变疫苗接种，”哈蒙德说。“最终，我们希望获得批准并在市场上推出的设备。”

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