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Nadelfreies Pflaster macht die Impfung so einfach wie das Anlegen eines Pflasters

Es ist ein klarer Samstagnachmittag Ende Oktober. Sie gehen nach draußen, um die Post zu überprüfen und festzustellen, dass Ihr Paket angekommen ist. Im Inneren befindet sich ein Patch, der aussieht wie ein Pflaster. Sie kleben das Pflaster auf Ihren Arm, halten es einige Minuten lang gedrückt, ziehen es dann ab und werfen es in den Papierkorb.

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Herzlichen Glückwunsch, Sie haben sich gerade gegen die Grippe geimpft.

In ungefähr fünf Jahren könnte dieses Szenario Realität werden. Wissenschaftler haben ein „Mikronadelpflaster“ entwickelt, mit dem die Impfung so schnell und einfach von zu Hause aus durchgeführt werden kann. Außerdem ist es schmerzlos.

Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung des Pflasters bestand darin, herauszufinden, wie man die Hautoberfläche ohne Nadeln durchbricht. Obwohl allgemein angenommen wird, dass viel von dem, was wir auf unsere Haut auftragen, in unseren Blutkreislauf aufgenommen wird, ist dies tatsächlich nicht der Fall. Die Oberfläche unserer Haut verhindert dies.

"Der Grund, warum die Haut Medikamente nicht gut aufnimmt, liegt darin, dass auf der Haut eine sehr dünne Schicht namens Stratum Corneum mit einer Dicke von nur 10 oder 20 Mikrometern vorhanden ist", sagt Mark Prausnitz, Chemieingenieur am Georgia Institute of Technology, der an der Leitung mitgewirkt hat die Forschung. "Wenn du diese Barriere überwinden kannst, bist du im Grunde genommen im Körper."

Da das Stratum corneum so dünn ist, benötigen Sie keine große Nadel, um es zu durchstechen. So entwickelten Prausnitz und sein Team ein Pflaster in Groschengröße mit 100 winzigen Mikronadeln. Die für das menschliche Auge kaum sichtbaren Mikronadeln bestehen aus einer Mischung des Impfstoffs und eines wasserlöslichen Polymers. Der Patient fühlt nichts anderes als das Gefühl eines auf die Haut aufgebrachten Klebebandes. Aber während das Pflaster angelegt ist, durchbrechen die Mikronadeln das Stratum Corneum und geben den Impfstoff an die saugfähigeren Schichten darunter ab. Dann lösen sie sich auf. Der Benutzer kann den Patch einfach in den Papierkorb werfen, ohne dass Biogefährdungsbehälter erforderlich sind.

Das Pflaster hat gegenüber herkömmlichen Nadelimpfungen mehrere Vorteile. Offensichtlich ist die Schmerzlosigkeit ein Verkaufsargument. Noch wichtiger ist jedoch, dass die Impfstoffe nicht gekühlt werden müssen. Im Test sind sie auch bei Temperaturen von 100 Grad Fahrenheit nach mehr als einem Jahr noch wirksam. Das heißt, sie können per Post verschickt werden. In Industrieländern wie den Vereinigten Staaten wäre dies eine Annehmlichkeit für diejenigen, die keine Zeit haben, eine Apotheke für ihre jährliche Grippeimpfung zu besuchen, oder für ältere oder behinderte Menschen, die nicht einfach reisen können. Für die Entwicklungsländer hat dies jedoch noch größere Vorteile.

Die meisten Impfstoffe enthalten Proteine, die sich bei Raumtemperatur zersetzen, weshalb die Kühlung so wichtig ist. Aber die „Kühlkette“ von Kühlfahrzeugen, Schiffen und Kühlern, die Impfstoffe während der Reise gekühlt hält, kann zusammenbrechen, und viele Reiseziele in den Entwicklungsländern verfügen nicht über eine zuverlässige Kühlung, um Impfstoffe bei ihrer Ankunft aufzubewahren. Infolgedessen werden rund 40 Prozent der Impfstoffe zerstört, bevor sie verabreicht werden können, und dies zu Kosten in Millionenhöhe. Der Patch könnte das alles ändern.

"Weil es sich selbst verabreichen lässt und temperaturstabil ist, ist der Zugang zu lebensrettenden Impfstoffen erheblich verbessert", sagt Roderic Pettigrew, Direktor des Nationalen Instituts für biomedizinische Bildgebung und Bioingenieurwesen an den National Institutes of Health (NIH) ), aus dem die Studie finanziert wurde. "Und das alles ohne Schmerzen."

Das Quantum Grants-Programm des NIH finanziert Projekte, die einen tiefgreifenden Einfluss auf die „Prävention, Diagnose oder Behandlung einer schweren Krankheit oder eines nationalen Gesundheitsproblems durch die Entwicklung und Implementierung biomedizinischer Technologien innerhalb von 10 bis 12 Jahren“ haben sollen wurde in einer Humanstudie getestet, die zeigte, dass es eine Immunantwort ähnlich wie bei herkömmlichen intramuskulären Injektionen hervorrief. Es zeigte sich auch, dass die Pflaster sicher waren, mit Nebenwirkungen, die auf leichte Hautrötungen und Juckreiz beschränkt waren. Der nächste Schritt wird eine größere Studie und ein Antrag auf FDA-Zulassung sein. Ein Artikel über die Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift The Lancet veröffentlicht .

Ein Teil der Studie befasste sich mit den möglichen Auswirkungen des Pflasters auf die Impfgewohnheiten der Menschen und war auch vielversprechend. Mehr als die Hälfte der Amerikaner wird nicht gegen die saisonale Grippe geimpft, obwohl die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) den Impfstoff für alle über sechs Monate empfiehlt. In der Studie gaben 65 Prozent der Teilnehmer an, sich impfen zu lassen, wenn sie dies mit einem Pflaster tun könnten.

Jetzt arbeiten die Forscher auch mit der Weltgesundheitsorganisation und dem CDC zusammen, um ein Pflaster gegen Kinderlähmung und ein Pflaster gegen Masern und Röteln zu entwickeln, alles Geißeln in den Entwicklungsländern. Versuche am Menschen werden voraussichtlich im nächsten Jahr beginnen. Die Forscher hoffen, dass alle Patches in fünf Jahren genehmigt und einsatzbereit sind. Und es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass ein Impfstoff, der derzeit auf dem Markt ist, nicht in Form eines Pflasters geliefert werden könnte, so Prausnitz. Das Team hat ein Dutzend verschiedener Impfstoffe in Tierversuchen getestet und alle waren wirksam.

Impfpflaster könnten besonders hilfreich sein, wenn es sich um globale Gesundheitsnotfälle wie eine Grippepandemie handelt, bei der plötzlich in jeder Ecke der Welt Hunderttausende oder sogar Millionen von Impfstoffen benötigt werden.

„In einer solchen Situation kann der Patch sehr hilfreich sein, da er sehr schnell und einfach verbreitet werden kann“, sagt Prausnitz.

Eine potenzielle Herausforderung bei der Entwicklung anderer Impfpflaster könnte darin bestehen, Adjuvantien zu verwenden, bei denen es sich manchmal um Substanzen handelt, die Impfstoffen zugesetzt werden (im Allgemeinen jedoch nicht dem Grippeimpfstoff), um die Immunantwort zu verstärken und die Verwendung einer geringeren Dosis des Impfstoffantigens zu ermöglichen. Laut Prausnitz sind die meisten Adjuvantien nicht mit dem Mikronadelpflaster kompatibel. Es kann sich herausstellen, dass es kein Problem ist - Hautimpfstoffe können eine stärkere Immunantwort hervorrufen als intramuskuläre Impfstoffe, wodurch Adjuvantien unnötig werden. Ist dies nicht der Fall, muss möglicherweise eine höhere Dosis an Impfstoffantigenen in den Pflastern als in den Injektionen verwendet werden, oder es müssen verschiedene Adjuvantien entwickelt werden, die in Pflasterform verwendet werden können. Die Forscher sind jedoch optimistisch, dass Herausforderungen bewältigt werden können. Und sie sagen, dass das Pflaster wahrscheinlich billiger ist als herkömmliche Impfungen, da weder Kühlung noch medizinisches Fachpersonal erforderlich sind.

"Es wäre riesig, transformierend", sagt Pettigrew. "In der Tat ist dies ein wunderbares Beispiel dafür, wie technologische Innovationen unser Leben im Allgemeinen verbessern und in diesem Fall die Gesundheit von uns allen verbessern können."

Nadelfreies Pflaster macht die Impfung so einfach wie das Anlegen eines Pflasters