Des scientifiques de l’Université de Stanford et de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill ont créé un patch de vaccin imprimé en 3D qui offre une meilleure protection qu’un vaccin typique.
L’astuce consiste à appliquer le patch vaccinal directement sur la peau, qui est pleine de cellules immunitaires ciblées par les vaccins.
La réponse immunitaire résultante du patch vaccinal était 10 fois supérieure à celle du vaccin administré dans un muscle du bras avec un coup d’aiguille, selon une étude menée sur des animaux et publiée par l’équipe de scientifiques du Actes de l’Académie nationale des sciences.
Les micro-aiguilles imprimées en 3D alignées sur un patch en polymère et à peine assez longues pour atteindre la peau pour administrer les vaccins sont considérées comme une percée.
« En développant cette technologie, nous espérons jeter les bases d’un développement mondial encore plus rapide de vaccins, à des doses plus faibles, sans douleur ni anxiété », a déclaré Joseph M. DeSimone, auteur principal de l’étude et entrepreneur en technologie d’impression 3D. , professeur de médecine translationnelle et de génie chimique à l’Université de Stanford et professeur émérite à l’UNC-Chapel Hill.
La facilité et l’efficacité d’un patch vaccinal ont ouvert la voie à une nouvelle façon d’administrer des vaccins indolores, moins invasifs qu’une injection avec une aiguille et pouvant être auto-administrés.
Les résultats de l’étude montrent que le patch vaccinal a généré une réponse significative en anticorps spécifiques aux lymphocytes T et à l’antigène qui était 50 fois supérieure à une injection sous-cutanée administrée sous la peau
Cette réponse immunitaire accrue pourrait entraîner une économie de dose, avec un patch vaccinal à micro-aiguille utilisant une dose plus faible pour générer une réponse immunitaire similaire à celle d’un vaccin administré avec une aiguille et une seringue.
Alors que les patchs micro-aiguilles sont étudiés depuis des décennies, les travaux de Carolina et Stanford surmontent certains défis passés : grâce à l’impression 3D, les micro-aiguilles peuvent être facilement personnalisées pour développer divers patchs vaccinaux contre la grippe, la rougeole, l’hépatite ou les vaccins COVID-19.
Avantages du patch vaccinal
La pandémie de COVID-19 a été un rappel brutal de la différence faite avec une vaccination en temps opportun. Mais se faire vacciner nécessite généralement une visite dans une clinique ou un hôpital.
Là, un fournisseur de soins de santé obtient un vaccin d’un réfrigérateur ou d’un congélateur, remplit une seringue avec la formulation de vaccin liquide et l’injecte dans le bras.
Bien que ce processus semble simple, il existe des problèmes qui peuvent entraver la vaccination de masse – du stockage au froid des vaccins au besoin de professionnels qualifiés pouvant administrer les vaccins.
Pendant ce temps, les patchs vaccinaux, qui incorporent des microaiguilles enduites de vaccin qui se dissolvent dans la peau, pourraient être expédiés n’importe où dans le monde sans manipulation spéciale et les gens peuvent appliquer le patch eux-mêmes.
De plus, la facilité d’utilisation d’un patch vaccinal peut conduire à des taux de vaccination plus élevés.
Comment sont fabriqués les patchs
C’est généralement un défi d’adapter les micro-aiguilles à différents types de vaccins, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Shaomin Tian, chercheur au département de microbiologie et d’immunologie de la faculté de médecine de l’UNC.
« Ces problèmes, associés aux défis de fabrication, ont sans doute freiné le domaine des micro-aiguilles pour l’administration de vaccins », a-t-elle déclaré.
La plupart des vaccins micro-aiguilles sont fabriqués avec des modèles maîtres pour fabriquer des moules. Cependant, le moulage de micro-aiguilles n’est pas très polyvalent, et les inconvénients incluent une netteté réduite des aiguilles lors de la réplication.
Notre approche nous permet d’imprimer directement en 3D les micro-aiguilles, ce qui nous donne une grande latitude de conception pour fabriquer les meilleures micro-aiguilles du point de vue des performances et des coûts. »
Shaomin Tian, chercheur, Département de microbiologie et d’immunologie, Faculté de médecine, Université de Caroline du Nord
Les patchs de micro-aiguilles ont été imprimés en 3D à l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill à l’aide d’un prototype d’imprimante 3D CLIP inventé par DeSimone et produit par CARBON, une entreprise de la Silicon Valley qu’il a cofondée.
L’équipe de microbiologistes et d’ingénieurs chimistes continue d’innover en formulant des vaccins à ARN, comme les vaccins Pfizer et Moderna COVID-19, en patchs micro-aiguilles pour de futurs tests.
« L’une des plus grandes leçons que nous ayons apprises pendant la pandémie est que l’innovation dans les sciences et la technologie peut faire ou défaire une réponse mondiale », a déclaré DeSimone. « Heureusement, nous avons des travailleurs de la biotechnologie et de la santé qui repoussent les limites pour nous tous. »
