MedicinaStampa 3D per l'emergenza COVID-19

Il cerotto stampato in 3D promette la vaccinazione COVID-19 senza iniezione

I ricercatori della Carolina e della Stanford University, tra cui il co-fondatore di Carbon Joe De Simone, hanno sviluppato un cerotto per vaccini con microaghi

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Gli scienziati della Stanford University e dell’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, tra cui il cofondatore di Carbon Joe De Simone come autore principale dello studio, hanno creato un cerotto per vaccino stampato in 3D che fornisce una protezione maggiore rispetto a un tipico vaccino. Mentre i cerotti con microaghi sono stati studiati per decenni, il lavoro di Carolina e Stanford supera alcune sfide del passato: attraverso la stampa 3D, i microaghi possono essere facilmente personalizzati per sviluppare vari cerotti per vaccini per influenza, morbillo, epatite o vaccini COVID-19.

La risposta immunitaria risultante dal cerotto vaccinale era 10 volte maggiore di un vaccino somministrato in un muscolo del braccio con un ago, secondo uno studio condotto su animali e pubblicato dal team di scienziati negli Atti della National Academy of Sciences. La svolta è nei microaghi stampati in 3D allineati su un cerotto polimerico e a malapena abbastanza lunghi da raggiungere la pelle per somministrare il vaccino.

“Nello sviluppo di questa tecnologia, speriamo di gettare le basi per uno sviluppo globale ancora più rapido di vaccini, a dosi più basse, in modo senza dolore e ansia”, ha affermato l’autore principale dello studio e imprenditore nella tecnologia di stampa 3D Joseph M. DeSimone, che, oltre al suo ruolo in Carbon, è professore di medicina traslazionale e ingegneria chimica alla Stanford University e professore emerito alla UNC-Chapel Hill.

La facilità e l’efficacia di un cerotto vaccinale hanno posto le basi per un nuovo modo di somministrare vaccini indolori, meno invasivi di un’iniezione con un ago e che possono essere autosomministrati.

I risultati dello studio mostrano che il cerotto vaccinale ha generato una risposta significativa delle cellule T e degli anticorpi antigene-specifici che era 50 volte maggiore di un’iniezione sottocutanea somministrata sotto la pelle. Questa maggiore risposta immunitaria potrebbe portare a un risparmio di dose, con un cerotto vaccinale con microaghi che utilizza una dose più piccola per generare una risposta immunitaria simile a quella di un vaccino somministrato con un ago e una siringa.

Il cerotto per vaccino stampato in 3D offre la vaccinazione con microaghi COVID-19 senza un colpo
Il dottor Joseph M. DeSimone, autore principale dello studio, è presidente esecutivo del consiglio di amministrazione e cofondatore di Carbon, nonché professore di medicina traslazionale e ingegneria chimica presso la Stanford University e professore emerito presso l’UNC-Chapel Hill.

Vantaggi del cerotto vaccinale

La pandemia di COVID-19 è stata un duro promemoria della differenza che c’è nella vaccinazione tempestiva. Ma ottenere un vaccino in genere richiede una visita in una clinica o in un ospedale. Lì un operatore sanitario ottiene un vaccino da un frigorifero o da un congelatore, riempie una siringa con la formulazione liquida del vaccino e la inietta nel braccio.

Sebbene questo processo sembri semplice, ci sono problemi che possono ostacolare la vaccinazione di massa, dalla conservazione a freddo dei vaccini alla necessità di professionisti qualificati che possano dare le vaccinazioni. Nel frattempo, i cerotti vaccinali, che incorporano microaghi rivestiti di vaccino che si dissolvono nella pelle, potrebbero essere spediti in qualsiasi parte del mondo senza una manipolazione speciale e le persone possono applicare il cerotto da soli.

Inoltre, la facilità di utilizzo di un cerotto vaccinale può portare a tassi di vaccinazione più elevati. Forse, la garanzia che non sia coinvolta nessuna “puntura di spillo” potrebbe smuovere coloro che ancora resistono alla vaccinazione COVID-19 montando teorie cospirative per giustificare le loro paure irrazionali di aghi e colpi. E infine, aiuterebbe il mondo a superare questa pandemia.

Realizzare il cerotto del vaccino stampato in 3D

“In genere è una sfida adattare i microaghi a diversi tipi di vaccino”, ha affermato l’autore principale dello studio Shaomin Tian, ​​ricercatore presso il Dipartimento di Microbiologia e Immunologia della Scuola di Medicina dell’UNC. “Questi problemi, insieme alle sfide di produzione, hanno probabilmente ostacolato il campo dei microaghi per la somministrazione del vaccino”, ha affermato.

La maggior parte dei vaccini a microaghi sono fabbricati con modelli master per creare stampi. Tuttavia, lo stampaggio dei microaghi non è molto versatile e gli inconvenienti includono una ridotta affilatura dell’ago durante la replica. “Il nostro approccio ci consente di stampare direttamente in 3D i microaghi, il che ci offre molta libertà di progettazione per realizzare i migliori microaghi dal punto di vista delle prestazioni e dei costi”, ha affermato Tian.

Il cerotto per vaccino stampato in 3D con microaghi è stato prodotto in Carolina utilizzando il prototipo di stampante 3D che DeSimone ha inventato ed è prodotto da Carbon, la società della Silicon Valley da lui co-fondata.

Il team di microbiologi e ingegneri chimici sta continuando a innovare formulando vaccini a RNA, come i vaccini Pfizer e Moderna COVID-19, in cerotti con microaghi per test futuri.

“Una delle lezioni più importanti che abbiamo imparato durante la pandemia è che l’innovazione nella scienza e nella tecnologia può creare o distruggere una risposta globale”, ha affermato DeSimone. “Per fortuna abbiamo operatori sanitari e biotecnologici che lavorano per tutti noi”.

Ulteriori autori dello studio includono Cassie Caudill, Jillian L. Perry, Kimon lliadis, Addis T. Tessema e Beverly S. Mecham di UNC-Chapel Hill e Brian J. Lee di Stanford.

 

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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version.

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