Czy wiesz, gdzie i kiedy pojawiły się pierwsze igły i strzykawki? W 1853 roku w Royal College of Medicine, kilka kilometrów od Edynburga, Scot Alexander Wood zarejestrował swój pierwszy patent na igłę i strzykawkę. Oto opatentowana próbka. Najbardziej zaskakujące, że wygląda niemal identycznie jak igła, której używamy dzisiaj..
Przejdźmy do dziedziny szczepionek. Większość z nich jest zaopatrzona w igłę i strzykawkę - ta technologia ma 160 lat. Należy nadać jej należne: pod wieloma względami szczepionka jest skuteczną technologią. Po czystej wodzie i higienie, szczepienie jest technologią, która przede wszystkim zwiększa oczekiwaną długość życia. To jest fakt, który jest bardzo trudny do pokonania..
Ale jak każda inna technologia, szczepionki mają swoje wady, a igła ze strzykawką jest kluczem do tej historii, tej starej technologii. Zacznijmy od oczywistości: wielu z nas nie lubi igieł i strzykawek. Co więcej, 20% populacji ma coś, co nazywa się trypanofobią - lęk przed zastrzykami. To więcej niż niechęć, aktywnie unika szczepień z obawy przed zastrzykami. Jest to problematyczne ze względu na masowe stosowanie szczepionek.
Drugim kluczowym problemem są uszkodzenia spowodowane przez igłę. Według statystyk WHO, 1,3 miliona zgonów rocznie występuje w wyniku późniejszej infekcji miejsc szczepień..
Ale oprócz tych dwóch dobrze znanych niedociągnięć, są jeszcze dwa, których prawie nie można usłyszeć. Po pierwsze: uważa się, że opóźniają rozwój nowej generacji szczepionek pod względem odpowiedzi układu odpornościowego na nie. Po drugie, mogą spowodować problem z łańcuchem zimnym, który omówimy dalej.
Dr Macr Kendal podzielił się tym, nad czym on i jego zespół pracują na University of Queensland w Australii. Jest to technologia o nazwie Nanopatch, której celem jest rozwiązanie tych czterech problemów:
- Oto próbka Nanopatch. Gołym okiem widzimy tylko kwadrat mniejszy niż znaczek pocztowy, ale pod mikroskopem widzimy tysiące drobnych projekcji niewidocznych dla ludzkiego oka. Na tym konkretnym placu znajduje się około 4000 osób. Zaprojektowałem te wypukłości tak, aby spełniały kluczową rolę - współpracowały z układem odpornościowym skóry. Jest to bardzo ważna cecha wbudowana w Nanopatch..
Tworzymy metodę Nanopatch nazywaną głębokim reaktywnym trawieniem jonowym. Ta metoda została zapożyczona z branży półprzewodników, dlatego jest tania i może być wykorzystana do produkcji ogromnej ilości materiału.
Używamy szczepionek jako suchej powłoki na występy Nanopatch, które mają zastosowanie do skóry. Najprostszym przykładem użycia jest palec. Jednak palce nie zawsze są wygodne, więc wymyśliliśmy aplikator. To bardzo proste urządzenie, które można nazwać "inteligentnym palcem". Urządzenie sterowane jest za pomocą napędu sprężynowego. Wymyśliliśmy następujące: kiedy nanopatch jest nakładany na skórę - (kliknięcie) - kilka zdarzeń dzieje się jednocześnie. Po pierwsze, wypukłości nanopatchu przechodzą przez gęstą warstwę zewnętrzną, a szczepionka jest uwalniana bardzo szybko - w rzeczywistości w mniej niż minutę. Następnie możesz usunąć Nanopatch i wyrzucić go. I, oczywiście, możesz ponownie użyć samego aplikatora..
Teraz masz pojęcie o tym, czym jest Nanopatch, a jego główne zalety są natychmiast jasne. Mówiliśmy o tym, że nie oznacza to użycia igły - te występy nie są widoczne. Więc rozwiązujemy problem trypanofobii..
Odsuńmy się i pomyśl o dwóch innych naprawdę ważnych korzyściach: po pierwsze, poprawie odpowiedzi immunologicznej ze względu na drogę podawania, po drugie, pozbyciu się zimnego łańcucha..
Zacznijmy od pierwszego, z ideą immunogenności. Potrwa to trochę czasu, ale postaram się wyjaśnić prostymi słowami. Odgadnijmy trochę i zobaczmy, jak działają szczepionki. Ich działanie polega na wprowadzeniu antygenu do organizmu, który jest bezpieczną formą bakterii. Ta bakteria wydaje się zwodzić ciało, zmuszając je do wywołania odpowiedzi immunologicznej, uczenia się i pamiętania, jak radzić sobie z "nieproszonymi gośćmi". Kiedy pojawi się prawdziwy "intruz", ciało natychmiast odpowie w wyuczony sposób i zneutralizuje infekcję..
Dzisiaj wszystko to odbywa się za pomocą igły i strzykawki. Większość szczepionek jest wprowadzana w ten sposób - przez tę starą technologię. Uważa się jednak, że igła opóźnia odpowiedź immunologiczną; nie trafia w strefę "najlepszej percepcji" na skórze. Aby wyjaśnić tę myśl, będziemy musieli podróżować po skórze, biorąc jedną z tych wypukłości i wkładając Nanopatch na skórę. Zobaczymy takie dane. To są prawdziwe dane. To coś jest jednym z wystających nanopatchów przyczepionych do skóry, a te kolory są różnymi warstwami. Aby przedstawić skalę: gdyby igła została tu pokazana, byłaby zbyt duża. 10 razy większy rozmiar tego ekranu i wnika 10 razy głębiej. Ona jest absolutnie poza siecią. Od razu widać, jak te wypukłości wnikają w skórę. Ta czerwona warstwa jest gęstą zewnętrzną warstwą martwej skóry, a brązowe i fioletowe warstwy są gęsto upakowane komórkami odpornościowymi. Przykładowo w warstwie brązowej znajduje się specyficzny typ komórki, zwany komórką Langerhansa. Każdy milimetr kwadratowy naszego ciała jest wypełniony komórkami Langerhansa - komórkami odpornościowymi. Ale są też inne, których nie umieściliśmy na tej figurze. Widać, że Nanopatch jest naprawdę głęboki w skórze. Celem jest tysiące tysięcy komórek znajdujących się w warstwie gęstych włosów na powierzchni skóry.
Jako osoba, która wynalazła i opatentowała Nanopatch, uważam to za bardzo inspirujące. Cóż, więc co? Więc do czego celujemy w te komórki? Co to oznacza w świecie szczepionek? Świat szczepionek jest coraz lepszy, bardziej systematyczny. Jednak nadal trudno jest stwierdzić na pewno, czy szczepionka zadziała, dopóki nie zakasuje się rękawa, nie wstrzyknie i nie zaczeka. Nawet dziś jest to gra w ruletkę.
Rozwijając tę technikę, musieliśmy ją także odtwarzać. Wzięliśmy szczepionkę przeciw grypie, zastosowaliśmy ją do Nanopatcha, umieściliśmy Nanopatch na skórze i czekaliśmy - wszystko na żywym zwierzęciu. Czekaliśmy miesiąc i to właśnie znaleźliśmy. Jest to slajd pokazujący reakcje immunologiczne, które spowodowaliśmy Nanopatch w porównaniu z kutasem, który spowodował ich w mięśniu. Oś pozioma wskazuje dawkę w nanogramach. Na osi pionowej znajduje się wygenerowana odpowiedź immunologiczna. Ale ta przerywana linia wskazuje próg ochronny. Jeśli jesteśmy powyżej tej linii, reakcja ma być ochronna; jeśli jest niższy, to nie. Czerwona linia znajduje się głównie poniżej tej krzywej, a w rzeczywistości jest tylko jeden punkt uzyskany za pomocą igły w strefie ochronnej, a to przy wysokiej dawce 6000 nanogramów. Ale zwróć uwagę na tę zupełnie inną krzywą, którą widzimy w postaci tej niebieskiej linii. Są to wyniki Nanopatch. Dawka podawana przez Nanopatch to zupełnie inna krzywa immunogenna. Bardzo zachęcająca okazja. Nagle mamy najnowszą dźwignię w świecie szczepionek. Możemy go użyć w następujący sposób: weź skuteczną, ale zbyt kosztowną szczepionkę i uzyskaj ochronę, używając setnej części dawki potrzebnej po wstrzyknięciu igły. Koszt szczepionki 10-dolarowej jest zredukowany do 10 centów, co jest niezwykle ważne w krajach rozwijających się..
Ale jest jeszcze jeden punkt widzenia: możesz wziąć szczepionkę, która jeszcze nie działa i umieścić ją powyżej tego progu, czyniąc ją ochronną. A w świecie szczepionek to oczywiście ważne. Porozmawiajmy o trzech najpoważniejszych chorobach: HIV, malarii, gruźlicy. Stają się przyczyną śmierci 7 milionów ludzi rocznie i nie ma skutecznej szczepionki dla żadnego z nich. Nanopatch może prawdopodobnie przyczynić się do powstania takiej szczepionki. Możemy kliknąć tę "dźwignię", aby "wypchnąć" potencjalne szczepionki powyżej linii. W moim laboratorium pracowaliśmy z wieloma innymi szczepionkami, które dawały nam reakcje i krzywe podobne do tych, które dostaliśmy z grypą..
Teraz chciałbym przenieść rozmowę na kolejną kluczową wadę dzisiejszych szczepionek - konieczność zarządzania zimnym łańcuchem. Jak sama nazwa wskazuje, "łańcuch chłodniczy" to konieczność przechowywania szczepionek bezpośrednio po wytworzeniu i do czasu schłodzenia. To powoduje pewne trudności logistyczne, ale istnieją sposoby, aby to osiągnąć. Jest to sytuacja dość krytyczna, ale pomaga zilustrować trudności logistyczne w określonych rzadkich warunkach zasobów, zrozumieć, jak w takich warunkach może być trudne dostarczenie szczepionki schłodzonej i utrzymanie zimnego łańcucha. Jeśli szczepionka jest zbyt ciepła, może nie działać, ale interesujące jest to, że jeśli jest zbyt zimno, to może nie działać..
Stawka jest wysoka. Według WHO w Afryce około połowa wykorzystywanych szczepionek jest zredukowana do zera ze względu na fakt, że w pewnym momencie odcięto łańcuch chłodniczy. To duży problem z igłą i strzykawką. Strzykawka używa płynnej szczepionki, która stale wymaga chłodzenia..
Kluczową cechą Nanopatch jest sucha szczepionka. Gdy jest w tym stanie, chłodzenie nie jest wymagane. W moim laboratorium wykazaliśmy, że możemy utrzymać przechowywanie szczepionek w temperaturze + 23 ° C przez ponad rok bez utraty skuteczności. To bardzo ważna poprawa. I co ważne, to w końcu i nieodwołalnie udowodniliśmy pracę Nanopatch w laboratorium. Jako naukowiec bardzo mi się podoba, uwielbiam naukę. Jednak jako inżynier, inżynier biomedyczny, a także jako osoba, nie będę usatysfakcjonowany, dopóki nie weźmiemy Nanopatch z laboratorium i zapewniamy mu ogromną liczbę ludzi na całym świecie, szczególnie tych, którzy najbardziej tego potrzebują..
Rozpoczęliśmy tę podróż w dość nietypowy sposób. Zaczęliśmy od Papui Nowej Gwinei.
Stan Papui-Nowej Gwinei jest przykładem kraju w krajach rozwijających się. Jest mniej więcej tej samej wielkości co Francja, ale cierpi na wiele kluczowych niedociągnięć w świecie nowoczesnych szczepionek. Oto logistyka: w kraju jest tylko około 800 lodówek, które utrzymują szczepionki w stanie schłodzonym. Wiele z nich jest starych, takich jak ten w Port Moresby, wiele się psuje, a większość nie znajduje się w górach, gdzie są najbardziej potrzebne. To jest problem. Ponadto w Papui - Nowej Gwinei największym na świecie odsetkiem chorób HPV jest wirus brodawczaka ludzkiego, który może powodować raka szyjki macicy. Jednak szczepionki te nie są dostępne w dużych ilościach, ponieważ są zbyt drogie. Z tych dwóch powodów, biorąc pod uwagę specyfikę Nanopatch, zakorzeniłyśmy się w tej dziedzinie i pracowaliśmy z Nanopatch, przywieźliśmy ją do Papui - Nowej Gwinei, i krótko o tym powiem.
.
