Знаете ли къде и кога се появиха първите игли и спринцовки? През 1853 г. в Кралския колеж по медицина, на няколко километра от Единбург, шотландецът Александър Ууд регистрира първия си патент за игла и спринцовка. Ето и патентования образец. Най-изненадващо е, че изглежда почти идентичен с иглата, която използваме днес..
Да се обърнем към областта на ваксините. Повечето от тях се инжектират с игла и спринцовка - тази технология е на 160 години. Трябва да се даде дължината му: по много начини ваксината е успешна технология. След чиста вода и канализация, ваксинацията е технологията, която най-вече е увеличила продължителността на живота. Това е факт, който е много трудно да се победи..
Но както и всяка друга технология, ваксините имат своите недостатъци, а иглата със спринцовка е ключът към тази история, тази стара технология. Да започнем с очевидното: много от нас не харесват игли и спринцовки. Освен това 20% от населението има нещо, наречено трипанофобия - страхът от инжекции. Това е повече от просто неприязън, той активно избягва ваксинирането поради страх от инжекции. Това е проблематично поради масовата употреба на ваксини.
Вторият ключов проблем е увреждането от използването на иглата. Според статистиката на СЗО 1.3 милиона смъртни случая годишно възникват в резултат на последващо заразяване на местата за ваксинация..
Но в допълнение към тези два добре познати недостатъка, има още две, които едва ли можете да чуете. Първо: смята се, че те забавят развитието на следващото поколение ваксини по отношение на реакцията на имунната система към тях. Второ, те могат да доведат до проблем с веригата, който ще обсъдим по-нататък.
Д-р Макър Кендал сподели това, което той и неговият екип работят в Университета на Куинсланд в Австралия. Това е технология, наречена Nanopatch, която има за цел да разреши тези четири проблема:
- Ето една примерна нанопачка. За невъоръжено око виждаме само един квадрат, по-малък от пощенска марка, но под микроскопа можем да видим хиляди малки проекции, невидими за човешкото око. На този площад има около 4000 души. Проектирах тези издатини така, че да изпълняват ключова роля - работили заедно с имунната система на кожата. Това е много важна характеристика, вградена в Nanopatch..
Създаваме метод на нанопач, наречен дълбоко реактивно йонно ецване. Този метод е заимстван от полупроводниковата индустрия, поради което е евтин и може да се използва при производството на огромно количество материал..
Ние използваме ваксини като сухо покритие от нанопачкови издатини, които се прилагат върху кожата. Най-простият пример за употреба е на пръста. Въпреки това, пръстите не винаги са удобни, така че ние сме изобретили апликатора. Това е много просто устройство, което може да се нарече "умен пръст". Устройството се управлява от пружинно задвижване. Измислихме следното: когато Nanopatch се прилага върху кожата - (Click) - няколко събития се случват едновременно. Първо, издатините на Nanopatch преминават през плътния външен слой и ваксината се освобождава много бързо - всъщност, за по-малко от минута. След това можете да премахнете Nanopatch и да го изхвърлите. И, разбира се, можете да използвате повторно самия апликатор..
Сега имате представа какво представлява Nanopatch и ключовите му предимства са незабавно ясни. Говорихме за факта, че това не означава използването на игла, - тези издатини дори не могат да се видят. Така че ние решаваме проблема с трипанофобията..
Нека се отдръпнем и да помислим за другите две наистина важни ползи: първо, подобрени имунни реакции, дължащи се на начина на приложение, второ, да се отървем от студената верига..
Да започнем с първата, с идеята за имуногенност. Ще ми отнеме малко време, за да го разбера, но ще се опитам да обясня с прости думи. Нека да се отклоним малко и да видим как работят ваксините. Тяхното действие се състои в въвеждането на антиген в тялото, което е безопасна форма на бактерии. Изглежда, че тази бактерия заблуждава тялото, принуждавайки я да произведе имунен отговор, да научи и да си спомни как да се справя с "неканени гости". Когато се появи истинско „натрапник“, тялото веднага ще реагира по научен начин и ще неутрализира инфекцията..
Днес всичко това се прави чрез игла и спринцовка. Повечето ваксини са въведени по този начин - по тази стара технология. Но се смята, че иглата забавя имунния отговор; тя пропуска зоната на "най-доброто възприятие" на кожата. За да изясним тази идея, ще трябва да пътуваме по кожата, като вземем една от тези издатини и поставим Nanopatch на кожата. Ще видим такива данни. Това са реални данни. Това нещо е едно от издатините на нанопач, прикрепени към кожата, и тези цветове са различни слоеве. За представяне на скалата: ако иглата беше показана тук, тя би била твърде голяма. 10 пъти по-голям от този на екрана и прониква 10 пъти по-дълбоко. Тя е напълно изключена от мрежата. Веднага виждате как тези издатини влизат в кожата. Този червен слой е плътният външен слой на мъртвата кожа, а кафявите и лилавите слоеве са плътно опаковани с имунни клетки. Като пример, в кафявия слой има специфичен клетъчен тип, наречен клетка Лангерханс. Всеки квадратен милиметър от нашето тяло е изпълнен с клетки на Лангерхан - имунни клетки. Но има и други, които не сме поставили в тази цифра. Можете да видите, че Nanopatch е наистина дълбоко в кожата. Целта е хиляди и хиляди от тези клетки, които са в слой от гъста коса на повърхността на кожата.
Като човек, който е изобретил и патентован Nanopatch, аз го намирам за много вдъхновяващо. Е, какво от това? И така, какво насочваме към тези клетки? Какво означава това в света на ваксините? Светът на ваксините става все по-добър, по-систематичен. Въпреки това, все още е трудно да се каже със сигурност дали ваксината ще работи, докато не завъртите ръкавите си, не направите инжекция и не изчакайте. Дори и днес това е игра на рулетка.
При разработването на техниката ние също трябваше да го изпълним. Взехме ваксината срещу грип, приложихме я на Nanopatch, поставихме Nanopatch върху кожата и изчакахме - всички на живо животно. Чакахме един месец и това открихме. Това е слайд, показващ имунните реакции, които причинихме нанопач в сравнение с убождането, което ги причиняваше в мускула. Хоризонталната ос показва дозата в нанограма. На вертикалната ос е генерираният имунен отговор. Но тази пунктирана линия показва защитния праг. Ако сме над тази линия, реакцията трябва да е защитна; ако е по-ниско, тогава не. Червената линия е главно под тази крива и всъщност има само една точка, получена с игла в защитната зона, и това е с висока доза от 6 000 нанограма. Но обърнете внимание на тази напълно различна крива, която виждаме под формата на тази синя линия. Това са резултатите от Nanopatch. Дозата, приложена от Nanopatch, е напълно различна имуногенна крива. Много окуражаваща възможност. Изведнъж имаме най-новия лост в света на ваксините. Можем да го използваме по следния начин: да вземем ефективна, но твърде скъпа ваксина и да получим защита, като използваме стотната част от необходимата доза, когато се прилага с игла. Така че цената на 10-доларова ваксина е намалена на 10 цента, което е изключително важно в страните от развиващия се свят..
Но има и друга гледна точка: можете да вземете ваксина, която все още не работи и да я поставите над този праг, за да я защитите. И в света на ваксините, разбира се, това е важно. Нека поговорим за трите най-сериозни заболявания: ХИВ, малария, туберкулоза. Те стават причина за смъртта на 7 милиона души годишно и няма ефективна ваксина за нито една от тях. Възможно е нанотипът да допринесе за появата на такава ваксина. Можем да кликнем на този „лост”, за да „избутаме” потенциалните ваксини над линията. В моята лаборатория работихме с много други ваксини, които ни дадоха реакции и криви, подобни на тази, получена от грипа..
Сега бих искал да прехвърля разговора на друг ключов недостатък на съвременните ваксини - необходимостта да се управлява студената верига. Както подсказва името, "студената верига" е необходимостта да се съхраняват ваксините веднага след производството и до края на охлаждането. Това създава някои логистични трудности, но има начини да се постигне това. Това е донякъде критична ситуация, но тя помага да се илюстрират логистичните затруднения в специфичните оскъдни условия на ресурсите, да се разбере как при такива условия може да бъде трудно да се достави ваксината охладена и да се поддържа студената верига. Ако ваксината е прекалено топла, тя може да не работи, но е интересно, че ако е твърде студено, може и да не работи..
Залозите са високи. Според СЗО, в Африка, около половината от използваните ваксини са сведени до нула поради факта, че в даден момент веригата на охлаждане е била прекъсната. Това е голям проблем с иглата и спринцовката. Спринцовката използва течна ваксина, която постоянно се нуждае от охлаждане..
Ключова характеристика на Nanopatch е сухата ваксина. Когато е в това състояние, охлаждането не е необходимо. В моята лаборатория показахме, че можем да запазим съхранението на ваксината при + 23 ° C повече от година, без да загубим ефективността си. Това е много важно подобрение. И това, което е важно, това накрая и безвъзвратно доказахме работата на Nanopatch в лабораторията. Като учен много ми харесва, обичам науката. Въпреки това, като инженер, биомедицински инженер, а също и като човек, няма да бъда удовлетворен, докато не вземем Nanopatch от лабораторията и ще им предоставим огромен брой хора по света, особено тези, които се нуждаят най-много..
Започнахме това пътуване по доста необичаен начин. Започнахме с Папуа Нова Гвинея.
Състоянието на Папуа Нова Гвинея е пример за страна в развиващия се свят. Той е със същия размер като Франция, но страда от голям брой ключови недостатъци в света на съвременните ваксини. Тук е логистиката: в страната има само около 800 хладилници, за да се запазят ваксините охладени. Много от тях са стари, като този в Порт Морсби, много почивки, а повечето не се намират в планините, където са най-необходими. Това е проблем. Освен това в Папуа - Нова Гвинея най-големият процент на HPV заболявания е човешкият папиломавирус, който може да причини рак на маточната шийка. Но тези ваксини не се предлагат в големи количества, тъй като са твърде скъпи. Поради тези две причини, като се имат предвид особеностите на Nanopatch, ние се вкоренихме в тази област и работихме с Nanopatch, донесохме го в Папуа - Нова Гвинея и накратко ще го разкажа за това..
.
