Teknologi Microneedle

Read Also

Dalam ulasan ini, kami menilai vaksin sebagai komponen penting dari kesiapsiagaan pandemi. Kemampuan manufaktur yang tidak memadai dapat menghambat produksi dan pengirimannya. Juga, ada kebutuhan yang kuat untuk membangun teknologi untuk mengurangi dosis antigen, karena dosis antigen vaksin yang lebih rendah menyebabkan respons sel T yang lebih baik. Studi in vitro menunjukkan hubungan erat antara dosis antigen dan aviditas fungsional sel T CD8. Data terbaru telah mengkonfirmasi hubungan ini untuk sel T CD4 dan CD8 setelah vaksinasi pada hewan dan manusia. Eksplorasi strategi penghematan dosis tersebut memerlukan rute alternatif untuk pemberian vaksin, seperti intradermal. Injeksi vaksin konvensional melewati sistem kekebalan kulit dan memasukkan antigen ke dalam otot atau jaringan subkutan di mana tidak ada populasi APC residen yang terdeteksi. Namun, kulit merupakan area anatomis dengan kapasitas imunogenisitas yang lebih besar karena adanya banyak sel Langerhans epidermal dan sel dendritik dermal. Percobaan Fase I dilakukan oleh Combadière et al. untuk membuktikan superioritas intradermal relatif terhadap intramuskular. Pengiriman transkutan dari vaksin influenza yang tidak aktif menghasilkan induksi yang lebih efektif dari respon sel CD8+ T spesifik influenza dibandingkan dengan yang diberikan melalui rute IM. Terlepas dari keuntungan dan upaya penelitian yang substansial, pengiriman vaksin transdermal belum mencapai potensi penuhnya sebagai alternatif injeksi hipodermik.

Hambatan yang jelas untuk suntikan adalah fobia jarum. Survei melaporkan bahwa ~ 25% orang tua dan lebih dari 60% anak-anak telah melaporkan ketakutan akan jarum suntik, hambatan yang signifikan untuk vaksinasi. Sejak MNs pendek dan cukup sempit untuk mencegah stimulasi saraf dermal, tidak ada rasa sakit yang terkait dengan pemberian vaksin melalui rute ini. Patch berbasis MN bertujuan untuk mengatasi kebutuhan untuk memberikan obat dengan kemudahan pemberian oral dan efektivitas yang sama dengan injeksi MNs mengukur ratusan mikron dan diberikan di kulit, yang tebalnya 1-2 mm di situs administrasi tertentu, mengatasi lapisan penghalang kulit terluar, stratum korneum, dan menyediakan jalur sementara untuk pengiriman transkutan invasif minimal. Secara khusus, array MN dilampirkan ke backing, yang memungkinkan aplikasi seperti perban. Oleh karena itu, pemberian vaksin melalui kulit menggunakan MN akan memberikan solusi yang hemat biaya, cepat, dan aman tanpa personel terlatih.

Gambar Kemungkinan manfaat implementasi vaksin MN di negara berkembang

Vaksinasi Microneedle (MN) memberikan respons imunologis yang unggul pada dosis yang sama. Beberapa penelitian telah menemukan produksi antibodi yang lebih tinggi dan respon seluler yang lebih baik menggunakan MNs dibandingkan dengan suntikan hipodermik. Menggunakan susunan MN yang sangat padat dapat meningkatkan respons imunologis. Kerusakan yang lebih signifikan pada sel-sel di epidermis akan meningkatkan sinyal imunogenik, yang mengarah pada penghematan lebih lanjut dalam dosis vaksin. Dengan mengurangi paparan antigen terhadap tekanan yang merusak protein selama fabrikasi mikropartikel tradisional/enkapsulasi antigen, stabilitas antigen dapat dipertahankan dengan baik. MN yang ada menangani sel dendritik residen kulit secara langsung; antigen didistribusikan oleh MNs diambil oleh sel dendritik kulit dan diangkut untuk presentasi antigen ke kelenjar getah bening pengeringan kulit. Seperti yang ditunjukkan oleh penelitian terbaru, yang terakhir adalah masalah, karena sel-sel dendritik ini relatif tidak efisien dalam transportasi antigen, karena kurang dari 1% antigen yang disuntikkan memasuki kelenjar getah bening. Sebuah pendekatan alternatif dapat untuk memberikan antigen di mana mereka dapat dikeringkan ke kelenjar getah bening dan mengaktifkan sel dendritik kelenjar getah bening-residen. Lapisan dermis kulit sangat perfusi dengan jaringan kapiler limfatik. Akibatnya, secara langsung menargetkan vaksin ke kelenjar getah bening setelah pengiriman intradermal melalui MN tampaknya masuk akal. Dalam sebuah penelitian yang berkaitan dengan pengiriman protein MN, Harvey et al. melakukan studi pencitraan menggunakan pewarna reporter menunjukkan serapan limfatik-dimediasi cepat.

MN meningkatkan kepatuhan vaksin dan dapat meningkatkan keamanan dengan meminimalkan produksi limbah medis berbahaya, menghambat penularan penyakit melalui penggunaan kembali jarum suntik dan kecelakaan akibat jarum. Penelitian terbaru telah menunjukkan efektivitas MNs untuk gangguan stratum korneum yang andal dan bebas rasa sakit, mendorong pengiriman komponen vaksin spektrum luas secara transkutan. Namun, sangat penting untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang reaksi merugikan dan efek samping, untuk mendapatkan pemahaman penuh tentang konsekuensi jangka panjang dari deposisi polimer di kulit. Meskipun aplikasi pengiriman vaksin jangka panjang berulang tidak diperlukan, ada kebutuhan untuk menjelaskan secara menyeluruh efek deposisi polimer. Deposisi polimer dapat mengakibatkan akumulasi polimer dalam jaringan, menyebabkan eritema lokal atau berkembang menjadi granuloma atau akumulasi pada organ pembersihan tubuh.

Keuntungan potensial dari MN adalah bahwa mereka akan mengurangi keahlian yang dibutuhkan untuk administrasi, karena mereka ditekan ke kulit dengan tangan atau menggunakan aplikator tertentu. Pemberian sendiri tidak tepat dalam beberapa kasus, tetapi pemberian oleh personel yang kurang terlatih masih akan meningkatkan akses ke vaksin, terutama di negara berkembang.

Gambar MN untuk vaksinasi influenza. a MN berisi larik 100 MN berukuran tinggi 650 m yang dipasang pada alas perekat. b MN diberikan secara manual ke pergelangan tangan, memungkinkan pemberian sendiri oleh peserta studi

Masalah lain di negara-negara ini adalah pemborosan vaksin. Misalnya, terkadang hanya sebagian dari dosis yang digunakan sebelum vaksin kadaluarsa. Bisa juga terjadi bahwa petugas kesehatan memutuskan untuk tidak memvaksinasi pasien, karena hal itu akan membutuhkan pembukaan botol vaksin baru jika pasien tidak cukup untuk menggunakan seluruh botol. Menghindari komplikasi ini dimungkinkan dengan menggunakan MN dosis tunggal sekali pakai. “cold chain” adalah aspek inti lebih lanjut saat mengirimkan vaksin dari titik pembuatan hingga titik penggunaan. Cold chain adalah metode yang mahal untuk menyimpan dan mendistribusikan vaksin pada suhu yang direkomendasikan untuk menjaga potensi vaksin. Perkiraan biaya penyimpanan rantai dingin adalah $200–300 juta per tahun, dan kekurangan vaksin sering kali diakibatkan oleh kekurangan infrastruktur ini.

Meskipun mempertahankan cold chain itu mahal, sangat penting dalam memasok vaksin ke klinik yang jauh di iklim panas yang dilayani oleh jaringan transportasi yang kurang berkembang. MN dapat meningkatkan stabilitas tanpa pendinginan, sebagian karena sifat solid-state mereka. Mistilis dkk. menunjukkan bahwa vaksin influenza berbasis MN dapat stabil setidaknya 6 bulan pada 25 ° C dan setidaknya beberapa minggu pada 40 ° C. Penelitian lain memiliki hasil yang serupa dengan formulasi yang berbeda.

Vaksin lyophilized jauh lebih cocok untuk penyimpanan jangka panjang dan lebih tahan terhadap suhu ekstrim dan kelembaban. Oleh karena itu, pengeringan beku dapat membantu dalam kondisi di mana mempertahankan rantai dingin sulit dilakukan, tetapi fase padat kemudian harus diikuti dengan rekonstitusi kembali menjadi bentuk cair siap injeksi. Ini adalah prosedur rumit yang membutuhkan personel khusus untuk menghindari kesalahan yang dapat berakibat parah pada kesehatan pasien. Sebaliknya, MN tidak perlu dilarutkan, karena mereka menggunakan cairan kulit untuk mengantarkan molekul. MN masih membutuhkan kondisi untuk mempertahankan aktivitas obat, integritas, dan sterilitas. Kemasan memainkan peran yang cukup besar dalam memberikan perlindungan kimia, fisik, dan mekanik.

Semua atribut positif MN yang disebutkan harus dievaluasi dan ditangani secara ketat untuk menerjemahkan teknologi ke dalam penggunaan klinis. Adopsi pengguna akhir dari teknologi ini harus diukur, dipahami, dan dimodifikasi untuk memasukkan kebutuhan pengguna. Sebuah tinjauan literatur baru-baru ini menganalisis persepsi dan penerimaan teknologi vaksinasi MN, terutama pada populasi anak-anak. Temuan mengungkapkan pandangan yang menguntungkan dari populasi umum dan teknologi praktisi perawatan kesehatan, menyebutkan beberapa manfaat yang secara luas terkait dengan teknik ini. Meski begitu, ada pertanyaan tentang ketidaktahuan dengan teknologi dan kemampuan untuk memastikan pengiriman vaksin yang akurat.

Masalah saat ini adalah bahwa sebagian besar studi MN terjadi pada skala laboratorium. Untuk meningkatkan produksi, pendekatan baru untuk manufaktur perlu dikembangkan, dan investasi keuangan lebih lanjut dari farmasi besar diperlukan di tahun-tahun mendatang. Kemampuan pemuatan dosis juga harus didiskusikan untuk pertimbangan pembuatan MN sehingga produsen vaksin dapat mengintegrasikan teknologi ke dalam prosesnya. Sentrifugasi masih digunakan oleh sebagian besar laboratorium, tetapi nanodispenser otomatis atau metode lain yang lebih cepat mungkin merupakan solusi yang lebih memadai untuk industri. Misalnya, tim mengembangkan jenis baru cetakan betina, yaitu double-penetration female mold (DPFM). DPFM memiliki titik-titik yang ditutupi oleh membran pernafasan kedap air yang telah terbukti membantu dalam mengurangi efek resistensi gas dan viskositas larutan. Untuk fabrikasi scale-up melarutkan MN, positive-pressure microperfusion technique (PPPT) berdasarkan DPFM diusulkan. Akhirnya, menetapkan persyaratan persetujuan yang seragam dan standar untuk praktik manufaktur yang baik, memungkinkan karakterisasi MN dan komersialisasi akhirnya, sangat penting.

MN memiliki banyak fitur yang sangat baik, seperti kemampuan untuk melintasi stratum korneum tanpa rasa sakit, invasif minimal, dan kemampuan untuk melewati metabolisme lintas pertama. Manfaat tersebut membuat MNs kandidat yang luar biasa untuk pengiriman biomolekul imunologi.