Miếng dán vi kim (microneedle patches) dùng trong vận chuyển vắc-xin thay thế bơm kim tiêm: Công nghệ thay đổi cuộc chơi?

6/29/2020 5:05 PM

Nguồn: http://www.rh.gatech.edu/

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, tiêm vắc-xin có khả năng ngăn chặn khoảng 2-3 triệu ca tử vong mỗi năm [1]. Hàng năm trên thế giới, có khoảng 20 triệu người gặp phải những vấn đề sức khỏe có liên quan đến sởi. Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, phạm vi tiêm chủng vắc-xin sởi trên toàn cầu chỉ ở khoảng 85%, một tỉ lệ thấp hơn nhiều so với tỉ lệ cần thiết (93-95%) để ngăn chặn sự lây truyền của bệnh [2]. Cùng với đó, những mối đe dọa liên tục từ các đại dịch như dịch cúm lợn H1N1 ở Mexico 2009, các bệnh truyền nhiễm như bệnh gây ra do virut Ebola ở châu Phi 2014 hay gần đây là bệnh do virut MERS-CoV có nguồn gốc ở Trung Đông khiến cho việc phát triển vắc-xin cũng như tiêm chủng trở thành những vấn đề chăm sóc sức khỏe được ưu tiên hàng đầu trên toàn cầu [1] [3]. Cho tới nay, vắc-xin chủ yếu được đưa vào cơ thể bằng cách tiêm dưới da hoặc tiêm bắp nhờ sử dụng bơm kim tiêm vô trùng [1] [4]. Mặc dù đây là phương thức vận chuyển vắc-xin hiệu quả,  phương thức này có một số bất lợi đó là: thứ nhất, hầu hết bệnh nhân không thể tự tiêm mà phải cần đến sự giúp đỡ của nhân viên y tế; thứ hai, cách thức này còn chứa đựng nhiều nguy cơ về bệnh và những chấn thương liên quan đến việc sử dụng kim tiêm. Thứ ba, phương thức này khó áp dụng đại trà cho những vùng có điều kiện kinh tế khó khăn hay ở những nước đang phát triển như Việt Nam [1] [2] [4].  Do vậy, miếng dán qua da sử dụng vi kim của các nhà khoa học đến từ Viện công nghệ Georgia, Mỹ và trường Đại học Osaka, Nhật Bản đã ra đời nhằm hạn chế những bất lợi trên [3] [5]. 

Hình 1A. Sử dụng miếng dán vi kim để vận chuyển vắc-xin sởi vào hệ tuần hoàn. B. 100 miếng dán vi kim có thể thay thế cho: 100 bơm kim tiêm, 10 lọ thủy tinh chứa vắc-xin sởi và dung dịch pha loãng, 1 hộp chứa rác thải và 1 tủ lạnh để bảo quản vắc-xin. Nguồn: Gary Meek, Georgia Tech

Nhóm nghiên cứu của Edens và đồng nghiệp [5] đã chế tạo thành công miếng dán có 100 vi kim chứa vắc-xin sởi với hiệu quả đáp ứng miễn dịch cao. Cụ thể, hàm lượng kháng thể trong khỉ sau khi sử dụng miếng dán vi kim chứa vắc-xin sởi luôn lớn hơn 120 mIU/mL - hàm lượng thấp nhất đáp ứng bảo vệ cơ thể người, và hàm lượng này được duy trì trong ít nhất 133 ngày. Hơn thế nữa, những miếng dán vi kim này còn được chứng minh an toàn, bền vững trong nhiều điều kiện nhiệt độ và có thể tự phân hủy hoàn toàn trong 10 phút sau khi được ép chặt trên da, do đó hạn chế nguy cơ gây chấn thương và giảm thiểu vứt bỏ sau khi sử dụng. Đặc biệt hơn, miếng dán vi kim không gây đau do chiều dài của mỗi vi kim là 600 micromet, với chiều dài này các vi kim không thể chạm tới hệ thống sợi thần kinh dưới da. Bên cạnh đó, các nhà khoa học ở viện công nghệ Georgia [5] đã không quan sát được bất cứ sự kích ứng, nhiễm trùng hay các vấn đề sức khỏe sau khi các miếng dán vi kim này được thử nghiệm trên động vật. Thú vị là, miếng dán vi kim có thể vận chuyển một lượng tương đối chính xác thuốc hoặc vắc-xin và dễ dàng duy trì được nồng độ thuốc trong máu. Để sử dụng miếng dán này, bệnh nhân chỉ cần sử dụng một lực 28 N, một lực dễ dàng đạt được từ ngón cái, sau đó miếng dán chứa vi kim sẽ được ép chặt vào da, do vậy người bệnh có thể dễ dàng tự sử dụng cũng như mang theo mình [4] [5].

Hình 2. Các phương thức vận chuyển thuốc và vắc-xin vào da sử dụng vi kim. A: đầu tiên các loại vi kim được áp chặt vào da. B. thuốc và vắc-xin sẽ được giải phóng từ các loại vi kim này. Nguồn [4].

Miếng dán vi kim chứa vắc-xin sởi và cúm đã được thiết kế thành công hứa hẹn đem lại một phương thức mới vận chuyển chính xác, hiệu quả vắc-xin và thuốc vào cơ thể người. Đồng thời phương thức này an toàn và dễ dàng thực hiện thay thế cho phương thức sử dụng bơm kim tiêm truyền thống hiện nay. Những nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng trên người với miếng dán vi kim đang trong quá trình xét duyệt, theo dự kiến những nghiên cứu lâm sàng này có thể được thực hiện vào đầu năm 2017 [2].

Tài liệu tham khảo

  1. Could dissolvable microneedles replace injected vaccines?. Sciencedaily.com, July 14, 2015.

  2. Microneedle Patch for Measles Vaccination Could Be a Game Changer. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), April 27, 2015.

  3. Hirobe, S., et al. , 2015. Clinical study and stability assessment of a novel transcutaneous influenza vaccination using a dissolving microneedle patch. Biomaterials. 57, 50-58.

  4. Kim, Y.C., Park, J.H., Prausnitz, M.R., 2012. Microneedles for drug and vaccine delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 64, 1547-1568.

  5. Edens, C., et al., 2015. A microneedle patch containing measles vaccine is immunogenic in non-human primates. Vaccine. 33, 4712-4718.

Tác giả: Phạm Việt Cường (Đại học quốc gia Chungnam, Daejeon, Hàn Quốc)

Nguồn: http://www.vjsonline.org