3D-gedrucktes Impfpflaster

Die Infektionszahlen steigen aktuell wieder und damit auch der Wunsch nach bzw. der Notwendigkeit zu einer Impfung. Ein Team von Wissenschaftlern der University of North Carolina in Chapel Hill und der Stanford University hat ein 3D-gedrucktes Impfpflaster mit Mikronadeln entwickelt, das eine Verbesserung zu der bisher üblichen Impfung mit einer Nadel bieten soll.

Immunantwort 10 Mal stärker

Das Pflaster wird direkt auf die Haut aufgetragen, über die 3D-gedruckten Mikronadeln gelangt der Impfstoff in den Körper. Dort soll die Immunantwort im Vergleich zu einer konventionellen Impfung deutlich größer ausfallen. Bei Tierversuchen konnte eine um das 10fache gesteigerte Immunantwort festgestellt werden.

Es wurde zudem eine signifikante T-Zell- und Antigen-spezifische Antikörperantwort festgestellt, die 50 Mal stärker war als bei der Injektion in einen Armmuskel. Den Erfolg führen die Wissenschaftler insbesondere auf die 3D-gedruckten Mikronadeln zurück.

„Mit der Entwicklung dieser Technologie hoffen wir, den Grundstein für eine noch schnellere globale Entwicklung von Impfstoffen in niedrigeren Dosen auf schmerz- und angstfreie Weise zu legen“, sagte der leitende Studienautor und Professor für Translationale Medizin und Chemieingenieurwesen an der Stanford University Joseph M. DeSimone.

Das Impfstoffpflaster stellt die Weichen für einen neuen Weg, Impfstoffe zu verabreichen, die weniger Schmerzen bereiten und weniger invasiv sein wird als bei einer Injektion mit einer Nadel. Die verstärkte Immunantwort könnte zu einer Dosiseinsparung führen, um eine ähnliche Immunantwort zu erzeugen. Während Mikronadelpflaster seit Jahrzehnten untersucht werden, hat das Team einige Herausforderungen der Vergangenheit gelöst. So können durch den 3D-Druck die Mikronadeln auf einfache Weise angepasst werden, um verschiedene Impfstoffpflaster gegen Grippe-, Masern-, Hepatitis- oder COVID-19 zu erzeugen.

Impfstoffpflaster können mit Impfstoff beschichtete Mikronadeln enthalten, die sich in der Haut auflösen, ohne besondere Handhabung überall auf die Welt verschickt werden und von den Menschen selbst aufgeklebt werden. Auf diese Weise könnten die Impfraten deutlich erhöht werden.

An der University of North Carolina in Chapel Hill wurden die Mikronadel-Patches mit einem CLIP-Prototyp-3D-Drucker aufgebaut. DeSimone hat ihn erfunden und Carbon stellt diesen her. Das Team möchte nun mRNA-Impfstoffe wie jene von Biontech/Pfizer und Moderna zu Mikronadelpflastern umformulieren und diese unter Leistungs- und Kostengesichtspunkten herstellen.

Ein Forschungsbericht ist erschienen unter: https://www.pnas.org/content/118/39/e2102595118