4D打印来了,打针再也不怕痛了

快公司FastCompany快公司 2020-03-04 15:45

[图片来源:CreepyCube/iStock图片库]

没有人喜欢打针,毕竟皮下注射针还真的挺痛的。有研究表明,四分之一的成年人和一半的儿童都害怕打针,8%的人表示,他们曾经为了回避疼痛而故意不去接种疫苗。对另一些人来说,打针虽然有必要,但也存在医疗风险。糖尿病患者可能因为定期的血液检测或胰岛素注射而受到感染,持续的针扎还会损坏他们的皮肤。

罗格斯大学一项新研究提出了一种更为人性化的针头,其灵感来自自然界中的动物智慧。

这是一块贴片,上面布满了所谓的“微针”。把它贴在皮肤上,针就会戳进你的手臂。这些针带有倒钩,就像蜜蜂的刺或寄生虫的附肢。所以,一旦刺穿皮肤,它们就可以固定住,直到完成测试或其它任务。由于针头是中空的,它们还可以输送药物或抽血,就像普通针头一样,但不会造成任何疼痛。

[图片来源:Riddish Morde/罗格斯大学]

研究人员将这种针的制作过程称为“4D打印”。基本上,这些针是3D打印的聚合物,但其核心结构是一种可编程的材料,打印结束后还能自行改变形状,就像自折叠式的折纸一样(过去,麻省理工学院曾多次试验过这种材料制作方法)。正是这种折叠产生了圆形的倒钩。

这种微针附着皮肤的能力比此前研究过的任何微针都要强18倍,因此,它们在药物传递上更为可靠。未来,我们也有可能利用一块贴片追踪抗体、DNA的变化或其它生物指标。测试研究表明,这种贴片能够持续24小时给药。

那么,这些微针会取代药物吗?主持该研究的李浩源(Howon Lee,音译)教授已经为其技术申请了专利,但商业化具体需要多长时间,他也说不准。这项研究的背后是一场更大规模的行动,旨在借助微针推动皮下注射针革命,通过技术和设计的结合,证明这个由来已久的想法。李相信,这场革命“也许在下一个十年”就会到来。

20世纪90年代,微针研究正式开始。在此之前的几十年里,科学家们一直假设,显微针有一天能够用于无痛采血或输送药物。30年前,随着微芯片制造业的兴起,纳米级材料和结构的研究成为可能,这些理论也突然变得可行起来。

今天,市面上有无数种透皮贴剂可经皮肤输送不同的药物和草药,但大多数都是无针设计,化学物质只能渗透到你的身体里(效率和可靠性均不如微针)。3M公司目前有两款可输送药物和疫苗的贴片正在进行早期测试。其它公司正在研究更简单的微针贴片,可在手臂上留下小孔,然后马上取下,再用传统的皮肤贴片覆盖在小孔上,从而更有效地给药。

还有一些其它研究则着眼于微针的整体效果,于是就有了上文所介绍的倒钩微针,以及去年开发的一个系统,在氢气泡泡的动力下,利用镁将微针的“有效载荷”主动刺入你的皮肤。这些替代方案分别处于不同的开发阶段,但都指向了打针体验的重要转变。

皮下注射针令人恐惧,其替代品的研究才刚刚开始取得成果,并将迅速得到改进。现在,如果科学界能够消除人们对疫苗的非理性恐惧,我们就能实现真正的进步了。

(翻译:李美玉)

(编辑:区嘉盛)