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《JCR》:擔心意外懷孕?來看看這個3D打印的陰道內環!

時間:2025-01-07 10:26 來源: EFL生物3D打印與生物制造 作者:admin 閱讀:

意外懷孕可能會對女性及其家庭的健康、經濟狀況、教育和職業發展、心理健康以及社會福祉產生深遠影響,增加經濟和情感負擔,影響女性的長期福祉,以及兒童的健康和成長環境。每年6月9日是「世界女性生殖健康日」,旨在呼吁全社會關注女性健康,提醒女性提高自身健康意識和自我保健能力,進而帶動中國女性及整個家庭健康意識和健康素質的全面提高。

全球范圍內,意外懷孕、HIV感染和生殖器皰疹(HSV-2)的發病率居高不下,對性健康構成重大挑戰,尤其是在預防措施使用不足或難以獲取的地區,迫切需要一種能夠同時預防HIV、HSV-2和意外懷孕的多用途預防技術(MPT)。

 


鑒于此,北卡羅來納州立大學S. Rahima Benhabbour、亞特蘭大疾病控制和預防中心James Smith研究團隊采用先進的連續液體界面生產(CLIP™)3D打印技術制造,使用基于生物相容性的硅酮-聚氨酯樹脂。宮內節育器(IVR)裝載了抗HIV藥物(Dapivirine, DPV)、抗皰疹藥物(Pritelivir, PTV)和避孕藥物(Levonorgestrel, LNG)。

1.主要內容

 

圖1 SIL 30蜂窩IVRs的內部幾何復雜性圖


如圖1所示,3D打印的基于SIL 30樹脂的蜂窩狀宮內節育器(IVR)的內部結構,包括人類尺寸和獼猴尺寸的IVR設計,突出了它們的外部直徑(OD)、橫截面(CS)以及內部蜂窩幾何結構,這些設計特征對于藥物釋放動力學和IVR的特定表面積(SSA)至關重要,從而確保了在不同尺寸的IVR之間可以實現藥物加載和釋放動力學的直接比較。
 

圖2 SIL 30蜂窩狀人類尺寸(54毫米外徑,7.6毫米橫截面)的MPT IVR在35天內的體外藥物釋放動力學


3D打印的SIL 30蜂窩狀人類尺寸宮內節育器(IVR)在模擬陰道液(SVF)中,分別在靜態和動態(120 rpm)條件下,35天內每種活性藥物成分(API)的累積百分比釋放和累積微克藥物釋放的體外藥物釋放動力學,揭示了所有三種API在初始突釋后展現出的持續零級釋放特性。
 

圖3 SIL 30蜂窩狀獼猴尺寸(25毫米外徑,6.0毫米橫截面)的MPT IVRs在35天內的體外藥物釋放動力學


在不同pH值(4和8)和靜態及動態(120 rpm)條件下,3D打印的SIL 30蜂窩狀獼猴尺寸宮內節育器(IVR)在35天內的體外藥物釋放動力學,包括每種活性藥物成分(API)的累積百分比釋放和累積微克藥物釋放,結果表明,無論pH值如何,IVR均表現出類似的釋放曲線,且在動態條件下(pH 8)所有API的初始突釋量更高,但隨后的每日釋放率在靜態和動態條件下相似,表明了IVR設計對于藥物釋放行為的精細調控能力。
 

圖4 在4◦C下存儲1、3和6個月后,API作為三藥組合加載在IVR段中的權重百分比變化


在4°C條件下儲存1、3和6個月的IVR片段中三種活性藥物成分(DPV、PTV和LNG)的重量百分比變化,結果顯示所有三種API在儲存3個月后保持穩定,但在6個月后重量百分比顯著下降,表明了藥物在儲存過程中的穩定性和潛在降解情況,特別是對于PTV,其在與DPV或LNG組合時表現出更明顯的降解。  
 

圖5 比較DPV、PTV和LNG在體內的藥物濃度。將IVR插入獼猴體內28 d,并在30 d后收集生物樣本


在獼猴模型中,攜帶DPV、PTV和LNG的多用途預防技術(MPT)IVR在體內使用28天后,三種藥物成分在血漿、陰道液(宮頸近端和遠端)以及陰道組織中的藥物濃度變化,結果表明,所有APIs在28天的研究期間內保持了相對恒定的藥物濃度,并且在IVR移除后兩天,藥物濃度降至低于定量限,證實了MPT IVR在獼猴中的有效性和可控性,以及在必要時終止治療的能力。  
 

圖6 獼猴模型中3D打印MPT IVR使用前后陰道細胞因子和趨化因子的測量結果


在獼猴中使用3D打印的多用途預防技術(MPT)宮內節育器(IVR)前后,22種陰道細胞因子和趨化因子的測量結果。這些測量結果在放置IVR之前(第0天)、IVR在位期間(第3至28天)以及IVR移除后(第30天)進行了比較。結果顯示,在IVR放置期間或移除后,這些細胞因子和趨化因子的水平沒有統計學上的顯著變化,表明MPT IVR在獼猴模型中具有良好的局部安全性和耐受性。

2.全文總結
本文描述了一種創新的3D打印多用途預防技術(MPT)宮內節育器(IVR),旨在預防HIV、HSV-2感染和意外懷孕。該IVR采用SIL 30樹脂制造,集成了抗HIV藥物Dapivirine、抗HSV-2藥物Pritelivir和避孕藥物Levonorgestrel。研究評估了IVR在模擬陰道液中的體外藥物釋放動力學、穩定性、安全性和體內藥物釋放特性。結果顯示,IVR在35天內能夠持續釋放所有三種藥物,并且在獼猴模型中具有良好的耐受性和安全性,藥物濃度維持在保護水平以上。這項研究證明了3D打印技術在制造具有復雜幾何結構的IVR方面的潛力,并為開發新的預防HIV、HSV-2和意外懷孕的策略提供了科學依據。

文章來源:

https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.10.059



 

(責任編輯:admin)

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