可耐65℃高温，新型水凝胶或大幅延长疫苗的保质期

正如 COVID 危机所表明的那样，疫苗分发面临着巨大的挑战。现在，一个多学科研究团队已经克服了一些困扰生物医学材料分销的主要问题。他们开发了一种水凝胶，它可以包裹蛋白质，并允许沿着冷链有更大的温度范围。这一发现可能会挽救生命和数十亿美元。

封装病毒疫苗的凝胶的艺术渲染

由于将它们运送到世界不同地区所涉及的后勤障碍，近一半的疫苗被浪费了。大多数疫苗需要从生产线到注射到人体手臂的严格温度调节。在最好的情况下，保持冷（供应）链上的恒温是一项具有挑战性的壮举。例如，在撒哈拉以南非洲和其他发展中地区，有限的交通基础设施和不可靠的电力加剧了提供可行疫苗的巨大挑战。

迎接挑战，苏黎世联邦理工学院高分子工程和有机化学实验室的科学家和科罗拉多州纳米生物科学的企业家共同开发了一个安全、多功能的平台，以提高疫苗的热稳定性。他们的目标是大大改善可行疫苗的分配并降低冷链的经济成本。

就像蛋白质的“特百惠”

“把它想象成一个鸡蛋，” Mark Tibbitt 教授的高分子工程实验室的博士研究员 Bruno Marco-Dufort 解释道。“在室温或冰箱中，鸡蛋保持其粘性蛋白质结构，但一旦接触沸水或煎锅，其结构就会永久改变”。疫苗中的蛋白质也是如此——一旦暴露在一定的温度下，它们就会聚集在一起。再次冷却它们不会逆转它们的变性——你不能“不煮”鸡蛋。

因此，Marco-Dufort 和研究小组并没有改变大自然，而是开发了一种新型水凝胶，其详细信息刚刚发表在《科学进展》杂志上。该凝胶基于一种称为“PEG”的生物相容性合成聚合物，可作为一种保护性“隐形装置”，用于非常大但肉眼不可见的复杂分子，例如疫苗、抗体或基因中发现的蛋白质疗法。包装有点像分子特百惠，将蛋白质包裹起来并保持分离。它使蛋白质能够承受更大范围的温度波动。与传统的冷链 +2 至 +8 °C（35 至 45 °F）范围不同，封装允许的范围为 25 至 65 °C（75 至 150 °F）。最重要的是，

在癌症研究中的使用

除了更高的疫苗存活率之外，这种新的生物医学水凝胶技术真正改变游戏规则的是它可能对降低与冷链相关的成本和健康风险产生的潜在经济影响。研究人员报告说：“2020 年，冷链服务（从制造到分销）的整体市场规模为 172 亿美元，预计将增长。” 如果疫苗通过受损的冷链到达，成本上升可能会对公共卫生和公众信任造成可怕后果。

“大多数疫苗对冷热敏感。这给全球免疫运动造成了巨大障碍，因为疫苗分发和管理成本通常超过生产成本，” Marco-Dufort 解释说。虽然需要更多投资来支撑冷链，但封装提供了一种节省成本的解决方案，可用于生产更多疫苗，从而挽救更多生命。

然而，在水凝胶用于疫苗分发之前，在进一步的研究、安全性研究和临床试验方面还有很长的路要走。例如，它们更直接的用途是运输用于癌症研究的热敏酶，或用于实验室研究的蛋白质分子。

解决全球问题的一步

虽然新的生物技术和成本节约是朝着正确方向迈出的一步，但在解决围绕疫苗公平分配和疫苗犹豫不决的全球问题方面仍然存在巨大的后勤、政治和社会经济挑战。Marco-Dufort 的动机并没有被吓倒。他在刚果民主共和国的童年经历让他深刻认识到对传染病疫苗的需求，不仅针对

Covid-19，还针对脊髓灰质炎、脑膜炎和埃博拉病毒。与大多数人相比，他更清楚生活在撒哈拉以南非洲地区的人们在获得传染病仍然普遍存在的疫苗方面面临的巨大挑战。

Mark Tibbitt、Bruno Marco-Dufort 和团队的工作代表了疫苗辅料开发的实质性进步。他们的工作也为产生积极的社会影响带来了一线希望。即使与疫苗、药物和生物医学研究的分发相关的经济因素稍有缓解，也可能在未来产生更大的影响。

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来源：贤集网
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