隱形墨水或可揭示兒童是否已接種疫苗

這項技術將免疫記錄嵌入兒童皮膚

麻省理工學院的工程師們開發出一種方法,可以將醫療資訊儲存在皮膚下,使用量子點染料,透過微針貼片與疫苗一起輸送。這種肉眼看不見的染料,稍後可以使用特製的智慧手機讀取。

Second Bay Studios

追蹤疫苗接種情況在發展中國家仍然是一項重大挑戰,即使在許多發達國家,紙質檔案也會丟失,父母也會忘記他們的孩子是否已及時接種疫苗。現在,一組來自麻省理工學院的研究人員開發出一種新穎的方法來解決這個問題:將記錄直接嵌入皮膚中。

兒童在接種疫苗的同時,會被注射少量肉眼看不見的染料,但使用特殊的手機濾鏡,結合一個將近紅外光照射到皮膚上的應用程式,就可以很容易地看到。根據對豬和老鼠皮膚以及培養皿中的人體皮膚進行的測試,這種染料預計可以持續長達五年。

該系統尚未在兒童身上進行測試,但根據週三發表在《科學轉化醫學》雜誌上的一項研究,該系統將提供快速便捷的疫苗接種歷史訪問,避免筆誤風險,並且幾乎不會增加手術的成本或風險。


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佐治亞理工學院的生物工程教授馬克·普勞斯尼茨說:“尤其是在醫療記錄可能不完整或不易獲取的發展中國家,直接將醫療資訊與個人聯絡起來可能很有價值。”他沒有參與這項新研究。他說,這種醫療資訊記錄系統必須極其謹慎,並且能夠為被記錄健康資訊的人及其家人所接受。“我認為,這是一種實現這些目標的非常有趣的方式。”

這項由麻省理工學院生物工程師羅伯特·蘭格和安娜·雅克萊內克及其同事進行的研究,使用一種名為微針的小針貼片來提供有效的疫苗接種,而無需咬緊牙關的注射。微針嵌入在類似創可貼的裝置中,該裝置被放置在皮膚上;不需要熟練的護士或技術人員。蘭格和雅克萊內克說,使用微針輸送的疫苗也可能不需要冷藏,從而降低了輸送成本和難度。

輸送染料需要研究人員找到一種安全且能夠持續足夠長時間以發揮作用的物質。雅克萊內克說:“這確實是我們在這個專案中克服的最大挑戰。”她補充說,該團隊測試了許多可用於體內的現成染料,但沒有找到任何一種在暴露於陽光下時能夠持久的染料。該團隊最終使用了一種名為量子點的技術,這是一種微小的半導體晶體,可以反射光,最初是為在研究過程中標記細胞而開發的。該染料已被證明對人體是安全的。

微針陣列的特寫顯微鏡影像,它可以將量子點輸送到皮膚中。圖片來源:K.J. McHugh 等人,《科學轉化醫學》(2019)

普勞斯尼茨說,這種方法引發了一些隱私問題,他幫助發明了微針技術,並指導佐治亞理工學院的藥物設計、開發和輸送中心。“患者可能還會對‘紋身’、在身上攜帶個人醫療資訊或這種不熟悉的醫療記錄儲存方法其他方面感到擔憂,”他說。“不同的人和不同的文化可能會對擁有隱形醫療紋身有不同的感受。”

雅克萊內克說,當人們還在接種天花疫苗時(天花此後已在全球範圍內根除),他們手臂上的注射處會留下可見的疤痕,這使得很容易識別誰接種了疫苗,誰沒有接種疫苗。“但顯然,我們不想在人們身上留下疤痕,”她說,並指出她的團隊正在尋找一種肉眼看不見的識別符號。她說,研究人員還希望避免使用會引發更多隱私擔憂的技術,例如虹膜掃描和包含姓名和可識別資料的資料庫。

在齧齒動物皮膚中施用後的量子點。圖片來源:K.J. McHugh 等人,《科學轉化醫學》(2019)

這項工作由比爾及梅琳達·蓋茨基金會資助,起因是微軟創始人兼慈善家比爾·蓋茨本人的直接要求,他一直在支援在全球範圍內消除脊髓灰質炎和麻疹等疾病的努力。雅克萊內克說:“如果我們沒有好的資料,就很難根除疾病。”

研究人員希望在這些點中新增更詳細的資訊,例如疫苗接種日期。雅克萊內克說,除了這些點之外,該團隊最終還希望注射感測器,這些感測器也可能用於跟蹤糖尿病患者的胰島素水平等健康指標。

哈佛醫學院四年級學生魯奇特·納加爾說,這種方法可能是解決個人醫療資訊儲存問題的眾多嘗試之一,他也沒有參與這項新研究。他經營一家名為 Khushi Baby 的公司,該公司也在嘗試建立一個系統,用於在發展中國家追蹤此類資訊,包括疫苗接種歷史。

納加爾和他的團隊在印度北部拉賈斯坦邦工作,設計了一條類似於當地佩戴的項鍊,該項鍊壓縮、加密和密碼保護醫療資訊。該項鍊使用與射頻識別 (RFID) 晶片相同的技術——例如零售服裝或運動員比賽號碼布中使用的晶片——併為醫療保健工作者提供訪問母親的懷孕史、孩子的生長圖表和疫苗接種歷史,以及關於可能需要的疫苗接種和其他治療的建議,他說。但納加爾承認所有此類技術可能引發的擔憂。“需要考慮資訊傳遞和文化適當性,”他說。

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