隐形墨水或可揭示儿童是否已接种疫苗

这项技术将免疫记录嵌入儿童皮肤

麻省理工学院的工程师们开发出一种方法,可以将医疗信息存储在皮肤下,使用量子点染料,通过微针贴片与疫苗一起输送。这种肉眼看不见的染料,稍后可以使用特制的智能手机读取。

Second Bay Studios

追踪疫苗接种情况在发展中国家仍然是一项重大挑战,即使在许多发达国家,纸质文件也会丢失,父母也会忘记他们的孩子是否已及时接种疫苗。现在,一组来自麻省理工学院的研究人员开发出一种新颖的方法来解决这个问题:将记录直接嵌入皮肤中。

儿童在接种疫苗的同时,会被注射少量肉眼看不见的染料,但使用特殊的手机滤镜,结合一个将近红外光照射到皮肤上的应用程序,就可以很容易地看到。根据对猪和老鼠皮肤以及培养皿中的人体皮肤进行的测试,这种染料预计可以持续长达五年。

该系统尚未在儿童身上进行测试,但根据周三发表在《科学转化医学》杂志上的一项研究,该系统将提供快速便捷的疫苗接种历史访问,避免笔误风险,并且几乎不会增加手术的成本或风险。


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佐治亚理工学院的生物工程教授马克·普劳斯尼茨说:“尤其是在医疗记录可能不完整或不易获取的发展中国家,直接将医疗信息与个人联系起来可能很有价值。”他没有参与这项新研究。他说,这种医疗信息记录系统必须极其谨慎,并且能够为被记录健康信息的人及其家人所接受。“我认为,这是一种实现这些目标的非常有趣的方式。”

这项由麻省理工学院生物工程师罗伯特·兰格和安娜·雅克莱内克及其同事进行的研究,使用一种名为微针的小针贴片来提供有效的疫苗接种,而无需咬紧牙关的注射。微针嵌入在类似创可贴的装置中,该装置被放置在皮肤上;不需要熟练的护士或技术人员。兰格和雅克莱内克说,使用微针输送的疫苗也可能不需要冷藏,从而降低了输送成本和难度。

输送染料需要研究人员找到一种安全且能够持续足够长时间以发挥作用的物质。雅克莱内克说:“这确实是我们在这个项目中克服的最大挑战。”她补充说,该团队测试了许多可用于体内的现成染料,但没有找到任何一种在暴露于阳光下时能够持久的染料。该团队最终使用了一种名为量子点的技术,这是一种微小的半导体晶体,可以反射光,最初是为在研究过程中标记细胞而开发的。该染料已被证明对人体是安全的。

微针阵列的特写显微镜图像,它可以将量子点输送到皮肤中。图片来源:K.J. McHugh 等人,《科学转化医学》(2019)

普劳斯尼茨说,这种方法引发了一些隐私问题,他帮助发明了微针技术,并指导佐治亚理工学院的药物设计、开发和输送中心。“患者可能还会对‘纹身’、在身上携带个人医疗信息或这种不熟悉的医疗记录存储方法其他方面感到担忧,”他说。“不同的人和不同的文化可能会对拥有隐形医疗纹身有不同的感受。”

雅克莱内克说,当人们还在接种天花疫苗时(天花此后已在全球范围内根除),他们手臂上的注射处会留下可见的疤痕,这使得很容易识别谁接种了疫苗,谁没有接种疫苗。“但显然,我们不想在人们身上留下疤痕,”她说,并指出她的团队正在寻找一种肉眼看不见的标识符。她说,研究人员还希望避免使用会引发更多隐私担忧的技术,例如虹膜扫描和包含姓名和可识别数据的数据库。

在啮齿动物皮肤中施用后的量子点。图片来源:K.J. McHugh 等人,《科学转化医学》(2019)

这项工作由比尔及梅琳达·盖茨基金会资助,起因是微软创始人兼慈善家比尔·盖茨本人的直接要求,他一直在支持在全球范围内消除脊髓灰质炎和麻疹等疾病的努力。雅克莱内克说:“如果我们没有好的数据,就很难根除疾病。”

研究人员希望在这些点中添加更详细的信息,例如疫苗接种日期。雅克莱内克说,除了这些点之外,该团队最终还希望注射传感器,这些传感器也可能用于跟踪糖尿病患者的胰岛素水平等健康指标。

哈佛医学院四年级学生鲁奇特·纳加尔说,这种方法可能是解决个人医疗信息存储问题的众多尝试之一,他也没有参与这项新研究。他经营一家名为 Khushi Baby 的公司,该公司也在尝试创建一个系统,用于在发展中国家追踪此类信息,包括疫苗接种历史。

纳加尔和他的团队在印度北部拉贾斯坦邦工作,设计了一条类似于当地佩戴的项链,该项链压缩、加密和密码保护医疗信息。该项链使用与射频识别 (RFID) 芯片相同的技术——例如零售服装或运动员比赛号码布中使用的芯片——并为医疗保健工作者提供访问母亲的怀孕史、孩子的生长图表和疫苗接种历史,以及关于可能需要的疫苗接种和其他治疗的建议,他说。但纳加尔承认所有此类技术可能引发的担忧。“需要考虑信息传递和文化适当性,”他说。

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