正如目前针对COVID-19的全球免疫接种所显示的那样，大规模接种传统针针疫苗有其局限性. 约翰Kawola, 首席执行官-全球, 波士顿微加工, 解释了微型3D打印微针如何从根本上改变世界对疫苗分发的反应.
多于1.世界各地已接种了50亿剂COVID-19疫苗, 根据彭博社的最新数据. 考虑到从疫苗开发到部署的时间很短，这些数字当然令人印象深刻, 但是，过去几个月暴露了传统针头疫苗在后勤方面的一些重大挑战——最明显的是, 他们在大规模管理方面的困难.
想象一下，如果疫苗可以直接邮寄到你的家门口，并通过微型疫苗接种，那么分发将会变得多么容易, 贴在你手臂上的无痛贴片. 如果这种形式的疫苗可以送到没有医疗保健的贫困或偏远地区会怎么样? 先进的免疫技术，即微针，正在使这些想法更接近现实.
用于疫苗接种或其他药物输送的微针的概念已经存在了一段时间, 但COVID加速了需求和研究以实现这一目标. 但一旦微针的输送方法确定下来, 该行业面临着另一个障碍:弄清楚如何制造这些微型电池, 大规模的功能设备, 与传统接种方法一样经济有效. 答案在于微精密3D打印.
让DET365更接近未来
一组合作者, 由卡内基梅隆大学领导，波士顿微制造公司(BMF)参与, 最近透露，他们正在开发一种低剂量疫苗的新方法, 廉价的混合微针阵列技术. 微针阵列由数百个微小的针组成在一个小贴片上, 当应用于皮肤时, 疫苗能迅速溶解并输送吗.
这种递送方法只需要很小的剂量(低至传统疫苗剂量的1/100)，不需要同样水平的冷链储存要求, 这意味着它有可能简化疫苗的运输和储存, 减少疫苗短缺, 更容易将疫苗分发给世界各地的人们. 这些都是近几个月来在传统疫苗部署方法中暴露出来的问题.
研究, 到目前为止, 一直很有希望——它发现微针越小, 就越容易刺穿皮肤，有效地注射疫苗. 这一发现为将微针阵列投入使用带来了一系列全新的挑战, 这就是微型3D打印发挥作用的地方.
当越小越好，就会出现更大的挑战
就像任何类型的制造和产品工程一样, 部分越小, 设计就越困难, 制作成本就越高, 大规模投入生产就越复杂. 这个概念在传统的制造方法中尤其正确, 如微注射成型和计算机数控(CNC)加工, 哪里是更小更详细的部分, 成本越高，等待时间越长, 如果说这次大流行教会了DET365什么关于制造业的东西, 时间是最重要的。.
长期以来，增材制造一直被认为是一种更具成本效益和时间效率的方法, 但即使是3D打印传统上也失去了吸引力，因为零件变得越来越小. Challenges with precision and accuracy have caused innovation roadblocks for years; quite simply, 目前还缺乏可行的增材制造技术，无法以合适的分辨率和规模进行打印.
与传统制造方法相关的高成本, 再加上缺乏有能力的3D打印替代品, 如果不是因为最近微3D打印的发展，在研究完成之前，微针疫苗的前景就会被粉碎. 新技术, 例如立体光刻(SLA), 数字光处理(DLP), 以及两者的结合称为投影微立体光刻(PµSL), 最终能否产生超高精度, 适合快速成型和生产的微型零件.
微针的微3D打印
卡内基梅隆大学邀请BMF参与这项研究是因为该公司的PµSL技术, 哪一种可以打印分辨率低至2微米的小部件. 这项技术使得以合适的分辨率打印成为可能, 大小, 但微型3D打印究竟如何用于生产最终的微针疫苗还有待讨论.
在一个完美的世界, PµSL将用于打印最终使用的微针, 生物相容性材料. 这将是将数组引入生产和分发的最有效方式, 还可以省去其他工序，比如成型, 但这种方法依赖于开发合适的可溶解材料. 随着时间的推移，也有许多替代方案需要考虑.
其中一种选择是使用PµSL来打印具有足够强度的模具图案，以用于制造模具, 然后用于生产. 这将允许在相同的3D打印模具上打印许多微针, 而且成本效益更高, 与传统制造方法相比，精度高，精度高.
尽管微针疫苗仍处于研发的早期阶段, 毫无疑问，微型3D打印将在实现大规模生产和分销方面发挥不可或缺的作用. 这些微型设备有可能彻底改变世界应对健康危机的方式，并为数百万人接种疫苗, 迅速, 在规模, 尽管2019冠状病毒病希望是一生一次的事件, 今天正在开发的创新疫苗制造和交付技术将确保更顺利地对抗未来的任何威胁.
本文最初发表于 医用塑料新闻第17期 在32-33页.
