Copper3D開發(fā)出抗HIV艾滋病病毒的可3D打印材料，滅活率接近100%

2020年2月26日，南極熊從外媒獲悉，抗菌材料開發(fā)商Copper3D開發(fā)了一種新的3D打印產(chǎn)品，由Copper3D的PLACTIVE材料制成，可以在母乳喂養(yǎng)期間充當(dāng)母子之間的接口，使母乳中的HIV（艾滋病病毒）失去活性。

這種新型材料使用了基于納米銅的添加劑，可以讓PLA具有標(biāo)準(zhǔn)的抗菌性能。先前的研究已經(jīng)證明了這種材料的潛力，Copper3D開發(fā)了一種最終用途配方，可以在實(shí)驗(yàn)室之外的實(shí)際生活中使用。

專用醫(yī)療工具，Copper3D拍攝

艾滋病問題

根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)，到2018年底，全球有3790萬人感染了艾滋病毒。其中810萬人不知道自己患有這種疾病。根據(jù)聯(lián)合國兒童基金會(huì)的數(shù)據(jù)，2017年，攜帶艾滋病毒的兒童和青少年人數(shù)達(dá)到300萬，年新感染的人數(shù)為43萬，死于與艾滋病相關(guān)的原因的人數(shù)為13萬。根據(jù)聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署的數(shù)據(jù)，在2018年期間，由于懷孕期間和母乳喂養(yǎng)，使得0-14歲兒童中有26,000例HIV感染。

母乳喂養(yǎng)是發(fā)展中國家中艾滋病毒傳播的主要方式，因?yàn)樗麄儧]有滅活藥物和適當(dāng)?shù)慕逃??？刂坪蜏p少母乳喂養(yǎng)的傳播將大大降低年幼兒童的艾滋病毒感染率，否則他們別無選擇。

Copper3D的醫(yī)學(xué)總監(jiān)Claudio Soto博士說：“了解HIV統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)背后的全球性問題，并分析我們的抗菌材料在遏制HIV病毒傳播中的作用，我們認(rèn)為可以開發(fā)出一種能夠就像母子之間的接口紐帶，通過母乳喂養(yǎng)來預(yù)防這種病毒的傳播?！?br />
PLACTIVE材料與艾滋病

銅基添加劑和過濾器通過專門針對蛋白酶的作用而使HIV滅活，而蛋白酶對于病毒復(fù)制至關(guān)重要。銅離子降解病毒磷脂質(zhì)膜并使病毒核酸變性。這有可能顯著減慢病毒的增長速度，但確實(shí)帶來了挑戰(zhàn)。母乳中含有銅離子的毒性水平目前未知，母乳的營養(yǎng)降解尚不清楚，并且目前正在研究病毒與PLACTIVE失活所需的接觸時(shí)間。

為了解決這些問題，Copper3D團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了兩條研究線。第一部分專注于確定PLACTIVE對HIV感染的母乳樣品的有效性。第二部分著重于設(shè)計(jì)可以充當(dāng)母嬰界面并優(yōu)化受污染母乳中HIV病毒滅活的物體。

實(shí)驗(yàn)室過程

Copper3D團(tuán)隊(duì)委托了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究，其中涉及雙盲實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)和陽性/陰性對照組。治療20份HIV-1樣本并隨機(jī)分為A、B和對照組。將A和B樣品放入3D打印的PLACTIVE盒子中，表面積為40平方厘米。樣品在PLACTIVE表面暴露15、60、120和900秒。

測試PLACTIVE材料對HIV的有效性，圖片來自Copper3D

Copper3D創(chuàng)新總監(jiān)DanielMartínez解釋說：“初步結(jié)果顯示，只需將樣品暴露于含有銅納米顆粒的3D打印盒中，病毒復(fù)制率就會(huì)降低58.6％。十五秒鐘的曝光足以實(shí)現(xiàn)這種減少。這些數(shù)據(jù)使我們推斷出，通過將接觸表面增加10倍，我們可以獲得更高的失活率，非常接近100％，根據(jù)我們的計(jì)算，最有可能在不到5秒的時(shí)間內(nèi)完成?！?br />
據(jù)Copper3D稱，這是第一個(gè)通過3D打印將具有抗菌銅納米技術(shù)的聚合物與HIV滅活一起研究。3D打印出具有HIV滅活功能的最終用途產(chǎn)品。

病毒滅活裝置

這設(shè)備依賴于納米銅材料的抗菌能力。通過最大程度地增加受感染的母乳與PLACTIVE接觸的表面積和時(shí)間，可以使HIV滅活最大化，從而使其不再對母乳喂養(yǎng)的孩子具有傳染性。該設(shè)備通過使用模仿胃腸道結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計(jì)，將接觸面積擴(kuò)大約10倍。團(tuán)隊(duì)目標(biāo)是在2020年確定最終的功能齊全的模型設(shè)計(jì)。

3D打印的HIV滅活設(shè)備， 圖片來自Copper3D

內(nèi)布拉斯加大學(xué)生物力學(xué)副教授Jorge Zuniga博士說：“ Copper3D創(chuàng)造了這種革命性的設(shè)備，對減少艾滋病毒的母嬰傳播產(chǎn)生了巨大影響，再次顛覆了醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。我們的實(shí)驗(yàn)室很幸運(yùn)能與Copper3D合作，開展如此有影響力的項(xiàng)目?！?br />
Copper3D并不是唯一一家開發(fā)抗菌3D打印材料的公司。 法國有機(jī)硅制造商STERNE先前已發(fā)布了一種抗微生物有機(jī)硅，有機(jī)硅可抵抗3D打印產(chǎn)品內(nèi)部和外部的細(xì)菌形成。 研究人員開發(fā)了具有愈合功能的抗菌3D可打印傷口敷料。 隨著新病毒的出現(xiàn)，也許未來幾年對3D打印解決方案的探索可能會(huì)在流行病學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大成果。


編譯自：3dprintingindustry