《JCR》：擔心意外懷孕？來看看這個3D打印的陰道內環(huán)！

來源： EFL生物3D打印與生物制造

意外懷孕可能會對女性及其家庭的健康、經濟狀況、教育和職業(yè)發(fā)展、心理健康以及社會福祉產生深遠影響，增加經濟和情感負擔，影響女性的長期福祉，以及兒童的健康和成長環(huán)境。每年6月9日是「世界女性生殖健康日」，旨在呼吁全社會關注女性健康，提醒女性提高自身健康意識和自我保健能力，進而帶動中國女性及整個家庭健康意識和健康素質的全面提高。

全球范圍內，意外懷孕、HIV感染和生殖器皰疹（HSV-2）的發(fā)病率居高不下，對性健康構成重大挑戰(zhàn)，尤其是在預防措施使用不足或難以獲取的地區(qū)，迫切需要一種能夠同時預防HIV、HSV-2和意外懷孕的多用途預防技術（MPT）。

鑒于此，北卡羅來納州立大學S. Rahima Benhabbour、亞特蘭大疾病控制和預防中心James Smith研究團隊采用先進的連續(xù)液體界面生產（CLIP™）3D打印技術制造，使用基于生物相容性的硅酮-聚氨酯樹脂。宮內節(jié)育器（IVR）裝載了抗HIV藥物（Dapivirine, DPV）、抗皰疹藥物（Pritelivir, PTV）和避孕藥物（Levonorgestrel, LNG）。

1.主要內容

圖1 SIL 30蜂窩IVRs的內部幾何復雜性圖

如圖1所示，3D打印的基于SIL 30樹脂的蜂窩狀宮內節(jié)育器（IVR）的內部結構，包括人類尺寸和獼猴尺寸的IVR設計，突出了它們的外部直徑（OD）、橫截面（CS）以及內部蜂窩幾何結構，這些設計特征對于藥物釋放動力學和IVR的特定表面積（SSA）至關重要，從而確保了在不同尺寸的IVR之間可以實現(xiàn)藥物加載和釋放動力學的直接比較。

圖2 SIL 30蜂窩狀人類尺寸（54毫米外徑，7.6毫米橫截面）的MPT IVR在35天內的體外藥物釋放動力學

3D打印的SIL 30蜂窩狀人類尺寸宮內節(jié)育器（IVR）在模擬陰道液（SVF）中，分別在靜態(tài)和動態(tài)（120 rpm）條件下，35天內每種活性藥物成分（API）的累積百分比釋放和累積微克藥物釋放的體外藥物釋放動力學，揭示了所有三種API在初始突釋后展現(xiàn)出的持續(xù)零級釋放特性。

圖3 SIL 30蜂窩狀獼猴尺寸（25毫米外徑，6.0毫米橫截面）的MPT IVRs在35天內的體外藥物釋放動力學

在不同pH值（4和8）和靜態(tài)及動態(tài)（120 rpm）條件下，3D打印的SIL 30蜂窩狀獼猴尺寸宮內節(jié)育器（IVR）在35天內的體外藥物釋放動力學，包括每種活性藥物成分（API）的累積百分比釋放和累積微克藥物釋放，結果表明，無論pH值如何，IVR均表現(xiàn)出類似的釋放曲線，且在動態(tài)條件下（pH 8）所有API的初始突釋量更高，但隨后的每日釋放率在靜態(tài)和動態(tài)條件下相似，表明了IVR設計對于藥物釋放行為的精細調控能力。

圖4 在4◦C下存儲1、3和6個月后，API作為三藥組合加載在IVR段中的權重百分比變化

在4°C條件下儲存1、3和6個月的IVR片段中三種活性藥物成分（DPV、PTV和LNG）的重量百分比變化，結果顯示所有三種API在儲存3個月后保持穩(wěn)定，但在6個月后重量百分比顯著下降，表明了藥物在儲存過程中的穩(wěn)定性和潛在降解情況，特別是對于PTV，其在與DPV或LNG組合時表現(xiàn)出更明顯的降解。  

圖5 比較DPV、PTV和LNG在體內的藥物濃度。將IVR插入獼猴體內28 d，并在30 d后收集生物樣本

在獼猴模型中，攜帶DPV、PTV和LNG的多用途預防技術（MPT）IVR在體內使用28天后，三種藥物成分在血漿、陰道液（宮頸近端和遠端）以及陰道組織中的藥物濃度變化，結果表明，所有APIs在28天的研究期間內保持了相對恒定的藥物濃度，并且在IVR移除后兩天，藥物濃度降至低于定量限，證實了MPT IVR在獼猴中的有效性和可控性，以及在必要時終止治療的能力。  

圖6 獼猴模型中3D打印MPT IVR使用前后陰道細胞因子和趨化因子的測量結果

在獼猴中使用3D打印的多用途預防技術（MPT）宮內節(jié)育器（IVR）前后，22種陰道細胞因子和趨化因子的測量結果。這些測量結果在放置IVR之前（第0天）、IVR在位期間（第3至28天）以及IVR移除后（第30天）進行了比較。結果顯示，在IVR放置期間或移除后，這些細胞因子和趨化因子的水平沒有統(tǒng)計學上的顯著變化，表明MPT IVR在獼猴模型中具有良好的局部安全性和耐受性。

2.全文總結
本文描述了一種創(chuàng)新的3D打印多用途預防技術（MPT）宮內節(jié)育器（IVR），旨在預防HIV、HSV-2感染和意外懷孕。該IVR采用SIL 30樹脂制造，集成了抗HIV藥物Dapivirine、抗HSV-2藥物Pritelivir和避孕藥物Levonorgestrel。研究評估了IVR在模擬陰道液中的體外藥物釋放動力學、穩(wěn)定性、安全性和體內藥物釋放特性。結果顯示，IVR在35天內能夠持續(xù)釋放所有三種藥物，并且在獼猴模型中具有良好的耐受性和安全性，藥物濃度維持在保護水平以上。這項研究證明了3D打印技術在制造具有復雜幾何結構的IVR方面的潛力，并為開發(fā)新的預防HIV、HSV-2和意外懷孕的策略提供了科學依據。

文章來源：
https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.10.059