《JCR》：担心意外怀孕？来看看这个3D打印的阴道内环！

来源： EFL生物3D打印与生物制造

意外怀孕可能会对女性及其家庭的健康、经济状况、教育和职业发展、心理健康以及社会福祉产生深远影响，增加经济和情感负担，影响女性的长期福祉，以及儿童的健康和成长环境。每年6月9日是「世界女性生殖健康日」，旨在呼吁全社会关注女性健康，提醒女性提高自身健康意识和自我保健能力，进而带动中国女性及整个家庭健康意识和健康素质的全面提高。

全球范围内，意外怀孕、HIV感染和生殖器疱疹（HSV-2）的发病率居高不下，对性健康构成重大挑战，尤其是在预防措施使用不足或难以获取的地区，迫切需要一种能够同时预防HIV、HSV-2和意外怀孕的多用途预防技术（MPT）。

鉴于此，北卡罗来纳州立大学S. Rahima Benhabbour、亚特兰大疾病控制和预防中心James Smith研究团队采用先进的连续液体界面生产（CLIP™）3D打印技术制造，使用基于生物相容性的硅酮-聚氨酯树脂。宫内节育器（IVR）装载了抗HIV药物（Dapivirine, DPV）、抗疱疹药物（Pritelivir, PTV）和避孕药物（Levonorgestrel, LNG）。

1.主要内容

图1 SIL 30蜂窝IVRs的内部几何复杂性图

如图1所示，3D打印的基于SIL 30树脂的蜂窝状宫内节育器（IVR）的内部结构，包括人类尺寸和猕猴尺寸的IVR设计，突出了它们的外部直径（OD）、横截面（CS）以及内部蜂窝几何结构，这些设计特征对于药物释放动力学和IVR的特定表面积（SSA）至关重要，从而确保了在不同尺寸的IVR之间可以实现药物加载和释放动力学的直接比较。

图2 SIL 30蜂窝状人类尺寸（54毫米外径，7.6毫米横截面）的MPT IVR在35天内的体外药物释放动力学

3D打印的SIL 30蜂窝状人类尺寸宫内节育器（IVR）在模拟阴道液（SVF）中，分别在静态和动态（120 rpm）条件下，35天内每种活性药物成分（API）的累积百分比释放和累积微克药物释放的体外药物释放动力学，揭示了所有三种API在初始突释后展现出的持续零级释放特性。

图3 SIL 30蜂窝状猕猴尺寸（25毫米外径，6.0毫米横截面）的MPT IVRs在35天内的体外药物释放动力学

在不同pH值（4和8）和静态及动态（120 rpm）条件下，3D打印的SIL 30蜂窝状猕猴尺寸宫内节育器（IVR）在35天内的体外药物释放动力学，包括每种活性药物成分（API）的累积百分比释放和累积微克药物释放，结果表明，无论pH值如何，IVR均表现出类似的释放曲线，且在动态条件下（pH 8）所有API的初始突释量更高，但随后的每日释放率在静态和动态条件下相似，表明了IVR设计对于药物释放行为的精细调控能力。

图4 在4◦C下存储1、3和6个月后，API作为三药组合加载在IVR段中的权重百分比变化

在4°C条件下储存1、3和6个月的IVR片段中三种活性药物成分（DPV、PTV和LNG）的重量百分比变化，结果显示所有三种API在储存3个月后保持稳定，但在6个月后重量百分比显著下降，表明了药物在储存过程中的稳定性和潜在降解情况，特别是对于PTV，其在与DPV或LNG组合时表现出更明显的降解。  

图5 比较DPV、PTV和LNG在体内的药物浓度。将IVR插入猕猴体内28 d，并在30 d后收集生物样本

在猕猴模型中，携带DPV、PTV和LNG的多用途预防技术（MPT）IVR在体内使用28天后，三种药物成分在血浆、阴道液（宫颈近端和远端）以及阴道组织中的药物浓度变化，结果表明，所有APIs在28天的研究期间内保持了相对恒定的药物浓度，并且在IVR移除后两天，药物浓度降至低于定量限，证实了MPT IVR在猕猴中的有效性和可控性，以及在必要时终止治疗的能力。  

图6 猕猴模型中3D打印MPT IVR使用前后阴道细胞因子和趋化因子的测量结果

在猕猴中使用3D打印的多用途预防技术（MPT）宫内节育器（IVR）前后，22种阴道细胞因子和趋化因子的测量结果。这些测量结果在放置IVR之前（第0天）、IVR在位期间（第3至28天）以及IVR移除后（第30天）进行了比较。结果显示，在IVR放置期间或移除后，这些细胞因子和趋化因子的水平没有统计学上的显著变化，表明MPT IVR在猕猴模型中具有良好的局部安全性和耐受性。

2.全文总结
本文描述了一种创新的3D打印多用途预防技术（MPT）宫内节育器（IVR），旨在预防HIV、HSV-2感染和意外怀孕。该IVR采用SIL 30树脂制造，集成了抗HIV药物Dapivirine、抗HSV-2药物Pritelivir和避孕药物Levonorgestrel。研究评估了IVR在模拟阴道液中的体外药物释放动力学、稳定性、安全性和体内药物释放特性。结果显示，IVR在35天内能够持续释放所有三种药物，并且在猕猴模型中具有良好的耐受性和安全性，药物浓度维持在保护水平以上。这项研究证明了3D打印技术在制造具有复杂几何结构的IVR方面的潜力，并为开发新的预防HIV、HSV-2和意外怀孕的策略提供了科学依据。

文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.10.059