科学家们已经开发出一种新的方法来存储固态的生物材料，如RNA和蛋白质。固态存储类似于药丸或片剂的形式，可溶于水，按需使用。这项创新提供了一种新的方法，以克服目前在储存和处理用于各种医疗保健和科学研究目的的活细胞衍生产品方面的限制。
经常用于开发新药和诊断测试工具(如mRNA、酶和抗体)的生物材料在储存、运输和处理过程中对环境条件的变化高度敏感。如果储存和处理不当，它们可能会退化或变得不活跃。其结果是，在资源有限和服务不足的社区，获取服务受到了根本性的限制。
例如，辉瑞公司推出的COVID疫苗在速度和广度上受到限制，因为需要深度冷冻室进行储存和运输。更广泛地说，根据IQVIA人类数据科学研究所的数据，即使有制冷基础设施，也有超过10%的案例发生故障，每年造成超过350亿美元的损失。
为了克服一些关键的限制，位于加利福尼亚州圣路易斯奥比斯波的加州理工州立大学(calpoly)的研究人员开发了一种储存生物材料的新方法，该方法具有在科学界和医学界使用的巨大潜力。
当我们大多数人打开药柜时，我们会发现药品以液体、胶囊包装的粉末、药丸和片剂等形式储存。药物已经证明，每种形式在药物的储存和使用中都起着重要的作用。
除少数例外情况外，生物材料，如药物，目前仅限于以冷冻或冷藏液体和冷冻干粉的形式储存。缺乏类似平板电脑的形式限制了这一领域的发展，通常使其难以到达需要的地点和用户。
“就像药片改变了我们服用药物的方式一样，固态存储平台为我们如何处理和使用生物材料开辟了新的可能性，释放了现有疗法和新兴生物技术的潜力，”领导新存储平台研究的化学和生物化学副教授贾文·奥扎博士说。
大多数生物材料需要以液体的形式储存，在其保质期内冷冻在深冷冻室中。作为一个社会，我们通过一个由冰箱和冰柜组成的复杂综合系统来实现这一目标，这个系统被称为冷链。近年来，包括加州理工学院的研究小组在内的许多研究小组在冷冻干燥生物材料方面取得了进展，这改善了它们的储存和处理方式，但冷冻干燥的使用仍然有限。
生物制剂的固态存储代表了下一个重大进展，因为片剂提供了独特的优势，可以更好地保存它们所封装的物质。例如，这项创新使研究人员能够将生物材料包装成片剂，这些片剂可以在室温下储存在架子上，并加入水中溶解以供需要时使用。除了保证生物材料的稳定性和活性外，固态存储也被开发出来，以确保片剂快速分解并溶解到水中。
奥扎补充说:“我们的创新使生物制剂的储存和使用像阿尔卡苏打水药片一样简单，只需将其放入水中，混合，就可以使用了。”
作为固态存储平台支持复杂生物制剂混合物能力的测试案例，该团队证明了能够解码遗传信息以制造RNA和蛋白质的细胞机制可以存储在固态中。当添加到水中时，机器重新激活解码遗传信息，就像它仍然在细胞内一样。该团队还进一步证明，CRISPR等新兴生物技术工具在固态储存后可以被激活。
该团队的研究结果显示了广泛应用的潜力。在室温下储存生物制剂并按需激活它们的能力，对于将治疗药物运送到无法获得冷链的偏远地区可能很有用。例如，人们可以设想在偏远地区按需生产便携式疫苗。只需改变片剂的成分，该平台还可用于从COVID-19筛查到测试废水污染物的任何诊断测试。对于在现场的利用，固态存储具有使用简单的额外好处，减少了对技术人员专业培训的需求，进一步改善了需要时的访问。
需要对平台进行进一步改进以适应特定的用例。研究人员预计，额外的修改，如涂层，可以帮助固态存储更适合承受极端环境，如热，湿度和化学品。此外，固体生物制剂的治疗和涂层的持续改进可能会导致生物药物片剂可以口服而不是通过注射。如果成功，胰岛素和Humira(治疗关节炎的免疫抑制药物)等药物有一天可以口服而不是注射，从而改善数百万人的生活质量。
由于生物技术领域正在迅速发展，其潜在影响已超出医疗保健范畴，并进入生物制造、教育和研究领域。这项创新还可能影响生物制剂在全球范围内的运输方式，并进入太空，以按需生产拯救生命的疗法。
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