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可食用的藥物安全標籤防止偽藥

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2020/01/17
研究人員在藥物膠囊的表面上製作了一個絲綢薄膜的安全標籤。該照片是用綠色濾鏡拍攝的,以提高可見度。圖片來源:普渡大學鄭雨林

普渡大學的研究人員,將物理不可複製功能 (PUF) 與藥物劑量認證相結合,開發了可食用的「安全標籤」,作為對藥品的最高保護。

這項「可食用的不可仿製功能」的研究結果,於116日發表在《自然通訊》期刊。

偽藥對患者安全、公共衛生和經濟都構成了巨大威脅。由於安全級別有限,目前的解決方案通常易受攻擊。在一項調中,偽藥在全球製藥貿易中至少佔了10%的市場,同時每年奪走數千人的生命。

在美國,偽藥從癌症和糖尿病治療到勃起功能障礙藥物都有,假冒鴉片類藥物甚至已在美國46個州造成死亡

標記藥品不僅可以防止偽造,還可以幫助藥局在向消費者出售藥物之前,更好地驗證其合法性。

普渡大學威爾登生物醫學工程學院副教授揚·金說:「每個標籤都是獨一無二的,提供更高的安全性。」

該標籤使用最初是為資訊和硬體安全而開發的「物理不可複製功能 (Physical Unclonable Function, 簡稱PUF)」的身份驗證技術,充當每顆藥物膠囊或顆粒的數位指紋。

物理不可複製功能可以提供具有多對輸入質詢和輸出響應的數位指紋。劑量認證可以在不移除識別標籤的情況下驗證每顆藥丸。

這種可食用的密碼基元,可以在藥物防偽和其他需要立即銷毀,或消失特徵的安全應用中,發揮重要作用。

PUF功能每次受到刺激時都具有生成不同響應的能力,從而使其變得不可預測且極難複製,甚至製造商也無法重新創建相同的PUF標籤。

金教授的小組是第一個創建可食用PUF的團隊。這是一種由蠶絲蛋白和螢光蛋白融合而成的透明薄膜。由於標籤易於消化並且完全由蛋白質組成,因此可以作為膠囊或顆粒的一部分食用。

在標籤上照射各種LED光源會激發螢光絲微粒,從而使它們每次產生不同的隨機圖案。微粒發出青色、綠色、黃色或紅色螢光色。

然後可以從這些圖案的圖像中提取數字位,以產生安全密鑰,藥局或患者將使用該密鑰,來確認藥物是否為真。



(圖一、這些螢光絲微粒排列成的圖案,使偽藥製造者很難複製。這些圖案作為藥局和消費者用來驗證藥品真偽的數位指紋。圖片來源:普渡大學)

研究人員目前正在將該過程,轉換為面向藥局和消費者的智能手機應用程式。

普渡大學生物醫學工程系博士後鄭雨林說:「我們的概念,是使用智能手機在標籤上照亮LED燈並拍照,然後由應用程式辨別藥物真偽。」

鄭博士表示該標籤不僅僅是簡單地確認藥物的種類,還具有保存更多資訊的潛力,例如藥物的劑量和有效期。

研究團隊發現該標籤至少可以維持兩個月,蛋白質不會降解。接下來,研究團隊將需要確認標籤可以持續使用,並且不會影響藥品的關鍵成分或功效。

研究團隊透過普渡大學研究基金會技術商業化辦公室,已對該技術申請了兩項專利。由金教授創立的新公司CryptoMED LLC,將繼續開發行動技術,並正在尋找合作夥伴以擴大規模。