การเตรียมและคุณลักษณะของเม็ดบีดผสมระหว่างอัลจิเนตและกรดไฮยาลูรอนิค สำหรับการประยุกต์ใช้ในการควบคุมการปลดปล่อย

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเม็ดบีดผสมระหว่างอัลจิเนตและกรดไฮยาลูรอนิคเพื่อประยุกต์ใช้ในการควบคุมการปลดปล่อยเจนตามัยซิน ซึ่งเตรียมเม็ดบีดผสมในอัตราส่วนการผสมโดยน้ำหนัก AL70HA30, AL50HA50 และ AL70HA30 โดยเทคนิคเชื่อมขวางด้วยไอออน และปรับปรุงความคงตัวของเม็ดบีดด้วยเทคนิคการเคลือบชั้นต่อชั้น โดยใช้วัสดุ 2 ชนิดที่มีความแตกต่างกันทางประจุ ได้แก่ เจลาตินชนิดเอที่มีประจุบวก และอัลจิเนตที่มีประจุลบ ที่จำนวนชั้นเคลือบ 1, 2, 4 และ 8 ชั้น จากผลการศึกษาพบว่า เม็ดบีดเปียกมีลักษณะค่อนข้างกลม โดยเม็ดบีดมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคในสารละลายผสมมากขึ้นเนื่องจากความหนืดของสารละลายผสมมาก เมื่อทดสอบความคงตัวของเม็ดบีดโดยเก็บรักษาเม็ดบีดที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส พบว่า เม็ดบีดที่มีสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคไม่เกินร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก ที่ผ่านการเคลือบ 2 ชั้น มีร้อยละน้ำหนักเปียกหายไปน้อยและมีปริมาณกรดไฮยาลูรอนิคคงเหลือในเม็ดบีดมาก เมื่อเปรียบเทียบกับเม็ดบีดที่มีสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคมาก เนื่องจากเม็ดบีดที่มีสัดส่วนของอัลจิเนตมากจะมีค่าศักย์เซต้าเป็นลบมากส่งผลให้มีโอกาสในการเชื่อมขวางด้วยไอออนและเกิดอันตรกิริยาไฟฟ้าสถิตในขั้นตอนการก่อตัวเป็นเม็ดบีดและขั้นตอนการเคลือบที่แข็งแรงกว่าให้กับเม็ดบีด งานวิจัยนี้จึงเลือกเม็ดบีดทั้งสองสูตรข้างต้นไปทำแห้งโดยเทคนิคการทำแห้งแบบเยือกแข็ง โดยเม็ดบีดแห้งมีขนาดเฉลี่ยประมาณ 0.92-1.39 มิลลิเมตร ผลการทดสอบความสามารถในการบวมน้ำของเม็ดบีดแห้ง พบว่า เม็ดบีดที่มีสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคมากจะมีความสามารถในการบวมน้ำมากกว่า โดยเม็ดบีดที่แช่ในสารละลายนอร์มัลซาไลน์มีความสามารถในการบวมน้ำมากกว่ากรณีแช่ในน้ำปราศจากไอออนหลายสิบเท่า เมื่อทดสอบการย่อยสลายทางชีวภาพในระดับห้องปฏิบัติการ ที่สภาวะจำลองข้ออักเสบ พบว่า เม็ดบีดแห้งที่มีสัดส่วนของอัลจิเนตมากจะถูกย่อยสลายช้ากว่าเม็ดบีดที่มีสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคมาก เมื่อนำเม็ดบีดแห้งไปดูดซับเจนตามัยซิน พบว่า เม็ดบีดมีประสิทธิภาพในการดูดซับเจนตามัยซินประมาณ 69-89 เปอร์เซ็นต์ และมีปริมาณเจนตามัยซินที่ถูกดูดซับได้ในเม็ดบีดประมาณ 0.26-0.47 มิลลิกรัม/เม็ดบีด 1 มิลลิกรัม โดยเม็ดบีดแห้งที่มีสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคมากสามารถดูดซับเจนตามัยซินมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากมีความสามารถในการบวมน้ำสูง เม็ดบีดแห้งนี้สามารถปลดปล่อยเจนตามัยซินภายใต้สภาวะจำลองข้ออักเสบโดยอาศัยกลไกการปลดปล่อยแบบการแพร่และการย่อยสลายของเม็ดบีด ประกอบกับแรงอันตรกิริยาไฟฟ้าสถิตระหว่างประจุลบของเม็ดบีดและประจุบวกของเจนตามัยซิน ซึ่งเม็ดบีดที่มีสัดส่วนของอัลจิเนตมากสามารถชะลอการปลดปล่อยเจนตามัยซินได้มากกว่าเม็ดบีดที่มีสัดส่วนของกรดไฮยาลูรอนิคมาก ผลการทดสอบการออกฤทธิ์ยับยั้งเชื้อแบคทีเรียแกรมลบชนิด E.coli และแบคทีเรียแกรมบวกชนิด S.aureus ในระดับห้องปฏิบัติการ ของเม็ดบีดที่ดูดซับเจนตามัยซิน พบว่า สามารถออกฤทธิ์ยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพ แสดงถึงความเป็นไปได้ในการใช้เป็นระบบควบคุมการปลดปล่อย