การดัดแปรฟิล์มพอลิคาร์โปรแลกโตนด้วยโปรตีนผ่านการสร้างหมู่ฟังก์ชันด้วยพลาสมาและสารเชื่อมขวางคาร์โบไดไอไมด์

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการดัดแปรพื้นผิวฟิล์มพอลิคาร์โปรแลกโตน (Polycaprolactone, PCL) ด้วยพลาสมา โดยใช้ชุดอุปกรณ์กำเนิดพลาสมาโดยระบบไฟฟ้ากระแสสลับ ความถี่ 50 เฮิรตซ์ ของแก๊สอากาศ ร่วมกับการคอนจูเกตสารละลายโปรตีน โดยใช้สารคาร์โบไดไอไมด์ (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)cabodiimides, EDC) เป็นสารเชื่อมขวาง ฟิล์ม PCL มีค่ามุมสัมผัสน้ำ 76.5 องศา และไม่มีหมู่ฟังก์ชันเอมีนปฐมภูมิและพันธะเอไมด์บนพื้นผิว หลังจากการดัดแปรด้วยพลาสมาอากาศมีการตรวจพบอะตอมของไนโตรเจน และสัดส่วนอะตอมของออกซิเจนต่อคาร์บอนบนพื้นผิวของฟิล์ม PCL เพิ่มขึ้น ชี้ให้เห็นว่าพลาสมาอากาศสร้างหมู่ฟังก์ชันที่มีไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นองค์ประกอบบนพื้นผิวฟิล์ม PCL ซึ่งหมู่ฟังก์ชันเหล่านี้ (เอมีน หรือคาร์บอกซิล) จะถูกคอนจูเกตกับหมู่ฟังก์ชันของโปรตีน (เจลาตินชนิดเอ เจลาตินชนิดบี และคอลลาเจนไฮโดรไลเซส) ผ่านปฏิกิริยาการเชื่อมขวางด้วยคาร์โบไดไอไมด์ จากผลแสดงให้เห็นว่าค่ามุมสัมผัสน้ำ, ปริมาณหมู่เอมีนปฐมภูมิ และปริมาณพันธะเอไมด์ของฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยพลาสมาที่ระยะเวลา 15 วินาที ถึง 4 นาที และคอนจูเกตด้วยสารละลายเจลาตินชนิดเอ (ความเข้มข้น 2% โดยน้ำหนัก) เป็น 54.1-61.8 องศา, 1.3-2.8 ไมโครกรัมต่อตารางเซนติเมตร และ 13.28-24.06% ตามลำดับ การเพิ่มขึ้นของความชอบน้ำ และการตรวจพบหมู่เอมีนปฐมภูมิ และพันธะเอไมด์บนฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยพลาสมา และเชื่อมขวางด้วยคาร์โบไดไอไมด์ พิสูจน์ว่าการคอนจูเกตเจลาตินชนิดเอบนฟิล์ม PCL ประสบความสำเร็จ ฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยพลาสมาเป็นเวลา 1 นาที และคอนจูเกตเจลาตินชนิดเอพบปริมาณพันธะเอ-ไมด์สูงที่สุด ดังนั้น ระยะเวลาการดัดแปรด้วยพลาสมา 1 นาที จึงถูกใช้ในการศึกษาอิทธิพลของชนิดและความเข้มข้นของสารละลายโปรตีน ฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยพลาสมาเป็นเวลา 1 นาที และคอนจูเกตด้วยเจ-ลาตินชนิดเอ เจลาตินชนิดบี และคอลลาเจนไฮโดรไลเซสที่ความเข้มข้น 0.2, 1 และ 2% โดยน้ำหนัก มีค่ามุมสัมผัสน้ำ และปริมาณพันธะเอไมด์ใกล้เคียงกัน ผลความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์ม PCL และฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยพลาสมา และการคอนจูเกตโปรตีน (ความเข้มข้น 1% โดยน้ำหนัก) ด้วยเซลล์ผิวหนังหนู (L929) แสดงให้เห็นว่าเปอร์เซ็นต์การยึดเกาะของเซลล์บนฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับบนฟิล์ม PCL ที่ไม่ผ่านการดัดแปร พื้นที่การแผ่ของเซลล์ที่ยึดเกาะบนฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรมากกว่าของเซลล์บนฟิล์ม PCL เมื่อเปรียบเทียบฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยโปรตีนต่างชนิดกัน พบว่าเปอร์เซ็นต์การยึดเกาะของเซลล์บนฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยโปรตีนทั้งสามชนิดไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ แต่เซลล์บนฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยเจลาตินชนิดเอ และเจลาตินชนิดบีมีพื้นที่การแผ่มากกว่าเซลล์บนฟิล์ม PCL ที่ผ่านการดัดแปรด้วยคอลลาเจนไฮโดรไลเซส ทั้งนี้น่าจะเป็นเพราะโปรตีนทั้งสามเป็นอนุพันธ์ของคอลลาเจน ซึ่งทราบกันว่าช่วยสนับสนุนการเติบโตของเซลล์