การพัฒนาอนุภาคทรงกลมขนาดไมครอนสำหรับนำส่งสารสกัดชาเขียวเพื่อรักษาโรคข้อเสื่อม

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาอนุภาคทรงกลมขนาดไมครอนจากเจลาตินเพื่อนำส่งสารสกัดชาเขียว Epigallocatechin 3-gallate (EGCG) ร่วมกับกรดไฮยาลูรอนิคสำหรับรักษาโรคข้อเสื่อม โดยได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบสมบัติทางเคมี และกายภาพของเจลาติน 4 ชนิดได้แก่ เจลาตินชนิดเอ (GA) เจลาตินชนิดบี (GB) เจลาตินชนิดเอที่ดัดแปรด้วยเอธิลีนไดเอมีน (GE) และเจลาตินชนิดบีที่ดัดแปรด้วยซัคซินิคแอนไฮไดร์ด (GS) พบว่า GE มีปริมาณหมู่อะมิโนอิสระเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับ GA ซึ่งเป็นเจลาตินตั้งต้นเนื่องมาจากการคอนจูเกตเอธิลีนไดเอมีนเข้าไปในโครงสร้าง และส่งผลมีค่าศักย์เซต้าเป็นบวกมากขึ้นและมีความชอบน้ำสูง ในขณะที่ GS มีปริมาณหมู่อะมิโนอิสระลดลงเมื่อเทียบกับ GB ซึ่งเป็นเจลาตินตั้งต้นเนื่องจากหมู่อะมิโนอิสระถูกใช้ไปในการคอนจูเกตซัคซินิคแอนไฮไดร์ด อย่างไรก็ตาม ผลสเปกตรัมจากการวิเคราะห์ Fourier-transform infrared spectroscopy ยืนยันการปรากฏของหมู่ฟังก์ชั่นที่แสดงคุณลักษณะเฉพาะของโปรตีนในเจลาตินทั้ง 4 ชนิด เจลาตินทั้ง 4 ชนิดถูกนำมาขึ้นรูปเป็นอนุภาคทรงกลมขนาดไมครอนด้วยเทคนิคอิมัลชั่นชนิดน้ำในน้ำมัน และเชื่อมขวางด้วยความร้อน หรือด้วยสารละลายกลูตารัลดีไฮด์ อนุภาคทรงกลมขนาดไมครอนเจลาตินที่ได้มีขนาดอยู่ในช่วง 43-49 ไมครอน ซึ่งมีความเหมาะสมสำหรับนำไปใช้ฉีดผ่านเข็มฉีดยาได้โดยไม่อุดตัน เมื่อเปรียบเทียบวิธีการเชื่อมขวาง พบว่าอนุภาคที่เชื่อมขวางด้วยสารละลายกลูตารัลดีไฮด์มีความคงตัวมากกว่าอนุภาคที่เชื่อมขวางด้วยความร้อนโดยประเมินจากอัตราส่วนการบวมน้ำและการละลายน้ำของอนุภาค อนุภาคทรงกลมขนาดไมครอน GE ที่เชื่อมขวางด้วยสารละลายกลูตารัลดีไฮด์มีร้อยละการเชื่อมขวางสูงที่สุด เนื่องจากมีหมู่อะมิโนอิสระจำนวนมากสำหรับการเกิดปฏิกิริยาเชื่อมขวางกับหมู่อัลดีไฮด์ของกลูตารัลดีไฮด์ และเมื่อทดสอบอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพในระดับห้องปฏิบัติการในสภาวะจำลองร่างกายที่ไม่มีและมีเอนไซม์คอลลาจีเนส พบว่าอนุภาคทรงกลมขนาดไมครอน GE มีอัตราการย่อยสลายช้าที่สุด อนุภาคทรงกลมขนาดไมครอนเจลาตินทั้ง 4 ชนิดไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ผิวหนังของหนูเมื่อทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการตามมาตรฐาน ISO 10993 part 5 และเมื่อนำอนุภาคทรงกลมขนาดไมครอนเจลาตินทั้ง 4 ชนิดไปดูดซับสารสกัดชาเขียว EGCG และทดสอบอัตราเร็วในการปลดปล่อยสาร EGCG ในสภาวะจำลองร่างกายที่ไม่มีและมีเอนไซม์คอลลาจีเนส พบว่าอนุภาค GE สามารถปลดปล่อยสาร EGCG ได้อย่างคงที่และเนิ่นนานที่สุดในทั้ง 2 สภาวะ โดยการปลดปล่อยควบคุมด้วยกลไกการแพร่ของสาร EGCG จากอนุภาคเป็นหลัก ในขณะที่อนุภาค GA GB และ GS ปลดปล่อยสาร EGCG ด้วยกลไกการแพร่และการบวมน้ำหรือการย่อยสลายของอนุภาค จากผลการศึกษา สรุปได้ว่าอนุภาคทรงกลมขนาดไมครอน GE มีประสิทธิภาพเหมาะสมสำหรับการควบคุมการปลดปล่อยสาร EGCG ได้เนิ่นนาน อนุภาคทรงกลมขนาดไมครอน GE ที่กักเก็บสาร EGCG นี้ได้ถูกนำไปผสมกับสารละลายกรดไฮยาลูรอนิคเพื่อเตรียมเป็นยาฉีดสำหรับรักษาโรคข้อเสื่อมในสุนัขต่อไป โดยผู้วิจัยคาดหวังว่ายาฉีดที่พัฒนาขึ้นนี้จะมีประสิทธิภาพในการรักษาโรคข้อเสื่อมได้ดีขึ้น เนื่องจากการออกฤทธิ์ร่วมกันของสารสกัดชาเขียว EGCG ในการยับยั้งการอักเสบ และกรดไฮยาลูรอนิคที่ช่วยฟื้นฟูการทำงานของข้อและกระตุ้นการสร้างกรดไฮยาลูรอนิคของเซลล์ไฟโบบลาสต์ในข้อ