การสังเคราะห์นาโนเจลจากควอเทอไนซ์ไคโตซานด้วยวิธีอิมัลชัลพอลิเมอไรเซชันแบบใช้แสงกระตุ้นและไม่เติมสารลดแรงตึงผิวเพื่อใช้เป็นตัวนำส่งยาที่ไวต่อปฏิกิริยารีดอกซ์

Green synthesis of quaternized chitosan nanogel using surfactant-free emulsion-photopolymerization as redox-responsive drug carrier

       ปัจจุบันโรคภัยไข้เจ็บต่าง ๆ มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นตามวิถีชีวิตที่เปลี่ยนไปของมนุษย์ และความแตกต่างในระดับพันธุกรรมของแต่ละบุคคล ในขณะที่การให้ยาเพื่อรักษาในรูปแบบปกติยังคงมีข้อจำกัด ทำให้การรักษายังไม่มีประสิทธิภาพสูงสุด เช่น ยาอาจจะถูกทำลายหรือเสียสภาพทำให้มีปริมาณน้อยลงก่อนออกฤทธิ์รักษา หรืออาจจะมีปริมาณที่มากเกินความจำเป็น นอกจากจะเป็นการสิ้นเปลืองยาโดยใช่เหตุแล้ว อาจทำให้เกิดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์แก่ผู้ใช้ยาอีกด้วย ดังนั้นการพัฒนาระบบนำส่งยาที่สามารถควบคุมการปลดปล่อยยาได้ รวมทั้งการควบคุมการปลดปล่อยยาให้มีความจำเพาะกับบุคคล เพื่อให้การรักษาด้วยยามีประสิทธิภาพสูงที่สุด จึงเป็นแนวทางหนึ่งที่มีความน่าสนใจทั้งทางด้านวิชาการและเทคโนโลยี

       ในงานวิจัยนี้ นักวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การสังเคราะห์ “นาโนเจลแบบแกน-เปลือก” ที่สามารถต่อยอดเป็นระบบนำส่งยารักษาโรค ที่ควบคุมการปลดปล่อยยาได้ ย่อยสลายได้ รวมทั้งไม่เป็นพิษต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ซึ่งนาโนเจลแบบแกน-เปลือก ที่ทีมวิจัยสังเคราะห์ได้มีส่วนแกนเป็น poly(2 hydroxyethyl methacrylate) หรือ PHEMA และส่วนเปลือกเป็นไตรเมธิลไคโตซาน หรือ TMC โดยใช้วิธีอิมัลชัลพอลิเมอไรเซชันแบบใช้แสงกระตุ้นและไม่เติมสารลดแรงตึงผิว (surfactant-free emulsion photopolymerization)

       ถึงแม้ว่า PHEMA จะเป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ แต่ก็มีสมบัติที่ชอบน้ำ (hydrophilic) เข้ากันได้กับสิ่งมีชีวิต (biocompatible) มีการนำไปใช้เป็นวัสดุฐานสำหรับทำคอนแทคเลนส์ และประยุกต์ใช้ทางด้านชีวการแพทย์มากมายในรูปของไฮโดรเจล ส่วน TMC เป็นอนุพันธ์ชนิดหนึ่งของไคโตซาน โดยสารตั้งต้นของไคโตซานคือไคติน เป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติสามารถสกัดได้จากเปลือกกุ้ง หรือกระดองปู เป็นต้น สามารถย่อยสลายได้ และเข้ากันได้กับสิ่งมีชีวิต โดยส่วนแกนของนาโนเจลในงานวิจัยนี้จะประกอบไปด้วยพันธะไดซัลไฟด์ (-S-S-) ที่สามารถแตกสลายได้ผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์ ด้วยตัวสารเคมีในร่างกายของมนุษย์ เช่น กลูตาไธโอน (Glutathione)

       และนอกจากศึกษาการหาสภาวะที่ดีที่สุดสำหรับการสังเคราะห์นาโนเจลชนิดนี้แล้ว ทีมวิจัยยังบรรจุเมลาโทนินซึ่งเป็นยาต้นแบบลงไปในนาโนเจล เพื่อทดสอบความสามารถในการย่อยสลายของนาโนเจลที่สังเคราะห์ได้ ผ่านการกระตุ้นด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์ และความสามารถในการปลดปล่อยยาต้นแบบ อีกด้วย

โดยผลการทดสอบพบว่าระบบนาโนเจลที่ถูกกระตุ้นการย่อยสลายด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์สามารถปลดปล่อยยาต้นแบบได้สูงถึง 60 % ในระยะเวลา 2-3 ชั่วโมง ถ้าเทียบกับสภาวะที่ไม่ถูกกระตุ้น (~40 %) ในช่วงเวลาที่เท่ากัน

       ในอนาคตทีมวิจัยหวังว่านาโนเจลที่สังเคราะห์ได้นี้จะถูกพัฒนาต่อเป็นระบบนำส่งยารักษาโรคที่มีประสิทธิภาพ ไม่เป็นพิษกับมนุษย์ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และปรับระบบให้จำเพาะกับแต่ละบุคคล เช่น ผู้ที่แพ้ยาบางชนิด ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาแบบแม่นยำและจำเพาะ (Precision Medicine) ได้ในอนาคต

SDGs หลัก

สร้างโครงสร้างพื้นฐานที่มีความทนทาน ส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมที่ครอบคลุมและยั่งยืน และส่งเสริมนวัตกรรม (Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation)