การศึกษาโครงสร้างแรนดอมคอร์ย และเบต้าซีทของเซริซินจากไหมไทย เพื่อใช้ในการเตรียมโครงสร้างเชื่อมโยงแบบกึ่งโครงร่างตาข่ายของเซริซิน/พอลิเมอร์ชีวภาพที่มีหมู่ไฮดรอกซิล

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาโครงแบบของโปรตีนเซริซินที่ได้จากหนอนไหมไทย และนำผงเซริซินที่เตรียมได้ ทำปฎิกิริยากับพอลิเมอร์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิลก่อนขึ้นรูปเป็นวัสดุโครงสร้างเนื้อเยื่อแบบสามมิติที่มีรูพรุน และ วัสดุโครงสร้างไฮโดรเจลแบบกึ่งโครงร่างตาข่ายที่มีรูพรุน การสกัดผงเซริซินทำโดยวิธีต้มด้วยน้ำร้อน และ การสกัดด้วยเบส ผงเซริซินที่เตรียมได้แบ่งเป็นสามแบบ คือ เซริซินอุณหภูมิห้อง (RT-SS) เซริซินอุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส (C-SS) และเซริซินอุณหภูมิเยือกแข็ง (F-SS) ตามวิธีการเก็บก่อนทำเป็นผง ตรวจสอบ โครงแบบของผงเซริซินทั้งสามแบบด้วยเครื่องฟลูเรียร์ทรานส์ฟอร์ม อินฟราเรดสเปคโทรมิเตอร์ (FTIR) และ เครื่องวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) แผ่นวัสดุโครงสร้างของพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) และ เซริซินเตรียมโดยใช้ไดเมทิลรอลยูเรียเป็นตัวเชื่อมประสาน และกลีเซอรอลเป็นพลาสติไซเซอร์ ส่วนวัสดุโครง สร้างไฮโดรเจลแบบกึ่งโครงร่างตาข่ายเตรียมโดยปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซซัแบบแรดิคอล โดยใช้ เอน, เอน - เมทิลลีนบีสอะคริลาไมด์เป็นตัวเชื่อมประสาน วัสดุโครงสร้างทั้งสองแบบถูกทำให้เป็นรูพรุนด้วยเทคนิคเยือก แข็ง (lyophilation technique) ก่อนจะนำไปทดสอบสมบัติต่างๆ จากการตรวจสอบโครงแบบของเซริซิน พบว่าสเปคตรัมของ RT-SS และ C-SS ปรากฏพีคของเมไมด์ I (C=O stretching), เอไมด์ II (N-H bending) และเอไมด์ III ที่ตำแหน่ง 1661, 1538 และ 1232 เซ็นติเมตร-1 ตามลำดับ ซึ่งพีคเหล่านี้แสดงถึงโครงสร้าง แบบแรนดอมคอร์ยของโปรตีน พีคเหล่านี้มีการเปลี่ยนตำแหน่งไปที่ความถี่ที่ต่ำกว่าสำหรับ F-SS ซึ่งแสดง ความเป็นโครงสร้างแบบเบต้าชีท นอกจากนีพีค N-H stretching ที่ตำแหน่ง 3400-3200 เซ็นติเมตร-1 ของ F-SS ปรากฏที่ตำแหน่งที่ต่ำและมีความกว้างของพีคมากกว่า RT-SS และ C-SS แสดงถึงพันธะไฮโดรเจนที่เกิด ขึ้นจากพันธะของเบต้าชีท ผลจากการศึกษาผลึกโดย XRD พบว่า RT-SS และ C-SS มีพีคที่กว้างจาก 17-35 องศา ส่วน F-SS มีพีคที่แคบกว่าในช่วง 15, 17-26 และ 27-35 องศา ซึ่งแสดงถึงโครงสร้างผลึกที่มากกว่า การใช้ปริมาณตัวเชื่อมประสานที่มากขึ้นในวัสดุโครงสร้าง PVA/RT-SS ส่งผลให้เกิด พันธะไฮโดรเจนมากขึ้น และลดปริมาณของผลึก รวมถึงความสามารถในการยืดจนขาด วัสดุโครงสร้างทั้งสอง แบบมีความสามารถใน การทำให้เซลไฟโบรบลาสเจริญเติบโต ไม่เป็นพิษ และสามารถยึดติดกับวัสดุโครงสร้างได้ดี โดยเฉพาะที่ความ เข้มข้นของวัสดุเชื่อมประสานที่ 10% DMU และพบว่าเมื่อใช้ปริมาณของตัวเชื่อม ประสานเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ ขนาดรูพรุนของวัสดุโครงสร้างมีขนาดเล็กลง ส่วนวัสดุโครงสร้างชนิด semi-IPN ไฮโดรเจลที่มีรูพรุนและสมบัติ ต่างๆที่ทดสอบแสดงถึงความสามารถในการใช้งานทางด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อซึ่งมีประโยชน์ต่อความสามารถในการใช้งานทางการแพทย์ อาทิ การซ่อมแซมผิวหนัง แผ่นปิดบาดแผล ทั้งนี้ผลงานวิจัยนี้จะสามารถทำให้เกิด มูลค่าเพิ่มให้กับอุตสาหกรรมไหมไทย และเป็นประโยชน์ต่อประชาชนผู้เลี้ยงไหม ซึ่งกำลังมีปัญหาราคาไหม ในปัจจุบัน

คำสำคัญ