การเตรียมเจลและไมโครปาร์ติเคลชนิดก่อตัวเองที่บรรจุยาด็อกซีไซคลินไฮเคลตโดยใช้เชลแล็คเป็นพอลิเมอร์โดยใช้สารทำละลายที่ต่างกันและการศึกษาการแลกเปลี่ยนตัวทำละลายและการก่อตัวของระบบ

บทคัดย่อ

สำหรับระบบนำส่งยาเช่นเจลชนิดก่อตัวเองเป็นระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงวัฏภาคจากของเหลวเป็นเจลภายหลังสัมผัสตัวกลางที่เป็นน้ำ และไมโครปาร์ติเคลชนิดก่อตัวเองเป็นระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงจากหยดอิมันชันเป็นอนุภาคแข็งหลังสัมผัสตัวกลางที่เป็นน้ำทำให้ปรับเปลี่ยนการปลดปล่อยยาได้ การเปลี่ยนแปลงของทั้งสองระบบนี้เกิดขึ้นผ่านกลไกการแยกวัฏภาคซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงค่าการละลายของพอลิเมอร์อย่างฉับพลันที่ตอบสนองต่อการแลกเปลี่ยนตัวทำละลาย งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมของตัวทำละลายอินทรีย์ได้แก่ Dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) และ 2-pyrrolidone (PYR) ภายในเชลแล็คตั้งแต่ขั้นตอนการเตรียมจนกระทั่งระบบเกิดการแยกวัฏภาค สูตรตำรับใช้ระบบก่อตัวเองเป็นเจลชนิดก่อตัวเองเป็นวัฏภาคภายในของระบบก่อตัวเองเป็นไมโครปาร์ติเคลซึ่งเป็นอิมัลชั่นที่เกิดจากการผสมระหว่างระบบดังกล่าวกับวัฏภาคภายนอกซึ่งประกอบด้วยน้ำมันมะกอกและ Glyceryl monostearate (GMS) ปัจจัยที่ศึกษาในขั้นตอนการเตรียมได้แก่ ความเป็นกรด-ด่าง ค่าดัชนีการละลาย ความหนาแน่น แรงตึงผิว และอัตราการแยกวัฏภาคของส่วนประกอบอิมัลชัน ในระหว่างการแยกวัฏภาคของระบบก่อตัวเองจะศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพซึ่งแบ่งเป็น 3 ส่วนตามลำดับการสัมผัสกับตัวกลางที่เป็นน้ำ 1) ก่อนสัมผัส (รูปร่างและขนาดของอิมัลชัน ความหนืด สมบัติหยุ่นหนืด และการวิเคราะห์เชิงความร้อน) 2) ระหว่างสัมผัส (การเปลี่ยนแปลงจากของเหลวไปสู่ไมโครปาร์ติเคล การปลดปล่อยตัวทำละลายอินทรีย์และยา การสลายตัว อัตราการแพร่ของน้ำ และการแพร่ของตัวทำละลายอินทรีย์) 3) หลังสัมผัส (การวิเคราะห์เนื้อสัมผัส การวิเคราะห์โครงสร้างผลึก และภาพใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน) ทั้งนี้เชลแล็คละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ด้วยการเกิดพันธะไฮโดรเจนและแรงวานเดอร์วาล เจลชนิดก่อตัวเองที่ใช้ NMP เป็นตัวทำละลายไม่สามารถนำมาเตรียมเป็นอิมัลชันได้เนื่องจาก NMP เข้ากับน้ำมันมะกอกบางส่วน ค่าดัชนีการละลายสามารถเรียงลำดับตามชนิดตัวทำละลายได้ดังนี้ NMP > DMSO > PYR NMP จึงจัดเป็นตัวทำละลายที่ดีที่สุดสำหรับเชลแล็ค พารามิเตอร์นี้สอดคล้องกับผลการศึกษาด้านความหนืด สมบัติหยุ่นหนืด และการวิเคราะห์เชิงความร้อน รวมถึง PYR มีความหนืดมากกว่า DMSO และ NMP ตามลำดับ กระบวนการแยกวัฏภาคสามารถแบ่งได้ 4 ขั้น ขั้นแรกน้ำได้เคลื่อนที่เข้าสู่ระบบด้วยอัตราเร็วต่างกันซึ่งเรียงตามลำดับตามชนิดตัวทำละลายที่ใช้ในระบบดังนี้ DMSO > NMP > PYR น้ำที่เข้าสู่ระบบจะลดค่าการละลายของเชลแล็คจนเกิดการแยกวัฏภาค ขั้นที่สองตัวทำละลายอินทรีย์และยาจะแพร่ออกจากระบบออกมาภายนอก อัตราการแพร่ของสารดังกล่าวเรียงตามลำดับตามชนิดตัวทำละลายในระบบได้ดังนี้ DMSO > NMP > PYR ระบบที่มี PYR มีอัตราการปลดปล่อยสารช้าที่สุดเนื่องจากตัวทำละลายเองและระบบมีความหนืดสูงกว่า สำหรับการแพร่ของระบบที่มี DMSO และ NMP สามารถอธิบายได้จากค่าดัชนีการละลาย ขั้นที่สามระบบจะเกิดรูพรุนบริเวณที่มีการเคลื่อนที่ของน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ ขนาดและความหนาแน่นของรูพรุนจะเพิ่มขึ้นตามเวลาซึ่งสอดคล้องกับอัตราการปลดปล่อยตัวทำละลายอินทรีย์และยา เมททริกซ์เชลแล็คที่เกิดจากระบบที่ใช้ PYR มีการฉีกขาดในภายหลังเนื่องจากเกิดไฮโดรไลซิสซึ่งถูกเร่งโดย PYR เหนี่ยวนำให้มีการสะสมน้ำภายในระบบ โครงสร้างที่มีความพรุนสูงจะเกิดการแตกหักได้ง่ายและมีพฤติกรรมแบบพลาสติก แต่โครงสร้างที่มีความพรุนต่ำจะทนต่อแรงกดและยืดหยุ่น ขั้นสุดท้ายเชลแล็คเริ่มสลายตัวในสภาวะที่มีน้ำหลังจากระบบกลายเป็นของแข็งอย่างสมบูรณ์ เมื่อสภาวะคงที่ปริมาณการสลายตัวทั้งหมดเรียงตามลำดับตัวทำละลายได้ดังนี้ PYR >> NMP > DMSO ซึ่งมีแนวโน้มคล้ายกับปริมาณน้ำที่สะสมในระบบ ระบบที่เตรียมด้วย PYR สามารถกักเก็บน้ำได้มากและความเป็นกรด-ด่างของสารละลายด็อกซีไซคลินไฮเครตในเมทริกซ์ที่ควบคุมโดยบัฟเฟอร์มีค่าใกล้เคียง 7 จึงทำให้เกิดไฮโดรไลซิสที่พันธะเอสเตอร์ของเชลแล็คได้สูง อย่างไรก็ตามพฤติกรรมของตัวทำละลายอินทรีย์ในระบบก่อตัวเป็นไมโครปาร์ติเคลถูกบดบังด้วยน้ำมัน ตัวทำละลายดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างเชลแล็คที่เหลือหลังจากกระบวนการแลกเปลี่ยนสารละลาย PYR เป็นตัวทำละลายที่เหมาะสมในการเตรียมระบบก่อตัวเองที่สุดเนื่องจากมันทำให้ระบบมีการปลดปล่อยยาอย่างช้าๆและมีโอกาสสลายตัวได้ในสภาวะร่างกายเพื่อรักษาโรคปริทันต์อักเสบ

คำสำคัญ