Knowledge Article

ศาสตราจารย์.ดร.อำพล ไมตรีเวช, ศาสตราจารย์ ดร.ณรงค์ สาริสุต,
ภญ.ดวงมณี มณีโรจน์ภักดี, ภญ.วสุ วิฑูรย์สฤษฏ์ศิลป์ และ ภก.โกศล แซ่ติ้ง
ภาควิชาเภสัชอุตสาหกรรม คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

บทนำ

ระบบนำส่งเป็นศาสตร์ที่อาศัยความรู้จากสหวิชาไว้ด้วยกัน และเป็นแขนงที่ได้รับความสนใจจากทั้งนักวิจัย ในทศวรรษที่ผ่านมาได้มีการศึกษาเทคโนโลยีการนำส่งยาที่หลากหลาย แต่ที่ได้รับความสนใจเป็นอันมากคือ การพัฒนาระบบนำส่งในระดับนาโนเมตร หรือที่เรียกว่า "อนุภาคนาโน" ได้มีการพัฒนาอนุภาคนาโนไปใช้กับทั้งยาที่มีการใช้ในรูปแบบเดิม การนำส่งยาโปรตีน วัคซีน และนิวคลีโอไทด์ เป็นต้น โดยระบบนำส่งที่พัฒนาขึ้นทั้งในรูปอนุภาคนาโน หรือระบบคอลลอยด์อื่นๆ เหล่านี้ จะไปมีผลต่อค่าเภสัชจลนศาสตร์ การกระจาย และการปลดปล่อยในร่างกาย⁽¹⁾

นอกจากนี้ในปัจจุบันได้มีการประยุกต์ใช้อนุภาคนาโนนำไปใช้ในเครื่องสำอาง ดังจะเห็นได้จากการเติบโตอย่างรวดเร็วในการลงทุนและการจดสิทธิบัตรเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคนาโนเพื่อการใช้ทางผิวหนัง ตัวอย่างเช่น ในผลิตภัณฑ์กันแดด ผลิตภัณฑ์เพื่อให้ความชุ่มชื้นแก่ผิว แต่อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในการใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีอนุภาคนาโนเป็นส่วนประกอบนี้ควรได้รับการตรวจสอบเพื่อให้ทราบถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ก่อนนำไปใช้ด้วย ในบทนี้จะกล่าวถึงการเตรียมอนุภาคนาโนในรูปแบบ นาโนอิมัลชัน (Nanoemulsion)⁽²⁾

นาโนอิมัลชัน (Nanoemulsion)

นาโนอิมัลชัน เป็นระบบที่ประกอบด้วยน้ำมัน, น้ำและสารลดแรงตึงผิวในปริมาณสูง มีลักษณะเป็นของเหลวใสที่มีความคงตัวทางเทอร์โมไดนามิกส์สูง ขนาดของหยดอนุภาคในตำรับมักมีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตร สามารถคงรูปอยู่ได้จากผิวฟิล์มของสารลดแรงตึงผิว รูปตัวอย่างแสดงดังรูปที่ 1 สารลดแรงตึงผิวที่นิยมใช้คือกลุ่มสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุ (nonionic surfactants) และกลุ่มสารลดแรงตึงผิวที่มีทั้งประจุบวกและลบ (zwitterionic surfactants) ตัวยาหรือสารสำคัญที่มี คุณสมบัติชอบน้ำหรือไม่ชอบน้ำสามารถนำส่งด้วยระบบนี้ได้ สารลดแรงตึงผิวในตำรับสามารถทำปฏิกิริยากับไขมันที่อยู่ระหว่างเซลล์ของผิวหนังทำให้สามารถเพิ่มการซึมผ่านของตัวยาหรือสารสำคัญผ่านผิวหนัง และในส่วนของวัฏภาคไขมันสามารถทำให้เกิดการปกคลุมผิวเมื่อทาลงบนผิวหนัง โดยทำให้ผิวหนังมีความชุ่มชื้นสูงขึ้น ส่วนหยดอนุภาคอิมัลชันจะยุบตัวหรือหลอมไปกับส่วนประกอบของผิวหนัง⁽²⁾

รูปที่ 1 ลักษณะของนาโนอิมัลชัน (ดัดแปลงมาจาก Venugaranti VV, et al.⁽²⁾)

Puglia และคณะได้ทำการศึกษานาโนอิมัลชันในการนำส่ง glycyrrhetic acid ซึ่งมีฤทธิ์ลดการระคายเคือง ลดอาการแดงของผิวหนังและมีฤทธิ์ต้านการอักเสบ ใช้เป็นส่วนประกอบในตำรับยาและเครื่องสำอาง ผลทาง in vitro และ in vivo พบว่านาโนอิมัลชันสามารถเพิ่มการนำส่ง glycyrrhetic acid ผ่านผิวหนังได้ดีกว่าตำรับที่เป็น O/W อิมัลชัน⁽³⁾ Zhou และคณะได้ทำการพัฒนาตำรับ lecithin nanoemulsion ซึ่งเป็นการนำ lecithin มาใช้แทนสารลดแรงตึงผิวในตำรับและศึกษาคุณสมบัติต่าง ๆ ของตำรับพบว่าสามารถเพิ่มความชุ่มชื้นให้แก่ผิวหนังอย่างมีนัยสำคัญและยังช่วยเพิ่มการซึมผ่านของ Nile red ซึ่งเป็นสารที่ใช้ศึกษาการซึมผ่านชั้นผิวหนัง ดังนั้นตำรับ lecithin nanoemulsion อาจสามารถนำมาใช้เป็นระบบนำส่งตัวยาหรือสารสำคัญที่มีคุณสมบัติชอบไขมัน (lipophilic) ได้⁽⁴⁾

การประยุกต์ใช้นาโนอิมัลชันทางเวชสำอาง

1. การประยุกต์ใช้นาโนอิมัลชันเพื่อช่วยเพิ่มการดูดซึมของสารสำคัญผ่านผิวหนัง หยดของเหลวที่มีขนาดเล็กของนาโนอิมัลชันทำให้มีพื้นที่ผิวที่มากและเกิดการสะสมบนผิวอย่างสม่ำเสมอ จึงทำให้กระบวนการแทรกซึมของสารสำคัญเข้าสู่ผิวหนังเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ⁽⁵⁾ Kong และคณะ⁽⁶⁾ พัฒนานาโนอิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ (oil in water emulsion) จาก hyaluronic acid เพื่อนำส่งสารสำคัญที่ชอบละลายในน้ำมัน (lipophilic ingredient) ผ่านผิวหนัง โดยใช้วิตามินอี (alpha-tocopherol) เป็นสารต้นแบบ พบว่านาโนอิมัลชันที่เตรียมได้มีความสามารถในการซึมผ่านผิวหนังชั้น stratum corneum ไปยังผิวหนังชั้น dermis ได้ เมื่อเปรียบเทียบกับสารละลายของวิตามินอีในเอธานอล โดยไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนัง
2. การประยุกต์ใช้นาโนอิมัลชันเพื่อช่วยกักเก็บน้ำในผิวหนัง การสร้างฟิล์มปกคลุมบนผิวหนังของนาโนอิมัลชัน ช่วยลดการสูญเสียน้ำจากผิวหนังชั้นนอก ทำให้ผิวมีความชุ่มชื้น เพิ่มการเกิดไฮเดรชัน (hydration) จึงเพิ่มการแทรกผ่านของสารสำคัญเข้าสู่ผิวหนัง รูปที่ 2 แสดงความสามารถในการเก็บกักความชื้นของนาโนอิมัลชัน body milk และ body water โดยที่ 1 และ 24 ชั่วโมงหลังจากทาผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดพบว่า นาโนอิมัลชันให้ความชุ่มชื้นของผิวที่สูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่เหลืออีก 2 ชนิด⁽⁷⁾
   
   
   
   รูปที่ 2 แสดงปริมาณการเพิ่มขึ้นของความชุ่มชื้นของผิวหนังชั้น stratum corneum บริเวณท้องแขน ที่ เวลา 1 และ 24 ชั่วโมงหลังจากทาผลิตภัณฑ์ชนิดต่างๆ (ดัดแปลงมาจาก Sonneville-Aubrun O, et al.⁽⁷⁾)
3. การประยุกต์ใช้นาโนอิมัลชันเพื่อช่วยให้ผลิตภัณฑ์น่าใช้และให้ความรู้สึกที่ดีบนผิว จากคุณสมบัติของนาโนอิมัลชันที่ไม่เป็นอันตราย ไม่ก่อให้เกิดการระคายเคือง ไม่อุดตันรูขุมขน ยอมให้อากาศและน้ำไหลผ่านได้ ทำให้ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของนาโนอิมัลชันน่าใช้และให้ความรู้สึกที่ดีหลังการใช้ โดยจากการทดสอบกับกลุ่มอาสาสมัครที่ใช้ body lotion เป็นประจำ จำนวน 192 คน โดยให้ใช้ body lotion ชนิดนาโนอิมัลชัน วันละครั้งนาน 2 สัปดาห์ พบว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของอาสาสมัครชอบความเหลวและใสของ body lotion ชนิดนาโนอิมัลชัน 80 เปอร์เซ็นของอาสาสมัครดังกล่าวชอบความสดชื่นที่ได้รับ 72 เปอร์เซ็นต์ชอบความชุ่มชื้นและ 84 เปอร์เซ็นต์ชอบผลทางความงามที่ได้รับ นอกจากนี้ยังพบว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของอาสาสมัครชอบ body lotion ชนิดนาโนอิมัลชันมากกว่าผลิตภัณฑ์เดิมที่เคยใช้ โดย 95 เปอร์เซ็นต์ของอาสาสมัครดังกล่าวต้องการเปลี่ยนมาใช้ body lotion ชนิดนาโนอิมัลชัน⁽⁷⁾

แม้ว่าจะมีงานวิจัยมากมายกล่าวถึงศักยภาพในการนำนาโนอิมัลชันมาประยุกต์ใช้ แต่รายงานการประยุกต์ใช้นาโนอิมัลชันยังมีอยู่อย่างจำกัด ทั้งนี้อาจเนื่องมากจากข้อจำกัดในเรื่องความคงตัว ทำให้นาโนอิมัลชันไม่สามารถเก็บไว้ได้นาน จึงต้องใช้ทันทีหลังจากเตรียมเสร็จซึ่งไม่เหมาะกับการนำไปใช้จริง⁽⁸⁾

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์เวชสำอางที่มีนาโนอิมัลชันเป็นส่วนผสมในท้องตลาด เช่น Bepanthol? Crema Facial Ultra Protect ของบริษัท Bayer Healthcare ประกอบด้วย ceramides, lecithin, vitamin B3, dexpanthenol, madecassic, lactic acid, glycine and vitamin E ซึ่งระบุว่าช่วยเพิ่มความชุ่มชื้นให้ผิวหนัง กระตุ้นให้เกิดการผลัดเซลล์ผิวและป้องกันริ้วรอย⁽⁹⁾ บทสรุป

ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเครื่องสำอางให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยมีการใส่สารสำคัญลงไปในผลิตภัณฑ์เพื่อให้มีการออกฤทธิ์เชิงรักษาเรียกว่า ‘เวชสำอาง’ อีกทั้งได้มีแนวทางการพัฒนาตำรับเวชสำอางให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้นด้วยการใช้ระบบนำส่ง โดยเฉพาะการใช้อนุภาคนาโนในผลิตภัณฑ์ ทั้งนี้ผิวหนังเป็นเครื่องกีดขวางที่สำคัญในการซึมแพร่ผ่านของสารสำคัญ ข้อมูลของสารสำคัญเช่น คุณสมบัติทางเคมีกายภาพ รวมทั้งกลไกการออกฤทธิ์และชั้นผิวหนังของที่เป็นเป้าหมายในการออกฤทธิ์เป็นข้อมูลสำคัญในการเลือกวิธีนำส่งสารสำคัญเข้าสู่ชั้นของผิวหนัง การเลือกใช้วิธีนำส่งสารสำคัญที่เหมาะสมจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการซึมแพร่ผ่านของสารสำคัญ ประหยัดและปลอดภัยแก่ผู้ใช้ ข้อได้เปรียบในการนำส่งสารสำคัญเหล่านี้โดยการกักเก็บไว้ในระบบนำส่งอนุภาคนาโนคือ ความสามารถในการเพิ่มการดูดซึม, เพิ่มการละลาย, สามารถป้องกันการเสื่อมสลาย, ควบคุมการปลดปล่อยสารสำคัญ, หรือทำให้เกิดความรู้สึกสัมผัสที่ดีบนผิวหนังหลังจากใช้ผลิตภัณฑ์ ฯลฯ อนุภาคนาโนที่สามารถนำมาใช้มีอยู่ในหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของอนุภาค, วิธีที่ใช้ผลิต, สารสำคัญที่ต้องการกักเก็บ, กลไกการนำส่งอนุภาคที่ต้องการ ซึ่งปัจจัยเหล่านี้อาจกำหนดสมบัติทางเคมีกายภาพของอนุภาคนาโน เช่น ขนาดอนุภาค, พื้นผิวอนุภาค, และความคงตัวของอนุภาคเป็นต้น

ในท้องตลาดได้มีผลิตภัณฑ์ที่มีอนุภาคนาโนเป็นระบบนำส่ง เช่น Cutanova Cream NanoVital Q10, SURMER Cr?me Leg?re Nano-Protection ซึ่งสามารถนำส่งสารสำคัญได้อย่างมีประสิทธิภาพดีกว่าตำรับเครื่องสำอางแบบเก่า เช่น ครีม หรือ อิมัลชั่น นอกจากนี้ยังทำให้ผลิตภัณฑ์มีความน่าสนใจและเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับผลิตภัณฑ์อีกด้วย

อย่างไรก็ตามการพัฒนาระบบนำส่งอนุภาคนาโน นอกเหนือจากการทดสอบถึงลักษณะทางเคมีกายภาพและความคงสภาพของอนุภาคนาโน ผู้พัฒนาต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ก่อนที่จะนำไปใช้ต่อไป

เอกสารอ้างอิง

1. Parveen S, Misra R, Sahoo S K, Nanopartcles: a boon to drug delivery, therapeutics, diagnostics, and imaging. Nanomed Nanotechnol Biol Med. 2012; 8: 147-66.
2. Venugaranti VV, Perumal OP, Chapter 9, Nanosystems for Dermal and Transdermal Drug Delivery, In: Pathak Y, Thassu D. Drug Delivery Nanoparticles Formulation and Characterization. New York: Informa Healthcare USA, Inc., 2009: 126-55.
3. Puglia C, Rizza L, Drechsler M, Bonina F. Nanoemulsions as vehicles for topical administration of glycyrrhetic acid: Characterization and in vitro and in vivo evaluation. Drug Deliv. 2010; 17(3): 123-9.
4. Zhou H, Yue Y, Liu G, Li Y, Zhang J, Gong Q, et al. Preparation and Characterization of Lecithin Nanoemulsion as a Topical Delivery System. Nanoscale Res Lett. 2010; 5: 224-30.
5. วราภรณ์ จรรยาประเสริฐ. นาโนเทคโนโลยี: การนำส่งยาและเครื่องสำอางทางผิวหนัง. กรุงเทพฯ: บริษัท ประชาชน จำกัด, 2552.
6. Kong M, Chen XG, Kweon DK, Park HJ. Investigations on skin permeation of hyaluronic acid based nanoemulsion as transdermal carrier. Carbohydr Polym.2011; 86(2): 837-43.
7. Sonneville-Aubrun O, Simonnet JT, L Alloret F. Nanoemulsions: a new vehicle for skincare products. Adv Colloid Interface Sci. 2004; 108: 145-9.
8. Gutierrez JM, Gonzalez C, Maestro A, Sole I, Pey CM, Nolla J. Nano-emulsions: New applications and optimization of their preparation. Curr Opin Colloid Interface Sci. 2008; 13(4): 245-51.
9. Bayer Healthcare. Protect Facial Cream Ultra Bepanthol – What is it? 2011 [cited 2012 February 12]; Available from: http://www.consumercare.bayer.es/es/parafarmacia/dermatologicos/ bepanthol/bepanthol-crema-facial-ultra-protect/que-es/index.php.