Knowledge Article

ศ.ดร.อำพล ไมตรีเวช, ศ.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 ระบบตัวพาประเภทสารพอลิเมอร์ (Polymer-based nanosystems)⁽²⁾

ระบบตัวพาประเภทสารพอลิเมอร์ (Polymer-based nanosystems)

1. อนุภาคนาโนแคปซูลจากพอลิเมอร์ /อนุภาคนาโนจากพอลิเมอร์ (Polymeric Nanocapsules /Nanoparticles)

อนุภาคนาโนหรืออนุภาคนาโนแคปซูลสามารถเตรียมได้จากพอลิเมอร์หลาย ๆ ชนิด ตัวยาหรือสารสำคัญสามารถถูกกักเก็บได้หลายรูปแบบ เช่น ถูกกักเก็บอยู่ในแกนกลางของอนุภาค, กระจายอยู่ในพอลิเมอร์แมทริกซ์ (polymer matrix), ถูกดูดซับหรือเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับพอลิเมอร์ได้ อนุภาคที่ได้จะมีความคงรูป (rigid) มากกว่าระบบอื่น ๆ พอลิเมอร์ที่นำมาใช้เตรียมนั้นมีทั้งแบบที่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (biodegradable polymers) และแบบที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ (nondegradable polymers) เช่น poly(lactide-co-glycolide) (PLGA), poly(butyl cyanoacrylate), polymethacrylate, chitosan, poly(ε-caprolactone) (PCL) และ poly(vinyl alcohol)-fatty acid copolymers รูปตัวอย่างแสดงดังรูปที่ 1

อนุภาคนาโนจากพอลิเมอร์ส่วนใหญ่จะซึมผ่านผิวหนังลงไปสู่บริเวณชั้นสตราตัมคอร์เนียม ในขณะที่อนุภาคนาโนจากพอลิเมอร์จะแทรกผ่านลึกลงไปในชั้นผิวหนังได้จะใช้ช่องทางผ่านทางรูขุมขน⁽²⁾

Vettor และคณะได้ทำการศึกษาอนุภาคนาโนแคปซูลจาก PLA พบว่าสามารถช่วยเพิ่มความคงตัวของ octyl methoxycinnamate ซึ่งเป็นสารที่ใช้ป้องกันรังสียูวีที่นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์ป้องกันแสงแดด โดยที่ประสิทธิภาพในการป้องกันรังสียูวียังคงเดิม⁽³⁾ อีกการศึกษาหนึ่งของ Luppi และคณะได้ทำการดัดแปลงพอลิเมอร์โดยการทำปฏิกิริยาระหว่าง polyvinylalcohol (PVA) กับ fatty acids (FAs) ทำให้ได้อนุพันธ์ PVA-FA ขึ้น เพื่อใช้ในการนำส่ง benzophenone-3 ซึ่งเป็นสารที่ที่นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์ป้องกันแสงแดด พบว่าการแทนที่หมู่ฟังก์ชันของ PVA ที่ 40% และ 80% (degree of substitution) ด้วย myristic, palmitic, stearic และ behenic มีประสิทธิภาพในการใช้เป็นระบบนำส่งสารป้องกันแสงแดดได้⁽⁴⁾



2. เดนไดรเมอร์ (Dendrimers)

เป็นระบบนำส่งอนุภาคนาโนแบบใหม่ โดยเดนไดรเมอร์มีลักษณะเป็นกิ่งก้านของสายพอลิเมอร์ล้อมรอบแกนกลางด้านใน รูปร่างโดยรวมมีลักษณะกลม ขนาดอนุภาคประมาณ 1-10 นาโนเมตร รูปตัวอย่างแสดงดังรูปที่ 2 ข้อดีประการหนึ่งของเดนไดรเมอร์คือมีจำนวนหมู่ฟังก์ชั่นที่บริเวณผิวของอนุภาคจำนวนมากทำให้สามารถนำส่งตัวยาหรือสารสำคัญปริมาณสูงได้และสามารถเกิดอันตรกิริยา (multivalent interaction) กับเยื่อหุ้มเซลล์ในร่างกาย (biological membranes) โดยตัวยาหรือสารสำคัญที่จะนำส่งสามารถถูกกักเก็บอยู่บริเวณแกนกลาง (nanocantainers), เกิดสารประกอบเชิงซ้อนหรือเชื่อมต่อ (conjugate) กับหมู่ฟังก์ชั่นที่บริเวณผิวอนุภาค (nanoshells) เดนไดรเมอร์สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ 2 วิธี คือ (1) การสร้างแบบไดเวอร์เจนท์ (divergent synthesis) เป็นการสังเคราะห์โดยเริ่มจากแกนกลาง (2) คอนเวอร์เจนท์ (convergent synthesis) เป็นการสังเคราะห์โดยเริ่มจากภายนอกสู่ภายในดังแสดงในรูปที่ 3 หมู่ฟังก์ชั่นบริเวณพื้นผิวของอนุภาคสามารถปรับแต่งเพื่อให้เหมาะกับการนำส่งตัวยาหรือสารสำคัญได้หลากหลาย เดนไดรเมอร์ที่มีใช้ในท้องตลาดได้แก่ poly(amidoamine) (PAMAM) และ poly(propyleneimine)⁽²⁾

Chauhan และคณะได้ศึกษาการนำส่ง indomethacin ด้วยเดนไดรเมอร์ชนิด PAMAM และอนุพันธ์ พบว่าสามารถเพิ่มการแทรกผ่านผิวหนังของ indomethacin ทั้งใน in vitro และ in vivo เมื่อเปรียบเทียบกับ indomethacin ในรูปแบบยาน้ำแขวนตะกอน (suspension) อีกงานวิจัยที่ศึกษาเกี่ยวกับ เดนไดรเมอร์ชนิด PAMAM⁽⁵⁾ Borowska และคณะได้ทำการนำ PAMAM มาทำให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนในหลายแบบกับ 8-methoxypsoralene (8-MOP) ซึ่งมีฤทธิ์กระตุ้นให้ผิวหนังมีความไวต่อแสงมากขึ้นเพื่อใช้ในการรักษาโรคสะเก็ดเงินร่วมกับรังสี UVA พบว่าสารประกอบเชิงซ้อนนี้ทำให้ 8-MOP ซึมผ่านชั้นผิวหนังช้าลงและทำให้เกิดความเข้มข้นเฉพาะที่สูงขึ้นใน in vitro ซึ่งมีแนวโน้มในการเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาโดยใช้ 8-MOP⁽⁶⁾ นอกจากนี้ตัวอย่างการศึกษาการนำส่งตัวยาด้วยเดนไดรเมอร์ผ่านทางผิวหนังอื่น ๆ แสดงดังตารางที่ 1





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. Vettor M, Perugini P, Scalia S, Conti B, Genta I, Modena T, et al. Poly(D,L-lactide) nanoencapsulation to reduce photoinactivation of a sunscreen agent. Int J Cosmet Sci. 2008;30:219-27.
4. Luppi B, Cerchiara T, Bigucci F, Basile R, Zecchi V. Polymeric nanoparticles composed of fatty acids and polyvinylalcohol for topical application of susscreens. J Pharm Pharmacol. 2004;56:407-11.
5. Borowska K, Laskowska B, Magon A, Mysliwiec B, Pyda M, Wolowiec S. PAMAM dendrimers as solubilizers and hosts for 8-methoxypsorelene enabling transdermal diffusion of the guest. Int J Pharm. 2010;398:185-9.
6. Chauhan AS, Sridevi S, Chalasani KB, Jain AK, Jain SK, Jain NK, et al. Dendrimer-mediated transdermal delivery: enhanced bioavailability of indomethacin. J Control Release. 2003;90:335-43.
7. Cheng Y, Xu Z, Ma M, Xu T. Dendrimers as Drug Carriers: Applications in Different Routes of Drug Administration. J Pharm Sci. 2008;97(1):123-43.