ไฮโดรเจลนำไฟฟ้าจากไคโตซานสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนังที่ควบคุมด้วยกระแสไฟฟ้า
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บุญฑริกา สาสังข์, ณัชนันท์ ช่วงสกุล, ภัชชนก สืบวงศ์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เจตนิพิฐ แท่นทอง, สิทธิศักดิ์ จินดาวงศ์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานนี้มีจุดประสงค์เพื่อนำระบบนำส่งยาผ่านผิวหนัง (Transdermal drug delivery system) มาลดข้อจำกัดของการนำส่งยาในรูปแบบอื่น ลดการสูญเสียยาไปกับการเผาผลาญและย่อยอาหารในร่างกายและไม่สร้างความเจ็บป่วย ใช้แผ่นแปะยาเป็นตัวบรรจุยาแปะ โดยจะขนส่งยาผ่านผิวหนังด้วยกระแสไฟฟ้า เนื่องจากง่ายต่อการควบคุมปริมาณและอัตราการนำส่งยาได้ตามเวลาที่ต้องการ โดยใช้ประจุไฟฟ้าที่มีประจุเหมือนกับตัวยาผลักตัวยาผ่านชั้นผิวหนังด้วยแรงทางไฟฟ้า ทำให้ตัวยาสามารถแพร่ผ่านผิวหนังไปได้ ซึ่งไฮโดรเจลนำไฟฟ้าคือพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิเมอร์นำไฟฟ้าและพอลิเมอร์ไฮโดรเจล แสดงสมบัติที่สำคัญร่วมกันทั้งของไฮโดรเจลและพอลิเมอร์นำไฟฟ้า สามารถนำไฟฟ้าได้ด้วยโครงสร้างของตัวเอง สภาพการนำไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้าสามารถผันกลับได้ ผู้พัฒนาโครงงานสนใจศึกษาวิจัยการการผลิตไฮโดรเจลนำไฟฟ้าจากไคโตซานสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนังที่ควบคุมด้วยกระแสไฟฟ้า โดยนำไฮโดรเจลที่สังเคราะห์ได้จากไคโตซาน โดยศึกษาอิทธิพลของปริมาณพอลิไทโอฟีนใช้และความแรงของศักย์ไฟฟ้าต่อความสามารถในการบรรจุและปลดปล่อยยาออกจากแผ่นฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้า ใช้ระยะเวลาทดลองเป็นเวลาประมาณ 1 เดือนครึ่ง ด้วยวิธีการดังนี้
ตอนที่ 1 สังเคราะห์พอลิไทโอฟีนจากไทโอฟีนมอนอเมอร์และสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์แอนไฮดรัส ในคลอโรฟอร์ม กวนและรักษาอุณหภูมิสารจนเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน กรองสารและอบ
ตอนที่ 2 โด๊ปพอลิไทโอฟีนด้วยกรดซาลิไซลิกที่ใช้เป็นตัวยาในการทดลอง เพื่อได้พอลิไทโอฟีนที่มีตัวยาที่มีฤทธิ์เป็นกรดที่มีขั้วบรรจุอยู่ กรองสารและอบ นำสารละลายที่เหลือจากการกรองไปวิเคราะห์ผล
ตอนที่ 3 เตรียมฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้าจากไคโตซาน ด้วยไคโตซาน พอลิไวนิลแอลกอฮอล์และวุ้นอะกาโลสที่ละลายในกรดแอซีติก และนำไปทำปฏิกิริยากับพอลิไทโอฟีนที่ผ่านการโด๊ปกรดซาลิไซลิก นำสารผสมแต่ละความเข้มข้นเทลงในจานเพาะเชื้อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 เซนติเมตร ที่ถูกหุ้มด้วยอะลูมิเนียมฟอยล์ แช่เย็นเป็นเวลา 24 ชั่วโมง และลอกเป็นแผ่นเพื่อนำไปวิเคราะห์ผล
สำหรับขั้นตอนการวิเคราะห์ผล ผู้จัดทำทำการศึกษาความสามารถในการบรรจุยาและปลดปล่อยยาของโดยหาค่า absorbance ของสารก่อนทดลองและหลังทดลองด้วยเครื่อง UV visible spectrometer โดยในการปลดปล่อยยานั้น ผู้จัดทำได้ทำการผลิตอุปกรณ์ทดสอบที่สร้างขึ้นเองและจำลองการใช้สารละลาย
บัฟเฟอร์อะซิเตทแทนผิวหนังคน โดยการควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ที่ 37 องศาเซลเซียส และค่า pH 5.5 ซึ่งจากการวิเคราะห์ผล ได้ผลการทดลอง ดังนี้
1.ความสามารถในการบรรจุยาโดยเฉลี่ยของพอลิไทโอฟีนที่ผ่านการโด๊ปมีค่า เท่ากับ 39.89 % และความเข้มข้นของยาที่บรรจุภายในฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้าที่แท้จริงมีค่าเฉลี่ย 0.0076 โมลาร์
2.ความสามารถในการปลดปล่อยยาโดยเฉลี่ยของพอลิไทโอฟีนที่ผ่านการโด๊ปมีค่า เท่ากับ 56.77 %
3.ในการศึกษาอิทธิพลของปริมาณพอลิไทโอฟีนต่อความสามารถในการปลดปล่อยยา ฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้ามีความสามารถในการปลดปล่อยยาเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณพอลิไทโอฟีนที่ผ่านการโด๊ปเพิ่มขึ้น ฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้าที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้า 5.0 โวลต์ ที่มีปริมาณพอลิไทโอฟีน 1, 3, 5 % มีแนวโน้มการปลดปล่อยยาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ โดยมีค่าตั้งแต่ 34.14, 48.25, 61.84 % ตามลำดับ
4.ในการศึกษาอิทธิพลของความแรงกระแสไฟฟ้าต่อความสามารถในการปลดปล่อยยา ฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้ามีความสามารถในการปลดปล่อยยาเพิ่มขึ้น เมื่อความแรงศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ฟิล์มไฮโดรเจลนำไฟฟ้าที่มีปริมาณพอลิไทโอฟีน 5% ที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้าตั้งแต่ 0.0, 1.0, 3.0, 5.0 โวลต์ มีแนวโน้มการปลดปล่อยยาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ โดยมีค่าตั้งแต่ 15.87, 23.54, 41.15, 61.84 % ตามลำดับ