การเตรียมไคโตซานไมโครอนุภาคโดยการอบแห้งด้วยสเปรย์
บทนำ
อนุภาคขนาดเล็กที่มีขนาดควบคุมและสัณฐานวิทยามีความสนใจอย่างมากในด้านการจัดส่งยาและชีวเภสัชกรรม วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการประเมินผลของพารามิเตอร์การประมวลผลเกี่ยวกับความสามารถในการควบคุมขนาดและการกระจายของไมโครอนุภาคที่ใช้ไคโตซานโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมายอยู่ที่ 1-10 µm มีการศึกษาผลของการห่อหุ้มเซรั่มอัลบูมิน (BSA) รุ่นโปรตีนรวมทั้งโซเดียมไตรโพลีฟอสเฟต (TPP) ข้าม linker
วัสดุและวิธีการ
ไคโตซานที่มีน้ำหนักโมเลกุลความหนืดเฉลี่ย 67,000 กรัม/โมลและระดับของ acetylation ที่ 16 โมล % ถูกนำมาใช้ในการศึกษานี้ (ผลิตภัณฑ์หมายเลข 740063) โซลูชันที่ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆได้รับการจัดเตรียมในกรณีที่มีหรือไม่มีบีเอสเอ ในบางสูตรโซเดียมไตรโพลีฟอสเฟต (TPP, Prod ฉบับที่ 238503) ถูกใช้เป็นตัวแทนเชื่อมโยงข้าม กรดอะซิติก (HAC) ที่ความเข้มข้น 1% ถูกใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับไคโตซาน (ละลายข้ามคืนอุณหภูมิห้อง)
องค์ประกอบของสูตรที่ประเมินในการศึกษานี้จะรายงานใน ตารางที่ 1
ไมโครอนุภาคได้รับการเตรียมโดยใช้เครื่องพ่นขนาดเล็ก (B-1) 290 จาก BUCHI พารามิเตอร์การทำให้เป็นละอองจะรายงานใน ตารางที่ 2
พารามิเตอร์ที่มีรายละเอียดใน P1 ถูกนำมาใช้สำหรับสูตร F1 ถึง F4 ในขณะที่พารามิเตอร์ใน P2 ได้รับการทดสอบในสูตร F1 และ F5
อนุภาคขนาดเล็กที่เกิดขึ้นจากสูตรที่แตกต่างกันได้รับการถ่ายภาพโดยการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) โดยใช้ SEM JSL-2A 840 การกระจายขนาดอนุภาคได้รับการวิเคราะห์โดยใช้เลเซอร์ diffractometry บน Mastersizer 2000 ที่ติดตั้งโมดูล Hydrosizer 2000 (Malvern Instruments, UK)
ผลลัพธ์
ภาพ SEM ที่กำลังขยายสองแสดงให้เห็นว่าไคโตซานไมโครอนุภาคที่เตรียมจากสูตร 1 (ไม่มี BSA หรือ TPP) โดยใช้พารามิเตอร์ P1 เป็นทรงกลมที่มีพื้นผิวย่นเล็กน้อย (รูปที่ 1)
รูปที่ 1ภาพ SEM ของไมโครอนุภาคไคโตซานที่เตรียมจากสูตร F1 โดยใช้พารามิเตอร์ P1 ที่ A) 2,000 x และ b) กำลังขยาย 5,000 x
สูตร F2 ถูกใช้เพื่อเตรียมไคโตซาน -TPP microparticles ภายใต้พารามิเตอร์ P1 เพื่อสังเกตผลของ TP Pcross-linker การวิเคราะห์ SEM ระบุว่าการเพิ่ม TPP ไม่ได้เปลี่ยนแปลงลักษณะหรือขนาดของอนุภาคขนาดเล็กที่เกิดขึ้นตามที่เห็นใน รูปที่ 2
รูปที่ 2ภาพ SEM ของไมโครอนุภาคไคโตซาน -TPP ที่เตรียมจากสูตร F2 โดยใช้พารามิเตอร์ P1 ที่ A) 2,000 X และ b) กำลังขยาย 5,000 เท่า
ผลของการโหลดไมโครอนุภาคไคโตซานด้วยยารุ่นได้รับการตรวจสอบในสูตร F3 ที่มีพารามิเตอร์ P1 ในกรณีที่ไม่มี TP Pcross-linker รูปที่ 3 แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มบีเอสเอไม่มีผลต่อลักษณะที่ปรากฏหรือขนาด
รูปที่ 3ภาพ SEM ของไคโตซาน -BSA อนุภาคขนาดเล็กที่เตรียมจากสูตร F3 โดยใช้พารามิเตอร์ P1 ที่ A) 2,000 x และ b) กำลังขยาย 5,000 x
การรวม BSA เข้ากับไคโตซานไมโครอนุภาคในที่ที่มี TPP ได้รับการศึกษาในสูตร F4 โดยใช้พารามิเตอร์ P1 เมื่อมีทั้ง TPP และ BSA อนุภาคขนาดเล็กจะปรากฏเป็นทรงกลมน้อยลง (รูปที่ 4)
รูปที่ 4ภาพ SEM ของไมโครอนุภาคไคโตซาน -BSA-TPP เตรียมจากสูตร F4 โดยใช้พารามิเตอร์ P1 ที่ A) 2,000 x และ b) กำลังขยาย 5,000 เท่า
สูตร F5 (ซึ่งเป็นหนึ่งในสิบความเข้มข้นของไคโตซานที่พบในสูตร F1) และใช้พารามิเตอร์ P2 อนุภาคไคโตซานมีลักษณะเป็นทรงกลมน้อยกว่ามากและมีแนวโน้มที่จะสร้างส่วนผสมที่ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็ก (รูปที่ 5)
รูปที่ 5ภาพ SEM ของไมโครอนุภาคไคโตซานที่เตรียมไว้ในสูตร F5 โดยใช้พารามิเตอร์ P2 ที่ A) 2,000 x และ b) 5,000 x magnifaction
ตามที่รายงานไว้ใน ตารางที่ 35-10 การกระจายขนาดอนุภาคขนาดเล็กจะคล้ายกันในสูตร F1-F3 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาคเฉลี่ย, D (1) ระหว่าง 3.2 µm, 63 5 - 65% ของอนุภาคที่มีขนาดในช่วง 0.5 - 0.5 µm, 23-25% ของอนุภาคที่มีขนาดในช่วง 3.5 µm การเพิ่มทั้ง BSA และ TPP จะปรับการกระจายขนาดของอนุภาคเล็กน้อย ปริมาตรของอนุภาคในช่วง 0.5-5 4.3 µm ลดลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสูตร F1-F3 ในขณะที่อนุภาคขนาด 5-10 µm มีการแสดงมากขึ้นนำไปสู่ D (1) 0.5 µm เมื่อใช้พารามิเตอร์ P2 สูตร F1 จะนำไปสู่อนุภาคขนาดเล็กกว่าที่เตรียมไว้โดยใช้พารามิเตอร์ P1
สรุป
การทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการเตรียมไมโครอนุภาคไคโตซานในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน ไคโตซานเชื่อมโยงข้ามกับ TPP หรือ encapsulation ของบีเอสเอไม่ได้ปรับเปลี่ยนสัณฐานวิทยาหรือการกระจายขนาดของอนุภาคไคโตซานซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 3.2 - 3.5 µm เมื่อ µm ทั้ง BS Aand TP Pwere รวมกันขนาดอนุภาคเพิ่มขึ้นเป็น 4.3 μ m และการกระจายขนาดอนุภาคเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
เมื่อใช้สารละลายไคโตซานเจือจางมากขึ้น (ไคโตซาน 0.1% เทียบกับไคโตซาน 1%) อนุภาคขนาดเล็กยังคงถูกสร้างขึ้นแต่มีโพลีแยกย้ายกันมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ อนุภาคเหล่านี้ดูเหมือนจะมีขนาดใหญ่กว่าและมี agglomerations ของอนุภาคขนาดเล็ก
ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่มีผลต่อคุณสมบัติของอนุภาคที่เกิดขึ้นคือพารามิเตอร์การอบแห้งแบบสเปรย์ เงื่อนไขการประมวลผลสำหรับการอบแห้งสเปรย์ขนาดอนุภาคที่มีอิทธิพลและการกระจาย ใช้สารละลายที่เหมือนกัน (สารละลายไคโตซาน 1 wt.% ในกรดอะซิติก 1 v.%) มีการใช้พารามิเตอร์การอบแห้งแบบสเปรย์ที่แตกต่างกันสองค่าเพื่อแสดงความสามารถในการสร้างอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 3.5 µm (ในกรณีของ F1/P1) หรือ 2.5 µm (ในกรณีของ F1/P2)