การพัฒนาไฮโดรเจลที่มีเซลลูโลสจากแบคทีเรียและเพกตินหรืออัลจิเนตเป็นองค์ประกอบเพื่อการประยุกต์ใช้เป็นวัสดุปิดแผล
DOI:
https://doi.org/10.69598/tbps.17.2.23-36คำสำคัญ:
เซลลูโลสจากแบคทีเรีย, ไฮโดรเจล, การเชื่อมขวาง, อัลจิเนต, เพกตินบทคัดย่อ
การทดลองนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาไฮโดรเจลที่มีเซลลูโลสจากแบคทีเรีย (BC) เป็นองค์ประกอบ เพื่อประยุกต์ใช้ในทางเภสัชกรรม เซลลูโลสจากแบคทีเรียความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยมวลต่อปริมาตรผสมกับอัลจิเนต (A)
หรือเพกติน (P) ที่ความเข้มข้นแตกต่างกัน ในอัตราส่วน 3:7, 4:6 และ 5:5 โดยน้ำหนัก จากนั้นสารผสมถูกเทลงแม่พิมพ์และเชื่อมขวางโดยใช้สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ความเข้มข้นร้อยละ 3 โดยมวลต่อปริมาตร เพื่อให้เกิดไฮโดรเจล และนำไปทำให้แห้งโดยวิธีเยือกแข็ง ลักษณะทางสัณฐานวิทยา ประสิทธิภาพการดูดซับของเหลว การพองตัว ความสามารถในการกักเก็บของเหลว และความคงทน จะถูกประเมินผล จากผลการทดลองพบว่า 3 ส่วนของเซลลูโลสจากแบคทีเรียที่ความเข้มข้นร้อยละ 2 โดยมวลต่อปริมาตร ผสมกับ 7 ส่วน ของ A หรือ P ที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.5 (BC2A0.5-1) และ
5 (BC2P5-1) โดยมวลต่อปริมาตร เป็นความเข้มข้นที่เหมาะสม ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของ BC2P5-1 แสดงให้เห็นผิวหน้าที่เรียบ แตกต่างจาก BC2A0.5-1 ที่มีขุยบริเวณผิวหน้า ความหนาและขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของ BC2A0.5-1 มีค่าน้อยกว่า BC2P5-1 เนื่องจากโครงสร้างของ BC2A0.5-1 เกิดการหดตัวระหว่างการเชื่อมขวางด้วยสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ความเข้มข้นร้อยละ 3 โดยมวลต่อปริมาตร แต่ความแข็งของ BC2A0.5-1 มีค่ามากกว่า BC2P5-1 ในขณะที่รูปภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ประสิทธิภาพในการดูดซับของเหลว การพองตัว ความสามารถในการกักเก็บของเหลว และความคงทนของตำรับ BC2A0.5-1 ไม่สามารถประเมินผลได้ เนื่องจากโครงสร้างเกิดการแตกหักหลังจากแช่ในสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ซาไลน์เป็นเวลา 24 ชั่วโมง อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในการดูดซับของเหลวและการพองตัวของ BC2P5-1 มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นและเข้าสู่จุดสมดุลเมื่อเวลาผ่านไป
8 ชั่วโมง และความสามารถในการกักเก็บของเหลวมีแนวโน้มลดลงและคงที่หลังเวลาผ่านไป 10 ชั่วโมง นอกจากนี้
ความคงทนของ BC2P5-1 มีค่าเท่ากับร้อยละ 30.85±0.50 โดยสรุป BC2P5-1 แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติต่าง ๆ ที่ดีกว่า BC2A0.5-1 ดังนั้น BC2P5-1 สามารถที่จะพัฒนาเป็นวัสดุปิดแผลต้นแบบต่อไป
เอกสารอ้างอิง
Endler A, Schneider R, Kesten C, Lampugnani ER, Persson S. The Cellulose synthase companion proteins act non-redundantly with cellulose synthase interacting1/POM2 and cellulose synthase 6. Plant Signal Behav. 2016;11(4):e1135281.
Klemm D, Heublein B, Fink HP, Bohn A. Cellulose: fascinating biopolymer and sustainable raw material. Angew Chem Int Ed. 2005;44(22):3358–93.
Ross P, Mayer R, Benziman M. Cellulose biosynthesis and function in bacteria. Microbiol Rev. 1991;55(1):35–58.
Wasilewska K, Winnicka K. Ethylcellulose-a pharmaceutical excipient with multidirectional application in drug dosage forms development. Materials. 2019;12(20):3386.
Gorgieva S, Trček J. Bacterial cellulose: production, modification and perspectives in biomedical applications. Nanomaterials. 2019;9(10):1352.
Hu W, Chen S, Yang J, Li Z, Wang H. Functionalized bacterial cellulose derivatives and nanocomposites. Carbohydr Polym. 2014;101:1043–60.
Sannino A, Demitri C, Madaghiele M. Biodegradable cellulose-based hydrogels: design and applications. Materials. 2009;2(2):353–73.
Swingler S, Gupta A, Gibson H, Kowalczuk M, Heaselgrave W, Radecka I. Recent advances and applications of bacterial cellulose in biomedicine. Polymers. 2021;13(3):412.
Mohamad N, Loh E, Fauzi MB, Ng MH, Mohd AM. In Vivo evaluation of bacterial cellulose/acrylic acid wound dressing hydrogel containing keratinocytes and fibroblasts for burn wounds. Drug Deliv Transl Res. 2019;9(2):444–52.
Hennink WE, van Nostrum CF. Novel crosslinking methods to design hydrogels. Adv Drug Deliv Rev. 2002;54(1):13-36.
Bhattarai N, Gunn J, Zhang M. Chitosan-based hydrogels for controlled, localized drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 2010;62(1):83–99.
Hoare TR, Kohane DS. Hydrogels in drug delivery: progress and challenges. Polymer. 2008;49(8):1993–2007.
Vlaia L, Coneac G, Olariu I, Vlaia V, Lupuleasa D. Cellulose-derivatives-based hydrogels as vehicles for dermal and transdermal drug delivery. IntechOpen. 2016;2(2):64–70.
Phisalaphong M, Suwanmajo T, Tammarate P. Synthesis and characterization of bacterial cellulose/alginate blend membranes. J Appl Polym Sci. 2008;107:3419-24.
Sulaeva I, Hettegger H, Bergen A, Rohrer C, Kostić MM, Konnerth J, Rosenau T, Potthast A. Fabrication of bacterial cellulose-based wound dressings with improved performance by impregnation with alginate. Mater Sci Eng C. 2020;110:110619.
Li J, Fenglun Z, Liwei Z, Jianxin J. An In-situ fabrication of bamboo bacterial cellulose/sodium alginate nanocomposite hydrogels as carrier materials for controlled protein drug delivery. Int J Biol Macromol. 2021;170:459-68.
Chen W, Yuan S, Shen J, Chen Y, Xiao Y. A Composite hydrogel based on pectin/cellulose via chemical cross-linking for hemorrhage. Front Bioeng Biotechnol. 2021;8:627351.
Lopez SP, Martinez SM, Bonilla MR, Wang D, Gilbert EP, Stokes JR, Gidley MJ. Cellulose-pectin composite hydrogels: intermolecular interactions and material properties depend on order of assembly. Carbohydr Polym. 2017;162:71–81.
Fan F, Saha S, Hanjaya-Putra D. Biomimetic hydrogels to promote wound healing. Front Bioeng Biotechnol. 2021;9:718377.
Jones V, Grey JE, Harding KG. Wound dressings. BMJ. 2006;332(7544):777-80.
Brumberg V, Astrelina T, Malivanova T, Samoilov A. Modern wound dressings: hydrogel dressings. Biomedicines. 2021;9(9):1235.
Kuo CK, Ma PX. Maintaining dimensions and mechanical properties of ionically crosslinked alginate hydrogel scaffolds in vitro. J Biomed Mater Res A. 2008;84(4):899-907.
Salisu A, Sanagi MM, Abu NA, Wan IWA, Karim KJ. Removal of lead ions from aqueous solutions using sodium alginate-graft-poly(methyl methacrylate) beads. Desalination Water Treat. 2016;57(33):1-9.
Gao C, Liu M, Chen J, Zhang X. Preparation and controlled degradation of oxidized sodium alginate hydrogel. Polym Degrad Stab. 2009;94:1405-10.
Wang H, Chen X, Wen Y, Li D, Sun X, Liu Z, Yan H, Lin Q. A Study on the correlation between the oxidation degree of oxidized sodium alginate on its degradability and gelation. Polymers. 2022;14(9):1679.
Mohite BV, Koli SH, Patil SV. Bacterial cellulose-based hydrogels: synthesis, properties, and applications. Polym Polym Compos A Ref Ser. 2019:1255–76.
