การพัฒนาคุณภาพยาโดยใช้เทคนิคการเพิ่มอัตราการละลายของยา

    การใช้ยาเพื่อบำบัดรักษาและบรรเทาอาการของโรค จะได้ผลมากหรือน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับผลของการนำส่งยา  คือการละลายและการดูดซึมปริมาณยาเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตในร่างกายของผู้ป่วย  ดังนั้นการพัฒนายาให้มีคุณภาพที่ดีส่วนหนึ่งคือการทำให้ยาละลายและดูดซึมได้เร็ว ยาจึงให้ผลการรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่เนื่องจากยาบางชนิดมีความสามารถในการละลายน้อย หรือมีประสิทธิภาพทางการรักษาต่ำ จำต้องบริโภคยาเข้าสู่ร่างกายในปริมาณมากพอเพื่อให้ผลทางการรักษา ซึ่งทำให้อาจเกิดผลข้างเคียงต่อร่างกายได้ อุตสาหกรรมการผลิตยาจึงมีการคิดค้นวิธีการ ลดความเสี่ยงของการเกิดผลข้างเคียงจากการใช้ยา เพิ่มคุณภาพและประสิทธิภาพของยา รวมทั้งเพิ่มความสามารถในการละลายของยา ด้วยการปรับปรุงคุณสมบัติทั้งทางกายภาพและเคมี รวมทั้งอีกทางเลือกหนึ่งที่ปัจจุบันกำลังได้รับความนิยมนำมาประยุกต์ใช้ในกระบวนการผลิตยา  คือ ของไหลที่สภาวะใกล้จุดวิกฤต (Dense gas)   ซึ่งเป็นสภาวะที่อยู่ระหว่างของเหลวและก๊าซ เช่น ความหนาแน่น ความหนืด  และความสามารถในการแพร่ โดยประยุกต์ใช้ของไหลที่สภาวะใกล้จุดวิกฤตในการลดขนาดของยาเพื่อเพิ่มอัตราการละลายของยา นอกจากนี้ ยังสามารถนำมาใช้ในการผลิตอนุภาคคอมพอสิตระหว่างยากับพอลิเมอร์อีกด้วย

  รศ.ดร.มานพ เจริญไชยตระกูล อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  สนใจวิธีการแทรกตัวยาที่มีความสามารถในการละลายน้ำต่ำเข้าสู่รูพรุนของพอลิเมอร์ จึงเริ่มงานวิจัยโดยใช้ ตัวยาซัลฟาเม็ทท็อกซาโซล(Sulfamethoxazole) ซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะที่ใช้สำหรับการรักษาโรคติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะ ซึ่งตัวยาชนิดนี้มีความสามารถในการละลายน้ำและความสามารถในการดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้ต่ำ ทำให้ประสิทธิภาพในการรักษาไม่ดี จึงได้ทำการศึกษาหากระบวนการที่จะเพิ่มความสามารถในการละลายของตัวยาซัลฟาเม็ทท็อกซาโซล โดยการนำยาไปแทรกตัวในรูพรุนของแผ่นฟิล์มไคโตซาน โดยใช้กระบวนการ GAS (Gas  Anti-Solvent)และใช้คาร์บอนไดออกไซด์ที่สภาวะใกล้จุดวิกฤตเป็นตัวกลางในการนำยาไปแทรกตัวในรูพรุนของไคโตซาน ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อปริมาณยาที่แทรกตัวในแผ่นฟิล์มไคโตซาน ได้แก่ อุณหภูมิ และชนิดของตัวทำละลายอินทรีย์ที่เหมาะสม ความเข้มข้นของสารละลายยาอิ่มตัวระดับต่างๆ  ศึกษาอัตราการละลายของยาในผลิตภัณฑ์ที่ได้ เปรียบเทียบกับยาก่อนผ่านกระบวนการ และของผสมทางกายภาพที่มีส่วนประกอบของยาและไคโตซานฟิล์ม

ไคโตซานฟิล์ม ก) ก่อนผ่านกระบวนการ GAS ข) หลังผ่าน กระบวนการGAS

ผลิตภัณฑ์หลังผ่านกระบวนการ GAS โดยใช้ความดัน 90 บาร์(สูงกว่า Threshold pressure)ที่สภาวะอุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส ความเข้มข้นของสารละลายยา 75 เปอร์เซ็นต์ ในตัวทำละลายอะซิโตน

 ภาพถ่าย SEM แบบตัดขวางของผลิตภัณฑ์หลังผ่านกระบวนการ GAS (มีสารละลายยา) ที่สภาวะอุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส ความเข้มข้นของสารละลายยา 75 เปอร์เซ็นต์ ในตัวทำละลายอะซิโตน ก) ความดัน 25.5 บาร์  ข) ความดัน 90 บาร์

   ผลการวิจัยพบว่า ตัวทำละลายอะซิโตน สามารถละลายยาซัลฟาเม็ทท็อกซาโซลได้ดีที่สุด ทำให้ได้ปริมาณยา (% Drug content) มากที่สุด สภาวะที่ทำให้ตัวยาเข้าไปแทรกตัวในรูพรุนของไคโตซานฟิล์มได้มากที่สุดคือ สภาวะอุณหภูมิ 35 ºC ที่ความเข้มข้น 75% ของความอิ่มตัว โดยใช้ตัวทำละลายอะซิโตน ซึ่งมีค่าปริมาณยาเท่ากับ 75.27% นอกจากนั้นยังพบว่า เมื่อเพิ่มอุณหภูมิส่งผลให้ปริมาณยามีค่าลดลง และเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายยามีผลทำให้ปริมาณยามีค่าเพิ่มขึ้น จากการแทรกตัวยาเข้าสู่รูพรุนของไคโตซานฟิล์ม พบว่า ตัวยาที่แทรกตัวในรูพรุนมีความเป็นผลึกที่ลดลง และเมื่อทำการศึกษาอัตราการละลายของผลิตภัณฑ์พบว่าอัตราการละลายของยาที่แทรกตัวในผลิตภัณฑ์ภายใต้อุณหภูมิ 35 ºC ความเข้มข้น 75% ของความอิ่มตัวในตัวทำละลายอะซิโตน หลังผ่านกระบวนการ GAS สามารถละลายได้ 100% ภายในเวลา 3 ชั่วโมง กล่าวคือ ยาที่ผ่านกระบวนการแทรกตัวเข้าสู่รูพรุนของแผ่นฟิล์มไคโตซานมีอัตราการละลายที่ดีกว่ายาก่อนผ่านกระบวนการถึง  1.7 เท่า

อัตราการละลายของผลิตภัณฑ์ในสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ pH 7.4 อุณหภูมิ    37 ºC

ก. ยาซัลฟาเม็ทท็อกซาโซลก่อนผ่านกระบวนการ

ข. ของผสมทางกายภาพระหว่างยากับไคโตซานฟิล์ม ที่มี %Drug content 75.27%

ค. ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการ GAS ที่อุณหภูมิ 35 ºC ความเข้มข้น 75% ของความอิ่มตัว ความดัน 5 บาร์ ที่มี %Drug content 75.27%

ง. ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการ GAS ที่อุณหภูมิ 35 ºC ความเข้มข้น 75% ของความอิ่มตัว ความดัน 90 บาร์

  เทคนิคการนำตัวยาที่มีความสามารถในการละลายน้ำต่ำเข้าไปแทรกในรูพรุนของไคโตซานฟิล์ม โดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ที่สภาวะใกล้จุดวิกฤตเป็นตัวกลาง เป็นองค์ความรู้ที่สามารถนำไปใช้พัฒนาผลิตภัณฑ์ยาที่จะไม่มีตัวละลายอินทรีย์ตกค้าง มีความบริสุทธิ์สูงและมีอัตราการละลายของตัวยาที่เพิ่มสูงขึ้น ผลงานวิจัยนี้สามารถพัฒนาการผลิตยาให้มีคุณภาพดีขึ้น โดยทำให้ยาละลายได้ดีและดูดซึมได้เร็วขึ้น  ยาจึงมีประสิทธิภาพการรักษาได้ดีขึ้น

	ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. หัวหน้าโครงการ : รศ.ดร.มานพ เจริญไชยตระกูล ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  เรียบเรียง : วันเพ็ญ นภา ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th
รศ.ดร.มานพ เจริญไชยตระกูล