การเตรียมและการศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคนาโนโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินบรรจุเคอร์คิวมิน Preparation and Characterization of Curcumin-loaded Bovine Serum Albumin Nanoparticles

Abstract

บทคัดย่อ วัตถุประสงค์: เพื่อศึกษาหาวิธีการเตรียมอนุภาคนาโนโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินบรรจุเคอร์คิวมิน เพื่อให้มีคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์และปริมาณการกักเก็บยาตามต้องการ วิธีการศึกษา:  เตรียมอนุภาคนาโนของโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินบรรจุเคอร์คิวมินด้วยวิธีดีโซลเวชั่น โดยไม่ใช้กลูตาร์อัลดีฮัยด์เป็นสารก่อครอสลิงค์ และศึกษาสภาวะต่าง ๆ ในการเตรียม ได้แก่ ความเข้มข้นของโบไวน์ซีรั่มอัลบูมิน และอัตราส่วนโดยปริมาตรของน้ำต่อเอทานอล ที่มีผลต่อขนาดอนุภาค การกระจายของขนาดอนุภาค และศักย์ไฟฟ้าบนผิวอนุภาค รวมทั้งวิธีการบรรจุเคอร์คิวมินที่แตกต่างกัน 3 วิธีลงในอนุภาคนาโนที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและปริมาณการกักเก็บยา ผลการศึกษา: การเพิ่มความเข้มข้นของโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินรวมทั้งปริมาณน้ำในส่วนผสมน้ำ-เอทานอล ทำให้ขนาดอนุภาคนาโนใหญ่ขึ้น และประจุไฟฟ้าลบบนผิวอนุภาคลดลง สภาวะการเตรียมที่เหมาะสมคือ ความเข้มข้นของโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินร้อยละ 20 โดยน้ำหนัก และอัตราส่วนโดยปริมาตรของน้ำต่อเอทานอล 1:6 อนุภาคนาโนของโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินบรรจุเคอร์คิวมินที่เตรียมได้มีขนาดอยู่ในช่วง 195.14 ± 9.11 ถึง 256.80 ± 72.06 นาโนเมตร ค่าดัชนีการกระจายขนาดที่แคบมากอยู่ในช่วง 0.064 ± 0.024 ถึง 0.092 ± 0.049 และค่าศักย์ไฟฟ้าบนผิวอนุภาคอยู่ในช่วง -8.10 ± 0.30 ถึง -9.73 ± 0.63 มิลลิโวลต์ ประสิทธิภาพและปริมาณการกักเก็บยาอยู่ในช่วงร้อยละ 17.40 ± 8.23 ถึง 28.59 ± 3.52 และร้อยละ 1.77 ± 0.59 ถึง 2.46 ± 0.35 ตามลำดับ วิธีบรรจุเคอร์คิวมินในอนุภาคนาโน 3 วิธีไม่มีผลต่อคุณลักษณะทางเคมีฟิสิกส์ ประสิทธิภาพและปริมาณการกักเก็บยา สรุป: สามารถเตรียมอนุภาคนาโนโบไวน์ซีรั่มอัลบูมินบรรจุเคอร์คิวมินที่มีคุณสมบัติตามต้องการ โดยไม่ใช้กลูตาร์อัลดีฮัยด์  และวิธีการบรรจุเคอร์คิวมิน 3 วิธีไม่มีผลต่อคุณลักษณะทางเคมีฟิสิกส์ ประสิทธิภาพและปริมาณการกักเก็บยา คำสำคัญ: เคอร์คิวมิน; อนุภาคนาโน; วิธีดีโซลเวชั่น; โบไวน์ซีรั่มอัลบูมิน Abstract Objective: To explore various preparation by desolvation methods of curcumin-loaded bovine serum albumin nanoparticles (CUR-BSA-NPs) to obtain desired physicochemical properties and drug loading. Method: CUR-BSA-NPs were prepared by desolvation method without using glutaraldehyde as cross-linking agent. The influences of bovine serum albumin (BSA) concentration and water to ethanol volume ratio on size, size distribution, and particle surface charge were examined. The effects of 3 different loading methods of CUR into CUR-BSA-NPs on entrapment efficiency and loading capacity were also investigated. Results: The increase in BSA concentration and amount of water in water-ethanol mixture resulted in larger BSA-NPs with less negative surface charge. The optimum conditions from the screening results using 20 mg/mL BSA concentration and 1:6 water to ethanol volume ratio were chosen for preparation of CUR-BSA-NPs with 3 different loading methods. The sizes of CUR-BSA-NPs ranged from 195.14 ± 9.11 to 256.80 ± 72.06 nm and polydispersity indices of extremely narrow size distribution ranged from 0.064 ± 0.024 to 0.092 ± 0.049. The zeta potentials were in the range from -8.10 ± 0.30 to -9.73 ± 0.63 mV. The entrapment efficiency and loading capacity were in the range from 17.40 ± 8.23 to 28.59 ± 3.52 % and 1.77 ± 0.59 to 2.46 ± 0.35 %, respectively. The 3 different CUR loading methods into CUR-BSA-NPs were found to impose no significant effects on physicochemical characteristics, entrapment efficiency, and loading capacity. Conclusion: The CUR-BSA-NPs with desired properties could be developed by desolvation method without using glutaraldehyde. The 3 different loading methods of CUR into CUR-BSA-NPs had no significant effects on physicochemical characteristics, entrapment efficiency, and loading capacity of CUR-BSA-NPs. Keywords: curcumin; nanoparticles; desolvation method; bovine serum albumin