การศึกษาการสลายตัวของแมนนิทอล/โบวินซีรัมอัลบูมินเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลและความเข้ากันทางชีวภาพต่อเซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์

Abstract

วัตถุประสงค์: เพื่อศึกษาการสลายตัวของแมนนิทอล/โบวินซีรัมอัลบูมินเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจล และความเข้ากันทางชีวภาพกับเซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์วัสดุอุปกรณ์และวิธีการ: สังเคราะห์เมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจล โดยใช้ไดไธโอธริอิทอลเป็นสารครอสลิงค์ เติมแมนนิทอลเพื่อเป็นตัวทำละลายยา และตัวเพิ่มปริมาตร เติมโบวินซีรัมอัลบูมินเพื่อเป็นตัวแทนโปรตีน ในอัตราส่วนแมนนิทอลต่อโบวินซีรัมอัลบูมินเป็น 1:1 ทำการศึกษาการสลายตัวโดยใช้เอ็นไซม์ไฮยาลูโรนิเดส ที่ความเข้มข้น 25, 50 และ 75 ยูนิต ประเมินการสลายตัวจากกรดยูโรนิกที่มีการปลดปล่อยออกมาโดยใช้การทดสอบคาร์บาโซล และทำการศึกษาความเข้ากันได้ทางชีวภาพกับเซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์ โดยใช้เพรสโตบลูเป็นสารทดสอบความมีชีวิตของเซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์ซึ่งเจริญเติบโตอยู่ภายในแมนนิทอล/โบวินซีรัมอัลบูมินเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลในลักษณะสามมิติ เปรียบเทียบกับในเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลดั้งเดิมผลการศึกษา: ในสภาวะที่มีเอ็นไซม์ไฮยาลูโรนิเดสทั้ง 3 ความเข้มข้น พบว่าแมนนิทอล/โบวินซีรัมอัลบูมิน-เมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลมีการสลายตัวมากกว่าร้อยละ 70 ภายในเวลา 24 ชั่วโมงแรก และสลายตัวจนหมดภายใน 48 ชั่วโมง เซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์สามารถเจริญเติบโตได้ดีทั้งในเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลและในแมนนิทอล/โบวินซีรัมอัลบูมินเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลอย่างไม่แตกต่างกันโดยเซลล์สามารถแผ่เป็นรูปกระสวย อีกทั้งมีการเจริญเติบโตของเซลล์สร้างใยเหงือกในทั้งสองสภาวะไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ที่ระดับความเชื่อมั่น p < 0.05สรุป: ภายใต้สภาวะที่ได้ทำการศึกษา แมนนิทอล/โบวินซีรัมอัลบูมินเมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจลมีความเข้ากันได้กับเซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์ แต่การสลายตัวที่รวดเร็วภายใน 48 ชั่วโมง จึงควรต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงสูตรให้มีความคงทนและมีการย่อยสลายที่ช้าลงเพื่อความเหมาะสมต่อการใช้งานในทางคลินิกต่อไปคำสำคัญ: เมตาคริเลตไฮยาลูโรนิกแอซิดไฮโดรเจล การสลายตัวของไฮโดรเจล เซลล์สร้างเส้นใยเหงือกมนุษย์ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ วิศวกรรมเนื้อเยื่อ The Study of Mannitol/BSA MeHA Hydrogel on its DegradationProfile and Biocompatibility to Human Gingival FibroblastsNirada Dhanesuan  Benjamaporn Rungsipanurat  Fasai Summawuthichai  Supapich Chutchaisakul  Jittima Luckanakul  Sorasun RungsiyanontAbstractObjectives: To study the degradation of mannitol/bovine serum albumin methacrylatehyaluronic acid (Man/BSA MeHA) hydrogel and its biocompatibility to human gingival fibroblast.Materials and Methods: MeHA hydrogel was synthesized using Dithiothreitol (DTT) as acrosslinking agent. Mannitol was added as a drug diluent and bulking agent whereas BSA wasadded as the representative of protein with 1:1 mannitol:BSA ratio. The degradation profile wasinvestigated by adding 25, 50 and 75 U of hyaluronidase. Degradation was evaluated by the releaseof uronic acid from Carbazole assay. The biocompatibility test was performed using PrestoBlue™to determine viability of human gingival fibroblast encapsulated in mannitol/BSA MeHA hydrogelcompared to conventional MeHA hydrogel.Results: In the presence of 3 doses of hyaluronidases used, the man/BSA MeHA hydrogelwas degraded for over 70% within first 24 hours and completely degraded in 48 hours. Humangingival fibroblasts encapsulated in both Man/BSA MeHA hydrogel and conventional MeHA hydrogelshowed normal spindle morphology. Also, there was no statistically significant difference in proliferationrate of human gingival fibroblasts encapsulated in both types of gel. (p < 0.05)Conclusions: Under experimental condition, the man/BSA MeHA hydrogel showed biocompatibilityto human gingival fibroblasts. However, the degradation rate was relatively fast, within 48 hours.Further study to improve the formula for more durable structure and slower degradation is requiredbefore future clinical application.Keywords: Methacrylate hyaluronic acid hydrogel, Hydrogel degradation, Human gingival fibroblast,Biocompatibility, Tissue engineering ว.ทันต.มศว ปีที่ 15 ฉบับที่ 1 พ.ศ. 2565 หน้า 34-47. SWU Dent J. 2021;15(1):34-47.