BioNEDD Memory 2011

BioNEDD memory 2011


Tissue Engineering and Drug Delivery Systems

Track Leader: Norased Nasongkla, Ph.D.
Email: egnns[AT]mahidol.ac.th

กรุงเทพธุรกิจ ฉบับวันที่ 03 มีนาคม พ.ศ. 2554

คณะนักวิจัยมหิดลพัฒนาระบบส่งยาจากพอลิเมอร์ สำหรับฝังหรือฉีดทำลายเซลล์มะเร็งแบบตรงจุด พุ่งเป้าก้อนมะเร็งสมองและมะเร็งตับ หวังลดผลข้างเคียงของยาเคมีบำบัดในปัจจุบัน
“เคมีบำบัด” เป็นวิธีการรักษาโรคมะเร็งที่ใช้กันแพร่หลาย แต่มีข้อจำกัดเนื่องจากความเป็นพิษและความสามารถไปสู่อวัยวะเป้าหมายที่ต่ำ ของยา รวมทั้งต้องผ่านหลายระบบในร่างกาย ทำให้ปริมาณยาที่ให้กับผู้ป่วยสูญหายไปกับระบบและขั้นตอนต่างๆในร่างกาย ทั้งยังทำให้เกิดผลข้างเคียงกับเซลล์ปกติ
ด้วยเหตุนี้ ดร.นรเศรษฐ์ ณ สงขลา หัวหน้าห้องปฏิบัติการ BioNEDD Lab ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พร้อมคณะ จึงได้พัฒนาระบบส่งยามะเร็งรูปแบบใหม่จากสารพอลิเมอร์ ที่ไม่มีความเป็นพิษต่อร่างกาย

สารดังกล่าวสามารถถูกฝังลงในก้อนมะเร็งในตับ โดยที่ผู้ป่วยจะมีบาดแผลเพียงเล็กน้อย ยารักษาโรคมะเร็งที่บรรจุอยู่ภายในแท่งพอลิเมอร์จะถูกปล่อยออกมาด้วยอัตรา ที่กำหนดได้สู่เซลล์มะเร็ง หลังจากนั้นแท่งพอลิเมอร์จะถูกย่อยสลายโดยที่ไม่ต้องมีการผ่าตัดเพื่อนำออก มา
มะเร็งเป้าหมายของการวิจัยคือ ก้อนมะเร็งสมองและมะเร็งตับ
ทีม วิจัยออกแบบระบบส่งยาดังกล่าวให้อยู่ใน 3 รูปแบบ ได้แก่ รูปแบบพอลิเมอร์แท่งเพื่อฝังในก้อนมะเร็งโดยตรง รูปแบบอนุภาคนาโนสำหรับบรรจุยารักษาโรคมะเร็งไว้ จากนั้นส่งเข้าทางเส้นเลือดสำหรับค้นหาและทำลายเซลล์มะเร็งในร่างกายอย่างมี ประสิทธิภาพ และรูปแบบเจลพอลิเมอร์สำหรับฉีดเข้าไปยังเซลล์มะเร็ง โดยที่เจลดังกล่าวเข้าไปแข็งตัวข้างในและค่อยๆ ปลดปล่อยตัวยาออกมาทำลายเซลล์
“หลังจากวิจัยมาประมาณ 4 ปี กระทั่งพบว่าระบบส่งยาในรูปแบบเจลสามารถกักเก็บยาได้ตามต้องการ และปลอดภัยกับเนื้อเยื่อ ทีมวิจัยจึงตั้งเป้าจะขยายผลการทดลองจากหลอดแก้วไปยังสัตว์ทดลองในปีนี้ เพื่อเก็บข้อมูลด้านประสิทธิภาพในการนำส่งและการทำลายเซลล์มะเร็ง ก่อนนำไปขยายผลสู่การวิจัยในคนต่อไปในอนาคต” หัวหน้าห้องปฏิบัติการฯ กล่าว
ส่วน เทคโนโลยีพอลิเมอร์นำส่งยาแบบแท่งและอนุภาคนาโนนั้น คาดว่ายังต้องใช้เวลาพัฒนาอีก 2-3 ปีกว่าจะเข้าสู่ขั้นตอนของสัตว์ทดลอง
ทีม วิจัยคาดหวังว่าประโยชน์จากการทดลอง จะช่วยให้แพทย์และคนไข้มีทางเลือกในการรักษาเพิ่มจากวิธีการรักษาด้วยเคมี บำบัดแบบเดิม ซึ่งมีผลข้างเคียงมาก ทั้งอาการผมร่วง ท้องเสีย อ่อนเพลียและเซลล์ปกติถูกทำลายไปพร้อมกับเซลล์มะเร็ง และท้ายที่สุดช่วยลดการพึ่งพาเทคโนโลยีนำเข้า
“สาเหตุที่งาน วิจัยเดินหน้าได้ช้า ส่วนหนึ่งมาจากทุนวิจัยที่จำกัดในแต่ละปี แต่เชื่อว่าโครงการดังกล่าวประสบความสำเร็จในการวิจัย จะเป็นทางเลือกในการรักษาทางหนึ่ง ที่ยกระดับคุณภาพชีวิตคนไข้มะเร็ง โดยเฉพาะมะเร็งตับและมะเร็งสมอง ให้เกิดกระบวนการรักษาที่ตรงเป้า ลดผลข้างเคียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ”
พร้อมกันนี้ นับจากเริ่มวิจัยเกี่ยวกับอนุภาคนาโนมานานนับ 10 ปี จนถึงปัจจุบัน โครงการดังกล่าวสามารถผลิตบุคลากรที่มีความรู้ด้านระบบนำส่งยาทั้งระดับ ปริญญาตรี โทและเอก ซึ่งอนาคตจะเป็นทุนความก้าวหน้าเรื่องเทคโนโลยีทางการแพทย์ให้กับสังคมไทย เป็นอย่างดี
โครงการวิจัยดังกล่าวได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย และมูลนิธิโทเรเพื่อการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ประเทศไทยในส่วนของการวิจัยแท่ง พอลิเมอร์ ส่วนการพัฒนาอนุภาคนาโนได้รับทุนจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติและ มหาวิทยาลัยมหิดล และส่วนของเจลที่มีความก้าวหน้ามากได้รับการสนับสนุนจากทางมหาวิทยาลัยมหิดล เช่นเดียวกัน

More details see:
> http://www.eg.mahidol.ac.th/dept/egbe/

Drug Delivery Systems

Nanotechnology’s Role in Fighting Cancer


One of the predominant features of nano-materials is an extremely high surface area. Emerging Science joins Chris Landry, professor of chemistry at the University of Vermont, as he describes how nanotechnology applications are improving the efficacy of cancer drugs by delivering more medicine to patients.

1998 Lemelson-MIT prize winner Robert S. Langer


Dr. Robert Langer was awarded the 1998 Lemelson-MIT Prize for being one of history’s most prolific inventors in medicine. His breakthroughs in controlled drug delivery have prolonged lives and eased the suffering of millions.

Nanomedicine

Nanomedicine in 21 th century:

แนวโน้ม การประยุกต์ใช้นาโนเทคโนโลยี่ในทางการแพทย์ ในศตวรรษหน้า

1. Nanodiagnostics
Molecular diagnostics
Nanoendoscopy
Nanoimaging

2. Nanotechnology-based Drugs
Drugs with improved methods of delivery

3. Regenerative Medicine
Tissue engineering with nanotechnology

4. Transplantation medicine
Exosomes from donor dendritic cells for drug-free organ transplants.

5. nanorobotic Treatments

Vascular sugery by nanorobotics introduced into thevascula system.
Nanorobots for detection and destruction of cancer.

6. Implants
Bioimportable sensors that bridge the gap between electronic and neurological circuitry.
Durable rejection-resistant artificial tissue and organs.
Implantations of nanocoated stents in coronary arteries to elute drugs and to prevent recclusion.
Implantation of nanopumps for drug delivery.

7. Minimally Invasive Surgery using catheters

Miniaturized nanosensors implanted in catheters to provide real-time data to surgeons
Nanosurgery by integration of nanoparticles and external energy
ตัวอย่าง ความก้าวหน้าทางการแพทย์ยุคนาโนเทคโนโลยี่ ความท้าทายอันยิ่งใหญ่

1.การปรับปรุงการถ่ายภาพเพื่อการวินิจฉัยโรค(Imaging)
ความก้าวหน้าทางนาโนเทคโนโลยี่ ที่นำสารเพิ่มความชัดภาพที่พัฒนาขึ้นมาใหม่ มาใช้เพิ่มความชัดภาพ(Imaging) ช่วยให้ตรวจจับปัญหาได้ตั้งแต่ขั้นเริ่มต้น ช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลง(เนื้องอก)ตั้งแต่มีขนาดเพียงไม่กี่เซลล์(ระดับนา โน)

2.นาโนสู้มะเร็งร้าย แนวทางใหม่ในการรักษาและส่งผ่านยา(Drug delivery)
อนุภาคเปลือกนาโนทอง ถูกนำมาใช้ร่วมกับการฉายแสงอินฟราเรด เพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง และใช้นำส่งผ่านยาไปยังเซลล์มะเร็งอย่างเฉพาะเจาะจง

3.การค้นพบวัสดุนาโนที่ช่วยให้การปลูกถ่ายดีกว่าเดิม(Tissue Engineering)
งานวิจัยระดัยนาโนทำให้นำวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษช่วยเพิ่มความทนทานของ ชิ้นส่วนและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ เช่นสะโพกเทียมเคลือบด้วยอนุภาคนาโน อาจยึดกับกระดูกรอบข้างได้ดีกว่าปกติ

4.แถบป้ายแม่เหล็ก(fluorescent Label) สำหรับการทดสอบทางชีวการแพทย์
การตรวจวินิจฉัยการเกิดโรค โดยประยุกติใช้อนุภาคนาโนที่ถูกติดฉลากกับแอนติบอดี้ซึ่งจับตัวกับโมเลกุล เป้าหมาย สามารถตรวจวัดสัญญาณแม่เหล็ได้ ทำให้เราอ่านผลการตรวจวัดได้โดยไม่ต้องนำตัวอย่างไปล้างแยกออกจากตัวตรวจวัด ที่ไม่ได้จับกับเป้หมาย

5.บาร์โค้ดนาโน
เม็ดกลมลาเทกซ์ บรรจุอนุภาคสารกึ่งตัวนำระดับนาโนหลากหลายสี” หมุดควอนตัม” (Quntum Dot) มีสักยภาพในการเป็นฉลากเฉพาะตัวสำหรับวัดที่แตกต่างกัน เมื่อฉายแสงเม็ดกลมแต่ละชนิด๖ซึ่งรวมตัวตรวจวัดที่เชื่อมกับมันจะเปล่งแสง แตกต่างกันออกมา เป้ฯแสงที่มีลักษระเฉพาะสามารถแยกออกเป็นสเป็ปตรัมแถบสีค้ายบาร์โค้ด

6.DNA Chip บนคานฉลาด

7.เดนไดรเมอร์อินทรีย์(Organic Dendrimer)

8.ไมโครฟลูอิดิค (Microfluidics) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพงานวิจัยทางชีวการแพทย์

Source:
1.นาโนเทคดนโลยี่เพื่อรักษามะเร็ง
> http://nano.cancer.gov
2.หมุดควอนตัม
> http://www.qdot.com
3.งานวิจัยโฟโตนิกส์นาโนของนาโอมิ ฮาลาส
> http://www.ece.rice.edu/~halas/
4.นาโนเทคโลยี่ของ DNA:
> http://seemanlab4.chem.nyu.edu/

5  Nanoparticulate Drug Delivery Systems By: Deepak Thassu,Michel Deleers,Vashwant Pathak

—————————————————

ROLE OF NANOBIOTECHNOLOGY-BASED DRUG DELIVERY IN DEVELOPMENT OF NANOMEDICINE

Several nanoparticle-based technologies for drug delivery are described in various chapters of this book. This section will briefly describe the relevance of these tech- nologies for practical human therapeutics.

An important clinical aspect of nanoparticle-based therapeutics is targeted drug delivery. When nanoparticles are used in the treatment of cancer, their power- ful targeting ability and potential for large cytotoxic payload dramatically enhance the efficacy of conventional pharmaceuticals as well as novel therapeutic approaches, such as gene therapy, radioimmunotherapy, and photodynamic therapy.

There are particular advantages of drug delivery for the treatment of various diseases by nanoscale devices. There are several requirements for developing a device small enough to efficiently leave the vasculature and enter cells to perform multiple, smart tasks. However, the major requirement involves size. Vascular pores limit egress of therapeutics to materials less than approximately 50 nm in diameter, and cells will not internalize materials much greater than 100 nm. As a result, the only currently available technology that fulfills these criteria consists of synthetic nanodevices. These are designed, synthetic materials with structures less than 100 nm in size. Unlike fictional mechanical nanomachines, based on devices that have been “shrunken” to nanometer dimensions, several true nanomolecular structures have now been synthesized and applied to drug delivery, gene transfer, antimicrobial therapeutics, and immunodiagnostics.

Nanoparticles are important for delivering drugs intravenously so that they can pass safely through the body’s smallest blood vessels, for increasing the surface area of a drug so that it will dissolve more rapidly, and for delivering drugs via inhalation. Porosity is important for entrapping gases in nanoparticles, for control- ling the release rate of the drug, and for targeting drugs to specific regions. Owing to their small size, lipid nanocapsules might be promising for an injectable as well as for an oral drug-delivery system, providing sufficient drug solubility to avoid embolization in blood after intravenous injection as well as a positive effect of drug absorption after oral administration. A drug-delivery system for intravenous admin- istration of ibuprofen has been developed which exhibits sustained-release proper- ties by either oral or intravenous route and may be useful for the treatment of postoperative pain.

—————————————————

NANOMEDICINE

Besides nanoparticles, various nanotechnologies and other nanomaterials that are currently under investigation in medical research and diagnostics will soon find a practical application in practice of medicine. Nanobiotechnologies are being used to create and study models of human disease, particularly immune disorders. Introduction of nanobiotechnologies in medicine will not create a separate branch of medicine but simply implies improvement of diagnosis as well as therapy and can be referred to as nanomedicine. This broad term covers various therapeutic areas including treatments that may require surgical intervention.

Clinical Nanodiagnostics

Application of nanotechnology in molecular diagnostics will have a tremendous impact on the practice of medicine. Biosensor systems based on nanotechnology could detect emerging disease in the body at a stage that may be curable. This is extremely important in management of infections and cancer. Some of the body functions and responses to treatment will be monitored without cumbersome labo- ratory equipment. Some examples are a radiotransmitter small enough to put into a cell and acoustical devices to measure and record the noise a heart makes. Nanodiagnostics will also be integrated with nanotherapeutics.

Nanoendoscopy

Endoscopic microcapsules that can be ingested and precisely positioned are being developed. A control system will enable the capsule to attach to the digestive tract

and move within it. Precisely positioned microcapsules would allow physicians to view any part of the inside lining of the digestive tract in detail, resulting in more efficient, accurate, and less invasive diagnoses. In addition, these capsules could be modified to include treatment mechanisms as well, such as the release of a drug or chemical near a diseased area.

PillCam? capsule (Given Imaging Ltd., Yoqneam, Israel), an endoscope to visualize small intestine abnormalities, was approved in 2001. Other companies are now producing ingestible capsules for this purpose. The patient ingests the capsule, which contains a tiny camera, and intestinal peristalsis propels the capsule for approximately eight hours. During this time, the camera snaps the pictures and images that are transmitted to a data recorder worn by the patient. The physicians can review the images later on to make the diagnosis, but some abnormalities may be missed as this method has only a 50% success rate in detection of diseases. Controlling the positioning and movement on a nanoscale will greatly improve the accuracy of this method. Similar nanorobots are under development for other parts of the body.

Nanobiotechnology for Developing Stem-Cell-Based Therapies

Stem-cell-based therapies are one of the most promising areas of development in human therapeutics. Nanobiotechnology can be applied to delivery of gene therapy using geneti-cally modified stem cells and further applied in tracking stem cells introduced into the human body.

Nanofibrous scaffolds are being developed for stem cells to mimic the nano- meter-scale fibers normally found in that matrix (13). They are being used to grow stem cells derived from adipose tissue. They can conceivably be used for tissue repair.

Application of Nanobiotechnology in Various Therapeutic Areas Nanobiotechnology has been applied in almost every area of human healthcare. Some examples are given of applications in important therapeutic areas: cancer, neurological disorders, cardiovascular diseases, and infections.

Oncology

Disorders of the Central Nervous System

Cardiovascular Diseases

Infections

ROLE OF NANOBIOTECHNOLOGY IN THE DEVELOPMENT OF PERSONALIZED MEDICINE

Personalized medicine simply means the prescription of specific therapeutics best suited for an individual. It is usually based on pharmacogenetic, pharmacogenomic, and pharmacoproteomic information, but other individual variations in patients are also taken into consideration . Personalized medicine is beginning to be recognized and is expected to become a part of medical practice within the next decade. Molecular diagnostics is an important component of personalized medi- cine. Improvement of diagnostics by nanotechnology has a positive impact on personalized medicine. Nanotechnology has potential advantages in applications in point-of-care diagnosis, for example, on patient’s bedside or the outpatient clinic, self-diagnostics for use in the home, and integration of diagnostics with therapeu- tics. All of these will facilitate the development of personalized medicines. Cancer is a good example of advantages of personalized management. In cases of cancer, the variation in behavior of cancer of the same histological type from one patient to another is also taken into consideration. Personalization of cancer therapies is based on a better understanding of the disease at the molecular level, and nanotechnology will play an important role in this area.

CONCLUDING REMARKS AND FUTURE PROSPECTS

Disease and other disturbances of function are caused largely by damage at the molecular and cellular level, but current surgical tools are large and crude. Even a fine scalpel is a weapon more suited to tear and injure than heal and cure. It would make more sense to operate at the cell level to correct the cause of disease, rather than chop off large lesions as a result of the disturbances at cell level.

Nanotechnology will enable construction of computer-controlled molecular tools that are much smaller than a human cell and built with the accuracy and preci- sion of drug molecules. Such tools will be used for interventions in a refined and controlled manner at the cellular and molecular levels. They could remove obstruc- tions in the circulatory system, kill cancer cells, or take over the function of subcel- lular organelles. Instead of transplanting artificial hearts, a surgeon of the future would be transplanting artificial mitochondrion.

Nanotechnology will also provide devices to examine tissue in minute detail. Biosensors that are smaller than a cell would give us an inside look at cellular func- tion. Tissues could be analyzed down to the molecular level, giving a completely detailed “snapshot” of cellular, subcellular, and molecular activities. Such a detailed diagnosis would guide the appropriate treatment.

An increasing use of nanobiotechnology by the pharmaceutical and biotech- nology industries is anticipated. Nanotechnology will be applied at all stages of drug development ? from formulations for optimal delivery to diagnostic applica- tions in clinical trials.

It is expected that within the next few years, we will have a better understand- ing of how to coat or chemically alter nanoparticles to reduce their toxicity to the body, which will allow us to broaden their use for disease diagnosis and for drug delivery. Biomedical applications are likely to be some of the earliest. The first clinical trials are anticipated for cancer therapy

——————————————————————–

NanoEngineering Supermaterials

Nanotechnology – Age of Convergence

Nanotechnology and “The End of Medicine”

Nanotech Today: Nano-Engineered Medicine

Nanotechnology and Biology

ระบบนำส่งยาชนิดลอยตัวในกระเพาะอาหาร

ชื่อรายการ : รายการวิจัยไทยคิด ตอน ระบบนำส่งยาชนิดลอยตัวในกระเพาะอาหาร
รายละเอียด : รายการวิจัยไทยคิด ตอน ระบบนำส่งยาชนิดลอยตัวในกระเพาะอาหาร

ออกอากาศทาง > ThaiPBS วันที่ 9 สิงหาคม 2552 เวลา : 27:00 นาที

หรือ ดูที่ > See VDO

รายละเอียดโดยย่อ :  รายการวิจัยไทยคิดสัปดาห์นี้จะเสนอเรื่องที่ใกล้ตัวเรามาก เกี่ยวกับยาที่เรากินเข้าไป เพื่อบรรเทาความเจ็บปวดของโรคภัยต่างๆที่คุกคามตัวเรา ซึ่งยาที่เรากินเข้าไปนั้นมีหลายรูปแบบด้วยกัน ทั้งแบบน้ำ แบบเม็ด แบบแคปซูล บางชนิดทานก่อนอาหาร หลังอาหาร
ผลิตโดย : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

ที่มา >http://www.trf.or.th/trfgallery/showmultidetail.asp?ma_filerefer=1000000194.wmv

—————————————————————–

ม.นเรศวร พัฒนา ระบบนำส่งยาลอยตัว

นักวิจัย ม.นเรศวร พัฒนา ระบบนำส่งยาลอยตัว   เตรียมพัฒนาต่อยอดเชิงพาณิชย์อุตสาหกรรมการผลิตยาไทยในอนาคต

รศ. ดร. ศรีสกุล สังข์ทองจีน  อาจารย์ประจำภาควิชาเทคโนโลยีเภสัชกรรม คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร  และ รศ.ดร. สาธิต พุทธิพิพัฒน์ขจร คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พัฒนา “ระบบนำส่งยาลอยตัวรูปแบบหลายหน่วยโดยใช้เทคนิคการทำให้เกิดแก๊ส”  แนวโน้ม นำไปพัฒนาใช้ได้จริงในอุตสาหกรรมยาในอนาคต คว้ารางวัลชมเชยผลงานวิจัย สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช จากสภาวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2551 โดยรับรางวัลจาก ฯพณฯ นายกรัฐมนตรี นายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ ณ ศูนย์แสดงสินค้าและการประชุมอิมแพ็ค เมืองทองธานี เมื่อวันที่ 2 –  5 กุมภาพันธ์ 2552 ที่ผ่านมา

รศ. ดร. ศรีสกุล สังข์ทองจีน หัวหน้าโครงการวิจัย กล่าวว่า การศึกษาพัฒนาระบบนำส่งชนิดรับประทานจากอดีตจนถึงปัจจุบันมีเป้าหมายหลักใน การเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาของตัวยาสำคัญ ปัญหาความไม่แน่นอนของระยะเวลาที่ระบบนำส่งยาอยู่ในกระเพาะอาหาร เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้การดูดซึมของตัวยาเข้าสู่ร่างกายมีความแปรปรวนสูง โดยเฉพาะกรณีที่ระบบนำส่งยาอยู่ในกระเพาะอาหารเป็นระยะเวลาสั้น ระบบนำส่งยาจะถูกบีบออกจากกระเพาะอาหารก่อนที่ตัวยาสำคัญจะถูกปลดปล่อยออกมา หมดทำให้ประสิทธิภาพในการรักษาของตัวยาลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะกรณีที่ตัวยาสำคัญถูกดูดซึมได้ดีที่กระเพาะอาหารหรือทางเดินอาหาร ส่วนต้น ตัวยาที่ต้องการผลการออกฤทธิ์เฉพาะที่ในกระเพาะอาหาร เช่น ยารักษาแผลในกระเพาะอาหาร รวมทั้งตัวยาที่เสื่อมสลายได้ง่ายหรือปัญหาการละลายในสภาวะด่างของลำไส้เล็ก จากเหตุผลดังกล่าวจึงมีการคิดค้นและพัฒนาระบบนำส่งยาคงค้างในกระเพาะอาหาร เป็นระยะเวลานานขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาของตัวยาสำคัญ

ระบบ นำส่งยาลอยตัวเป็นระบบนำส่งรูปแบบหนึ่งที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษา ของตัวยาเนื่องจากสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาของตัวยาเนื่องจากสามารถ คงค้างอยู่ในกระเพาะอาหารได้เป็นระยะเวลานานจึงสามารถปลดปล่อยตัวยาได้อย่าง สมบูรณ์ก่อนบีบออกไปสู่ลำไส้เล็ก ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาของตัวยาสำคัญ สำหรับการวิจัยนี้เป็นการออกแบบระบบนำส่งยาลอยตัวรูปแบบหลายหน่วยโดยอาศัย เทคนิคทำให้เกิดแก๊ส ระบบนำส่งยาชนิดนี้ประกอบด้วยเม็ดแกนเพลเลท (core pellets) ซึ่งมีตัวยาสำคัญอยู่ภายใน แล้วเคลือบด้วยชั้นเคลือบด่างที่ทำให้เกิดแก๊ส (sodium bicarbonate) และชั้นเคลือบพอลิเมอร์กักเก็บแก๊ส ตามลำดับ การลอยตัวของระบบนำส่งยาอาศัยหลักการเกิดแก๊สเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างกรด ในตัวกลางหรือกระเพาะอาหารกับด่างในระบบนำส่งยา เมื่อรับประทานระบบนำส่งยาเข้าไปในร่างกายและเคลื่อนที่ถึงกระเพาะอาหารกรด ในกระเพาะอาหารจะซึมผ่านชั้นเคลือบพอลิเมอร์กักเก็บแก๊สเข้ามาทำปฏิกิริยา กับด่างในชั้นเคลือบด่างทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้น แก๊สที่เกิดขึ้นจะถูกกักเก็บไว้ในระบบให้ความหนาแน่นของระบบน้อยกว่ากรดใน กระเพาะอาหารทำให้ระบบนำส่งยาลอยตัวขึ้นมาและอยู่ในกระเพาะเป็นเวลานานพร้อม กับค่อยๆ ปลดปล่อยตัวยาออกมาช้าๆจากการศึกษาพบว่าความสามารถในการลอยตัวและการปลด ปล่อยตัวยาของระบบนำส่งตัวยาสามารถปรับเปลี่ยนให้เป็นไปตามต้องการโดยปรับ เปลี่ยนตัวแปรในตำรับ เช่น ปริมาณสารทำให้เกิดแก๊สที่เคลือบบน core pellets ชนิดและความหนาของชั้นเคลือบพอลิเมอร์กักเก็บแก๊ส ระบบนำส่งยาลอยตัวที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถลอยได้อย่างรวดเร็วหลังจากสัมผัสกับ ตัวกลางที่เลียนแบบกรดในกระเพาะอาหาร (simulate gastric fluid) ทำให้ไม่ถูกบีบออกจากกระเพาะอาหารก่อนการลอยตัว และคงความสามารถในการลอยตัวอยู่ได้นานกว่า 24 ชั่วโมง พร้อมกับค่อยๆปลดปล่อยตัวยาออกมาช้าๆ ตามต้องการ จึงมีแนวโน้มที่จะสามารถใช้เป็นตัวพาสำหรับระบบนำส่งยาคงค้างในกระเพาะอาหาร เป็นเวลานานและเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาของตัวยาสำคัญโดยเฉพาะกลุ่มยาที่ ถูกดูดซึมได้ดีในกระเพาะอาหารหรือทางเดินอาหารส่วนต้น เช่น ยา theophylline ซึ่งเป็นตัวยาหนึ่งที่รักษาอาการหอบหืด ยา furosemide ซึ่งเป็นยาลดความดันตัวหนึ่ง รวมทั้งตัวยาที่ต้องการผลการออกฤทธิ์เฉพาะที่ในกระเพาะอาหาร เช่น ยารักษาแผลในกระเพาะอาหาร และตัวยาที่เสื่อมสลายได้ง่ายหรือมีปัญหาการละลายในสภาวะด่างของลำไส้เล็ก เช่น ยา captopril ซึ่งเป็นยาลดความดันอีกตัวหนึ่ง นอกจากระบบนำส่งยาลอยตัวรูปแบบหลายหน่วย การศึกษานี้ยังต้องทดลองเตรียมระบบนำส่งยาลอยตัวหน่วยเดียวในรูปยาเม็ดลอย ตัวอีกด้วย และให้ผลการศึกษาที่น่าพอใจเช่นกัน

ระบบนำส่งยาชนิดนี้ยังไม่มีการศึกษาพัฒนาในประเทศไทยมากนัก ใช้วิธีเตรียมไม่ยุ่งยากซับซ้อน และเป็นเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมการผลิตยา ได้แก่ การเตรียมเพลเลท การเคลือบยา รวมทั้งใช้วัตถุดิบในการเตรียมที่มีความปลอดภัยสูง ราคาไม่แพง และใช้กันแพร่หลายอยู่แล้วในอุตสาหกรรมการผลิตยา ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูงที่จะพัฒนาและสามารถผลิตระบบนำส่งยาลอยตัวชนิด นี้ในระดับอุตสาหกรรมยาต่อไป

งานวิจัยชิ้นนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) และสำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา (สกอ.)

รศ. ดร. ศรีสกุล สังข์ทองจีน
สถานที่ติดต่อ (ที่ทำงาน)   ภาควิชาเทคโนโลยีเภสัชกรรม
คณะเภสัชศาสตร์  มหาวิทยาลัยนเรศวร        จังหวัดพิษณุโลก 65000

การนำส่งยาสู่เซลล์ตับ

พบอนุภาคใหม่อาจใช้ในการนำส่งยาสู่เซลล์ตับ

การใช้ประโยชน์จากอาหารของเซลล์ตับซึ่งเป็นวงโพลีสไตรีน หรือ “โดนัท” ซึ่งมีขนาดเพียง 2-3 ไมครอนนั้น อาจทำให้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีใหม่ในการส่งถ่ายยา อย่างมีศักยภาพ โดยลดผลข้างเคียงที่เกิดจากการรักษา เช่น การรักษาด้วยวิธีให้คีโมได้

นับเป็นความโชคดีโดยบังเอิญที่มาร์ค แบรดลี่ (Mark Bradley) และทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอดินเบอระ สร้างโพลิเมอร์ที่มีลักษณะคล้ายโดนัทนี้ขึ้นมาในขณะที่กำลังศึกษาเรื่องศักยภาพของการขนส่งยาที่เป็นอนุภาคเล็กๆ โดยในขณะที่กำลังสังเคราะห์อนุภาคไมโครสเฟียร์อยู่นั้น ทีมวิจัยได้ใส่ไดออกเซนลงไปจำนวนหนึ่งซึ่งมีเอทานอลเป็นตัวทำละลาย และก็ต้องแปลกใจว่าอนุภาคนั้นมีขนาดเท่าและรูปร่างเหมือนเดิม แต่มีรูตรงกลางลักษณะคล้ายโดนัท

ลักษณะเฉพาะตัวของสารนี้และลักษณะโครงสร้างที่เป็นแบบเดียวกันทำให้นักวิจัยเกิดความสนใจและหาวิธีประยุกต์เพื่อใช้ประโยชน์จากมัน ซึ่งหนึ่งในนั้นก็คือ การใช้อนุภาคนี้ในการขนส่งในระดับเซลล์ และเมื่อนักวิจัยทดสอบการรับเข้าของอนุภาคนี้ในเซลล์ที่ต่างชนิดกัน ก็พบว่าอนุภาคที่รูปร่างคล้ายโดนัทนั้นมีผลดีกับเซลล์ตับ
ความเฉพาะเจาะจงของอนุภาคนี้ทำให้นักวิจัยนำไปทำการทดสอบในหนู โดยฉีดอนุภาคนี้เข้าไปทางหาง ผลปรากฏว่าอนุภาคที่ฉีดเข้าไปในตับไม่ก่อให้เกิดผลที่เป็นอันตรายแก่หนู แบรดลีย์เชื่อว่า ทีมวิจัยจะใช้ประโยชน์จากอนุภาคนี้ในการนำส่งยา และจะพัฒนาความศักยภาพของอนุภาคให้นำส่งยาเข้าไปในเซลล์ให้ได้

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Chemical Communications
ที่มาและภาพประกอบ > http://www.sciencedaily.com/releases/2008/06/080624120237.htm
Source: > http://www.biotec.or.th/biotechnology-th/newsdetail.asp?id=4124

Nanotechnology and drug delivery

Nanotechnology and drug delivery

Approximately 99 per cent of medicinal molecules don’t reach their targets and subsequently, stay in the body of the patient. As these molecules can sometimes be very toxic – particularly in the case of those designed to target cancers – research is being undertaken into more effective ways of safely transporting and delivering drugs.

A challenge for nanotechnology in this research is to create a device which can carry a drug payload to it’s target, be monitored throughout it’s journey and deliver, without being attacked and destroyed by the body’s natural defences. This calls for something which possesses stealth design characteristics and a plausible device is described here in this movie.

This is one of a selection of intriguing movies which are available for free download from the EPSRC Nanotechnology Image Library at : http://www.nanoscience.dept.shef.ac.u…

You may also be interested in navigating to the “Soft Machines” site belonging to Professor Richard Jones – who features in this movie – for up-to-date discourse on all things nano. Here’s the link : http://www.softmachines.org/wordpress/

Individualized Drugs

For Personal Use Only — Individualized Drugs

The research in genetics promises a revolution in pharmaceuticals. Right now there are high hopes, some exciting possibilities but few real therapies. In this segment we will survey the ways in which genetic information might be able to prevent and treat disease … from vaccines to sprays to gene therapy. The ultimate dream is the ability to create specific, individualized drugs that are effective and have no side effects.

All 50 Secrets of the Sequence videos have an accompanying classroom-tested lesson that encourages students to further explore the video topics. Each lesson includes background information, state and national science standards, discussion questions and answers, teacher notes and an activity that will ensure a hands-on, “minds-on” experience. To see lessons for this series, visit http://www.pubinfo.vcu.edu/secretsoft