แปลและเรียบเรียง โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

Researchers Create Flexible Polymer Gels From Caffeine 777x408
ภาพจาก http://news.mit.edu/2018/polymer-synthesis-gets-jolt-caffeine-0413

แคฟเฟอีน*หรือคาเฟอีนเป็นสารที่รู้กันดีว่าช่วยกระตุ้นให้ร่างกายตื่นตัวและลดความง่วง แต่ตอนนี้ทีมวิจัยจาก MIT และ Brigham and Women’s Hospital ได้นำสารกระตุ้นนี้มาใช้เป็นคะตะลิสต์ในการสังเคราะห์โพลิเมอร์

การสังเคราะห์เจลโพลิเมอร์แบบร่างแหหรือวัสดุอื่นๆ สำหรับเป็นตัวนำส่งยาหรือการใช้งานทางการแพทย์โดยส่วนใหญ่มักใช้คะตะลิสต์ที่เป็นโลหะ ซึ่งอาจเป็นอันตรายหากตกค้างในเจลโพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้น หรือใช้สภาวะในการสังเคราะห์ที่รุนแรงจนสามารถทำลายสารที่ไวต่อสิ่งกระตุ้น เช่น ยาปฏิชีวนะได้

ทีมวิจัย MIT จึงพัฒนาวิธีสังเคราะห์เจลโพลิเมอร์แบบใหม่ด้วยการใช้เคมีสีเขียว โดยเริ่มตั้งแต่การเลือกใช้วัสดุตั้งต้นและคะตะลิสต์ที่เป็นส่วนประกอบในอาหาร เช่น ใช้กรดซิตริกที่ได้จากพืช และโพลิเอทิลีนไกลคอล ซึ่งเป็นโพลิเมอร์ที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและใช้ผลิตยาและยาสีฟันมาหลายสิบปีแล้ว โดยใช้แคฟเฟอีนเป็นคะตะลิสต์

แม้แคฟเฟอีนจะไม่เคยใช้ในการสังเคราะห์สารมาก่อน แต่ก็ได้รับความสนใจเพราะมาจากพืชและเป็นเบสอ่อน ซึ่งสามารถดึงโปรตอนออกจากโมเลกุลอื่นได้ ทั้งยังมีโครงสร้างทางเคมีคล้ายกับสารอินทรีย์ที่เป็นเบสอ่อนและเคยใช้เป็นคะตะลิสต์ในการสังเคราะห์เจลโพลิเมอร์อยู่แล้ว และเมื่อให้ความร้อนเพียงเล็กน้อยแก่สารผสมของกรดซิตริกและโพลิเอทิลีนไกลคอล แคฟเฟอีนจะช่วยให้โพลิเอทิลีนไกลคอลทำปฏิกิริยากับกรดซิตริกเกิดเป็นสายโซ่ที่เรียงสลับระหว่างโมเลกุลของโพลิเอทิลีนไกลคอลและกรดซิตริก หากมีโมเลกุลของยาอยู่ก็จะเกิดการรวมเข้าไปในสายโซ่ด้วย

ทีมวิจัยสามารถปรับสมบัติทางเคมีและทางกลของเจลโพลิเมอร์ด้วยการเปลี่ยนส่วนผสม พวกเขาสังเคราะห์เจลโพลิเมอร์ที่มีส่วนผสมของโพลิเอทิลีนไกลคอล และโพลิโพรพิลีนไกลคอล ตลอดจนโพลิเมอร์ผสมของทั้ง 2 ชนิดในอัตราส่วนต่างๆ ทำให้ควบคุมสมบัติความแข็งแรง โครงสร้างพื้นผิว และอัตราเร็วในการปลดปล่อยยาได้

เจลโพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้ยังคงมีแคฟเฟอีนเหลือเพียงเล็กน้อย เทียบเท่ากับที่มีในชา 1 ถ้วย นักวิจัยได้ทดสอบความปลอดภัยเบื้องต้น พบว่ายังไม่มีอันตรายใดๆ ต่อเซลล์ 4 แบบของมนุษย์และหนู

ผลงานของทีมวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Biomaterials เผยให้เห็นว่า เจลโพลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นสามารถใช้นำส่งยาต้านมาลาเรีย 2 ชนิด และเชื่อว่าจะสามารถใช้กับยาชนิดอื่นได้ ซึ่งยาที่ใส่ไปในวัสดุนี้สามารถเคี้ยวและกลืนได้ง่ายจึงเหมาะสำหรับเด็กที่กินยาเม็ดหรือแคปซูลยาก

* แคฟเฟอีน (caffeine) อ่านออกเสียงตามศัพท์แพทยศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน

สนใจอ่านข้อมูลเพิ่มเติมที่

• https://news.mit.edu/2018/polymer-synthesis-gets-jolt-caffeine-0413

Scroll Up