Development of polystyrene based cationic exchange nanofibers for drug delivery

การพัฒนาแผ่นเส้นใยนาโนแลกเปลี่ยนประจุบวกชนิดพอลิสไตรีนสำหรับนำส่งยา

Name: Todsapon Nitanan

Name: ทศพล นิจอนันต์

ThaSH: Nanofibers -- Ion exchange process -- Research

ThaSH: Electrospinning -- Research

ThaSH: Drug delivery systems -- Research

ThaSH: Pharmaceutical Techn -- Researchology

ThaSH: การแลกเปลี่ยนไอออน -- วิจัย

ThaSH: การปั่นด้ายด้วยไฟฟ้าสถิต

ThaSH: เส้นใยนาโน -- วิจัย

ThaSH: ระบบนำส่งยา -- วิจัย

ThaSH: เภสัชกรรมเทคโนโลยี -- วิจัย

Abstract: In this study, cationic exchange nanofibers were prepared from polystyrene (PS) and poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid)/polyvinyl alcohol (PSSA-MA/PVA) using electrospinning, crosslinking and/or sulfonation. Electrospinning parameters i.e. PS concentration, solvent ratio, salt in solvent, inner diameter of tip and PSSA-MA/PVA ratios, crosslinking parameters i.e. sulfuric acid/formaldehyde ratios, the percentage of silver sulfate, crosslinking time and temperature, and/or sulfonation parameters i.e. time and temperature were optimized. The geometrical, chemical, and mechanical properties of the nanofiber ion exchangers were characterized. The remaining fibers, ion exchange capacity (IEC), water content, and cytotoxicity were evaluated. Cationic drugs namely dextromethorphan hydrobromide (DXM), propranolol hydrochloride (PPL), chlorpheniramine maleate, diphenhydramine hydrochloride (DPH), and salbutamol sulphate (SAL) were loaded in polystyrene nanofiber ion exchangers (PSNIE) for oral delivery, whereas neomycin sulphate was loaded in PSSA-MA nanofiber ion exchangers for topical use. Loading capacity, drug release, release kinetic, antibacterial activity and stability were investigated. PSNIE were successfully prepared using electrospinning, crosslinking with sulfuric acid/formaldehyde and sulfonation in sulfuric acid. The morphology and diameter of PS fibers depended on PS concentration, the properties of solvents and % tetrabutyl ammonium bromide (TBAB). The smallest diameter and the narrowest diameter distribution of PS fibers (376 ± 36 nm) were obtained from 15% w/v PS solution in dimethylacetamide (DMAc) with 0.025% w/v TBAB. The degree of crosslinking depended on the sulfuric acid/formaldehyde ratio and crosslinking time. The PS fibers with the highest degree of crosslinking were obtained at a sulfuric acid/formaldehyde ratio of 95/5 and after 75 min of crosslinking. The presence of silver sulfate, sulfonation time, and temperature affected the ion exchange capacity (IEC). The PS fibers crosslinked with a sulfuric acid/formaldehyde ratio of 90/10 for 10 min and sulfonated at 100oC for 30 min showed a maximum IEC of 3.21 meq/g-dry-PSNIE. PSSA-MA/PVA nanofiber ion exchangers were successfully prepared using electrospinning and crosslinking with thermal treatment. Smooth fibers without beads were obtained from PSSA-MA/PVA mixed in ratios up to 0.4/1. The degree of crosslinking increased with an increase of crosslinking time and temperature, which significantly affected IEC. The temperature and time for successful crosslinking were 120oC (5-7 h) and 130- 140oC (1–7 h). The cationic drugs were successfully loaded in PSNIE and PSSA-MA/PVA nanofiber ion exchangers. DXM provided the highest loading in PSNIE while DPH gave the highest percentage release in both simulated gastric and intestinal fluid (SGF and SIF). The release kinetics of all drugs in SGF and SIF showed the best fit with the particle diffusion model. Neomycin could be loaded in the PSSA-MA/PVA nanofiber ion exchangers. The loading capacity was increased upon increasing the neomycin concentration. An initial concentration of 0.1% w/v neomycin showed the highest loading capacity (65.7 mg/g-dry fibers). The neomycin-loaded nanofiber ion exchangers demonstrated satisfactory antibacterial activity against both Grampositive and Gram-negative bacteria and were stable during storage at 25oC for 6 month. In conclusion, both PSNIE and PSSA-MA/PVA nanofiber ion exchangers have the potential to use as drug carrier in novel delivery system for oral and topical application.

Abstract: ในการศึกษานี้เครือมเส้นไยนาโนแลกเปลี่ยนประจุบวกจากพอลิสไตรีน (PC) และพอลิสไตรีนซัลไฟนิดแอชิคโคมาลิอิศเอ ซิด/พอลิไวนิล แอลคอฮอล์ (PSSA-34/PVA) ด้วยวิธีอิเล็กโตรสปีนนิ่ง ปฏิกิริธาการเชื่อมขวางและ (หรือซัลโฟเฟเนชั่น ศึกษาผลอง พารามิเตอร์เกี่ยวกับลิเล็กโดรสปีนนิ่ง ได้แก่ ควานเข้มของPS สัดส่วนของตัวทำละลาย เกลือในตัวทำละละลาย เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน ของเข็มและสัดส่วนของ PSSA-JIUPVA พารามิเตอร์เกี่ยวกับปฏิกิริธาการเชื่อมขวาง ใต้แก่ สัดส่วนของซัลทูริค แลซิล/ฟอร์มาดีไตค์ ปริมาณจองซิลเวอร์ซัลเฟด เวลาและอุณาหภูมิในการเรื่อมขวาง และหรือพารามิเตอร์เกี่ยวกับปฏิกิริฮาซัลไฟเฟเนชั่น ได้และอุณหภูมิ ทศสอบเส้นไธนาโนแลกเปลี่ตนประจะชิงพื้นผิว เชิงเคมีและเชิงกล ประเมินปริมาณเส้นใธที่เหลือ ความสามารถในการแลกปลี่ยนประจุ (JEC) ความสามารถในการมรรจุน้ำและความเป็นพิษต่อเซลล์ของเส้นใยมาในแลกเปลี่ยนประจุ ศึกษาการ บรรจุย ประจุบากที่ให้ทาง รับประทาน 5 ชนิดได้แก่เตกซ์ไทรมทอร์แฟน ไลโครโบรไมค์(D2224) โพรพราโนลอล ไสโครคลอไรค์ (PPL) คลอฟฟนิรามิน มาอีเอท (CPรฏ ใคเฟนไรครามึน ไอโครคลอไรค์(DPE) และแชลบูทามอล ซัลเฟด (SAL) ในเส้น(ฮนาโนแลกปลี่ยนประชนิค PS และบรรจุยาที่ ไร้ภาธนอกได้แก่ นีโอมัยชิน ซัลเฟด ในเส้นใยนาโนแลกเปลี่ยนประจุชนิค PSSA-A44/PVIA ประเมินความสามารถในการบรรจุยา การ ปลดปล่อยยา จลนพลศาสตร์การปลดปล่อยยา ฤทธิ์ในการฆ่ารน่าซื้อแบคทีเรือ และความคงตัวของภาคลการทดลองพบว่าประสบความสำเร็จ ในการตรือมแผ่นเส้นไฒนาโนแลกเปลี่ยนประจุ ชนิด PS โดยใช้วิธีอิเล็กโตรสปีนนิ่ง การเชื่อมขวางด้วยฟูริ คแอชิค/ฟอร์มาดีใสล์ และซัลโฟเฟเนด้วยซัลฟูวิตแอชิด สันฐานวิทยาและและเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นเส้นใจ PS ขึ้นกับความเจ้นของ PS สมบัติของตัวทำ ละลายและปริมาณของคตระบิวทิล แลมไมเนียม โบรไมค์(TBAB) เส้นใจ PS ที่มีขนาคเส้นผ่านศูนย์กลางล็กที่สุดและการกระจาด ที่แสบที่สุด(376 4 36 นาโนมตร) สามกรถเตรียมให้จากสารละลาย PS ความเข้มขั้น ร้อยละ 15 ในใคมทิลอะเรทาไมค์ผสมกับ TBAB ร้อยละ 0.025 ระดับการเรื่อมขวางขึ้นกับสัดส่วนของซัลฟูริ คแอชิค/ฟอร์มาดีไฮค์ และเวลาที่ใช้ใช้ในการเรื่อมขวาง การเรื่อมขวางด้วย สัดส่วนซัสฟูริคแอชิตเฟอร์มาลีใจค์ 9515 เป็นเวลา 75 นาที่ทำให้เกิดระดับการเชื่อมขวางที่มากที่สุดของแต่นเส้นใย PS ปริมาณซิลเวอร์ ซัลฟดที่ใช้เวลาและอุณหภูมิที่ใช้ใช้ในการทำซัลไฟเนร้นส่งผลต่อต่อค่า DEC การเชื่อมขวางสั้นใธ Pว ด้วยส่วนซ้สทริคแอร์ดเฟอร์มาดีใฮล์ เท่ากับ 90:10เป็นเวลา10 นาที และซัลโฟในชั้นที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเรือสเป็นเวลา 30 นาที ทำให้เกิดเส้นไฮนาในแลกเปลี่ยนประจุริS ที่มีค่า IEC สูงที่สุดคือ 3.21 ๓๓๑/g--r-PSNIE แค้นเส้นใดนาโนแลกเปลี่ยนประจชนิค PSIA-NDA/PVIA ประสบความสำเร็จในการเตรียม โดยวิธีอิเล็กโครสปีนนิ่ง และเรื่อมขวางโดยใช้ความร้อน ให้เส้นไตที่เรียบปราศจากเม็ดปิด สามารถเตรียมได้จากสัตส่วนPSSSA-3424 ไม่เกิน 04/1 ระดับการเชื่อมขวามพื้นขึ้นเมื่อใช้เวลาและอุณหภูมิในการเรื่อมขวามพื้นขึ้น ซึ่งการเรื่อมขวาง นี้ส่งผลต่อค่า IEC อย่างมี นัยสำคัญ อุณหภูมิเเละเวลาที่ประสบความสำเร็จในการเชื่อมขวางคือ 120 องศาเซลเซียตเป็นเวลา 5 ถึง 7 ชั่วโมงและ 130 140 องศา เซอเชือดปั่นเวลา 1 ถึง 7 รั่วโมง ธาประจุบวดที่ให้ทางรับประทานสามกรถบรรในแต่นเส้นไฒนาโนแลกปลี่ยนประจุชนิค PS ได้ ได้ โดย DXDง สามารถบรรจุได้มากที่สุด ในขณะที่ DPFt สามภรถปลดปล่อยยาได้มากที่สุดในตัวกลางทั้งทั้งที่เลื่อนแบสภาวะในกระเพาะอาหาร และในลำไส้ จลนพลศาสตว์การปลดดปล่อยขององทั้งหมดในทั้งทั้งทั้งตัวกลางสอดคล้องกับไมเคล paricicle distioa มากที่สุด นีไอมัยซิน สามารถบรรจุในแผ่นเส้นใดนาโนแลกเปลี่ยมประระจชนิด PSSA-A-A เพื่อใช้ภายนอกใจ ซึ่งการบรรจุธาเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความต้มชั้มชั้นชั้น ของยานีไอมัยซินความเข้มชั้นร้อยละ 0.1 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร บรรจุยาได้มากที่สุดคือ 65.7 mg/g-try 5ber แผ่นเส้นใยนาโน แลกเปลี่ยนประจุชนิด PSSA-ALL/PVA ที่บรรรรจยานีโอนัยชิน มืฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อแบดทีเรียทั้งแกรมบวกและแกรมสบ และยานี้ไอมัยชิ นมีความคงตัวอย่างน้อย 6เดือนหลังเก็บที่อุณหรูมิ 25 องศาศาเซลเซียส สรุปได้ว่าแผ่นเส้น ไขนาโนแลกเปลี่ยนประจุทั้งสองชนิด คือ PS และ PSSA-MLA/P'A สามารถใช้เป็นตัวนำส่งยาในระบบนำส่งอาแบบใหม่โดยใช้ได้ทั้งรูปแบบรับประทานและยาภายนอก

Central Library of Silpakorn University

Address: NAKHONPATHOM

Email: wangthapralibrary@gmail.com

Name: Praneet Opanasopit

Role: Thesis advisor

Name: Prasert Akkaramongkolporn

Role: Thesis advisor

Name: Theerasak Rojanarata

Role: Thesis advisor

Created: 2013

Modified: 2026-05-28

Issued: 2026-05-28

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Pharmaceutical Technology

©copyrights Silpakorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	DR_Todsapon_N.pdf	6.33 MB

ใช้เวลา

0.163997 วินาที