Preparation and characterization of keratin/egg white blend microparticles using solvent emulsification diffusion method

Abstract

The objective of this work was to optimize condition for preparation of keratin, egg white and keratin/egg white blend particles by solvent emulsion-diffusion method. The obtained particles were then characterized for their morphology, secondary structure and thermal properties using scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) and Thermogravimetric analyzer (TGA), respectively. The optimum condition for keratin particles was water phase (W) : oil phase (O) as 1.5:100 using 1% (w/v) keratin concentration, while egg white particle was 0.25 : 100 with 3% (w/v) egg white. The different ratios of keratin/egg white blend at 3:1, 1:1 and 1:3 showed high obtained particles with spherical in shape and have smooth surface in all ratios. The blue dextran, a sample hydrophilic drug was also encapsulated in the particles which prepared using the same method. The results found that the drug help to form particles in easy process and support hydrogen bond formation between keratin and egg whites. This bonding directly affected on secondary and thermal properties of the pgarticles. Dissolution and drug release profile from the prepared particles showed different percentage and pattern which varied following the using ratios. This obtained results could be used as information for preparation of keratin, egg white and keratin/egg white blend particles with variable property as drug carrier in pharmaceutical application.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมอนุภาคเคราติน ไข่ขาวและอนุภาคผสมระหว่างเคราตินและไข่ขาวด้วยวิธีการทำให้เกิดอิมัลชันโดยการแพร่ของตัวทำละลาย นำอนุภาคที่เตรียมได้ไปตรวจสอบลักษณะสัณฐานวิทยา โครงสร้างทุติยภูมิและสมบัติเชิงความร้อนของอนุภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM), Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) และ Thermogravimetric analyzer (TGA) ตามลำดับ ผลการทดลองพบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมอนุภาคเคราติน คือ อัตราส่วนของวัฏภาคน้ำ (W) : วัฏภาคน้ำมัน (O) เท่ากับ 1.5:100 ความเข้มข้นของเคราตินเท่ากับ 1% (w/v) ส่วนอนุภาคไข่ขาว คือ อัตราส่วนของวัฏภาคน้ำ (W) : วัฏภาคน้ำมัน (O) เท่ากับ 0.25:100 ความเข้มข้นของไข่ขาวเท่ากับ 3% (w/v) และเมื่อผสมสารละลายเคราตินต่อไข่ขาวในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน คือ 3:1, 1:1 และ 1:3 ผลการทดลอง พบว่า ทุกอัตราส่วนสามารถเตรียมอนุภาคได้ในปริมาณมาก รูปร่างค่อนข้างกลมและมีผิวเรียบ เมื่อลองบรรจุยา คือ บลูเด็กซ์แทรนในอนุภาค พบว่า ยาช่วยให้เตรียมอนุภาคได้ง่ายและส่งเสริมการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างเคราตินและไข่ขาว ซึ่งส่งผลต่อโครงสร้างทุติยภูมิและสมบัติเชิงความร้อน เมื่อทำการตรวจสอบการละลายและรูปแบบการปลดปล่อยยาของอนุภาคที่เตรียมได้ พบว่า การละลายและรูปแบบการปลดปล่อยยาของอนุภาคแตกต่างกันตามอัตราส่วนที่ใช้เตรียมอนุภาค ผลการทดลองนี้สามารถใช้เป็นข้อมูลที่สำหรับนำไปใช้ในการเตรียมอนุภาคเคราติน ไข่ขาวและอนุภาคผสมระหว่างเคราตินและไข่ขาวที่มีสมบัติหลากหลายสำหรับนำไปใช้เป็นตัวนำส่งยาในด้านเภสัชกรรมต่อไป