การแปรรูปวัสดุชีวมวลจากเส้นใยธรรมชาติเพื่อการประยุกต์ใช้งานเป็นไฮโดรเจลที่สังเคราะห์จากเซลลูโลสสำหรับการประยุกต์ใช้งานทางด้านการแพทย์และเภสัชกรรม

Abstract

ไฮโดรเจลได้รับการออกแบบมาให้อยู่ในรูปแบบของวัสดุผสมที่มีเจลาตินเป็นเนื้อหลักและมีเซลลูโลสแบคทีเรียเป็นตัวเสริมแรง โดยใช้กลูตาราลดีไฮด์เป็นสารเชื่อมขวาง พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของกลุ่มอะมิโนและไฮดรอกซิล ที่อยู่ในเจลาตินและแบคทีเรียเซลลูโลสตามลำดับ ซึ่งเซลลูโลสของแบคทีเรียได้แทรกเข้าไปในโครงสร้างที่เป็นรูพรุนของเจลาตินไฮโดรเจล ไฮโดรเจลนำเสนอสมบัติที่ดีในด้านเสถียรภาพทางความร้อน ความต้านทานต่อสารเคมีและสมบัติเชิงกล นอกจากนี้อัตราการพองตัวของไฮโดรเจลอยู่ที่ประมาณ 400-1200% ในน้ำ และสามารถควบคุมการปลดปล่อยยาที่ตอบสนองต่ออุณหภูมิและค่าพีเอชได้ โดยมีแนวโน้มการปลดปล่อยยาในอัตราที่สูงขึ้นเมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูงและในสภาวะที่เป็นกรด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการนำไปประยุกต์ใช้สำหรับเป็นวัสดุนำส่งยา

Bacterial cellulose and gelatin were successfully used to develop a hydrogel composite material. Hydrogel was synthesized by copolymerization between bacterial cellulose and gelatin. Scanning electron microscopy (SEM) images showed that the bacterial cellulose chain was uniform in size and shape. Glutaraldehyde was employed as a crosslinking agent. H-bonds were formed via the reaction between the amine and hydroxyl groups, which were the functional groups of the gelatin and bacterial cellulose, respectively. The hydrogel composite presented excellent properties in terms of its thermal stability, chemical resistance, and mechanical properties. Moreover, the swelling ratio of the hydrogel network, in water, was estimated to be 400-1200%. Importantly, the hydrogel composite developed during this study is considered a good candidate for drug delivery systems.