Transfollicular drug delivery

การนำส่งยาเข้าไปสู่ร่างกายเพื่อไปยังเป้าหมายโดยแม่นยำนั้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาโรคที่มีประสิทธิภาพ มีนักวิจัยจำนวนมากได้พยายามที่จะพัฒนาการนำส่งยารูปแบบต่าง ๆ เพื่อให้ได้ผลดีที่สุด การนำยาเข้าสู่ร่างกายนั้น ผิวหนังก็เป็นหนทางหนึ่งที่ยาสามารถผ่านเข้าไปได้ ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การแพร่ผ่าน  การใช้สารเคมี การใช้ Iontophoresis, Sonophoresis  และ Microneedles เป็นต้น(1)

รูปที่ 1 รูปแบบของการที่ยาผ่านผิวหนังเข้าสู่ร่างกาย(1)

จากรูปที่ 1 บริเวณ a เป็นบริเวณที่ยาแพร่ผ่านผิวหนังโดยการใช้ chemical enhancer, บริเวณ b เป็นการที่ยาผ่านผิวหนังโดยจะผ่านเข้าทางรูขุมขน, บริเวณ c จะเป็นเส้นทางของยาผ่านผิวหนังด้วย high-voltage electrical enhancement โดย electroporation ส่วนการใช้ ultrasound นั้นจะผ่านทั้งทางบริเวณ a และ c ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลง lipid bilayer ของผิวหนังในบริเวณนั้น ส่วนบริเวณ d นั้นจะเป็นการใช้ microneedles และ thermal poration ที่ทำให้เกิดรูขนาดเล็กระดับ micro-scale

ในบทความนี้จะกล่าวถึงการนำส่งสารผ่านทางรากผมหรือขน (transfollicular delivery) ซึ่งเป็นช่องทางหนึ่งในการที่ยาหรือสารสามารถเข้าสู่ร่างกาย

การดูดซึมของสารผ่านทางรากผมหรือขน (transfollicular absorption)(2-3)

            สำหรับกลไกการนำส่งสารหรือยาผ่านทางรากผมหรือขนนั้น เมื่อนำครีม เจล หรือสารละลายทาลงบนผิวหนังในบริเวณที่มีขนหรือผม โมเลกุลของสารหรือตัวยาจะซึมผ่านชั้นต่าง ๆ ของผิวหนังหรือช่องทางเปิดต่าง ๆ บนผิวหนังแล้วอาจซึมผ่านลงไปยังรูขุมขน โดยสารที่ละลายได้ดีในไขมันจะสามารถซึมผ่านลงไปได้มากกว่าสารที่ละลายได้ดีในน้ำ เพราะในส่วนของ hair follicles จะมีไขมันจาก sebum ที่มีการขับออกตลอดเวลา ทำให้สารที่ละลายในไขมันได้ดีสามารถซึมผ่านได้ง่าย แต่สำหรับการนำส่งสารที่ละลายน้ำได้ดีนั้นจะต้องใช้สารช่วยลดแรงตึงผิว หรือสารช่วยเปียกเพื่อให้สามารถซึมลงไปใน hair follicles หรืออาจเก็บกักสารหรือยาที่ละลายน้ำได้ดีใน liposome เพื่อให้ตัวยาเข้ากับน้ำมันได้ดีขึ้นซึ่งจะช่วยให้การซึมผ่าน hair follicles ได้ดีขึ้น เมื่อสารซึมผ่านลงไปใน hair follicles แล้ว สารที่มีคุณสมบัติชอบไขมันจะอยู่ใน hair follicles ได้นานกว่าสารที่มีคุณสมบัติชอบน้ำ

รูปที่ 2 โครงสร้างของผิวหนังและรูขุมขน(4)

            การนำส่งสารผ่านทางรากผมหรือขนมีข้อดี(1-3) คือ

1. เป็นการนำส่งสารอย่างจำเพาะเจาะจงไปยัง hair follicles ทำให้สารไม่ต้องผ่านการดูดซึมที่ระบบทางเดินอาหาร

2. สามารถใช้แทนการฉีดหรือรับประทานโดยเฉพาะยาที่ระคายเคืองต่อกระเพาะอาหาร เหมาะสำหรับผู้ป่วยที่กลืนยาไม่ได้ เช่น ผู้ป่วยที่อาเจียน และไม่ต้องให้ยาบ่อย ๆ ซึ่งเป็นการเพิ่มการยอมรับของผู้ป่วย และสามารถหยุดยาได้ทันทีเมื่อต้องการ โดยการดึงแผ่นยาออก หรือล้างยาหรือสารออกจากผิวหนัง

3. สามารถนำส่งยาที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง หรือมีความเป็นพิษสูงได้ โดย Han และคณะ พบว่า adriamycin ซึ่งเป็นยารักษามะเร็งหลายชนิดโดยเฉพาะมะเร็งที่เกี่ยวข้องกับ hair follicles และมีการใช้ในการถอนขนโดยเหนี่ยวนำให้ผมหรือขนร่วง เมื่อนำส่งยาตัวนี้ในช่องทางนี้จะเป็นการลดผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นที่ผิวหนัง เช่น ผื่นแดง ผิวหนังอักเสบ และรอยแผลเป็น เป็นต้น

4. ในต่อมรูขุมขน (pilosebaceous unit) ที่ประกอบด้วย hair shaft, hair follicles, arrector pili muscle และ sebaceous gland โดยทั้ง hair follicles และต่อมไขมันจะมี receptor ของฮอร์โมนเพศชายที่เกี่ยวข้องกับอาการผมร่วงแบบ androgenetic alopecia และการเกิดสิว โดยฮอร์โมนเพศชายคือ แอนโดรเจนมีผลต่อ hair follicles ซึ่งทำให้เส้นผมมีขนาดเล็กและละเอียด ทำให้เส้นผมบางลงจนล้านในที่สุด นอกจากนี้เอนไซม์ 5-alpha reductase ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนฮอร์โมน testosterone เป็น dihydrotestosterone ที่มีฤทธิ์แรงกว่า ดังนั้น ถ้าหากมีการยับยั้งเอนไซม์หรือเกิดมีสารมาปิดกั้น receptor นั้นจะสามารถรักษาโรคเหล่านี้ได้

            5. Hair follicles สามารถใช้เป็น stem cell ได้  โดยในบริเวณกึ่งกลางของ hair follicles มีส่วนที่เรียกว่า bulge ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ที่มีการแบ่งตัวอย่างรวดเร็ว และทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมการเจริญของเซลล์ต่าง ๆ ใน pilosebaceous unit ที่มี stem cell ที่ hair follicles ซึ่งสามารถเจริญแล้วกลายเป็น neuron, glial cell และเซลล์อื่น ๆ อีกหลายชนิด นอกจากนี้ยังพบ melanocyte stem cells ในบริเวณนี้อีกด้วย  

            6. ระบบนี้สามารถนำส่งสารและยาไปทั่วร่างกายได้ แม้ว่า hair follicles จะมีจำนวนน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ผิวทั้งหมดของร่างกาย แต่ hair follicles นั้นอยู่ลึกลงไปถึงชั้น dermis จึงทำให้การดูดซึมของสารสามารถลงไปได้ลึกมากกว่าการดูดซึมในช่องทางอื่น ทำให้การดูดซึมของยาผ่านรากผมจึงมีประโยชน์ในการรักษาโรคผิวหนังและโรคที่เกี่ยวข้องกับ hair follicles และนอกจากนี้ที่บริเวณรากของ hair follicles ยังมีเส้นเลือดฝอยมาเลี้ยงจำนวนมาก ซึ่งสามารถใช้เป็นช่องทางในการนำส่งสารไปทั่วร่างกายได้

            7. มีความสามารถในการนำส่งยีนหรือ DNA ผ่านทางรากผมหรือขน โดย Hoffman และคณะ ได้พัฒนาเทคนิคการเก็บ DNA ไว้ใน liposome เพื่อที่จะนำส่ง DNA ไปยัง hair follicles ในเนื้อเยื่อเพาะเลี้ยงเพื่อเป็น model สำหรับ gene therapy โดยได้ใช้ DNA liposome ในการนำส่ง lacZ reporter gene ไปยัง hair follicles ของหนู (mice) โดยได้แสดงให้เห็นถึงการรักษาที่ปลอดภัยและมีความจำเพาะเจาะจงสูง และ Domashenko และคณะ ได้ทดลอง transfect ยีนดังกล่าวใน human follicle cells หลังจากการทา liposome ที่เก็บกัก lacZ ในหนู และใน humans scalp xenograft mouse model พบว่าส่วนประกอบของ liposome และวงจรการเจริญของ hair follicles มีผลต่อประสิทธิภาพของการ transfection โดยการทา liposome ขณะที่เส้นผมเจริญในช่วง early anagen cycle ซึ่งจะมีความจำเพาะเจาะจงในการเกิด transfection ของ human hair follicles matrix cell มากกว่าใน cycle อื่น

จากที่กล่าวมา transfollicular delivery นั้นมีคุณสมบัติที่ดีและน่าสนใจหลายประการ สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการรักษาโรคและความผิดปกติที่เกี่ยวกับผมและขนได้ เช่น โรคผมหงอก ซึ่งเกิดจากร่างกายขาดเอนไซม์ไทโรซิเนส (tyrosinase) ที่ใช้ในการเปลี่ยนไทโรซิน (tyrosine) ให้เป็นเม็ดสีเมลานิน เพื่อให้เส้นผมมีสีดำ หรืออาจเกิดจากร่างกายขาดไทโรซิน จึงอาจนำเทคโนโลยีนี้มาโดยเก็บกักเอนไซม์ไทโรซิเนส ไทโรซิน หรือสารเคลือบเส้นผม เพื่อนำส่งไปยังรากผมหรือ hair follicles เพื่อรักษาโรคผมหงอก และโรคผมร่วงบางชนิดที่สามารถรักษาได้ด้วยยา อาจเก็บกักยาโดยใช้เทคโนโลยีนาโนเพื่อนำส่งไปยังรากผม รวมถึงยังมีการเก็บกักสารทางเครื่องสำอางที่มีฤทธิ์กระตุ้นให้ผมงอกเพื่อใช้นำส่งไปยังรากผมได้ นอกจากนี้ยังมีการเก็บกักยาฆ่าเชื้อหรือยาลดการแบ่งตัวของเซลล์ในอนุภาคขนาดนาโนเพื่อนำส่งไปยังบริเวณหนังศีรษะในการรักษารังแค ซึ่งสารหรือยาที่เก็บกักสามารถออกฤทธิ์ได้นานในบริเวณที่ต้องการได้ ส่วนสิวประเภทที่เกิดจากการติดเชื้อที่ hair follicles ที่อาจเกิดจากเชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา หรือยีสต์ ซึ่งชนิดที่พบได้บ่อยในทุกวัยคือ Superficial staphylococcal folliculitis ก็สามารถรักษาโดยนำส่งยาต่าง ๆ ที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้เก็บกักในขนาดนาโน เพื่อนำส่งไปยัง hair follicles เพื่อการออกฤทธิ์เนิ่น และยังมีการเตรียมตำรับยาเพื่อนำส่งสารหรือยาหลายกลุ่มผ่านทางรากผมหรือขน เช่น ยารักษามะเร็ง ฮอร์โมน ยาต้านจุลินทรีย์ และยีนหรือดีเอ็นเอไปยังบริเวณ hair follicles รวมทั้งสารทางเครื่องสำอางเพื่อกันแดด และสารทำให้ผมดำต่าง ๆ จากการพัฒนาดังกล่าวได้แสดงให้เห็นว่าการประยุกต์เทคโนโลยีนาโนมีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการนำเทคโนโลยีนำส่งยานี้มาใช้ทางเภสัชกรรมอย่างเป็นรูปธรรมและนำไปใช้ได้ประโยชน์ต่อไป

เอกสารอ้างอิง

1. Mark R. Prausnitz, Samir Mitragotri and Robert Langer. CURRENT STATUS AND FUTURE POTENTIAL OF TRANSDERMAL DRUG DELIVERY. Drug discovery. February 2004, Vol. 3 No. 2 http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nrd/journal/v3/n2/abs/nrd1304_fs.html    available on 14/09/2004
2. อรัญญา มโนสร้อย, วรินทร รักษ์ศิริวณิช และ จีรเดช มโนสร้อย. การประยุกต์เทคโนโลยีนาโนในการนำส่งสารผ่านทางรากผม. ศูนย์วิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ สถาบันวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.
3. Andrea C. Lauer, Linda M Lieb, C. Ramachandran, Gordon L. Flynn and Norman D. Weiner. Transfollicular Drug Delivery. Pharmaceutical Research, Vol. 12, No. 2, 1995.
4. Topical Drug Delivery Systems: A Review. http://www.pharmainfo.net/reviews/topical-drug-delivery-systems-review