10. Modifikasi Permukaan Serat Selulosa
11.7. Nanokristal Selulosa Sebagai Pembawa Obat
Kurangnya toksisitas NCC dapat menantang nanopartikel ini sebagai pembawa yang cocok untuk aplikasi penghantaran obat.
Beberapa upaya telah dilakukan untuk menggunakan NCC sebagai eksipien atau pembawa yang sesuai.
Seperti disebutkan di atas, Jackson et. al. melaporkan bahwa NCC yang dimodifikasi dengan Cetyl Trimethylammonium (CTAB) dapat membawa sejumlah besar obat antikanker hidrofobik docetaxel, paclitaxel, dan etoposide dan melepaskan obat-obatan ini secara terkendali selama 2 hari. Karena sifat kimianya, CTAB dapat berinteraksi dengan lapisan ganda sel fosfolipid dan menyebabkan
89
destabilisasi membran sel. Destabilisasi ini dapat menyebabkan kematian sel. Tergantung pada konsentrasinya, CTAB dapat membuat lubang pada lapisan ganda sel fosfolipid. Para penulis mengamati pengambilan kompleks NCC-CTAB oleh sel-sel kanker kandung kemih KU-7. Untuk meningkatkan daya muat obat, permukaan NCC dimodifikasi dengan surfaktan kationik cetyltrimethylammonium bromide (CTMAB) karena gugus anionik sulfat ada di permukaan NCC. Lebih lanjut, adalah mungkin untuk membuat domain hidrofobik pada permukaan NCC dengan melapisi NCC bermuatan negatif dengan CTMAB, dan sebagai hasilnya, hidrofobik yang tidak larut dalam air obat antikanker luteolin (LUT) dan luteoloside (LUS), yang sangat berdifusi ke dalam domain CTMAB berada di NCC menggunakan solusi obat gratis dalam konsentrasi rendah. LUT dan LUS rilis dipertahankan selama satu hari.
Secara keseluruhan, metode ini telah menciptakan sistem pengiriman obat baru yang memodulasi pemuatan dan pelepasan obat.
Baru-baru ini, NCC memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan gugus hidroksil hidrofilik telah digunakan sesuai dengan hidrofobisitas dan pelepasan obat nanofibers asam elektrospun polilaktat (PLA).
Nanofibers PLA memiliki lebih sedikit gugus polar (hidrofobisitas tinggi) dan kristalinitas tinggi, menghasilkan kapasitas pemuatan obat yang rendah dari obat hidrofilik. Polietilen glikol (PEG) adalah compatibilizer yang baik untuk PLA dan telah digunakan untuk mengembangkan nanofibers fungsional komposit untuk pengiriman obat yang efektif. Selain itu, kelompok hidroksil PEG dapat berinteraksi dengan NCC, yang memiliki afinitas yang baik terhadap obat-obatan.
Seperti yang diharapkan, penggabungan NCC/PEG dapat meningkatkan pengikatan sel ke PLA/NCC/PEG dan membuka jalan bagi strategi baru
90
untuk pembawa obat dalam sel tumor. Nanofibers PLA/NCC/PEG Electro-spun berhasil diproduksi oleh electrospinning. Selain itu, nanofibers komposit menunjukkan biokompatibilitas yang baik dengan sel MG-63 dengan mengandung NCC/PEG dan obat-obatan. Serat nano komposit dengan sifat fisik dan hidrofilik yang lebih baik, terutama pelepasan obat jangka panjang, menunjukkan biokompatibilitas yang baik dan menunjukkan potensi besar untuk aplikasi di berbagai bidang seperti sistem pengiriman obat jangka panjang dan bahan biomedis lainnya. sel L929 non-kanker. Seperti yang diharapkan, gambar epifluoresensi menunjukkan beberapa kekhususan dalam internalisasi nanopartikel terkonjugasi folat, karena nanopartikel terkonjugasi lebih kuat diinternalisasi dalam sel MCF7 daripada pada sel L929 non-kanker karena adanya FR dalam sel kanker. Akhlaghi dan rekan kerja menggunakan NCC teroksidasi dengan modifikasi dengan 2,2,6,6-tetramethyl-1-(pyperidinyloxy) (TEMPO) dan NCC chitosan-oligosaccharide-grafted sebagai pembawa obat potensial untuk dua model senyawa obat, imipramine hidroklorida (IMI) dan procaine hydrochloride (PrHy). Hasil penelitian menunjukkan bahwa IMI memiliki ikatan yang lebih tinggi dengan turunan NCC daripada PrHy, meskipun efisiensi pengikatan dan pemuatan obat untuk prokain hidroklorida proksi pada NCC teroksidasi kitosan oligosaccharide masing-masing adalah 21,5% dan 14% b/b. Pada pH 8, pelepasan prokain menunjukkan fase meledak besar. Onset awal diikuti oleh fase pelepasan obat yang secara signifikan lebih lambat dalam satu jam berikutnya. Para penulis menyarankan bahwa NCC yang dimodifikasi kitosan dapat menjadi pembawa yang cocok untuk obat-obatan, jika diinginkan pelepasan obat dalam jangka waktu yang singkat. Wang et al.
91
mensintesis selulosa nanocrystals poliphosfor ester yang baru. PEEP yang dihentikan dengan propargil yang terdefinisi dengan baik dikonjugasikan ke permukaan NCC yang dimodifikasi-azida. NCCPEEP memiliki permukaan bermuatan negatif yang dapat digunakan untuk mengikat obat antitumor doxorubicin (DOX) dan mengirimkan obat ke sel HeLa. Hasil uji MTT menunjukkan bahwa bahan berbasis NCC ini memiliki biokompatibilitas yang baik untuk sel HeLa dan L929, sedangkan nanokristal NCC-g-PEEP yang dimuat DOX menunjukkan aktivitas antikanker yang diinginkan hanya terhadap sel HeLa. Selain itu, pelepasan obat intraseluler yang diamati dengan sistem pencitraan sel hidup mengungkapkan bahwa nanocrystals yang mengandung DOX ini dapat diinternalisasi oleh endositosis dalam sel HeLa dan DOX dapat dilepaskan karena gangguan interaksi elektrostatik dalam lingkungan asam dalam sel tumor dalam sel tumor. Diketahui bahwa curcumin, turunan polifenol, adalah bahan bioaktif paling penting yang berasal dari rimpang Curcuma longa. Ini memiliki banyak sifat biologis dan farmakologis, termasuk efek anti-inflamasi, antioksidan, alzheimer, antikoagulan, dan antikanker. Namun demikian, sifat-sifat potensial dari curcumin bebas dikompromikan oleh kelarutan yang buruk karena hidrofobisitasnya dan bioavailabilitas yang rendah dalam kombinasi dengan stabilitas larutan yang buruk yang menyebabkan pembersihan cepat dari darah. Ntoutoume et al. melaporkan bahwa kurkationik siklodekstrin / kompleks NCC tiga sampai empat kali lebih kuat daripada kurkumin saja atau kompleks Cur-CD. Nanocarrier CD / NCC saja, hanya sedikit mengurangi proliferasi sel setelah 48 jam, menunjukkan bahwa efek antiproliferatif yang diamati pada sel memang karena kurkumin kompleks dengan nanokonjugat. Oleh karena itu, untuk terapi
92
kanker berbasis curcumin yang efektif, sangat penting tidak hanya untuk meningkatkan kelarutan, tetapi juga untuk memasukkannya dalam sistem nanocarrier yang dapat mengangkut curcumin ke dalam tumor vaskularisasi melalui efek permeasi dan retensi yang ditingkatkan (efek EPR). Hasilnya menunjukkan bahwa kompleks curcumin-CD / NCC sangat efektif melawan proliferasi sel kanker kolorektal dan prostat. CD / NCC berukuran sekitar 200 nm, yang cocok untuk memuat dan melepaskan obat. Selain itu, modifikasi permukaan tampaknya menjadi strategi yang cocok untuk desain bahan nano serbaguna untuk sistem pengiriman obat.