ไลโปโซม ( Liposome ) คือ

ไลโปโซม  (Liposomes) 
คือ อนุภาคขนาดเล็กมาก ที่มีลักษณะเป็นถุงกลมๆ ของสารไขมันซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นไขมันประเภท phospholipids ในสารละลายน้ำ

โมเลกุลของสารไขมันประเภท phospholipids สามารถจัดเรียงตัวเป็นชั้นสลับกับชั้นโมเลกุลของน้ำในสารละลายน้ำได้ เพราะโครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยทั้งส่วนมีขั้วและส่วนไม่มีขั้ว เมื่ออยู่ในน้ำจะจัดเรียงตัวโดยนำส่วนที่มีขั้วหรือมีประจุหันออกหาโมเลกุลน้ำ ในขณะเดียวกันจะเอาส่วนที่ไม่มีขั้วหันเข้าหาส่วนที่ไม่มีขั้วของโมเลกุลพวกเดียวกัน โดยจะอยู่ในลักษณะของการเรียงตัวเป็นแถวของโมเลกุลไขมันซ้อนกันเป็นสองชั้นหรือ lipid bilayer หากไลโปโซมมี lipid bilayer เพียงชั้นเดียว จะจัดเป็นไลโปโซมประเภท unilamellar หากไลโปโซมมี lipid bilayer มากกว่าหนึ่งชั้น(โดยมีชั้นของสารละลายน้ำกั้นอยู่ระหว่างผนังสองชั้น) จะจัดเป็นไลโปโซมประเภท multilamellar ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยประมาณ 0.1 micron(1000Å ซึ่งสามารถนำมาเตรียมเป็นไลโปโซมประเภท unilamellar ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยน้อยกว่า 0.1 micron ได้

เนื่องจากไลโปโซมมีส่วนประกอบและคุณสมบัติคล้ายคลึงกับcell membrane ของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นจึงมีการพัฒนาไลโปโซมมาใช้เป็นตัวพาสารต่างๆเช่นยา เครื่องสำอาง เข้าสู่ร่างกาย และยังพบว่าสามารถควบคุมการกระจายตัวและการออกฤทธิ์ของสารที่ถูกกักไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วย

สาเหตุของไลโปโซมในการนำมาใช้เป็นตัวพาสารต่างๆเข้าสู่ร่างกายมีดังนี้

1. ไลโปโซมไม่เป็นพิษ เนื่องจากเตรียมได้จากไขมันซึ่งไม่เป็นพิษและเป็นส่วนประกอบของ cell membrane ในสิ่งมีชีวิตซึ่งสามารถถูกทำลายได้ในร่างกาย ดังนั้นจึงไม่เป็นอันตรายและไม่ทำให้เกิดอาการแพ้เมื่อเข้าสู่ร่างกาย แต่มีการศึกษาพบว่าถ้าใช้ไขมันที่ไม่บริสุทธิ์หรือใช้สารที่อาจทำให้เกิดอาการแพ้ในคน ก็อาจทำให้เกิดอาการแพ้ขึ้นได้
2. ไลโปโซมช่วยเพิ่มความคงตัวของสารที่ถูกกักเก็บ ป้องกันการสลายตัวของสารเคมีจากการถูกทำลายโดยสิ่งแวดล้อมภายนอก เช่นแสงUV, เอนไซม์ 
3. ไลโปโซมช่วยลดความเป็นพิษของสารที่ถูกเก็บกัก จากการเลือกส่วนประกอบไขมันที่เหมาะสมและลดขนาดของไลโปโซมทำให้สามารถควบคุมการการะจายตัวและการออกฤทธิ์ของไลโปโซมที่เตรียมได้
4. สามารถให้ไลโปโซมเข้าสู่ร่างกายได้หลายทาง เช่น การฉีดเข้าทางเส้นเลือดดำ ฉีดเข้ากล้าม ฉีดเข้าช่องท้อง การให้ทางปาก การสูดดมเข้าทางจมูกและปอด การใช้ทาทางผิวหนัง เป็นต้น
5. ไลโปโซมสามารถเก็บกักสารต่าง ๆ ได้หลายชนิด 
6. สามารถดัดแปลงโครงสร้างของไลโปโซมได้ง่าย
7. ไลโปโซมมีคุณสมบัติเป็น adjuvant ในการนำมาใช้เตรียมวัคซีน

อ้างอิง รศ.ดร.อรัญญา มโนสร้อย. เทคโนโลยีไลโปโซม.ภาควิชาเทคโนโลยีเภสัชกรรม คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.2538

ข้อมูลที่ 2

ไลโปโซม (Liposomes) คือ
อนุภาคขนาดเล็กของสารไขมันเรียงซ้อนกันสองชั้นสลับกับชั้นของน้ำ ซึ่งคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพจะเป็นตัวช่วยเพิ่มความคงตัวของสารที่ถูกกักเก็บและเป็นตัวที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการนำพาสารที่ถูกกักเก็บสู่ชั้นผิวที่ลึกขึ้น เป็นต้น

บทบาทและข้อดีของไลโปโซมในด้าน cosmetic

เครื่องสำอางในปัจจุบันจะเกี่ยวข้องกับการป้องกันผิวหนังชั้นนอก (ชั้นหนังกำพร้า) ซึ่งเป็นชั้นผิวหนังที่ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกัน ผิวหนังจากสภาวะต่าง ๆ ภายนอก นอกจากนี้ยังเป็นตัวพาสารสำคัญออกฤทธิ์ที่จะไม่เป็นพิษและสามารถนำสารสู่ชั้นคิวเตเนียส เทคโนโลยีไลโปโซมเป็นศาสตร์หนึ่งที่ได้มีการนำมาใช้ทางเครื่องสำอางเพื่อพัฒนาเครื่องสำอางต่าง ๆ ให้มีคุณภาพและประสิทธิภาพดีขั้น ทั้งนี้เนื่องจากไลโปโซม มีข้อดีหลายประการ ที่จะสามารถนำมาใช้ทางเครื่องสำอางคือ

1. ไลโปโซมช่วยการซึมผ่านของสารที่เก็บกักอยู่ภายในเข้าสู่ขั้นเคอร์มีสได้จากการศึกษา ของบริษัทลอรีอัล โดยใช้เทคนิคการวาวแสง พบว่าไลโปโซมที่เก็บกักสาร Sodium (14C) Pyrrolidone carboseylate สามารถซึมผ่านผิวและช่วยให้ผิวมีความชุ่มชื้น ทั้งนี้เนื่องจากสารประกอบดังกล่าวเป็นสารให้ความชุ่มชื้นและสามารถดึงน้ำเข้าผิวได้เมื่อเก็บกักในไลโปโซม แล้วยังพบว่าเปปไทด์ในไลโปโซมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของไฟโปรบลัสท์ (Fibroblast) ของผิวหนังได้เป็นสองเท่ามากกว่าเปปไทด์ที่มิได้เก็บกักในไลโปโซมและสามารถทำให้แผลหายเร็วขึ้นเป็น 4 เท่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไลโปโซมสามารถช่วยในการซึมผ่านผิวหนังของเปปไทด์ได้มากขึ้น 
2. ไลโปโซมช่วยทดแทนไขมันบนผิวหนัง พบว่าไลโปโซมที่ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดและไกลโครฟิวโกลิปิดจะเป็นไลโปโซมที่คงตัวและมีอัตราส่วนของไขมันที่คล้ายคลึงกับไขมันในผนังบุของเซลล์บุผิว (epidernalcell) จากการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพเคมีและรูปร่างของไลโปโซมที่มีส่วนประกอบไขมันดังกล่าวนี้ได้พบว่าไลโปโซมในรูปแบบโอลิโกลาเมลา (Oligolamellar) ซึ่งมีจำนวนผนังสองชั้น (double layer)มากกว่าหนึ่งชั้น แต่มีผนังชั้นน้อยกว่าประเภทมัลทิลาเมลา จะสามารถทดแทนไขมันดังกล่าวที่ผลทำให้การระเหยของน้ำออกจากผิวหนัง ลดลง ซึ่งจะทำให้ความยืดหยุ่นของผิวหนังกลับสภาพคงเดิมและไม่ถูกทำลาย การที่ไลโปโซมสามารถช่วยฟื้นฟูผนัง ของเซลล์ที่ถูกทำลายไปนั้น เกิดจากการที่ไลโปโซมสามารถทดแทน เคอราติน (Keratin) ซึ่งเป็น โปรตีนที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของผิวหนัง
3. ไลโปโซมสามารถเก็บกักสารเคมีทางเครื่องสำอางได้มากมาย เช่น เครื่องสำอางประเภทลบรอยย่นเครื่องสำอางกลุ่มการปรับสีผิว และการปรับสภาพผิว วิตามินต่าง ๆ เครื่องสำอางที่ใช้กับผมและหนังศรีษะ โดยสารที่ถูกกักเก็บจะสามารถทนต่อการถูกชำระล้างออกจากผิวและสามารถใช้ไลโปโซมดังกล่าวนี้เป็นตัวพาสารให้ความชุ่มชื้นเข้าผิวที่แห้งได้
4. ไลโปโซมช่วยให้ผิวมีความอ่อนนุ่ม โดยไลโปโซมช่วยให้ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางทาง่ายไม่มีความฝืดเนื่องจากการที่ไลโปโซมมีส่วนผสมของไขมัน ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของไลโปโซม จะให้ความรู้สึกนุ่มละมุนในขณะที่ทาบนผิวหนัง และมีความลื่นทาง่ายขึ้น
5.  ไลโปโซมจะช่วยลดการระคายเคืองต่าง ๆ จากการแพ้สารเคมีได้ ทั้งนี้เนื่องจากการกักเก็บสารเคมีต่าง ๆ ในไลโปโซมจะช่วยป้องกันมิให้สารเคมีเหล่านั้นสัมผัสกับผิวโดยตรงเป็นการช่วยลดโอกาสในการแพ้และระคายเคืองต่อผิวหนัง

ข้อมูลที่ 3

ไลโปโซมมีลักษณะได้หลายแบบ เช่น เป็นรูปทรงกลม ทรงรี ทรงลูกบาศก์ เป็นแผ่นพับไป-มา หรือรูปทรงหลายมิติ อาจจะประกอบด้วย bilayer ชั้นเดียว หรือหลายๆชั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะของโมเลกุลไขมันฟอสเฟต อัตราส่วนของน้ำต่อไขมัน สารตัวเติม หรือวิธีการผลิตไลโปโซม นอกจากนี้ ไขมันฟอสเฟตที่จะนำมาผลิตไลโปโซมยังมีมากมายหลายร้อยชนิด ทั้งมีประจุเป็นบวก ประจุลบ และไม่มีประจุ อาจจะมีส่วนหางสายเดียว สองหรือสามสาย และมีความสั้น-ยาวต่างๆ ดังนั้นเราจึงสามารถที่จะสร้างไลโปโซมชนิดต่างๆ ให้เหมาะสมตามการใช้งาน

ประโยชน์และการใช้งานไลโปโซม

ด้วยลักษณะและคุณสมบัติที่คล้ายเยื่อหุ้มเซลล์ตามธรรมชาตินี้เอง ไลโปโซมจึงสามารถนำส่งสารต่างๆ เข้าสู่เซลล์ได้ดี เนื่องจากโมเลกุลของไขมันฟอสเฟตใน bilayer (ของทั้งไลโปโซมและเยื่อหุ้มเซลล์) เคลื่อนที่กลับไป-มา (flip-flop) ในระหว่างชั้นได้เอง ทำให้เกิดการแลกแลกเปลี่ยน รวมตัว และพยายามจัดโครงสร้างใหม่ของโมเลกุลของไขมันฟอสเฟต และผลที่เกิดก็คือการหลั่งสารที่บรรจุไว้ในไลโปโซม การประยุกต์ใช้ไลโปโซมจำนวนมากจึงเกี่ยวข้องกับระบบนำส่ง (Delivery System) ของยา หรือสารสำคัญเข้าสู่ร่างกาย

• นำส่งสารเข้าสู่ผิวหนัง (Transdermal Delivery)

การใช้ไลโปโซมสูตรที่เหมาะสมบางอย่าง สามารถเพิ่มการนำส่งสารเข้าสู่ผิวหนัง ชั้นผิวหนังแท้ (Dermis)ได้ดี แม้ว่าจะยังไม่เข้าใจกลไกการทำงานที่แท้จริงของมัน จึงได้มีการใช้ไลโปโซมในสูตรเครื่องสำอางและยาผิวหนังอย่างแพร่หลาย Bilayer หลายๆชั้นของไลโปโซมสามารถปกป้องสารสำคัญที่เสียสภาพได้ง่ายในอากาศหรือใน น้ำ

• นำส่งสารสู่เซลล์

เนื่องจากขนาดที่เล็กระดับนาโนของไลโปโซม ทำให้มันเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดขาวได้เร็วตามกลไกระบบภูมิคุ้มกันปกติของ ร่างกาย ดังนั้นการใช้ไลโปโซมจึงเหมาะสมในการรักษาโรคที่ต้องการนำส่งยาเข้าสู่เซลล์ เม็ดเลือดขาว ดังตัวอย่างการรักษาการติดเชื้อ Leishmania ของเซลล์ Macrophage โดยการบรรจุยา Amphotericin B ลงระหว่างชั้น bilayer ของไลโปโซม

การดัดแปลงพื้นผิวไลโปโซมเพื่อการใช้งานนำส่งสารเข้าสู่เซลล์แบบต่างๆ

(A) ไลโปโซมทั่วไป ที่มีเฉพาะชั้นของไขมันฟอสเฟต
(B) Stealth liposomes มีการดัดแปลงพื้นผิวด้วยพอลิเมอร์ PEG เพื่อเพิ่มอายุในการหมุนเวียนในร่างกาย ไม่ให้ถูกกำจัดอย่างรวดเร็วโดยระบบภูมิคุ้มกัน และสามารถผ่านผนังเซลล์หลอดเลือดฝอยในก้อนเนื้องอกได้ดีขึ้น
(C) Targeting liposomes มีการติดโมเลกุลของแอนติบอดี้ เพื่อการหาเป้าหมายที่จะนำส่งสารสำคัญภายในร่างกาย
(D) การเพิ่มโมเลกุล หรือ พอลิเมอร์ที่มีประจุบวก เพื่อนำสารพันธุกรรมแบบไม่ใช้ virus

• การทดสอบปฏิกริยาของยากับเยื่อหุ้มเซลล์ (Drug Testing)
องค์ประกอบผนังของของไลโปโซมสามารถเปลี่ยนแปลงให้มีความคล้ายกับเยื่อหุ้ม เซลล์ของคนหรือสัตว์หรือจุลินทรีย์ได้ ดังนั้นจึงมีการใช้ไลโปโซมในการทดสอบปฏิกิริยาของยา หรือการนำส่งยาเข้าสู่เซลล์จำลอง เช่น เซลล์ผิวหนัง กระเพาะอาหาร สมอง ถุงน้ำดี ฯลฯ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนายาจำนวนมาก

• การปรับปรุงภาพถ่ายทางการแพทย์ (Image Enhancing)
มีการใช้ไลโปโซมเพื่อให้ภาพถ่ายอวัยวะต่างๆทางการแพทย์มีความชัดเจนขึ้น โดยการติดโมเลกุลที่จะส่งสัญญาณให้เกิดภาพบนผิวของไลโปโซมขนาดเล็ก และเมื่อส่งไลโปโซมเหล่านั้นไปยังอวัยวะที่ต้องการถ่ายภาพ จะทำให้เกิดความคมชัดมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ภาพถ่ายโดยใช้การสะท้อนของคลื่นเสียง (Ultrasound), MRI (Magnetic Rasonance Imaging) ไลโปโซมเหล่านี้ยังสามารถที่จะนำส่งยาเฉพาะที่ได้อีกด้วย

ข้อจำกัดของการใช้ ไลโปโซม
ไลโปโซมจะมีความคงตัวค่อนข้างต่ำจึงเก็บรักษายาก และเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ง่ายเมื่อสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนไป เนื่องจากไขมันฟอสเฟตแต่ละชนิดมีค่าอุณหภูมิในการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Glass Transition Temperature, Tg) ที่ไม่เท่ากัน และลักษณะที่เคลื่อนที่ไปมาตลอดเวลาของไขมันฟอสเฟต อาจจะทำให้สารชนิดละลายน้ำได้ที่บรรจุอยู่ภายในรั่วไหลออกมาเองได้ นอกจากนั้นยังบรรจุยาได้ในปริมาณน้อย จึงมักใช้นำส่งสารมูลค่าสูง รวมทั้งเทคนิคการทำให้ปลอดเชื้อที่ต้องไม่ใช้ความร้อน ทำให้ผลิตภัณฑ์ไลโปโซมมีราคาแพง

ไลโปโซม มีอันตรายหรือไม่?
ยังไม่พบรายงานถึงอันตรายต่อสุขภาพที่เป็นผลมาจากไลโปโซมเอง เนื่องจากไขมันฟอสเฟตเป็นสารที่มีอยู่ทั่วไปในร่างกาย ไขมันฟอสเฟตที่มีจำหน่ายเป็นการค้าเพื่อนำมาผลิตไลโปโซมส่วนใหญ่เป็นสารสกัด จากไข่และน้ำมันพืช ไลโปโซมโดยทั่วไปมีอายุค่อนข้างสั้น และจะถุกกำจัดไปอย่างรวดเร็วโดยระบบภูมิคุ้มกัน สำหรับไลโปโซมที่มีการดัดแปลงให้มีอายุในการหมุนเวียนยาวขึ้นก็จะถุกกำจัด ได้ที่ตับและม้ามโดยกลไกปกติของร่างกาย อีกทั้งขนาดของการใช้ไลโปโซมจะน้อยมาก ทำให้ไม่มีปัญหาการสะสมไขมันจนอยู่ในระดับอันตรายได้

ในปัจจุบันผลิตภัณฑ์ยาบรรจุไลโปโซมจำนวนมากที่มีการผลิตในระดับการค้า เช่น Amphotericin B, Doxorubicin, Daunorubicin รวมทั้งในเครื่องสำอางชนิดต่างๆ เป็นต้น และสามารถดัดแปลงเพื่อใช้ประโยชน์ในงานด้านอาหาร ยา เครื่องสำอางและการวิจัยทางการแพทย์อย่างมากมาย แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการ แต่เมื่อใช้ควบคู่ไปกับเทคโนโลยีทางวัสดุพอลิเมอร์ โดยการดัดแปลงคุณสมบัติของพื้นผิวก็จะทำให้การออกแบบระบบการใช้ไลโปโซมเป็น ไปอย่างมีประสิทธิภาพได้ งานวิจัยการใช้งานไลโปโซมของคณะวิศวกรรมศาสตร์กำลังอยู่ในระหว่างดำเนินการ ที่ห้องวิจัยวิศวกรรมชีวเคมี

 ที่มา : Nanocellular lab

 Link:

คลิปวีดีโอ : ไลโปโซม คืออะไร
http://www.nstda.or.th/vdo-nstda/sci-day-techno/4384-liposomes