การหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการขึ้นรูปแผ่นแปะนำส่งผ่านผิวหนังจากพีวีเอเป็นหลักโดยการหล่อเทป

Determining appropriate conditions for PVA-based transdermal patch forming by tape casting

Name: จิรารุตินันท์ ทาธิมงคล

ThaSH: โพลิไวนิลแอลกอฮอล์

ThaSH: โพลีไวนิลไพโรลิโดน

ThaSH: กลีเซอรีน

Abstract: งานวิจัยฉบับนี้มีวัตุประสงค์เพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนผสมโพลีไวนิลแอลกอฮอล์(Polyvinyl alcohol, PVA) โพลีไวนิลไพโรลิโดน (Polyvinylpyrrolidone: PVP) กลีเซอรอล (Glycerol: GLY)และน้ำปราศจากไอออน (Deionized Water: DW) กับความหนืดของสารละลาย โดยใช้การออกแบบการทดลองผสมแบบเอ็กทรีมเวอร์ทิส (Extreme vertices mixture design) และเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการขึ้นรูปแผ่นแปะนำส่งผ่านผิวหนังด้วยวิธีการหล่อเทป โดยใช้การออกแบบการทดลองแฟกทอเรียล (Factorial design) และการออกแบบส่วนประสมกลาง (Central composite design) ในการอธิบายความสัมพันธ์ของส่วนผสมต่อความหนืดทั้งหมด 17 สูตรจากออกแบบเอ็กทรีมเวอร์ทิส (Extreme Vertices) วัดความหนืดของสารละลายที่อุณหภูมิ 80-90 °C จากการวิเคราะห์ความถดถอย (Regression) พบว่าแบบจำลอง Special quartic มีความเหมาะสมมากที่สุดโดยมีค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 297 และ ค่า R-sq เท่ากับ 99.80% และอิทธิพลหลักของส่วนผสม PVA PVP GLY และ DW มีผลต่อความหนืดอย่างมีนัยสำคัญ มีการประเมินลักษณะทางกายภาพของแผ่นแปะนำส่งผ่านผิวหนังขึ้นรูปด้วยวิธีการหล่อแม่พิมพ์ พบว่าส่วนผสมสูตรที่ 5 ถึง 13 ที่มีลักษณะทางกายภาพที่ดี ส่วนผสมทั้ง 9 สูตรถูกเตรียมและทำการทดสอบวิทยากระแสของสารละลาย และทำการขึ้นรูปด้วยวิธีการหล่อเทปเพื่อทดสอบแรงดึง จากการทดสอบ 2-sample t-test ของสมบัติเชิงวิทยากระแส พบว่าส่วนผสม PVA ที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ Bingham yield stress และความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ช่วงความเชื่อมั่น 95% ในขณะที่ปริมาณ PVP ที่ลดลงหรือปริมาณ GLY ที่เพิ่มขึ้นมีผลให้ความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และจากการวิเคราะห์ผลกระทบหลักของส่วนผสมต่อแรงดึง แสดงให้เห็นแนวโน้มว่า การเพิ่มปริมาณ PVA ทำให้ความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้น ในขณะที่การเพิ่มปริมาณ PVP หรือ GLY มีผลให้ความต้านทานแรงดึงลดลง และปริมาณ GLY ที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่าเปอร์เซ็นต์การยืดตัวขณะขาดเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ผลการทดสอบทางสถิติยืนยันว่า การเพิ่มปริมาณ PVA เท่านั้นที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเพิ่มขึ้นของความต้านทานแรงดึง ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงปริมาณ PVA PVP หรือ GLY ไม่ทำให้การยืดตัวเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ จากผลการทดสอบ 9 สูตร อัตราส่วนผสมสูตร 10 (17.5/8.25/4.75) มีความต้านทานแรงดึง สูงที่สุดเท่ากับ 9.38 ±1.78 MPa นอกจากนี้ส่วนผสมสูตรที่ 9 10 และ 11 ถูกคัดเลือกเป็นปัจจัยในการหาสภาวะในการขึ้นรูปหล่อเทป โดยกำหนดปัจจัย ความเร็วในการหล่อ (A) และสูตรส่วนผสม (B) พิจารณาปัจจัยตอบสนอง ได้แก่ ความต้านทานแรงดึง เปอร์เซ็นต์การยืดตัวขณะชิ้นงานขาด แรงลอก และเปอร์เซ็นต์การบวมตัว จากการวิเคราะห์ความถดถอย พบว่าปัจจัย A และปัจจัย B ไม่มีอิทธิพลต่อแรงลอกอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ และจากผลการวิเคราะห์ Response Optimization พิจารณาคุณสมบัติความต้านทานแรงดึงสูง เปอร์เซ็นต์การยืดตัวขณะขาดต่ำ และเปอร์เซ็นต์การบวมต่ำ สรุปได้ว่าสภาวะการขึ้นรูปหล่อเทปสำหรับการออกแบบส่วนประสมกลางเหมาะสมที่สุด คือ ปัจจัย A ที่ระดับ (1.129) เท่ากับ 2.12 cm/s และปัจจัย B ที่ระดับ (-α) สูตรที่ 24 (17.5/8.25/8.98/63.77/1.5)

Abstract: This research aims to study the relationship between the mixture ratios of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylpyrrolidone (PVP), glycerol (GLY), and deionized water (DW) with the viscosity of the solution. This is achieved by using the Extreme Vertices Mixture Design and finding suitable conditions for forming transdermal patches using the tape casting method through Factorial designs and Central Composite designs. To explain the relationship of the mixtures with viscosity, out of a total of 17 formulations from the Extreme Vertices Mixture Design, the viscosity of the solution was measured at a temperature of 80-90°C. From the regression analysis, it was found that the Special quartic model was the most appropriate with a standard deviation value of 297 and an R-sq value of 99.80%. The main effects of the components PVA, PVP, GLY, and DW significantly influenced the viscosity. In assessing the physical characteristics of transdermal patches produced using the molding method, it was found that formulations 5 to 13 exhibited favorable physical properties. All nine formulations were prepared, underwent rheological testing of the solution, and were manufactured using the tape casting method to assess tensile strength. The results of the 2-sample t-test on the rheological properties revealed that an increased amount of PVA significantly resulted in an increase in Bingham yield stress and viscosity within the 95% confidence interval. Meanwhile, a decrease in the amount of PVP or an increase in the amount of GLY resulted in a significant increase in the viscosity. In the analysis of the main effects of ingredients on tensile strength, a clear trend emerges: an increase in PVA content leads to an increase in tensile strength, whereas increasing the amount of PVP or GLY results in a decrease in tensile strength. Additionally, increasing the amount of GLY leads to an increase in the percentage of elongation at break. Nevertheless, the statistical test results confirmed that only increasing the PVA content had a significant effect on increasing tensile strength, while altering the amount of PVA, PVP, or GLY did not significantly change the elongation. From the testing of 9 formulations, it was found that the mixture ratio of formula 10 (17.5/8.25/4.75) exhibited the highest tensile strength at 9.38 ± 1.78 MPa. Additionally, formulations 9, 10, and 11 were selected as factors for determining tape casting conditions, with casting speed (A) and formulation ratio (B). Considering the responsive factors include tensile strength, percentage elongation at break, peel force, and percentage of swelling. Response Optimization analysis results consider the properties of high tensile strength, low percentage of elongation at break, and low percentage of swelling. The response optimization study shows that factor A at level (1.129), equivalent to 2.12 cm/s, and factor B at level (-), Formula 24 (17.5/8.25/8.98/63.77/1.5), are the appropriate situations.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: อนิรุท ไชยจารุวณิช

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2566

Modified: 2567-01-03

Issued: 2567-01-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมอุตสาหการ

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	630631134.pdf	18.87 MB	1	2025-04-10 12:34:00

ใช้เวลา

0.034847 วินาที