มทร.พระนคร วิจัย “แก้วเซรามิกชีวภาพระดับนาโน” สู่นวัตกรรมรักษามะเร็ง

แก้วและแก้วเซรามิกชีวภาพ (bioactive glasses and glass-ceramics) ถูกนำมาใช้ในการใช้งานทางการแพทย์ อย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีคุณสมบัติความเข้ากันได้ดีทางชีวภาพกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ ปัจจุบันจึงได้มีการพัฒนาวัสดุเหล่านี้ให้มีสมบัติทางแม่เหล็กเพื่อให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์เพิ่มขึ้น นั่นคือการรักษาโรคมะเร็ง โดยเฉพาะในกรณีการนำวัสดุปลูกถ่ายทดแทนกระดูก (bone grafts) โดยใช้ความร้อนแบบไฮเปอเทอเมีย (Hyperthermia) ซึ่ง ผศ.ดร.วิไลวรรณ ลีนะกุล อาจารย์สาขาวิชาวัสดุศาสตร์อุตสาหกรรม คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร จึงได้ศึกษาวิจัยการควบคุมขนาดของอนุภาคสารแม่เหล็กในแก้วเซรามิกชีวภาพ เพื่อให้ได้ผลของสมบัติแม่เหล็กที่เหมาะต่อการนำไปใช้งานทางด้าน Hyperthermia ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

ผศ.ดร.วิไลวรรณ ลีนะกุล กล่าวว่า การทำลายเซลล์มะเร็งโดยใช้ความร้อนแบบไฮเปอเทอเมีย (Hyperthermia) จะนำเอาสารแม่เหล็กฝังเข้าไปเฉพาะบริเวณเนื้องอกมะเร็ง เมื่อสารแม่เหล็กเหล่านั้นอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กจะให้ความร้อนออกมา ที่อุณหภูมิประมาณ 41-43 องศาเซลเซียส ซึ่งข้อดีของการรักษาโดยใช้การเหนี่ยวนำให้เกิดความร้อนนี้ จะทำลายแต่เฉพาะเซลล์มะเร็งแต่ไม่ทำอันตรายต่อเนื้อเยื่อปกติที่อยู่โดยรอบ

ตนจึงพัฒนากระบวนการผลิตแก้วเซรามิกชีวภาพ ที่ประกอบไปด้วยผลึกของสารแม่เหล็กออกไซด์ โดยการควบคุมขนาดและชนิดของผลึก ด้วยการใช้กระบวนการทางความร้อน (heat treatment) ในการปลูกผลึกในแก้วชีวภาพ ซึ่งขั้นตอนการวิจัยประกอบด้วย การเตรียมแก้วเซรามิกชีวภาพ 45S5 ที่เป็นแก้วทางการค้าและมีการเติมสารแม่เหล็กที่ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย จากนั้นจึงปลูกผลึกในแก้ว เพื่อให้เปลี่ยนโครงสร้างเป็นแก้วเซรามิกที่มีผลึกนาโนของแม่เหล็ก

โดยผลจากการวิจัยในห้องปฎิบัติการพบว่า แก้วเซรามิกที่ได้มีเฟสองค์ประกอบที่สามารถเข้าได้กันกับสารละลายเลือดเทียม โดยสามารถแตกตัวให้ไอออนที่สร้างเซลล์กระดูก แสดงถึงความเข้ากันได้ทางชีวภาพของชิ้นงาน อีกทั้งสมบัติทางแม่เหล็กที่วัดได้แสดงถึงความเป็นแม่เหล็กแบบชั่วคราว และเมื่อให้ค่าสนามแม่เหล็กซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย ชิ้นงานแก้วเซรามิกสามารถสร้างความร้อนได้และเมื่อทดสอบความเป็นพิษในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต พบว่าสารตัวอย่างที่สังเคราะห์ทั้งหมดไม่มีความเป็นพิษกับเซลล์ทุกเงื่อนไข

ผศ.ดร.วิไลวรรณ กล่าวอีกว่า อย่างไรก็ตาม ในการสังเคราะห์แก้วชีวภาพที่มีสารแม่เหล็กนี้ต้องมีการควบคุมปัจจัยที่สำคัญ ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิ การตกผลึก (crystallization temperature) หรืออัตราในการให้ความร้อนแบบอนุพันธ์ (differential thermal analysis: DTA) ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของการนำใช้ในการรักษาแบบ Hyperthermia โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดปริมาณสารแม่เหล็กในแก้วเซรามิกชีวภาพให้น้อยที่สุด แต่ยังคงประสิทธิภาพในการรักษาที่ดี เพื่อให้มีสารตกค้างในร่างกายเหลือน้อยที่สุดเท่าที่ทำได้

“คาดหวังว่าโครงการประดิษฐ์แก้วเซรามิกชีวภาพ ที่ประกอบไปด้วย ผลึกเฟอร์โร-แมกเนติก (Ferromagnetic Substances) ระดับนาโนนี้ จะสามารถผลิตต้นแบบที่มีจุดขายอันโดดเด่นคือ เป็นแก้วเซรามิกชีวภาพที่อนุภาคระดับนาโนด้วยเทคนิคที่ง่าย ใช้ต้นทุนการผลิตต่ำ ซึ่งเป็นการสร้างนวัตกรรมใหม่ ๆ ในการนำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง และสามารถต่อยอดในการจดสิทธิบัตรของไทยได้อีกด้วย” ผศ.ดร.วิไลวรรณ ลีนะกุล กล่าว

ผู้สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมที่ โทรศัพท์ 08 9266 2485