จุฬาฯ เปิดมิติใหม่ยกระดับ "ไหมไทย" สู่วัสดุการแพทย์ "เจลฉีดข้อ"

คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย คิดค้นและพัฒนาศักยภาพของวัสดุท้องถิ่นของไทยอย่าง "ไหมไทย" จนกลายเป็นวัสดุทางการแพทย์ที่มีมาตรฐานระดับสากลด้วยระบบงานวิจัย เช่น วัสดุทันตกรรม แผ่นแปะบรรเทาปวด แผ่นแปะช่วยนอนหลับ เนื้อเยื่อเทียม และเจลฉีดข้อ เพื่อทดแทนวัสดุทางการแพทย์นำเข้าจากต่างประเทศ

 

 

คุณสมบัติของ "ไหมไทย" ที่หาที่ไหนในโลกไม่ได้

 

รองศาสตราจารย์ ดร.จุฑามาศ รัตนวราภรณ์ ประธานหลักสูตรสหสาขาวิชาวิศวกรรมชีวเวช คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯหัวหน้าทีมวิจัยโครงการ Silklife กล่าวถึงแรงบันดาลใจที่ทำให้ทีมวิจัยหันมาสนใจไหมไทยว่า “เราตั้งใจที่จะสร้างความเข้มแข็งให้กับอุตสาหกรรมการแพทย์ของไทย เรามองว่าอุตสาหกรรมการแพทย์ของประเทศมีความสำคัญและเติบโตขึ้น แต่วัสดุที่นำมาใช้ผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์มักต้องพึ่งพาวัสดุจากต่างประเทศ ไม่ว่าจะเป็นคอลลาเจนหรือไฮยาลูรอนิกแอซิด ในขณะที่วัสดุท้องถิ่นเกรดการแพทย์ หาได้ยาก”  

 

 

"ไหมไทย" ประกอบด้วยโปรตีน 2 ชนิดหลัก ได้แก่ ไฟโบรอิน ซึ่งเป็นเส้นใยไหมส่วนเดียวกับที่นำไปทำผ้าไหม และเซริซิน ที่เป็นกาวไหมซึ่งมักถูกล้างออกหรือนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง แต่ส่วนที่ทีม Silklife ให้ความสำคัญคือไฟโบรอินที่นำมาประยุกต์เป็นเนื้อเยื่อเทียมและระบบนำส่งยา

 

“ไหมไทยมีคุณสมบัติเฉพาะตัวหลายประการที่โดดเด่นกว่าไหมจากต่างประเทศคือ ไหมไทยเป็นไหมชนิดเดียวในโลกที่มี “รังสีเหลืองทอง” มีโครงสร้างโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งแตกต่างจากไหมอิตาลีหรือไหมญี่ปุ่น คุณสมบัติพิเศษนี้ทำให้สามารถจับกับสารออกฤทธิ์ที่ไม่ชอบน้ำได้ดี เหมาะสำหรับการนำส่งยาบางประเภท” รศ.ดร.จุฑามาศ อธิบาย

 

นอกจากนี้ เส้นใยไหมยังมีความแข็งแรงซึ่งเป็นคุณสมบัติตามธรรมชาติ เนื่องจากหนอนไหมจะสร้างโปรตีนเป็นเส้นใยเพื่อห่อหุ้มตัวเองในช่วงที่กำลังจะเปลี่ยนจากดักแด้เป็นผีเสื้อ ดังนั้นโปรตีนนี้จึงมีความแข็งแรงเป็นพิเศษเพื่อปกป้องดักแด้ คล้ายกับใยแมงมุมที่มีความเหนียวเพื่อดักจับเหยื่อ

 

 

คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการคือความปลอดภัยต่อร่างกาย เนื่องจากไฟโบรอินเป็นโปรตีนธรรมชาติ เมื่อย่อยสลายในร่างกาย จะกลายเป็นกรดอะมิโนที่ปลอดภัย ร่างกายสามารถกำจัดออกได้ง่าย ไม่เหลือสารตกค้างอันตราย แตกต่างจากโพลิเมอร์สังเคราะห์บางชนิด

 

ยกระดับสู่งานวิจัยมาตรฐานสากล

 

 

โครงการ Silklife ไม่ได้มองการวิจัยเฉพาะในห้องแล็บ แต่มองภาพรวมและผลสะเทือนที่จะเกิดขึ้นกับทั้งระบบการผลิตที่เกี่ยวข้องในโครงการวิจัย ตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงปลายน้ำ

รศ.ดร.จุฑามาศ เล่าว่าทีมวิจัยได้สร้างต้นแบบการเลี้ยงหนอนไหมแบบอินทรีย์บนพื้นที่ 5 ไร่ในจังหวัดราชบุรี และได้รับการรับรองมาตรฐาน มกษ. 9000 ซึ่งเป็นมาตรฐานเกษตรอินทรีย์ของประเทศไทย จากกระทรวงเกษตรและสหกรณ์สำหรับแปลงหม่อน

นอกจากนี้ รศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวว่าโรงเรือนเลี้ยงหนอนก็ต้องเป็นระบบปิด มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นให้คงที่ตลอดทั้งปี เพื่อแก้ปัญหาคุณภาพผลผลิตที่ไม่สม่ำเสมอตามฤดูกาล ทั้งนี้ โรงเรือนของโครงการ Silklife ได้รับมาตรฐาน มกษ. 8203 เป็นแห่งแรกและแห่งเดียวของประเทศไทย และกลายเป็นต้นแบบให้กับกรมหม่อนไหมอีกด้วย  

 

“เกษตรกรที่เป็นคอนแทรคฟาร์มมิ่งจะได้รับการฝึกอบรมให้ปฏิบัติตาม SOP อย่างเคร่งครัด ตั้งแต่การสวมเสื้อกาวน์ ถุงมือ เพื่อลดการปนเปื้อนตลอดกระบวนการ”

 

นอกจากนี้ ยังเป็นการยกระดับรายได้ของเกษตรกร ยกตัวอย่างเช่น เกษตรกรหนึ่งครัวเรือนเป็นต้นแบบในเกษตรพันธสัญญา (Contract farming) แทนที่จะขายรังไหมกิโลกรัมละ 1,000 กว่าบาท เกษตรกรที่ร่วมโครงการสามารถขายรังไหมสำหรับตลาดผลิตภัณฑ์การแพทย์ โดยได้มูลค่ากิโลกรัมละหลักหมื่นบาทได้

 

รศ.ดร.จุฑามาศ เล่าว่าเมื่อได้รังไหมคุณภาพสูงแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการสกัดโปรตีน กระบวนการนี้  จะทำในโรงงานต้นแบบ (Pilot Plant) ที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ซึ่งได้มาตรฐาน ISO 13485 สำหรับการควบคุมคุณภาพการผลิต และ ISO 10993 สำหรับการทดสอบความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ซึ่งต้องผ่านการทดสอบประมาณ 6 ชุดในสัตว์ทดลอง

 

การยกระดับมาตรฐานตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงกลางน้ำนี้ใช้เวลาประมาณ 3-4 ปี จึงจะได้วัตถุดิบที่เป็นเกรดทางการแพทย์ (medical grade) พร้อมสำหรับการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์

 

 

 

สู่วัสดุทางการแพทย์ มูลค่าสูง

 

ทีมวิจัยเริ่มจากผลิตภัณฑ์ที่ใช้ภายนอกร่างกายก่อน เพื่อทดสอบความปลอดภัยและสร้างความเชื่อมั่น ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ใช้ภายนอกร่างกาย ได้แก่

 

 

แผ่นไฮโดรเจลแปะผิวหนัง เป็นผลิตภัณฑ์แรกที่พัฒนาสำเร็จ จากการใช้โปรตีนไหมเป็นตัวนำพาเพื่อกักเก็บและค่อย ๆ ปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ เช่น สารสกัดว่านสมุนไพรสำหรับแก้ปวดกล้ามเนื้อ สามารถปลดปล่อยสารอย่างต่อเนื่องนาน 6-8 ชั่วโมง ซึ่งแตกต่างจากแผ่นแปะทั่วไปที่ให้แค่ความรู้สึกร้อนเย็น

 

 

 

แผ่นแปะ CBD (สารสกัดจากกัญชง) สำหรับช่วยการนอนหลับ แทนการหยด CBD ใต้ลิ้นซึ่งอาจทำให้เกิดการดื้อยาจากการใช้โดสสูง แผ่นแปะจะส่ง CBD ผ่านผิวหนังไปที่รีเซปเตอร์สำคัญ ภายใน 15-20 นาทีหลังแปะจะรู้สึกผ่อนคลายและหลับง่ายขึ้น ให้ผลอย่างต่อเนื่องตลอดคืน ผลิตภัณฑ์นี้อยู่ระหว่างรอการขึ้นทะเบียน อย. และมีโรงงานผลิตพร้อมแล้ว

 

 

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนขึ้น ได้แก่

 

 

สแคฟโฟลด์หรือเมทริกซ์รูพรุน ที่ทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำหรือสะพานเชื่อมเนื้อเยื่อ หนึ่งในการนำผลิตภัณฑ์ไปประยุกต์ใช้คือการอุดแผลหลังถอนฟันคุดหรือฟันกราม เพื่อช่วยให้เนื้อเยื่อติดกันได้ดีขึ้น นอกจากนี้ วัสดุจะค่อย ๆ สลายตัวไปเองโดยไม่ต้องผ่าตัดเอาออก ซึ่งจะสะดวกสำหรับผู้ป่วย โครงการนี้มีแผนจะขยายไปสู่การรักษารากฟันและเนื้อเยื่อเทียมอื่น ๆ เช่น กระดูกหรือเอ็นที่ฉีกขาด ซึ่งจะเข้าสู่ขั้นตอน Clinical Trial ในปี 2569

 

 

เจลฉีดเข้าข้อ เป็นอีกนวัตกรรมที่น่าจับตา เหมาะสำหรับผู้ป่วยโรคข้อในระยะเริ่มต้นที่ขาดสารหล่อลื่น เจลไหมจะช่วยรองรับแรง ทำหน้าที่หล่อลื่น และกระตุ้นให้ร่างกายสร้างน้ำหล่อลื่นขึ้นมาเอง นอกจากนี้ยังสามารถผสมกับผงกระดูกหรือสารอื่น ๆ ได้อีกหลายชนิด ทำให้สามารถแตกไลน์ผลิตภัณฑ์ได้มากมาย ปัจจุบันอยู่ระหว่างเริ่มต้น Clinical Trial ที่โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์

 

จะเห็นได้ว่า ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ภายในร่างกายต้องผ่านการทดลองทางคลินิก (Clinical Trial) ตามเฟสมาตรฐาน ทำให้ใช้เวลานานกว่าจึงจะออกสู่ตลาดได้

 

อย่างไรก็ตาม จุดแข็งของ Silklife อยู่ที่ความเป็น "แพลตฟอร์ม" ซึ่งสามารถออกมาในรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ที่ครอบคลุมและมีมาตรฐานสากล มีการควบคุมคุณภาพตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงปลายน้ำ พร้อมด้วยข้อมูลวิจัยที่สะสมมากว่า 15 ปี การเป็นวัสดุท้องถิ่นทำให้สามารถควบคุมแหล่งวัตถุดิบได้ และมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนเมื่อเทียบกับการนำเข้าจากต่างประเทศ

Silklife ร่วมมือกับหลายหน่วยงาน ตั้งแต่กรมหม่อนไหมที่เป็นพาร์ทเนอร์มาตั้งแต่เริ่มต้น สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย โรงพยาบาลและคลินิกที่ร่วมทดสอบ ศูนย์ทดสอบระดับสากล สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) และภาคเอกชนที่ร่วมผลักดันสู่การผลิตเชิงพาณิชย์