นักวิจัย ม.เชียงใหม่ เจ๋งนำเปลือกหอยแครงมาใช้ทดแทนกระดูกมนุษย์

มช. เจ๋งนำเปลือกหอยแครงทดแทนกระดูกมนุษย์

รศ.นพ.สิทธิพร บุณยนิตย์ หัวหน้าหน่วยวิจัยชีววัสดุและเครื่องมือแพทย์ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และอาจารย์ประจำจากภาควิชาศัลยศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ หัวหน้าทีมวิจัยการนำเปลือกหอยมาใช้แทนวัสดุทดแทนกระดูกมนุษย์ เปิดเผยว่า โดยปกติเมื่อกระดูกมนุษย์มีการบาดเจ็บ เสียหายที่ต้องได้รับการซ่อมแซมรักษา วิธีการที่ดีที่สุด คือ การใช้กระดูกของตัวเอง แต่ในบางครั้งก็มีเหตุผลบางประการที่ใช้ไม่ได้ เช่น ผู้ป่วยบาดเจ็บเสียหายมากหรือสูงอายุ หรือเป็นโรคร้ายแรง ก็สามารถใช้กระดูกจากธนาคารกระดูกมาแทนซึ่งในบางครั้งผู้ป่วยเองอาจไม่ชอบใจนัก ในปัจจุบันวัสดุทดแทนกระดูกมนุษย์ส่วนใหญ่ทำมาจากโลหะซึ่งต้องสั่งซื้อมาจากต่างประเทศในราคาสูง และประเทศไทยมีปัญหาขาดดุลชำระเงินทางเทคโนโลยีในระดับสูงมาก ในปี 2554 ไทยนำเข้าเครื่องมือเครื่องใช้ทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ 130,449 ล้านบาท ผลิตภัณฑ์เวชกรรมและเภสัชกรรม 82,552 ล้านบาท (ข้อมูลจากสำนักงานปลัดกระทรวงพาณิชย์)

ดังนั้นทางหน่วยวิจัยชีววัสดุและเครื่องมือแพทย์ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จึงมีการคิดค้นวัสดุเพื่อนำมาทดแทนและลดการนำเข้าวัสดุจากต่างประเทศ โดยมีเป้าหมายที่จะใช้ทรัพยากรธรรมชาติของประเทศไทย เพื่อสร้างวัสดุทางการแพทย์เป็นหลัก ตามนโยบายว่าจะต้องพัฒนาสิ่งประดิษฐ์ให้เป็นนวัตกรรม ที่สามารถต่อยอดออกสู่เชิงพาณิชย์ เป็นผลงานที่แปลกใหม่ สามารถจดสิทธิบัตรไทยได้ จากนั้นจึงได้ทำการทดลองกับวัสดุหลากหลายชนิด กระทั่งมาลงตัวที่เปลือกหอย ซึ่งเป็นผลผลิตธรรมชาติจากสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่มากมายในประเทศไทย โดยองค์ประกอบหลักของเปลือกหอยคือแร่ธาตุ แคลเซียมคาร์บอเนต เมื่อนำมาทำให้บริสุทธิ์ตามกระบวนการทางเชิงวิทยาศาสตร์ สามารถนำมาใช้ดัดแปลงผลิตสร้างวัสดุทดแทนกระดูกมนุษย์ได้โดยมีสมบัติตามเกณฑ์มาตรฐานของอเมริกา และเมื่อนำเปลือกหอยมาทำการทดลองเปรียบเทียบกันว่ามีชนิดใดใช้ได้บ้าง ก็พบว่าเปลือกหอยทุกชนิดสามารถนำมาใช้ในการผลิตวัสดุทดแทนกระดูกมนุษย์ได้ทั้งหมด แต่ทีมวิจัยเลือกที่จะใช้เปลือกหอยแครงเป็นหลัก เนื่องจากหอยแครงเป็นสัตว์เศรษฐกิจของประเทศไทยที่ได้รับความนิยมในการนำมาบริโภค ทำให้มีเปลือกหอยที่เป็นของเสียเหลือทิ้งเป็นจำนวนมาก มีเพียงส่วนน้อยที่จะนำไปเป็นปุ๋ยหรือเป็นอาหารสัตว์ จึงมีแนวคิดว่าจะใช้เปลือกหอยที่เป็นสิ่งมีชีวิตจากธรรมชาตินี้ มาผลิตเป็นวัสดุทดแทนกระดูกมนุษย์

ในส่วนของกระบวนการผลิต เริ่มต้นจากการไปซื้อเปลือกหอยสดจากตลาดกิโลกรัมละประมาณ 5 บาท นำมาต้มล้างทำความสะอาดเพื่อกำจัดสารอินทรีที่อยู่ภายนอก หลังจากนั้นนำไปพึ่งให้แห้ง แล้วเผาที่อุณหภูมิ 800 องศาเซนติเกรด เพื่อกำจัดสารอินทรีทั้งหมด แล้วนำเปลือกหอยที่ได้ซึ่งเป็นแร่ธาตุอย่างเดียวมาบดหยาบและบดละเอียด จะได้เป็นผงแคลเซียมออกไซด์ หลังจากนั้นผสมสารตัวเติมเข้าไปเพื่อทำการแปรรูปเชิงเคมีวิทยาให้กลายเป็นผงกระดูกที่มีสูตรโครงสร้างเป็นแคลเซียม ฟอสเฟต ไฮดรอกไซด์ของกระดูกมนุษย์โดยทั่วไป จากนั้นจะใช้ผงกระดูกแคลเซียม ฟอสเฟต ไฮดรอกไซด์ที่แปรรูปเรียบร้อยแล้ว ไปขึ้นรูปตามตำแหน่งที่ต้องการใช้งานในร่างกายมนุษย์ ซึ่งสามารถขึ้นรูปได้หลากหลาย เช่น ผงละเอียด ผงหยาบ ก้อนลูกบาศก์เนื้อแน่น ก้อนลูกบาศก์เนื้อพรุน แผ่นดามกระดูก หรือทำเป็นตะปูเกรียวเพื่อยึดจับ โดยสามารถนำไปใช้ได้กับทุกส่วนภายในร่างกายที่เป็นกระดูกแข็งของมนุษย์ได้ และในปัจจุบันวัสดุโลหะที่ใช้ทดแทนกระดูกในปัจจุบันมีราคาแพงมาก เป็นหลักหมื่นหรือหลักแสนบาท

เนื่องจากต้องนำเข้าจากต่างประเทศ แต่วัสดุที่ผลิตขึ้นเองในประเทศไทยนี้ทำจากเปลือกหอยซึ่งเป็นทรัพยากรธรรมชาติราคาถูกของประเทศ และดำเนินการผลิตด้วยเทคโนโลยีแบบกึ่งกลาง ที่มีต้นทุนต่ำทำให้ราคาจำหน่ายเชิงพาณิชย์ไม่แพง จึงทำให้ราคาถูกกว่าของต่างประเทศหลายร้อยหรือหลายพันเท่า และประสิทธิภาพดีกว่าตรงที่ย่อยสลายได้อย่างปลอดภัยตามเวลาที่กำหนดภายหลังการใช้งาน ขณะเดียวกันผลงานวิจัยพบว่า มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับกระดูกแข็งของมนุษย์ และมีคุณสมบัติพิเศษ คือ สามารถถูกย่อยสลาย ดูดซึม และสร้างกระดูกใหม่มาทดแทนได้อย่างปลอดภัย ซึ่งแตกต่างจากวัสดุเดิมที่ใช้ในปัจจุบัน ที่ส่วนใหญ่ทำมาจากโลหะ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมหรือไทเทเทียม ที่แม้จะมีความเฉื่อย เชิงชีววิทยา แต่ก็เป็นสิ่งแปลกปลอมในร่างกายของสิ่งมีชีวิต

ภายหลังการฝังประมาณ 2 ปี มักถูกของเหลวในร่างกายกัดกร่อนเป็นอนุภาคออกมาก่อกวนเนื้อเยื่อข้างเคียง หรือเนื้อเยื่อในที่ห่างไกล และแพทย์มักจะต้องผ่าตัดครั้งที่สอง เพื่อนำวัสดุโลหะนี้กำจัดทิ้งไป ซึ่งผลการวิจัยและทดลองใช้ครั้งนี้ถือว่า ประสบความสำเร็จเป็นอย่างมาก ซึ่งหลังจากที่ได้ทำการวิจัยเชิงวิทยาศาสตร์ครบถ้วนตามกระบวนการ ได้แก่ การทดสอบเชิงห้องปฏิบัติการ การทดสอบในสัตว์ทดลอง และการทดสอบในอาสาสมัครมนุษย์ และเมื่อผ่านการรับรองเชิงมาตรฐานวัสดุในทางการแพทย์จากองค์การอาหารและยาของกระทรวงสาธารณสุขไทยแล้ว ทางทีมวิจัยก็เตรียมต่อยอดในการถ่ายทอดเทคโนโลยีพื้นฐานเหล่านี้ให้กับภาคเอกชนเพื่อต่อยอดออกสู่เชิงอุตสาหกรรม และหากมีบริษัทไหนที่สนใจและอยากจะเข้าร่วมสนับสนุนการวิจัยก็สามารถติดต่อมาได้ที่อีเมลล์ punyanitya@hotmail.com เพื่อจะได้ร่วมกันพัฒนาต่อยอดและผลิตในการผลิตที่มีปริมาณมาก มีคุณภาพสูง และให้ทันต่อความต้องการของตลาดทั้งในประเทศและต่างประเทศต่อไป
อ่านรายละเอียดที่ เดลินิวส์