2 นักวิจัยนาโนเทค สวทช. คว้ารางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ ประจำปีงบประมาณ 2565 ประกบด้วยรางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น รางวัลประกาศเกียรติคุณจาก “ผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัสจากออร์แกนิคซิงค์ไอออน” และรางวัลผลงานวิจัย ระดับดี สาขาวิทยาศาสตร์เคมีและเภสัช จาก “อนุภาคนาโนพอลิเมอร์ห่อหุ้มสารประกอบเอซา – บอดิปี้สำหรับใช้เป็นระบบนำส่งสำหรับการรักษามะเร็งแบบใช้แสงกระตุ้น” ที่ตอบความต้องการด้านการแพทย์และสาธารณสุข รวมถึงทิศทางและแนวโน้มทางการตลาดของโลก สร้างความมั่นคงทางด้านสาธารณสุขให้กับประเทศรับลูก BCG Model (Bio-Circular-Green Economy)
ฆ่าเชื้อด้วยออร์แกนิคซิงค์ไอออน
ดร.วรายุทธ สะโจมแสง ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งเเวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สวทช.) กล่าวว่า ทีมวิจัยจากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ และศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ สวทช. ได้วิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัสจากธรรมชาติด้วยไอออนประจุบวกของซิงค์เพื่อทดแทนและลดการใช้ยาปฏิชีวนะหรือสารเคมีที่เป็นอันตรายอันเป็นสาเหตุหนึ่งของปัญหาเชื้อดื้อยา และยังตอบโจทย์หลักของรัฐบาลในเชิงเศรษฐกิจแบบ BCG ที่สามารถแข่งขันได้ในระดับโลก โดยไอออนประจุบวกของซิงค์สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียทั้งแกรมบวกและแกรมลบ
“จากการสำรวจพบว่า เกษตรกรผู้เลี้ยงสัตว์มากกว่า 80% ในไทยเลือกใช้ยาปฏิชีวนะตลอดวงจรการเลี้ยงสัตว์ในการรักษา-ป้องกันโรค และเร่งการเจริญเติบโตในสัตว์ ทำให้มูลค่าการใช้ยาปฏิชีวนะของไทยมากกว่าปีละ 10,000 ล้านบาท นอกจากนี้ยังพบว่า มีการใช้ยาปฏิชีวนะที่ไม่ถูกต้องส่งผลให้ยาปฏิชีวนะตกค้างในเนื้อสัตว์รวมทั้งมีการพบจุลชีพดื้อยา (Superbug) หรือเชื้อมีความดื้อยาปฏิชีวนะมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญทางด้านสาธารณสุขในระดับโลก ก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจเป็นมูลค่ามหาศาล หลายประเทศมีความกังวลต่อการใช้ยาปฏิชีวนะในฟาร์มปศุสัตว์ รวมทั้งมีการออกกฎหมายห้ามใช้หรือการควบคุมที่เข้มงวดสำหรับยาปฏิชีวนะ ส่งผลให้มีการระงับการนำเข้าและส่งคืนสินค้าที่มาจากประเทศไทย ทำให้ประเทศไทยสูญเสียโอกาสการส่งออกผลิตภัณฑ์สัตว์เศรษฐกิจ” ดร.วรายุทธ กล่าว
นอกจากนี้ สถานการณ์การแพร่ระบาดของ COVID-19 ทั่วโลกรวมถึงประเทศไทย ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์และวัตถุดิบของสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัสเกิดการขาดแคลนเนื่องจากผลิตภัณฑ์และวัตถุดิบดังกล่าวต้องนำเข้าจากต่างประเทศเป็นส่วนใหญ่
ผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัสจากออร์แกนิคซิงค์ไอออน เป็นนวัตกรรมสารฆ่าเชื้อโรคที่ใช้นาโนเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มความคงตัวให้กับซิงค์ไอออน และเพิ่มประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัสได้อย่างรวดเร็ว และออกฤทธิ์การฆ่าเชื้อได้ยาวนาน นับเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาจากงานวิจัยไทย และได้ถ่ายทอดเทคโนโลยีนี้ให้แก่ บริษัท ยูนิซิล กรุ๊ป จํากัด ทำให้เกิดการต่อยอดเชิงพาณิชย์ โดยผลิตภัณฑ์ซิงค์ไอออน ซึ่งผ่านการขึ้นทะเบียนอาหารสัตว์ควบคุมเฉพาะเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมสัตว์และอาหารสัตว์ โดยนำไปประยุกต์ใช้เป็นแร่ธาตุอาหารเสริมสัตว์ที่มีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อ โดยใช้ฉีดพ่นเพื่อฆ่าเชื้อในวัตถุดิบอาหารสัตว์ พร้อมกันนี้ ได้ต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและไวรัสจากออร์แกนิคซิงค์ไอออนที่สามารถใช้ตามบ้านเรือนได้ จึงร่วมกับทีมวิจัยจากนาโนเทคพัฒนาต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์สารฆ่าเชื้อสำหรับทำความสะอาดพื้นผิว ซึ่งได้รับการรับรองคุณภาพความปลอดภัยจากองค์การอาหารและยา (อย.) เรียบร้อยแล้ว
วัสดุนาโนรักษามะเร็งแบบมุ่งเป้า
ปัจจุบัน มีการคิดค้นวิธีการมากมายในการรักษามะเร็ง ไม่ว่าจะเป็นการทำเคมีบำบัด (Chemotherapy) การฉายรังสี (Radiotherapy) หรือแม้กระทั่งการผ่าตัด ซึ่งวิธีเหล่านี้ต่างส่งผลกระทบต่อผู้ป่วยมะเร็งทั้งสิ้นไม่ว่าจะเป็นอาการข้างเคียงจากการทำเคมีบำบัด เช่น ผมร่วง คลื่นไส้ อาเจียน การทำลายเนื้อเยื่อข้างเคียงจากการฉายรังสี หรืออาการบาดเจ็บจากการผ่าตัด ล้วนแล้วได้ทำให้ร่างกายของผู้ป่วยเกิดความทุกข์ทรมาน
ด้วยเหตุนี้ ดร.กันตพัฒน์ จันทร์แสนภักดิ์ ทีมวิจัยวัสดุตอบสนองระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และทางทีมวิจัยจึงได้คิดค้นการรักษามะเร็งแนวทางใหม่ คือ การรักษามะเร็งผ่านการกระตุ้นด้วยแสง (Photodynamic Therapy) โดยวิธีดังกล่าวนี้ต่างจากการฉายรังสีตรงที่ การฉายรังสีจะใช้แสงพลังงานสูงเพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง แต่การรักษามะเร็งแบบการกระตุ้นด้วยแสงจะใช้แสงพลังงานต่ำโดยเฉพาะแสงในย่านใกล้รังสีอินฟราเรด (Near Infrared Region) ซึ่งมีคุณสมบัติในการแทรกตัวผ่านผิวหนังได้ลึก (High Penetration Depth) และไม่ทำลายเซลล์ข้างเคียง โดยแสงพลังงานต่ำดังกล่าวจะไปกระตุ้นสารก่อภาวะไวแสง (Photosensitizer) ให้เปลี่ยนโมเลกุลออกซิเจนทั่วไป เป็นโมเลกุลออกซิเจนที่ว่องไวต่อปฏิกิริยา (Reactive Oxygen Species) และมีความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็ง โดยสารก่อภาวะไวแสงจะถูกฉีดเข้าตัวผู้ป่วย และแทรกซึมอยู่ในเซลล์มะเร็งก่อนการกระตุ้น โดยหลังการกระตุ้นด้วยแสง โมเลกุลออกซิเจนที่ว่องไวจะสลายตัวไปอย่างรวดเร็ว ทำให้ไม่มีสารพิษตกค้างในร่างกายของผู้ป่วยซึ่งเป็นข้อดีที่เหนือกว่าการรักษาด้วยวิธีเคมีบำบัด
งานวิจัยนี้นำไปสู่ “วัสดุนาโนห่อหุ้มสารประกอบเอซา-บอดิปี้ชนิดใหม่ ที่สามารถรักษามะเร็งแบบมุ่งเป้า ด้วยเทคนิคการกระตุ้นด้วยแสงพลังงานต่ำ” ซึ่งเป็นการรักษามะเร็งแนวใหม่ที่กำลังมีการวิจัยอย่างกว้างขว้างในต่างประเทศ ซึ่งวัสดุนาโนดังกล่าวได้ผ่านการทดสอบประสิทธิภาพการยังยั้งเซลล์มะเร็งเต้านมทั้งในระดับเซลล์ และในหนูทดลอง ซึ่งเป็นการยืนยันได้ว่า วัสดุนาโนดังกล่าวมีความเป็นไปได้สูงที่จะนำมาใช้รักษามะเร็งในมนุษย์
ขณะนี้มีการพัฒนาต้นแบบของกล้องสำหรับถ่ายภาพฟลูออเรสเซนต์ในหนูทดลองขึ้นในระดับมหาวิทยาลัย โดยความร่วมมือกับ ผศ.ดร. อัญญานี คำแก้ว ภายใต้กลุ่มวิจัยด้านเทคโนโลยีโฟตอนนิกส์และการประยุกต์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เพื่อปูทางสู่ความร่วมมือกับภาคเอกชน หรือ หน่วยงานภายในสถาบันวิจัย ในการพัฒนาเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์ในการวินิจฉัยและรักษามะเร็งโดยใช้แสงช่วงใกล้อินฟราเรด ซึ่งมีความปลอดภัยกว่าวิธีที่ใช้ในการรักษามะเร็งในปัจจุบัน
“สำหรับประโยชน์ในระยะยาวคือ การเชื่อมโยงความรู้ทางเคมีวัสดุกับเทคนิคทางการแพทย์ ซึ่งเป็นการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่เพื่อช่วยในการเพิ่มตัวเลือกในการรักษามะเร็ง นอกจากนี้ยังเป็นการพัฒนานักวิทยาศาสตร์ นักศึกษา และขยายความร่วมมืออย่างต่อเนื่องระหว่างมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยทั้งในประเทศและต่างประเทศ เพื่อสร้างความเข้มแข็งให้กับกลุ่มวิจัย และเพิ่มศักยภาพงานวิจัยแนวหน้าให้กับประเทศไทย อีกทั้งยังสามารถขยายองค์ความรู้เพื่อพัฒนาเครื่องมือวิทยาศาสตร์และการแพทย์เพื่อใช้ประโยชน์ในประเทศได้” ดร.กันตพัฒน์ กล่าว
2 งานวิจัยนาโนเทคตอบโมเดล BCG เพื่อความยั่งยืนของไทย
นอกจากนี้ นาโนเทค สวทช. ยังได้รับอีก 2 รางวัล คือ รางวัลวิทยานิพนธ์ ระดับดีเด่น จากงานวิจัย “การประดิษฐ์อนุภาค อสมมาตรนาโนยานูซและอนุภาคแซทเทิลไลต์ เพื่อนำส่งสารชีวโมเลกุล และรักษาโรคมะเร็ง” โดย ดร.กนกวรรณ ศันสนะพงษ์ปรีชา และรางวัลวิทยานิพนธ์ ระดับดี จากงานวิจัย “การศึกษาผลของสนามแม่เหล็กที่มีต่อปฏิกิริยาการเติมก๊าซไฮโดรเจนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซต์โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เหล็กและทองแดงบนตัวรองรับซิลิกาเมโซพอร์ชนิด MCM-41” โดย ดร.ศิรภัสสร เกียรติพึ่งพร
นอกจากรางวัลสภาวิจัยแห่งชาติ ประจำปีงบประมาณ 2565 แล้ว งานวิจัยและพัฒนาทางด้านสุขภาพและการแพทย์ของนาโนเทคยังตอบโจทย์โมเดลเศรษฐกิจชีวภาพ เศรษฐกิจหมุนเวียน และเศรษฐกิจสีเขียว (Bio-Circular-Green Economy: BCG Model) ด้วยงานวิจัยที่สร้างความมั่นคงทางด้านสาธารณสุขให้กับประเทศ ลดการพึ่งพาและนำเข้าเทคโนโลยีและผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ