นาโนเทคคิกออฟ 'เข็มจิ๋ว' ปูทางการแพทย์แห่งอนาคต

ตลอดปี 2562 นาโนเทคมีผลการดําเนินงานที่สําคัญ ดังนี้มีบทความตีพิมพ์ในวารสารวิชาการนานาชาติ 101 บทความ ยื่นขอจดทรัพย์สินทาง ปัญญา 103 รายการถ่ายทอดผลงาน 39 โครงการให้กับหน่วยงานภาครัฐและเอกชนรวม 30 หน่วยงาน สร้างผลกระทบทางเศรษฐกิจและสังคม 3,543 ล้านบาท ผลักดันให้เกิดการลงทุนด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรมของภาคการผลิตและบริการมูลค่ากว่า 117 ล้านบาท

• คิกออฟเข็มจิ้งสู่ “นาโนโรบอท

ไพศาล ขันชัยทิศ นักวิจัยศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กล่าวว่า “นาโนโรโบติก” เป็น 1 ใน 6 โครงการวิจัยขั้นแนวหน้า (Frontier Research) ที่สวทช.กําลังผลักดันเพื่อนําไปสู่การสร้างจักรกลหุ่นยนต์ขนาดนาโนเมตร ที่สามารถทํางานได้เองภายในร่างกายตามภารกิจต่างๆ เช่นระบบนําส่งยาแบบมุ่งเป้าการผ่าตัดการตรวจวินิจฉัยสุขภาวะ หรือแม้กระทั่งการใช้เพื่อดัดแปลงสารพันธุกรรมโดยมีเป้าหมายเพื่อต่อสู้กับโรคมะเร็งชนิดที่พบมากในคนไทย

ในช่วง 5 ปีแรกจะเป็นการพัฒนาส่วนประกอบต่างๆ ของนาโนโรบอท เริ่มด้วยส่วนของการขับเคลื่อนและแหล่งพลังงาน เช่น การประยุกต์ใช้ เทคนิคขึ้นรูปเข็มระดับไมโคร/นาโน ในขณะที่ปลายเข็มทําหน้าที่เจาะทะลุทะลวงเนื้อร้ายโดยใช้แหล่งพลังงานจากความร้อนภายในร่างกายเป็นพลังขับเคลื่อนนาโนโรบอท ส่วนตัวยาจะบรรจุในนาโนโรบอทด้วยเทคโนโลยีกักเก็บระดับนาโนหรือ Smart Encap และควบคุมการปลดปล่อยยังจุดที่ต้องการกําหนดจะคลิกออฟ ในปี 2563

ทั้งนี้การพัฒนาเทคโนโลยีการขึ้นรูปเข็มจิ๋วมีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง จะถูกนําไปใช้ประโยชน์ 2 ส่วนคือ เซ็นเซอร์สําหรับการแพทย์แห่งอนาคต ที่สามารถใช้เพียงสัมผัสผิวหนังก็สามารถบอกระดับสิ่งบ่งชี้ที่สะท้อนถึงสุขภาวะในมิติต่างๆ ขณะที่อีกด้านก็สามารถใช้เพื่อการนําส่งยาสารสกัดหรือสารออกฤทธิ์ ผ่านผิวหนังโดยหวังผลด้านการรักษาบรรเทาความเจ็บปวด หรือควบคุมระดับสารเคมีในร่างกาย

• ตรวจเบาหวานไม่เจาะ-ไม่เจ็บ

องค์ความรู้ของนาโนเทคที่โดดเด่นชัดเจนคือการที่สามารถขึ้นรูปเข็มได้บนพื้นผิวทั่วไปตามต้องการ ไม่ว่าจะเป็น ผ้า กระดาษ เทปกาว ฯลฯ และสร้างเข็มให้มีรูปร่างเป็นเอกลักษณ์ ช่วยลดขั้นตอนความยุ่งยากในการบรรจุสารลงไปในเข็ม แต่ใช้กลไกให้สารออกฤทธิ์ซึมอยู่ในเนื้อผ้าหรือพื้นผิวอื่นๆบริเวณโคนเข็ม จึงทําให้สามารถนําไปประยุกต์ใช้สําหรับการนําส่งสารผ่านผิวหนังได้หลากหลายเทียบเคียงกับเข็มฉีดยา แต่ไม่ก่อให้เกิดความเจ็บปวดหรือสัมผัสเลือดโดยตรง

ไพศาลกล่าวเสริมว่า นอกจากนี้ได้ประยุกต์เข็มไมโคร/นาโนเป็นขั้วไฟฟ้าสําหรับตรวจวัดระดับน้ําตาลเนื่องด้วยขนาดของเข็มจิ๋วสามารถแทรกผ่านผิวหนังชั้นบนสุดของหนังกําพร้า หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับเส้นประสาท และหลอดเลือดที่อยู่ลึกลงไปทําให้ไม่รู้สึกเจ็บ ไม่เกิดบาดแผลและไม่สูญเสียเลือด อีกทั้งระหว่างการตรวจสอบจุดนั้นจะมีน้ําระหว่างเซลล์ที่เป็นแหล่งข้อมูลสําคัญที่แพทย์ สามารถนําไปใช้ประโยชน์ได้ตัวอย่างเช่น ไขมัน คอเรสเตอรอล โปรตีนที่สามารถบ่งชี้ว่าไตผิดปกติหรือไม่เพียงแค่แปะทิ้งไว้ 1 อาทิตย์ ข้อมูลก็จะส่งไปยังสมาร์ทโฟน เพื่อตรวจสอบค่าชี้วัดนี้ได้

“นาโนโรบอทจะเป็นทางเลือกใหม่ เมื่อเทียบกับเครื่องวัดระดับน้ําตาลกลูโคสแบบปกติที่ทํางานผ่านการเก็บเลือด ซึ่งได้จากการเจาะนิ้ว ค่าที่ได้จะมีประสิทธิภาพไม่แตกต่างกัน แต่ก็ต้องอาศัยการทดสอบทางคลินิกกับอาสาสมัครภายในโรงพยาบาล ก่อนจะนําไปสู่การใช้จริง”

• ฟื้นเยาว์วัยด้วยเข็มจิ๋ว

ด้านจีราพร ลีลาวัฒนชัย นักวิจัยจากนาโนเทค กล่าวว่า ทีมวิจัยยังได้พัฒนาเพื่อประยุกต์ใช้ในเชิงเวชสําอางเพื่อการนําส่งสารสําคัญต่างๆ รักษาโรคทางผิวหนัง เช่น ผื่นคัน สะเก็ดเงิน แผลเป็น ตลอดจนหัตถการเวชสําอาง เช่น การรักษาแผลเป็นกลุ่มคีรอยด์แพทย์จะฉีดสเตียรอยด์ 2 ครั้ง ทุก 4 สัปดาห์ ทําให้ผู้ป่วยต้องเดินทางมาพบแพทย์เพื่อรักษาอย่างต่อเนื่อง

กลายเป็นโจทย์การพัฒนา nPatch เข็มระดับไมโครเมตรที่บรรจุสารสเตียรอยด์เอาไว้ในรูปแผ่นแปะ สามารถแทรกซึมเข้าสู่พื้นผิวและออกฤทธิ์ได้ภายใน 10 นาที แพทย์สามารถจ่ายเหมือนเวชภัณฑ์ให้ผู้ป่วยนําไปใช้เองอย่างต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องมาพบแพทย์แบบเดิม นอกจากนี้ยังนําไปใช้รักษารอยแผลเป็นกรณีผ่าคลอด เพื่อทดแทนการใช้เข็มฉีดสเตียรอยด์ที่ต้องฉีดหลายเข็ม ขณะที่ด้านเวชสําอางจะสามารถใส่วิตามินเพื่อเสริมความสวยงาม ซึ่งสามารถแทรกซึมเข้าสู่พื้นผิวและออกฤทธิ์ได้ในระยะเวลาเพียง 2 นาที

ปัจจุบันการวิจัยพัฒนาต้นแบบแผ่นแปะ nPatch สําเร็จแล้วเฟสต่อไปคือการทดสอบทางคลินิกในเชิงประสิทธิภาพการ รักษากับอาสาสมัครกว่า 100 คนเพื่อดูการเข้าถึงพื้นที่เป้าหมายการปลดปล่อยตัวยา ให้ผลเทียบเคียงกับการฉีดด้วยแพทย์หรือไม่ แผลฟื้นตัวกี่เปอร์เซ็นต์ และใช้ระยะเวลาเท่าไร

• มะเร็งรักษาได้แค่ปลายเข็ม

นักวิจัยนาโนเทค กล่าวอีกว่า หากพัฒนาไปสู่การใช้งานจริงได้ แผ่นเข็มจิ๋วจะสามารถขยายการใช้งานเพื่อการรักษาที่หลากหลาย อาทิ โรคทางผิวหนังอย่างมะเร็งผิวหนัง ที่เดิมต้องใช้เลเซอร์ยิ่งไปที่เซลล์มะเร็งแต่ความร้อนก็ทําให้รอยโรคแย่ลงเกิดเป็นแผลไหม้ก่อให้เกิดการอักเสบ เจ็บปวดและเสี่ยงสูงต่อการติดเชื้อตามมา ส่วนการทายาเองเพียงอย่างเดียวตัวยาก็เข้าลึกไม่ถึงหรือให้ผลไม่ดี

เทคโนโลยีเข็มระดับไมโคร/นาโน ในรูปแผ่นแปะหรืออาจจะพัฒนาในรูปแบบอื่นก็จะช่วยลดข้อจํากัดนี้ อีกทั้งเป้าหมายในอนาคตจะทําให้เป็น  สมาร์ทดีไวซ์ที่สามารถสวมใส่ได้ หมายความว่าเวลาตรวจก็จะประมวลผลและสามารถนําส่งได้แบบอัตโนมัติแก่ผู้ที่ใช้งาน และสามารถกระตุ้นให้ตัวเข็มละลายได้ดีขึ้นหรือช้าลงได้ จึงจะนําไปสู่นาโนโรบอทหุ่นยนต์อัจฉริยะที่จะช่วยผู้ป่วย หรือ ผู้สูงอายุได้ในอนาคต

อีกทั้งอยู่ระหว่างการประสานงานกับสํานักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) จัดตั้งคณะกรรมการเฉพาะเพื่อผลักดันให้เกิดผลสําเร็จโดยในปี 2563 จะมีการทดสอบอีกครั้งเพื่อหาความเสถียรและขยายผลทดสอบสู่ตัวยาอื่นๆ เพิ่มขึ้น อาทิ ยารักษามะเร็ง

“ความยากของโครงการนี้คือความเสถียรในการวัดที่นับเป็นปัญหาของเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ จึงทําให้ไมโครนีดเดิลในตลาดทั่วโลกนั้นแทบจะไม่มีผู้เล่นรายใดผลิตทั้งยุโรป อเมริกาที่ยังคงอยู่ในขั้นวิจัยและพัฒนาเราจึงต้องการทดสอบนวัตกรรมนี้ขึ้นเพื่อก้าวสู่ความเป็นเลิศด้านการแพทย์ ฉะนั้นงานวิจัยของนาโนเทคนับเป็นงานวิจัยชิ้นแรกที่เกิดจากฝีมือนักวิจัยไทย” จีราพร กล่าว