คุณทราบหรือไม่ว่าทุก 10 นาที มีผู้ป่วยด้วยโรควัณโรคเพิ่มขึ้น 1 คน จะดีหรือไม่ถ้าสามารถคิดค้นแผ่นปิดปากและจมูก ผ้า หรือแผ่นกรองอากาศ ที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อวัณโรค สำหรับใช้ในสถานที่มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อวัณโรคได้
สัมภาษณ์ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.พิชญ์ ศุภผล
วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเรียบเรียงโดย : บัวอื่น
องค์การอนามัยโลกได้ประกาศให้วัณโรคเป็นโรคภาวะฉุกเฉินในปีพ.ศ. 2536 โดยรายว่ามีผู้ป่วยวัณโรครายใหม่ประมาณ 5,000 คนต่อวัน หรือทุกๆ 10 วินาทีจะมีผู้ป่วยรายใหม่เพิ่มขึ้น 1 คน ประเทศไทยอยู่ลำดับที่ 17 ของโลก จาก 22 ประเทศ ที่มีอัตราอุบัติการณ์สูงสุดในโลก ปัจจัยสำคัญนั้นคือการระบาดของวัณโรคที่ควบคู่กับการระบาดของโรคเอดส์ แถมการเพิ่มขึ้นของเชื้อวัณโรคต้านยาหลายขนาน ด้านการควบคุมวัณโรคในระดับชาตินับว่ายังถูกละเลยและขาดประสิทธิภาพอยู่มากทีเดียว
สำหรับวัณโรคการต่อกรที่ดีที่สุดนั้น คือ การป้องกัน ฉะนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะหาทางป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อวัณโรคในสถานที่ที่มีความเสี่ยงสูง เช่น โรงพยาบาล สถานพยาบาล หรือ ห้างสรรพสินค้า
มังคุด (Mangosteen) มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Garcinia mangostana Linn
กลับมาดูมังคุดพืชสวนไทยแท้ นอกจากรสชาติที่ถือว่าเป็นราชินีผลไม้แล้ว ตั้งแต่โบราณเปลือกมังคุดยังถูกใช้เป็นยาพื้นบ้านในการรักษาอาการติดเชื้อทางผิวหนัง การรักษาแผล และรักษาอาการท้องร่วงอีกด้วย จึงเชื่อได้ว่าสารเคมีที่สารเคมีที่สกัดได้จากมังคุดมีฤทธิ์ทางยาอยู่มาก รวมทั้งฤทธิ์ในการต้านเชื้อวัณโรค Mycobacteriumtuberb
ulosis ของสารแอลฟ่า-แมงโกสติน เบต้า-แมงโกสติน และ การ์ซิโนนบี (Garcinon B)
รศ.ดร.พิชญ์ ศุภผล อาจารย์วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาฯ นักวิจัยดีเด่นของจุฬาฯ ปี ๒๕๕๐ ได้นำพาคุณคาจากเปลือกมังคุดมาสยบวัณโรคด้วยผลงานวิจัยผ้าปิดจมูกเส้นใยนาโนเคลือบสารสกัดจากเปลือกมังคุด ซึ่งเป็น ๑ ใน ๖ ผลงานวิจัยเด่นด้านสิ่งทอ ที่ใช้เทคโนโลยีและนวัตกรรมขั้นสูง ได้รับทุนวิจัยจากสถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทองานวิจัยดังกล่าวเป็นการต่อยอด งานวิจัยเกี่ยวกับสารสกัดเปลือกมังคุดที่ต้านเชื้อวัณโรค นำมาประยุกต์ใช้เป็นผลิตภัณฑ์ผ้าปิดจมูกที่ป้องกันเชื้อวัณโรค โดยใช้สารสกัดจากเปลือกมังคุด และเส้นใยโพลิเมอร์ อาศัยเทคโนโลยีการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตย์ ทำให้ได้เส้นใยขนาดเล็กระดับ 900 นาโนเมตร มีคุณสมบัติพิเศษนอกจากจะสามารถป้องกันเชื้อโรคที่มีขนาดเล็กได้แล้วยังมีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อ แบคทีเรียและเชื้อวัณโรค เนื่องจากเป็นผ้าปิดจมูกที่มีเส้นใยขนาดเล็ก และรูระหว่างเส้นใย ก็มีขนาดเล็กเช่นกัน จึงมีคุณสมบัติในการกรองเชื้อแบคทีเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง แล้วยังสามารถยับยั้งเชื้อวัณโรคได้ถึง 99.99 % จากความเชี่ยวชาญงานวิจัยทางด้านการขึ้นรูปเส้นใยที่มีความละเอียดสูง โดยใช้กระบวนการปั่นเส้นใย ด้วยไฟฟ้าสถิต และได้รับความช่วยเหลือจาก รศ.ดร.สุนิตย์ สุขสำราญ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒในเรื่องสารสกัดสมุนไพรจากเปลือกมังคุด จึงได้พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ที่สามารถผลิตได้จริง ปัจจุบันงานวิจัยนี้ยื่นจดสิทธิบัตรในประเทศไทยแล้วและอยู่ในระหว่างการเจรจากับผู้ประกอบการเพื่อจดสิทธิบัตรในต่างประเทศต่อไป
ผ้าปิดจมูกเส้นใยนาโนเคลือบสารสกัดจากเปลือกมังคุด ซึ่งเป็น ๑ ใน ๖ ผลงานวิจัยเด่นด้านสิ่งทอ ที่ใช้เทคโนโลยีและนวัตกรรมขั้นสูง ได้รับทุนวิจัยจากสถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอ (ภาพจากwww.osknetwork.com)
อุปกรณ์สำหรับกระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต
กระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต (Electrospinning) เป็นกระบวนการขึ้นรูปพอลิเมอร์จากของเหลวพอลิเมอร์ ซึ่งอาจอยู่ในรูปของพอลิเมอร์หลอมเหลวหรือสารละลายพอลิเมอร์ก็ได้ให้ เป็นเส้นใยความละเอียดสูงที่มีขนาดเฉลี่ยของเส้นผ่าศูนย์กลางอยู่ในช่วงระหว่างสิบนาโนเมตรจนกระทั่งถึงสิบไมโครเมตร
ลักษณะพอลิเมอร์ที่ยืดตัวออกจากปลายเข็มในกระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตเนื่องจาก แรงทางไฟฟ้า
ภาพ SEM ตัวอย่างของเส้นใยนาโนพอลิเมอร์จากพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (Poly(vinyl alcohol), PVA) ที่ขึ้นรูปด้วยการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต แสดงลักษณะเส้นใยผืนแบบไม่ถักไม่ทอ
ซึ่งเส้นใยที่ได้นี้มีคุณลักษณะที่น่าสนใจคือ มีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรหรือ ต่อมวลสูง มีช่องว่างระหว่างเส้นใยที่ลักษณะเป็นรูพรุนที่มีขนาดในช่วงไมโครเมตร และความหลากหลายในการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางเคมีของเส้นใยที่ได้โดยการดัดแปลงผิว ด้วยสมบัติที่น่าสนใจดังกล่าวมาแล้ว แผ่นเส้นใยความละเอียดสูงที่ได้จากกระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตนี้ (แผ่นเส้นใยอิเลคโตรสปัน) จึงเป็นวัสดุที่มีประโยชน์หลากหลาย โดยเฉพาะในด้านการแพทย์และเภสัชกรรมนั้น แผ่นเส้นใยอิเลคโตรสปันได้ถูกมุ่งหวังว่าจะสามารถนำมาใช้เป็นวัสดุรอบรับเนื้อเยื่อและสามารถนำมาใช้เป็นวัสดุยานสำหรับการปลดปล่อยสารมีฤทธิ์ทางยา โดยเฉพาะการนำแผ่นเส้นใยอิเลคโตรสปันมาใช้งานด้านเภสัชกรรมนั้นสามารถกระทำได้โดยง่ายโดยการคัดเลือกชนิดของพอลิเมอร์ที่เหมาะสมกับชนิดของสารออกฤทธิ์ที่ต้องการจะปลดปล่อย โดยมีหลักเกณฑ์ที่สำคัญคือ ทั้งพอลิเมอร์กับสารออกฤทธิ์นั้นต้องสามารถละลายในตัวทำละลายที่เหมือนกันหรือคล้ายกัน (ตัวทำละลายผสม) แล้วจึงนำสารละลายผสมระหว่างพอลิเมอร์และสารออกฤทธิ์ที่ได้มาผ่านกระบวนการขึ้นรูปด้วยกระบวนการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต จากความเป็นจริงที่ว่า วัณโรคยังคงเป็นโรคที่คุกคามต่อความอยู่ดีกินดีของประชากรโลกใน ปัจจุบัน นอกจากนี้ ยา
รศ.ดร.พิชญ์ ศุภผล อาจารย์วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาฯ นักวิจัยดีเด่นของจุฬาฯ ปี ๒๕๕๐
ผ้าปิดจมูกเส้นใยนาโนเคลือบสารสกัดจากเปลือกมังคุด ซึ่งเป็น ๑ ใน ๖ ผลงานวิจัยเด่นด้านสิ่งทอ ที่ใช้เทคโนโลยีและนวัตกรรมขั้นสูง ได้รับทุนวิจัยจากสถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอ (ภาพจากwww.osknetwork.com)
ปัจจุบันที่มีอยู่ก็มีประสิทธิภาพในการรักษาลดลง ทั้งนี้เนื่องจากการดื้อยาของเชื้อต้นเหตุบางชนิดของโรคนี้ เป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งว่า สารแอลฟ่า- และ เบต้า-แมงโกสติน และ การ์ซิโนนบี ซึ่งเป็นสารที่ได้จากการสกัดเปลือกมังคุดนั้นได้พิสูจน์แล้วจากหนึ่งในคณะวิจัยนี้ (รองศาสตราจารย์ ดร. สุนิตย์สุขสำราญ) มีฤทธิ์การต้านเชื้อวัณโรค ประเด็นสำคัญของงานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นในการพัฒนาแผ่นเส้นใยพอลิเมอร์ที่ผสมด้วยสารมีฤทธิ์จากเปลือกมังคุด
แสดงลักษณะของสารสกัดจากเปลือกมังคุดและพอลิแอลแลตติกเอซิดที่ใช้ในงานวิจัยนี้
แสดงลักษณะ ก) สารละลายสารพอลิแอลแลตติกเอซิด ข) สารละลายสารพอลิแอลแลตติกเอซิด ผสมสกัดจากเปลือกมังคุด
แสดงลักษณะของเครื่องกำเนิดศักย์ไฟฟ้าแรงสูงขณะที่ทำการปั่นส้นใย ก) การปั่นเส้นใยแอลแลตติกเอซิด และ ข) การปั่นเส้นใยพอลิแอลแลตติกเอซิดผสมสารสกัดจากเปลือกมังคุด
แสดงลักษณะของแผ่นส้นใยที่ได้ ก) เส้นใยพอลิแอลแลตติกเอซิด ข) เส้นใยพอลิแอลแลตติก เอซิดผสมสารสกัดจากเปลือกมังคุด 30% และ ค) เส้นใยพอลิแอลแลตติกเอซิดผสมสารสกัดจากเปลือก มังคุด 50%
การเตรียมแผ่นเส้นใยพอลิเมอร์อิเลคโตรสปันที่มีสารสกัดจากเปลือกมังคุดผสมอยู่ประสบความสำเร็จ โดยใช้ค่าความต่างศักย์ 20 kv และระยะระหว่างปลายเข็มกับฐานรับ 18 เซนติเมตร รวมถึงการวิเคราะห์ต่างๆ เช่น การหาค่าการนำไฟฟ้าของสารละลาย พบว่า สารละลายมีค่าการนำไฟฟ้า เมื่อเติมสารสกัดจากเปลือกมังคุดลงไป การหาค่าความหนืดที่แท้จริงของสารละลายก่อนการปั่นเป็นเส้นใยและหลังปั่นเป็นเส้นใยแล้ว พบว่า ค่าความหนืดที่แท้จริงของสารละลายก่อนการปั่นเป็นเส้นใย คือ 0.3317 และค่าความหนืดที่แท้จริงของสารละลายหลังปั่นเป็นเส้นใยแล้ว คือ 0.3190 ซึ่งค่าลดลงเพียงเล็กน้อย การศึกษาสมบัติเชิงกลของเส้นใยพอลิแอลแลตติกเอซิด พบว่า เมื่อใส่สารสกัดจากเปลือกมังคุดแล้ว ทำให้เส้นใยมีความแข็งแรงขึ้น การศึกษาด้านการปลดปล่อยสารสกัดจากเปลือกมังคุดในสารละลาย Acetate buffer/Tween80/Methanol (32oC) และ Phosphate buffer/Tween 80/Methanol (37oC) พบว่า เส้ยใยที่ใส่สารสกัดจากเปลือกมังคุด 50% มีการปลดปล่อยของสารสกัดจากเปลือกมังคุดมากกว่าเส้นใยที่ใส่สารสกัดจากเปลือกมังคุด 30% การทดลองกับเชื้อโรคชนิดต่างๆ ของแผ่นเส้นใยผสมที่เตรียมได้ พบว่า เส้นใยที่ใส่สารสกัดจากเปลือกมังคุด สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียชนิด Staphylococcus aureus และ Bacillus subtilis ได้ สุดท้ายการนำเส้นใยไปใช้กับมนุษย์นั้น ความเป็นพิษต้องคำนึงถึง ในรางงายนี้ได้ทำการวิเคราะห์และ พบว่า เส้นใยที่ใส่สารสกัดจากเปลือกมังคุดนั้น ไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ L929 นอกจากนี้ เส้นใยพอลิเมอร์อิเลคโตรสปันที่มีสารสกัดจากเปลือกมังคุดผสมอยู่นั้นสามารถยับยั้งเชื้อวัณโรคที่ดื้อยา (Anti-Tได้ถึง 99.99% รวมถึงการพัฒนาและจัดสร้างเครื่องต้นแบบสำหรับปั่นเส้นใยอิเลคโตรสปันกำลังผลิตสูง เพื่อใช้ในการผลิตแผ่นเส้นใยพอลิเมอร์อิเลคโตรสปันที่มีสารสกัดจากเปลือกมังคุดผสมอยู่ สามารถประสบความสำเร็จเป็นไปด้วยดี
ในอนาคตจะศึกษาการทดสอบความคงทนของสารสกัดจากเปลือกมังคุด ในผ้าปิดจมูก เพื่อทดสอบผลิตภัณฑ์ว่าเมื่อถูกแสงและ ได้รับความร้อนสูงจะมีการเปลี่ยนแปลงด้านคุณสมบัติหรือไม่ และสามารถเก็บไว้ใช้งานได้นานเท่าใด นอกจากนี้ยังมีแผนงาน จะศึกษาสารสกัดจากสมุนไพรชนิดอื่นที่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อวัณโรคได้มากขึ้น ส่วนผลงานวิจัยอื่นๆที่เกี่ยวข้องกับสารสกัดจากสมุนไพร ซึ่งเป็นการ นำภูมิปัญญาไทยมาใช้ประโยชน์โดยผสมผสานกับงานวิจัยด้านสิ่งทอ อาทิ สารสกัดจากใบบัวบกสำหรับใช้เป็นวัสดุปิดแผล เป็นต้น
ถึงแม้ว่าโครงการนี้จะมุ่งเน้นในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ต้นแบบในรูปของแผ่นเส้นใยอิเลคโตรสปันที่มีสารสกัดของเปลือกมังคุดอยู่ ทั้งนี้เพื่อใช้เป็นองค์ประกอบในการผลิตเป็นผ้าปิดปากและจมูก หรือผ้ากรองสำหรับใช้ในเครื่องปรับอากาศ ที่มีฤทธิ์ในการต้านเชื้อวัณโรค นอกจากนี้เป้าประสงค์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งของโครงการนี้ คือ การจัดสร้างเครื่องต้นแบบสำหรับปั่นเส้นใยอิเลคโตรสปันกำลังผลิตสูง เพื่อใช้ในการผลิตแผ่นเส้นใยพอลิเมอร์อิเลคโตรสปันที่มีสารสกัดจากเปลือกมังคุดผสมอยู่ เพื่อที่จะสามารถนำไปพัฒนาและปรับใช้ได้จริงในเชิงอุตสาหกรรมต่อไป
คณะผู้วิจัย
รองศาสตราจารย์ ดร. พิชญ์ ศุภผล วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
รองศาสตราจารย์ ดร. สุนิตย์ สุขสำราญ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
รองศาสตราจารย์ ดร. วาสนา สุขุมศิริชาติ ภาควิชาชีวเคมี คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
และผู้ช่วยวิจัย ได้แก่ นางสาวพิมพ์อร รุจิธนโรจน์ นางสาวพิมลพรรณ กำพลานนท์วัฒน์
สนับสนุนทุนวิจัยโดย สถาบันพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอ ประจำปีงบประมาณ 2550
