CMU SDGs

CMU SDGs

กว่าจะเป็น “พลาสติกชีวภาพทางการแพทย์” ชีวิตจริงของนักวิจัยกับ “นวัตกรรม” ที่สร้างคุณค่า - มูลค่าอย่างยั่งยืน

จำนวนผู้เข้าชม : 1381 | 24 ก.ย. 2563
SDGs:
3 9


กว่าจะเป็น “พลาสติกชีวภาพทางการแพทย์”
ชีวิตจริงของนักวิจัยกับ “นวัตกรรม” ที่สร้างคุณค่า - มูลค่าอย่างยั่งยืน


          อาคารห้องปฏิบัติการนี้ ซ่อนตัวอยู่เงียบ ๆ บนพื้นที่มุมหนึ่งของคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ แต่ความเคลื่อนไหวภายในกลับทรงพลังเกินคาดคิด ในนามของ “ห้องปฏิบัติการผลิตพลาสติกชีวภาพสำหรับใช้ทางการแพทย์” ซึ่งเป็นสถานที่แห่งเดียวในประเทศไทยที่มีเทคโนโลยีกระบวนการผลิตพลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพทางการแพทย์ประเภทพอลิเอสเทอร์และเป็นห้องปฏิบัติการของสถาบันการศึกษาแห่งแรกในประเทศไทยที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 13485 (ระบบการบริหารจัดการคุณภาพอุตสาหกรรมเครื่องมือแพทย์) จากบริษัท T?V S?D  สหรัฐอเมริกา

ผลงานสำคัญที่ผลิตได้จากห้องปฏิบัติการนี้คือ เม็ดพลาสติกชีวภาพเกรดทางการแพทย์ และวัสดุทางการแพทย์ที่ย่อยสลายได้ภายในร่างกายโดยไม่ต้องผ่าตัดเพื่อนำออกมาจากร่างกาย เช่น ไหมเย็บแผลที่ละลายได้ ท่อนำเส้นประสาท ตัวควบคุมการปล่อยตัวยาภายในร่างกาย และเครื่องมือแพทย์อื่นๆ เช่น วัสดุทางทันตกรรม สกรูและแผ่นดาม ซึ่งในปัจจุบันวัสดุอุปกรณ์ทางการแพทย์เหล่านี้อยู่ในอุตสาหกรรมปลายน้ำของพลาสติกที่มีมูลค่าสูง และมีอัตราการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว อีกทั้งประเทศไทยยังต้องมีการนำเข้าวัสดุทางการแพทย์เหล่านี้จากต่างประเทศ แต่ด้วยความอุตสาหะทุ่มเทของนักวิจัย กระบวนการผลิตเม็ดพลาสติกชีวภาพในประเทศไทยจึงเกิดขึ้นที่ห้องปฏิบัติการแห่งนี้ โดยมี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วินิตา บุณโยดม หัวหน้าศูนย์วิจัยวัสดุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เป็นผู้คิดค้นผลงานวิจัยนี้จนสำเร็จ โดยใช้เวลา 20 ปี กว่าที่งานวิจัยในห้องทดลองจะสำเร็จเป็นรูปธรรมได้

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วินิตา บุณโยดม



เส้นทางการคิดค้นนวัตกรรมใหม่

“ต้องเป็นอะไรที่คนไม่ค่อยทำ และต้องมีประโยชน์”

เมื่อนักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งคิดค้นนวัตกรรมใหม่ ๆ ขึ้น นั่นหมายถึงการใช้ความคิดสร้างสรรค์ เพื่อพัฒนาหรือประดิษฐ์สิ่งใหม่ ๆ ที่มีประโยชน์ต่อส่วนรวม สอดคล้องกับที่ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วินิตา บุณโยดม ตอบคำถามถึงแนวคิดที่เป็นจุดเริ่มต้นในการทำงานวิจัยนี้ว่า “ต้องเป็นอะไรที่คนไม่ค่อยทำ และต้องมีประโยชน์”

“กลุ่มวิจัยเคมีพอลิเมอร์ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ทำวิจัยด้านพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพมานานแล้ว จนกระทั่งเมื่อดิฉันจบปริญญาเอกกลับมาก็ได้เริ่มงานตรงนี้ โดยสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) และสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (สนช.) ได้ทำโครงการ ‘สานเกลียวคู่นวัตกรรมพลาสติกชีวภาพ’ ขึ้นมา มีการรวบรวมนักวิจัยทั้งประเทศเพื่อทำโครงการนี้ โดยให้ความสนใจพอลิเมอร์ชนิด Polylactic Acid (PLA) ซึ่งเป็นพลาสติกชีวภาพที่สามารถย่อยสลายได้ ที่ผลิตจากข้าวโพด อ้อย มันสำปะหลังที่เป็นผลผลิตทางการเกษตรในประเทศไทย โดยเริ่มสนใจพัฒนาบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพก่อน

แต่จุดที่เป็นจุดเริ่มงานวิจัยสำคัญของเราก็คือ เราทราบมาว่า ประเทศไทยต้องนำเข้าพลาสติกชีวภาพ ซึ่งเป็นเม็ดพลาสติก 100% ถึงแม้ว่าจะมีบรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น ถ้วย จาน ขวด ออกมาใช้งานแล้ว แต่ต้องซื้อเม็ดพลาสติกมาจากต่างประเทศ เราจึงสนใจที่จะพัฒนากระบวนการผลิตเม็ดพลาสติกชีวภาพ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีของประเทศไทยเอง เพื่อที่จะได้ลดการนำเข้าเม็ดพลาสติกจากต่างประเทศ

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยจะเกิดประโยชน์ได้นั้น ทางบริษัทเอกชนจะต้องเอาไปผลิตและจำหน่ายเชิงพาณิชย์ จึงได้หารือกัน และสรุปได้ว่าบริษัทที่ผลิตเม็ดพลาสติกที่เป็นเกรดสำหรับทำบรรจุภัณฑ์ทางการค้า มีเยอะแล้ว และมีบริษัทต่างประเทศมาลงทุนในประเทศไทยแล้วด้วย จึงมีความสนใจที่จะพัฒนาเม็ดพลาสติกเกรดการแพทย์ ซึ่งทำในปริมาณน้อยแต่ราคาสูง และนำไปใช้เป็นวัสดุทางการแพทย์ ซึ่งสามารถช่วยประเทศชาติได้มากในอุตสาหกรรมการแพทย์และสาธารณสุข จึงเป็นที่มาของการร่วมมือกันสร้าง ‘ห้องปฏิบัติการผลิตพลาสติกชีวภาพสำหรับใช้ทางการแพทย์’ ขึ้นมา”

งานวิจัยนี้ได้รับงบประมาณสนับสนุน 28 ล้านบาท จาก 4 หน่วยงาน ทั้งภาครัฐและเอกชนที่มองเห็นโอกาสในการพัฒนาต่อยอดผลิตภัณฑ์ ได้แก่ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ (มช.) สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) สำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (องค์การมหาชน) (สนช.) และบริษัท ปตท.จำกัด (มหาชน) ได้ลงนามบันทึกข้อตกลงความร่วมมือ “การพัฒนาต่อยอดงานวิจัยด้านพลาสติกชีวภาพสู่เชิงพาณิชย์” เพื่อผลิตและจำหน่ายเม็ดพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพประเภทเกรดทางการแพทย์สู่ตลาด

“เมื่อเราจะทำเม็ดพลาสติกทางการแพทย์ ต้องมีปัจจัยหลายอย่าง หนึ่ง คุณสมบัติต้องเป็นไปตามมาตรฐานทั้งหมด โครงสร้างต้องถูกต้อง ไม่มีสารตกค้าง เช่น มอนอเมอร์ ตัวทำละลาย ตัวริเริ่มปฏิกิริยา และน้ำ และ สอง เม็ดพลาสติกจะต้องผลิตในห้องปฏิบัติการที่ได้มาตรฐาน ซึ่งจะต้องเป็น clean room ทั้งนี้ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ได้ให้งบประมาณในการปรับปรุงอาคาร 7 ล้านบาท วช. ให้งบดำเนินงาน 7 ล้าน และ สนช. ลงทุน 7 ล้านบาท ในเรื่องมาตรฐานต่าง ๆ คือ มาตรฐานเม็ดพลาสติก และมาตรฐานของห้องปฏิบัติการ คือ ISO 13485 และในส่วนของ ปตท. สนับสนุนงบ 7 ล้านบาท ในส่วนของครุภัณฑ์วิทยาศาสตร์เพื่อการผลิต งบประมาณที่ลงทุนสำหรับโครงการที่ทำเม็ดพลาสติกชีวภาพทั้งหมด 28 ล้านบาทค่ะ”


ผลิตภัณฑ์เม็ดพลาสติก



นวัตกรรมสร้างมูลค่า
จากเม็ดพลาสติกสู่ไหมเย็บแผลละลายได้

หลังจากนั้น ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วินิตาและทีมงาน อันประกอบด้วย อาจารย์ 5 ท่าน และนักวิจัย 5 ท่าน ในห้องปฏิบัติการฯ แห่งนี้ ได้ใช้เวลา 3 ปี ในการทำงานวิจัยจนประสบความสำเร็จในการผลิตเม็ดพลาสติกเกรดทางการแพทย์ โดยใช้พืชผลทางการเกษตรเป็นวัตถุดิบชีวมวล เช่น ข้าวโพด อ้อย มันสำปะหลัง ซึ่งนับเป็นเทคโนโลยีกระบวนการผลิตที่ทำได้เร็ว ใช้ระยะเวลาสั้น และได้สารที่มีความบริสุทธิ์สูง อีกทั้งยังเป็น green technology ที่ทำให้ได้เม็ดพลาสติกที่ย่อยสลายในธรรมชาติ และยังเป็นการช่วยเหลืออุดหนุนเกษตรกรในเรื่องวัตถุดิบอีกด้วย

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วินิตา ได้เล่าถึงกระบวนการที่น่าสนใจของนวัตกรรมดังกล่าว ซึ่งในที่สุดได้กลายมาเป็น ไหมเย็บแผลที่สลายในร่างกายได้ นับเป็นวัสดุทางการแพทย์ที่คนไทยสามารถผลิตได้เอง และจะช่วยลดมูลค่าการนำเข้าจากต่างประเทศได้เป็นจำนวนมาก

“ใช้เวลา 3 ปี ในที่สุดเราก็สามารถผลิตและจำหน่ายเม็ดพลาสติกชีวภาพเกรดทางการแพทย์ได้ ซึ่งเม็ดพลาสติกตอนนี้มีการจำหน่ายแล้ว ด้วยความร่วมมือของอุทยานวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และศูนย์บริการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ช่วยกันในการจำหน่ายให้ ในส่วนของเม็ดพลาสติก และบริษัท ปตท.จำกัด (มหาชน) ก็สนใจนำไปตั้งเป็นโรงงานนำร่อง เพื่อที่จะผลิตและจำหน่ายเม็ดพลาสติก พอเราทำโครงการนี้เสร็จ ปตท.คิดว่า ถ้าเขาขายเม็ดพลาสติก เขาควรจะมีผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเม็ดพลาสติกสามารถทำผลิตภัณฑ์ได้หลายอย่าง เช่น ไหมเย็บแผล ซึ่งพอเย็บในร่างกายแล้วไม่ต้องนำ ออกมา จะสลายในร่างกายออกมาเป็นปัสสาวะ เป็นเหงื่อ      มีข้อดีตรงที่ว่าหมอก็ไม่ต้องผ่าซ้ำ และเดิมวัสดุเหล่านี้เรานำเข้าจากต่างประเทศ 100% ทั้งที่จริงแล้วประเทศไทยก็มีศักยภาพในการทำได้ ซึ่งในเวลานี้ ปตท. อยู่ระหว่างการทำโรงงานนำร่องขายเม็ดพลาสติก และในเวลาเดียวกัน เราก็พัฒนาไหมเย็บแผล เพราะเราต้องการที่จะผลิตไหมเย็บแผลที่ละลายได้ที่ใช้เองในประเทศ โดยผลิตจากเม็ดพลาสติกในห้องปฏิบัติการฯ นี้”

ไหมเย็บแผลที่ผลิตจากห้องปฏิบัติการผลิตพลาสติกชีวภาพสำหรับใช้ทางการแพทย์


ไหมเย็บแผลที่ผลิตจากห้องปฏิบัติการผลิตพลาสติกชีวภาพสำหรับใช้ทางการแพทย์

สกรูสำหรับซ่อมแซมการแตกหักของใบหน้า Biodegradable screws

เม็ดพลาสติกเม็ดเล็ก ๆ ใสๆ ที่ได้จากกระบวนการผลิตในห้องปฏิบัติการฯ มีความแตกต่างจากเม็ดพลาสติกทั่วไป โดยจะต้องมีการควบคุมโครงสร้างและควบคุม เพราะเม็ดพลาสติกเหล่านี้จะต้องนำมาเป็นวัสดุฝังในร่างกาย เรียกได้ว่าขั้นตอนทุกอย่างต้องมีความประณีต และผ่านการทดสอบหลายครั้งหลายครา

“การทำวัสดุทางการแพทย์หรือเครื่องมือแพทย์ ก็จะต้องใช้เวลา มีขั้นตอนในการทำ process validation verification หรือการทำ process ให้นิ่ง เรามีเครื่องมือที่เป็นเครื่องมือขึ้นรูปไหมเย็บแผล เป็นเส้นใยชนิดเดี่ยว ซึ่งเครื่องมือขึ้นรูปนี้ ผ่าน FDA Approve (Food and Drug Administration Approve) ซื้อมาจากประเทศเยอรมนี เราต้องผ่านกระบวนการขึ้นรูปหลายขั้นตอน เพื่อให้ได้เส้นไหมที่ดีที่สุด และหลังจากนั้นต้องนำไปทดสอบคุณสมบัติต่างๆ เช่น ขนาดเส้นใย ความแข็งแรง และอื่น ๆ ที่จำเป็น จนได้เป็นไหมละลายแบบเส้นเดี่ยว”

ขณะนี้ “ห้องปฏิบัติการผลิตพลาสติกชีวภาพสำหรับใช้ทางการแพทย์” สามารถผลิตเม็ดพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพประเภทพอลิเอสเทอร์เกรดทางการแพทย์เพื่อการจำหน่ายให้แก่บริษัทที่จะนำไปผลิตเครื่องมือแพทย์ได้ โดยมีชื่อทางการค้าคือ CMU-Bioplasorb PLA, CMU-Bioplasorb PLC และ CMU-Bioplasorb PLG จำหน่ายในราคากิโลกรัมละ 78,000 - 90,000 บาท ซึ่งถูกกว่าสั่งซื้อจากต่างประเทศซึ่งสูงถึงกิโลกรัมละ 120,000 - 200,000 บาท โดยมีอุทยานวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เป็นตัวแทนจำหน่ายผลิตภัณฑ์ ส่วนไหมเย็บแผลนั้น กำลังอยู่ในระหว่างการวิจัยในขั้นตอนการทดสอบในสัตว์ทดลอง ซึ่งหากโครงการแล้วเสร็จ คาดว่าจะสามารถลดการนำเข้าจากต่างประเทศได้ 100%


“ในการทำงาน เราจะทดสอบคุณสมบัติต่าง ๆ เมื่อได้แล้ว ก็นำไปทดสอบคุณสมบัติการเข้ากันได้ ทางชีวภาพ คือการทดสอบ ไม่ว่าจะเป็นเม็ดพลาสติก หรือไหมเย็บแผล จะต้องเอาไปทดสอบที่ต่างประเทศทั้งหมด เพื่อให้ได้รับการรับรองคุณภาพ ไม่ใช่ว่าเราทำเอง ทดสอบเอง คือทั้งเม็ดพลาสติกและไหม จะต้องทำจนกระทั่งได้คุณสมบัติตามมาตรฐาน แล้วหลังจากนั้นก็นำไปทดสอบกับหน่วยงานภายนอก ซึ่งหน่วยงานภายนอกก็จะให้ใบรับรองมา ขณะนี้ได้ส่งไปทดสอบการเข้ากันได้ทางชีวภาพครบหมดทุกรายการแล้ว และจะเริ่มทำการทดลองในกระต่าย จากนั้นก็เป็นสุกร ที่เราวางแผนไว้คือ เราจะใช้กับสัตว์ก่อน คือในโรงพยาบาลสัตว์ หลังจากนั้นค่อยไปทดสอบในคน เพราะว่าการที่จะทำในมนุษย์นั้นเป็นเรื่องที่ยาว จะต้องผ่านขั้นตอนอีกเยอะพอสมควร”

ชีวิตจริงของนักวิจัย

กับคุณค่าของความสำเร็จที่แท้จริง

 แม้ว่านวัตกรรม “พลาสติกชีวภาพทางการแพทย์” กำลังจะก้าวสู่ปลายทางแห่งความสำเร็จแล้ว แต่กว่าจะมาถึงวันนี้ นักวิจัยต้องใช้ทั้งเวลา ความอดทน ความเพียรพยายามอย่างมาก ในการคิดค้นและต่อยอด ให้สามารถนำนวัตกรรมไปใช้ประโยชน์ในวงกว้าง ดังที่ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วินิตา ได้เล่าถึง “ชีวิตจริงของนักวิจัย” ให้ฟังว่า

“การตีพิมพ์ผลงานทางวิชาการนั้นมันไม่ยากเท่ากับการที่จะคิดค้นอะไรใหม่ๆ ได้ประโยชน์ และต้องนำไปใช้งานได้จริง อย่างงานของเรา เฟสต่อไปต้องเอาไปทดสอบในสัตว์ทดลอง แล้วต้องไปทำในคนไข้ ต้องผ่านกระบวนการอีกมาก บางทีก็ท้อถอย และคิดจะล้มเลิกเหมือนกัน หรือขั้นตอนที่บริษัทจะนำเทคโนโลยีของเราไปทำโรงงานนำร่อง ผลิตและจำหน่าย ก็จะมีขั้นตอนที่ยุ่งยากมาก ๆ

ชีวิตจริงของนักวิจัย กับการที่เราจะถ่ายทอดเทคโนโลยี แล้วเอาไปทำในเชิงพาณิชย์นั้น มันยากมาก เคสที่มันเป็นไปได้ 100% จะมีแค่ 1 - 2 % เท่านั้น เราก็หวังว่าเราจะถึงวันนั้น วันที่เราจะมีการใช้วัสดุ ทางการแพทย์ของประเทศไทย แต่ถ้ามันไม่เกิดขึ้น อย่างน้อยเราก็ได้พัฒนาคน ทั้งอาจารย์ นักวิจัย ทั้งภาครัฐและภาคอุตสาหกรรม รวมทั้งนักศึกษาระดับปริญญาตรี โท เอก ก็เป็นร้อยคนแล้ว นักวิจัยจากภาครัฐ เอกชน มาทำงานวิจัยร่วมกับเราเป็นสิบปี เขาก็จะได้ความรู้กลับไป ถือว่าเป็นการพัฒนาคน พัฒนาการศึกษา พัฒนาหลักสูตร พัฒนาบุคลากร และพัฒนาตัวเราเอง ท้ายที่สุดถ้าสามารถนำผลงานไปผลิตเชิงพาณิชย์ อันนั้นก็ถือว่าเราประสบความสำเร็จแล้วค่ะ

ขณะนี้มหาวิทยาลัยเชียงใหม่กำลังสนับสนุนผลงานวิจัยที่สามารถนำไปใช้ได้จริง เพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืนต่อไป เพราะฉะนั้น เราดีใจและภูมิใจที่ได้พยายามทำให้มันเกิดขึ้นได้จริง ในสิ่งที่จะเป็นประโยชน์กับคนไทย งานวิจัยเราสนับสนุนยุทธศาสตร์เชิงรุกของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ด้านอาหารและสุขภาพ ในส่วนที่ว่าวัสดุทางการแพทย์ที่ผลิตโดยคนไทย จะช่วยให้คุณภาพชีวิตของคนไทยดีขึ้น โดยเฉพาะผู้สูงอายุ เราจะต้องลดการนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้ประเทศไทยมีเศรษฐกิจดีขึ้น ในขณะเดียวกัน ก็หวังว่าพลาสติกชีวภาพที่เราทำ จะเป็นประโยชน์ต่อทั้งวงการแพทย์ สิ่งแวดล้อม และการเกษตรค่ะ”

เป็นเรื่องธรรมดาที่นักวิจัยย่อมพบทั้งความสำเร็จและล้มเหลวในการทดลองอยู่เสมอ แต่สิ่งสำคัญที่ทำให้การสร้างนวัตกรรมนี้ประสบความสำเร็จได้ คือการไม่ยอมแพ้ และไม่ล้มเลิกความตั้งใจที่จะสร้างประโยชน์อย่างยั่งยืนให้แก่ส่วนรวม สิ่งเหล่านี้คือคุณค่าของความสำเร็จที่แท้จริงที่ ผศ.ดร.วินิตา บุณโยดม และทีมงานนักวิจัยในห้องปฏิบัติการผลิตพลาสติกชีวภาพสำหรับใช้ทางการแพทย์ ได้ทำอย่างต่อเนื่อง มาเป็นเวลายาวนาน และจะเป็นแรงบันดาลใจให้แก่นักวิจัยรุ่นต่อ ๆ ไปได้คิดค้นนวัตกรรมที่สร้างทั้งคุณค่าและมูลค่าอย่างยั่งยืนสืบต่อไป

แกลลอรี่
ที่อยู่
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ 239 ถนนห้วยแก้ว ต.สุเทพ อ.เมือง จ.เชียงใหม่ 50200
สอบถาม

โทรศัพท์ : +66 5394 1300
โทรสาร : +66 5321 7143

Social