Silklife นวัตกรรมนักวิจัยจุฬาฯ ยกระดับไหมไทย จากงานฝีมือสู่วัสดุการแพทย์ระดับสากล

มิติใหม่ “ไหมไทย”นักวิจัยคณะวิศวฯ จุฬาฯ พัฒนาโปรตีนไหมเป็นแพลตฟอร์มผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ตั้งแต่แผ่นแปะบรรเทาปวด เนื้อเยื่อเทียม ไปจนถึงเจลฉีดข้อ ช่วยในการรักษาผู้ป่วย ลดการพึ่งพาวัสดุนำเข้าจากต่างประเทศ และสร้างรายได้ให้เกษตรกรอย่างยั่งยืน

ในห้วงเวลาที่อุตสาหกรรมการแพทย์ของไทยกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่เรายังต้องพึ่งพาวัสดุนำเข้าจากต่างประเทศ ทีมนักวิจัยจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยพยายามค้นหาศักยภาพของวัสดุท้องถิ่น และได้ค้นพบมิติใหม่ของ “ไหมไทย” มรดกทางวัฒนธรรมที่คนไทยรู้จักดีในฐานะผ้าไหมสีทอง ที่วันนี้กำลังจะกลายเป็นวัสดุทางการแพทย์ระดับสากล เช่น “วัสดุทันตกรรม” “เจลฉีดข้อ” และ “แผ่นแปะช่วยนอนหลับ”

รองศาสตราจารย์ ดร.จุฑามาศ รัตนวราภรณ์ ประธานหลักสูตรสหสาขาวิชาวิศวกรรมชีวเวช คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ หัวหน้าทีมวิจัยโครงการ Silklife กล่าวถึงแรงบันดาลใจที่ทำให้ทีมวิจัยหันมาสนใจไหมไทยว่า “เราตั้งใจที่จะสร้างความเข้มแข็งให้กับอุตสาหกรรมการแพทย์ของไทย เรามองว่าอุตสาหกรรมการแพทย์ของประเทศมีความสำคัญและเติบโตขึ้น แต่วัสดุที่นำมาใช้ผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์มักต้องพึ่งพาวัสดุจากต่างประเทศ ไม่ว่าจะเป็นคอลลาเจนหรือไฮยาลูรอนิกแอซิด ในขณะที่วัสดุท้องถิ่นเกรดการแพทย์ หาได้ยาก”  

                รศ.ดร.จุฑามาศ รู้จักไหมไทยเป็นอย่างดี จากที่ได้ทำวิจัยเกี่ยวกับโปรตีนไหมไทยตั้งแต่สมัยเป็นนิสิตปริญญาเอก และดำเนินงานอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับไหมไทยมาแล้วกว่า 15 ปี ร่วมกับทีมอาจารย์ผู้ทรงคุณวุฒิ อาทิ ศาสตราจารย์ ดร.ศิริพร ดำรงศักดิ์กุล และศาสตราจารย์ ดร.โศรดา กนกพานนท์

“ประเทศไทยเรามีทรัพยากรธรรมชาติและสมุนไพรที่มีมูลค่ามหาศาล การวิจัยไม่ควรจบแค่การตีพิมพ์ผลงาน แต่ควรจะถูกนำไปใช้ได้จริง ดังนั้น การทำวิจัยจึงต้องมองให้ครบทุกมิติตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ ยกระดับคุณภาพโดยยึดมาตรฐานสากล ตั้งแต่แปลงหม่อนในจังหวัดราชบุรี โรงเรือนเลี้ยงหม่อน กระบวนการผลิตในโรงงาน ไปจนถึงผลิตภัณฑ์คุณภาพที่ใช้กับผู้ป่วย”

โครงการวิจัย Silklife จึงไม่เพียงพัฒนานวัตกรรมผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรและการขึ้นทะเบียน อย. แต่ยังเป็นการสร้างความมั่นคงให้เกษตรกรและระบบนิเวศด้วย

ไหมไทย คุณสมบัติที่ไม่เหมือนใคร

ไหมประกอบด้วยโปรตีน 2 ชนิดหลัก ได้แก่ ไฟโบรอิน ซึ่งเป็นเส้นใยไหมส่วนเดียวกับที่นำไปทำผ้าไหม และเซริซิน ที่เป็นกาวไหมซึ่งมักถูกล้างออกหรือนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง แต่ส่วนที่ทีม Silklife ให้ความสำคัญคือไฟโบรอินที่นำมาประยุกต์เป็นเนื้อเยื่อเทียมและระบบนำส่งยา

            “ไหมไทยมีคุณสมบัติเฉพาะตัวหลายประการที่โดดเด่นกว่าไหมจากต่างประเทศคือ ไหมไทยเป็นไหมชนิดเดียวในโลกที่มี “รังสีเหลืองทอง” มีโครงสร้างโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งแตกต่างจากไหมอิตาลีหรือไหมญี่ปุ่น คุณสมบัติพิเศษนี้ทำให้สามารถจับกับสารออกฤทธิ์ที่ไม่ชอบน้ำได้ดี เหมาะสำหรับการนำส่งยาบางประเภท” รศ.ดร.จุฑามาศ อธิบาย

            นอกจากนี้ เส้นใยไหมยังมีความแข็งแรงซึ่งเป็นคุณสมบัติตามธรรมชาติ

“หนอนไหมสร้างโปรตีนเป็นเส้นใยเพื่อห่อหุ้มตัวเองในช่วงที่กำลังจะเปลี่ยนจากดักแด้เป็นผีเสื้อ ดังนั้นโปรตีนนี้จึงมีความแข็งแรงเป็นพิเศษเพื่อปกป้องดักแด้ คล้ายกับใยแมงมุมที่มีความเหนียวเพื่อดักจับเหยื่อ”

            คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการคือความปลอดภัยต่อร่างกาย

“ไฟโบรอินเป็นโปรตีนธรรมชาติ เมื่อย่อยสลายในร่างกาย จะกลายเป็นกรดอะมิโนที่ปลอดภัย ร่างกายสามารถกำจัดออกได้ง่าย ไม่เหลือสารตกค้างอันตราย แตกต่างจากโพลิเมอร์สังเคราะห์บางชนิด” รศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวและอ้างอิงการทดสอบในสัตว์ทดลองทั้งหนู กระต่าย และสุนัข ที่พบว่าโปรตีนไหมมีความเป็น “Inert” (อินเนิร์ท) หรือไม่ค่อยมีปฏิกิริยากับร่างกาย (low immunogenicity) ซึ่งดีกว่าคอลลาเจนที่มักเกิดปฏิกิริยาเมื่อฝังเข้าไปในร่างกาย

ยกระดับงานวิจัยตั้งแต่ต้นน้ำสู่ปลายน้ำ

โครงการ Silklife ไม่ได้มองการวิจัยเฉพาะในห้องแล็บ แต่มองภาพรวมและผลสะเทือนที่จะเกิดขึ้นกับทั้งระบบการผลิตที่เกี่ยวข้องในโครงการวิจัย ตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงปลายน้ำ

รศ.ดร.จุฑามาศ เล่าว่าทีมวิจัยได้สร้างต้นแบบการเลี้ยงหนอนไหมแบบอินทรีย์บนพื้นที่ 5 ไร่ในจังหวัดราชบุรี และได้รับการรับรองมาตรฐาน มกษ. 9000 ซึ่งเป็นมาตรฐานเกษตรอินทรีย์ของประเทศไทย จากกระทรวงเกษตรและสหกรณ์สำหรับแปลงหม่อน

            “กระบวนการอินทรีย์นี้ไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องควบคุมทุกปัจจัยตั้งแต่ดินที่ปราศจากการปนเปื้อน มีแนวกันชนล้อมรอบแปลงเพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากภายนอก การใช้ปุ๋ยอินทรีย์โดยไม่มีปุ๋ยเคมีเลย ไปจนถึงการเลือกวัสดุอุปกรณ์ที่ไม่มีสารปนเปื้อนอันตราย”

           

นอกจากนี้ รศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวว่าโรงเรือนเลี้ยงหนอนก็ต้องเป็นระบบปิด มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นให้คงที่ตลอดทั้งปี เพื่อแก้ปัญหาคุณภาพผลผลิตที่ไม่สม่ำเสมอตามฤดูกาล ทั้งนี้ โรงเรือนของโครงการ Silklife ได้รับมาตรฐาน มกษ. 8203 เป็นแห่งแรกและแห่งเดียวของประเทศไทย และกลายเป็นต้นแบบให้กับกรมหม่อนไหมอีกด้วย  

“เกษตรกรที่เป็นคอนแทรคฟาร์มมิ่งจะได้รับการฝึกอบรมให้ปฏิบัติตาม SOP อย่างเคร่งครัด ตั้งแต่การสวมเสื้อกาวน์ ถุงมือ เพื่อลดการปนเปื้อนตลอดกระบวนการ”

รศ.ดร.จุฑามาศ เล่าว่าเมื่อได้รังไหมคุณภาพสูงแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการสกัดโปรตีน กระบวนการนี้  จะทำในโรงงานต้นแบบ (Pilot Plant) ที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ซึ่งได้มาตรฐาน ISO 13485 สำหรับการควบคุมคุณภาพการผลิต และ ISO 10993 สำหรับการทดสอบความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ ซึ่งต้องผ่านการทดสอบประมาณ 6 ชุดในสัตว์ทดลอง

การยกระดับมาตรฐานตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงกลางน้ำนี้ใช้เวลาประมาณ 3-4 ปี จึงจะได้วัตถุดิบที่เป็นเกรดทางการแพทย์ (medical grade) พร้อมสำหรับการผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์

แพลตฟอร์มที่หลากหลาย: จากแผ่นแปะสู่เนื้อเยื่อเทียม

จุดแข็งของโปรตีน Silklife คือความเป็น “แพลตฟอร์ม” ที่สามารถพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายรูปแบบ โดยทีมวิจัยเริ่มจากผลิตภัณฑ์ที่ใช้ภายนอกร่างกายก่อน เพื่อทดสอบความปลอดภัยและสร้างความเชื่อมั่น ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่ใช้ภายนอกร่างกาย ได้แก่

แผ่นไฮโดรเจลแปะผิวหนัง เป็นผลิตภัณฑ์แรกที่พัฒนาสำเร็จ จากการใช้โปรตีนไหมเป็นตัวนำพาเพื่อกักเก็บและค่อย ๆ ปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ เช่น สารสกัดว่านสมุนไพรสำหรับแก้ปวดกล้ามเนื้อ สามารถปลดปล่อยสารอย่างต่อเนื่องนาน 6-8 ชั่วโมง ซึ่งแตกต่างจากแผ่นแปะทั่วไปที่ให้แค่ความรู้สึกร้อนเย็น

            แผ่นแปะ CBD (สารสกัดจากกัญชง) สำหรับช่วยการนอนหลับ แทนการหยด CBD ใต้ลิ้นซึ่งอาจทำให้เกิดการดื้อยาจากการใช้โดสสูง แผ่นแปะจะส่ง CBD ผ่านผิวหนังไปที่รีเซปเตอร์สำคัญ ภายใน 15-20 นาทีหลังแปะจะรู้สึกผ่อนคลายและหลับง่ายขึ้น ให้ผลอย่างต่อเนื่องตลอดคืน ผลิตภัณฑ์นี้อยู่ระหว่างรอการขึ้นทะเบียน อย. และมีโรงงานผลิตพร้อมแล้ว

            สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนขึ้น ได้แก่

สแคฟโฟลด์หรือเมทริกซ์รูพรุน ที่ทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำหรือสะพานเชื่อมเนื้อเยื่อ หนึ่งในการนำผลิตภัณฑ์ไปประยุกต์ใช้คือการอุดแผลหลังถอนฟันคุดหรือฟันกราม เพื่อช่วยให้เนื้อเยื่อติดกันได้ดีขึ้น นอกจากนี้ วัสดุจะค่อย ๆ สลายตัวไปเองโดยไม่ต้องผ่าตัดเอาออก ซึ่งจะสะดวกสำหรับผู้ป่วย โครงการนี้มีแผนจะขยายไปสู่การรักษารากฟันและเนื้อเยื่อเทียมอื่น ๆ เช่น กระดูกหรือเอ็นที่ฉีกขาด ซึ่งจะเข้าสู่ขั้นตอน Clinical Trial ในปี 2569

            เจลฉีดเข้าข้อ เป็นอีกนวัตกรรมที่น่าจับตา เหมาะสำหรับผู้ป่วยโรคข้อในระยะเริ่มต้นที่ขาดสารหล่อลื่น เจลไหมจะช่วยรองรับแรง ทำหน้าที่หล่อลื่น และกระตุ้นให้ร่างกายสร้างน้ำหล่อลื่นขึ้นมาเอง นอกจากนี้ยังสามารถผสมกับผงกระดูกหรือสารอื่น ๆ ได้อีกหลายชนิด ทำให้สามารถแตกไลน์ผลิตภัณฑ์ได้มากมาย ปัจจุบันอยู่ระหว่างเริ่มต้น Clinical Trial ที่โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์

ความท้าทายและจุดแข็งของงานวิจัย

การพัฒนาผลิตภัณฑ์จากโปรตีนไหมมีความท้าทายหลายประการ โดยเฉพาะเรื่องการสเกลการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

            “การผลิตในห้องแล็บอาจทำได้เพียงหนึ่งลิตร แต่การผลิตเชิงพาณิชย์ต้องทำได้หลายร้อยลิตรพร้อมกับรักษาคุณภาพให้คงที่ทุกรอบ ปัญหาอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์โปรตีนก็เป็นอีกหนึ่งอุปสรรค ทีมวิจัยต้องพัฒนาวิธีการและจดสิทธิบัตรเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ภายในร่างกายต้องผ่านการทดลองทางคลินิก (Clinical Trial) ตามเฟสมาตรฐาน ทำให้ใช้เวลานานกว่าจึงจะออกสู่ตลาดได้”

            อย่างไรก็ตาม จุดแข็งของ Silklife อยู่ที่ความเป็นแพลตฟอร์มที่ครอบคลุมและมีมาตรฐานสากล มีการควบคุมคุณภาพตั้งแต่ต้นน้ำจนถึงปลายน้ำ พร้อมด้วยข้อมูลวิจัยที่สะสมมากว่า 15 ปี การเป็นวัสดุท้องถิ่นทำให้สามารถควบคุมแหล่งวัตถุดิบได้ และมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนเมื่อเทียบกับการนำเข้าจากต่างประเทศ

            ผลงานของทีม Silklife ได้รับการยอมรับในหลายเวที ทั้งจากการยกระดับวัสดุท้องถิ่นด้วยมาตรฐานสากล การพัฒนาเป็นแพลตฟอร์มที่สามารถแตกไลน์เป็นผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิด และความเชี่ยวชาญทางเทคนิคในการปรับสูตรตามความต้องการ

“เราไม่ได้พัฒนามาแล้วได้ผลิตภัณฑ์ตัวเดียวแล้วจบ แต่สามารถแตกไลน์ไปได้เป็น 10 เป็น 100 ผลิตภัณฑ์” รศ.ดร.จุฑามาศ เผยถึงจุดเด่นของงานวิจัย

ความสำเร็จของ Silklife เกิดจากความร่วมมือจากหลายหน่วยงาน ตั้งแต่กรมหม่อนไหมที่เป็นพาร์ทเนอร์มาตั้งแต่เริ่มต้น สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย โรงพยาบาลและคลินิกที่ร่วมทดสอบ ศูนย์ทดสอบระดับสากล สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) และภาคเอกชนที่ร่วมผลักดันสู่การผลิตเชิงพาณิชย์

งานวิจัยทรงคุณค่า สร้างมูลค่าให้เกษตรกรไทย

โครงการ Silklife ไม่ได้มุ่งแค่พัฒนาผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์เท่านั้น แต่ยังมองถึงการสร้างความมั่นคงให้เกษตรกรด้วย

            “โครงการนี้ส่งผลให้เกษตรกรได้รับการพัฒนาทักษะและความรู้ในการผลิตตามมาตรฐาน มีรายได้ที่มั่นคงและสูงขึ้น” รศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวด้วยความภาคภูมิใจ “ปัจจุบันมีเกษตรกรหนึ่งครัวเรือนเป็นต้นแบบในเกษตรพันธสัญญา (Contract farming) แทนที่จะขายรังไหมกิโลกรัมละ 1,000 กว่าบาท เกษตรกรที่ร่วมโครงการสามารถขายรังไหมสำหรับตลาดผลิตภัณฑ์การแพทย์ โดยได้มูลค่ากิโลกรัมละหลักหมื่นบาทได้”

            มูลค่าที่เพิ่มขึ้นมาจากคุณค่าที่ใส่เข้าไปในกระบวนการ “เราอยากเห็นวันที่ประเทศไทยมีผลิตภัณฑ์เหมือนญี่ปุ่นที่เมื่อใส่กระบวนการมาตรฐานและเพิ่มมูลค่าก็สามารถขายได้ราคาสูงเช่นกัน ซึ่งการยกระดับนี้มาจากกระบวนการ มาตรฐาน และวิธีการที่เปลี่ยนไป การลงทุนในมาตรฐานสูงคุ้มค่าเพราะผลิตภัณฑ์ปลายน้ำมีมูลค่าสูง และสามารถแข่งขันกับผลิตภัณฑ์นำเข้าจากต่างประเทศได้”

วิสัยทัศน์สู่อนาคต

รศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวถึงเป้าหมายระยะสั้นของทีม Silklife คือการผลักดันผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดให้มากที่สุด เพื่อสร้างการยอมรับและความเชื่อมั่น

“เมื่อคนเห็นผลิตภัณฑ์เยอะ ๆ การยอมรับก็จะเกิดขึ้น วันหนึ่งมันจะเป็นเหมือนคอลลาเจนที่คนมั่นใจว่าปลอดภัยและมีศักยภาพสูง”

            ส่วนวิสัยทัศน์ระยะยาว รศ.ดร.จุฑามาศ หวังว่าจะมีการนำไหมไทยไปใช้ทางการแพทย์ในวงกว้างขึ้น มีนักวิจัยและภาคเอกชนให้ความสนใจมากขึ้นด้วย

“เมื่อปลายทางมีความต้องการมาก ต้นทางก็ต้องเพิ่มจำนวนขึ้นตาม ดังนั้นเกษตรกรจะผลิตได้มากขึ้น มีรายได้สูงขึ้น ที่สำคัญ ประเทศไทยจะสามารถพึ่งพาตนเองในเรื่องผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ได้ วันหนึ่งเราต้องมีผลิตภัณฑ์การแพทย์ที่เราผลิตใช้เองจากในประเทศ ไม่ใช่ว่านำเข้าทุกอย่าง ถ้ามันไม่มีตัวแรก ๆ ที่เราพึ่งตนเองได้ ก็จะไม่มีจุดเปลี่ยน”

ข้อคิดสำหรับนักวิจัยรุ่นใหม่

สำหรับนักวิจัยรุ่นใหม่ที่สนใจพัฒนานวัตกรรมจากวัสดุท้องถิ่น รศ.ดร.จุฑามาศ ให้ข้อแนะนำว่า ประเทศไทยมีทรัพยากรธรรมชาติและสมุนไพรที่มีมูลค่ามหาศาล สิ่งสำคัญคือต้องทำวิจัยอย่างจริงจัง มองให้ครบทุกมิติตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ และยึดมาตรฐานสากลเป็นหลัก ซึ่งการสร้างงานวิจัยเป็นแพลตฟอร์มที่สามารถพัฒนาเป็นหลายผลิตภัณฑ์จะทำให้การลงทุนคุ้มค่า เพราะแต่ละงานวิจัยใช้ทรัพยากร เงินทุน และเวลาเป็นมูลค่าหลายสิบล้านบาท

            “สิ่งสำคัญที่สุดคือการวิจัยไม่ควรจบแค่การตีพิมพ์ผลงาน การที่เราเห็นงานวิจัยถูกนำไปใช้ได้จริง เกิดความร่วมมือกับเอกชน นับว่าเป็นความสำเร็จอีกขั้นหนึ่ง งานวิจัยกับการทำผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์สามารถไปด้วยกันได้” รศ.ดร.จุฑามาศ เน้นย้ำ พร้อมยกตัวอย่างว่าปัจจุบันมีหลายผลิตภัณฑ์ที่จดสิทธิบัตรแล้วทำเชิงพาณิชย์เสร็จ ก็ยังสามารถนำงานวิจัยมาเขียนเป็นบทความวิชาการตีพิมพ์ได้ การสร้างทีมวิจัยที่เข้มแข็ง          มีนักวิจัยที่เป็นกำลังสำคัญ และแตกแขนงผลิตภัณฑ์ออกไป จะช่วยให้เกิดผลิตภัณฑ์จากวัสดุท้องถิ่นของประเทศได้อีกมากมาย

            จากห้องแล็บในคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ สู่แปลงหม่อนในราชบุรี จากการตีพิมพ์ผลงานวิชาการนานาชาติ สู่การขึ้นทะเบียน อย. จากงานวิจัยพื้นฐาน สู่ผลิตภัณฑ์ที่จับต้องได้ในชีวิตจริง นี่คือตัวอย่างของการวิจัยที่ครอบคลุมทั้งมิติวิชาการ เศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อม เป็นงานการวิจัยที่ “ไม่ทิ้งต้นทาง ไม่ลืมปลายทาง” ทั้งเกษตรกรผู้เลี้ยงไหมและผู้ป่วยที่รอคอยการรักษา เป็นตัวอย่างที่สะท้อนพันธกิจของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในการเป็น “มหาวิทยาลัยเพื่อสังคม” ที่ไม่ได้หยุดอยู่แค่การสร้างองค์ความรู้ แต่ยังนำความรู้นั้นไปใช้เพื่อประโยชน์ของส่วนรวมอย่างเป็นรูปธรรม ผ่านงานวิจัยที่มีคุณค่า มีคุณภาพ และมีความหมายต่อสังคมไทยและนานาชาติ       

            สำหรับผู้ที่สนใจติดตามหรือสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Silklife สามารถเข้าชมเว็บไซต์ www.enginelife.co.th ซึ่งเป็นสตาร์ตอัปของคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

• Facebook
• Twitter
• Line