โปรเจค นวัตกรรมผิวหนังเทียมจากเจลาตินด้วยเทคนิคการพิมพ์ชีวภาพสามมิติ
จากห้องแลปวัสดุชีวภาพ ว.วิศวกรรมชีวการแพทย์ ม.รังสิต
ผิวหนังเทียมจากเจลาตินผสมเซลล์ต้นกำเนิดกับโกรทแฟคเตอร์ด้วยเทคนิค การพิมพ์ชีวภาพแบบสามมิติสำหรับการรักษาแผลและการฟื้นฟูผิวหนัง (3D-bioprinted artificial skin from gelatin with stem cells and growth factor for wound healing and skin regeneration) ชื่อผู้ประดิษฐ์ รศ.ดร.ณัฐพล ถนัดช่างแสง, ผศ.ดร.ศรี บุญญกุล, รศ.ดร.นพ.ดุลยพฤกษ์ ถาวรสวัสดิ์รักษ์, รศ.ดร.ภญ.ฤดี เหมสถาปัตย์, นายกิติพงษ์ ปาสาณพงศ์
Concise Summary
The purpose of this research is to fabricate artificial skin containing fish skin gelatin mixed with stem cells and growth factor using 3D-bioprinting technique for wound healing and skin regeneration. This bioprinted skin can be designed to suit the characteristics of the wound and reducing repetitive injuries and can be applied for modern medicine accessed by the public.
ความเป็นมาและความสำคัญ
เนื่องด้วยในปัจจุบันมีผู้ป่วยได้รับบาดเจ็บบริเวณผิวหนังชนิดเรื้อรังเป็นจำนวนมากถึง 77-154 ล้านคนต่อปี หรือประมาณ 1-2% ของจำนวนประชากรโลก ซึ่งแนวทางในการรักษาและฟื้นฟูผู้ป่วยเหล่านี้ต้องใช้แพทย์ ผู้เชี่ยวชาญทำการผ่าตัดรักษาร่วมกับการใช้ยารักษา ในบางกรณีอาจต้องนำผิวหนังจากบริเวณส่วนอื่นของ ร่างกายเพื่อทําเป็นกราฟท์ผิวหนัง (Skin graft) โดยที่วิธีการรักษาดังกล่าวทำให้เกิดบาดแผลที่บริเวณอื่นเป็นการ สร้างความเจ็บปวดเพิ่มให้กับผู้ป่วย ดังนั้นผู้ประดิษฐ์จึงมีแนวคิดที่จะสร้างผิวหนังเทียมสำหรับการรักษาแผลและ การฟื้นฟูผิวหนัง โดยอาศัยหลักการของวิศวกรรมเนื้อเยื่อในการสร้างผิวหนังเทียมที่มีชีวิตขึ้นด้วยการนำหมึก พิมพ์ชีวภาพเจลาตินเมทาคริโลอิล (gelatin methacryloyt, GetMA) ที่มีสารตั้งต้นจากเจลาตินหนังปลา ซึ่ง หากผ่านการทดสอบทางคลินิกสามารถใช้เป็นวัสดุโครงเลี้ยงเซลล์ (scaffold) สำหรับผสมกับเซลล์ต้นกำเนิดมี เซนไคม์ (mesenchymal stern cells; MSCs) และโกรทแฟคเตอร์ (growth factor) แล้วใช้เทคนิคการพิมพ์ ชีวภาพแบบสามมิติ (3D-Bioprinting) ขึ้นรูปเป็นผิวหนังเทียมให้มีลักษณะและขนาดของแผลตามที่ออกแบบได้
เทคโนโลยี/กระบวนการ
คณะผู้ประดิษฐ์ได้นำหมึกพิมพ์ชีวภาพที่สังเคราะห์จากเจลาตินหนังปลาไปใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์โดย การขึ้นรูปวัสดุเป็นโครงเลี้ยงเซลล์ด้วยเทคนิคการพิมพ์ชีวภาพสามมิติโดยพิมพ์หมึกพิมพ์ชีวภาพร่วมกับเซลล์ที่ สามารถพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อหรืออวัยวะเป้าหมายร่วมกับโกรทแฟคเตอร์ หลังจากเพาะเลี้ยงเซลล์ไประยะหนึ่ง แล้วเซลล์จะเกิดการแบ่งตัวและพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อแล้วสามารถเจริญไปเป็นอวัยวะได้ โดยในงานวิจัยนี้ได้สร้าง ผิวหนังเทียมที่มีชีวิตที่สามารถนำไปช่วยเหลือผู้ป่วยซึ่งมีบาดแผลรุนแรงที่บริเวณผิวหนังและมีความจำเป็นต้อง ทํากราฟท์ผิวหนัง จากผลการวิจัยในระดับสัตว์ทดลองพบว่าการปลูกถ่ายด้วยผิวหนังเทียมนี้ช่วยลดระยะเวลา การหายของบาดแผลรวมทั้งลดการบาดเจ็บซ้ำซ้อนจากการปลูกถ่ายที่ได้มาจากผิวหนังบริเวณอื่นของร่างกาย