แผ่นเมมเบรนฯ กักเก็บโปรตีนในปัสสาวะ ผลงานนักศึกษา ม.รังสิต

นักศึกษาวิทยาลัยวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยรังสิต ได้รับรางวัลระดับเหรียญเงิน กลุ่มการสาธารณสุข สุขภาพ และเทคโนโลยี ผลงานเรื่อง "การพัฒนาแผ่นเมมเบรนเส้นใยอิเล็กโทรสปันสำหรับการกักเก็บโปรตีน และสารโมเลกุลขนาดเล็กในปัสสาวะ" จากการประกวดผลงานนวัตกรรมสายอุดมศึกษา ประจำปี 2563 ภายในงาน มหกรรมงานวิจัยแห่งชาติ 2563 (Thailand  Research  Expo  2020)

นายอนุชาญ  พนักศรี นักศึกษาหลักสูตร 4+1 (ปริญญาตรีควบโท) วิทยาลัยวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยรังสิต กล่าวว่า ตนและนายพศิณ  กุญชรินทร์ ได้ส่งผลงานเรื่อง "การพัฒนาแผ่นเมมเบรนเส้นใยอิเล็กโทรสปันสำหรับการกักเก็บโปรตีน และสารโมเลกุลขนาดเล็กในปัสสาวะ" เข้าร่วมกิจกรรมประกวดผลงานนวัตกรรมสายอุดมศึกษา ประจำปี 2563 ภายในงาน มหกรรมงานวิจัยแห่งชาติ 2563 (Thailand  Research  Expo  2020) ซึ่งจัดโดยสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) โดยได้รับรางวัลระดับเหรียญเงิน กลุ่มการสาธารณสุข สุขภาพ และเทคโนโลยี จาก 60 ทีมทั่วประเทศ โดยมี ผศ.ณัฐพล  ถนัดช่างแสง  ผศ.ศนิ  บุญญกุล และ พญ.นวลกันยา สถิรพงษะสุทธิ เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา

สำหรับผลงานดังกล่าวได้รับทุนวิจัยจากศูนย์เครือข่ายการวิจัยและพัฒนาด้านนาโนเทคโนโลยี (Research Network NANOTEC program) ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ-โรงพยาบาลรามาธิบดี (RNN-Ramathibodi Hospital) โดยได้พัฒนาแผ่นเมมเบรนขึ้นมาใช้กับเทคนิค Syringe Push Membrane Absorption ในการเก็บปัสสาวะเพื่อวินิจฉัยโรคไต หรือโรคที่เกี่ยวข้องกับทางเดินปัสสาวะที่ต้องใช้ปัสสาวะในปริมาณมากจากผู้ตรวจ ซึ่งทำให้เปลืองพื้นที่ในการจัดเก็บและมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้น 

“โดยปกติโปรตีนไม่ควรจะมีอยู่ในปัสสาวะ ถ้ามีโปรตีนอยู่ในปัสสาวะแสดงว่าไตหรืออวัยวะที่เกี่ยวข้องกับทางเดินปัสสาวะเริ่มทำงานผิดปกติ ดังนั้น การที่เราเก็บโปรตีนในปัสสาวะมาก็เพื่อการตรวจวิเคราะห์พวกโรคที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของไต หรือการเป็นแผลในกระเพาะปัสสาวะ เป็นต้น ดังนั้น การที่จะนำโปรตีนเหล่านี้ไปตรวจวิเคราะห์จำเป็นต้องมีการเก็บตัวอย่าง เมื่อมีการเก็บตัวอย่างในกรณีที่ไม่สามารถตรวจวิเคราะห์ได้เลย หรือมีผู้ตรวจจำนวนมากจึงจำเป็นต้องมีการเก็บตัวอย่างปัสสาวะเพื่อรักษาสภาพโปรตีน โดยการนำไปแช่ในอุณหภูมิต่ำ เช่น ตู้แช่ หรือตู้เย็น ซึ่งการนำปัสสาวะเหล่านี้ไปเก็บในตู้เย็นนั้นทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่ในการจัดเก็บ"

"เราจึงทำแผ่นเมมเบรนดังกล่าวขึ้นมาเพื่อเก็บเฉพาะตัวของโปรตีนเอาไว้แล้วกรองปัสสาวะออก โดยการใช้เทคนิค Syringe Push Membrane Absorption เป็นการใช้ไซริงค์ดันปัสสาวะเพื่อกรองโปรติดให้ติดอยู่บนแผ่นเมมเบรน ซึ่งเราจะได้โปรตีนที่ติดอยู่บนแผ่นเมมเบรนเก็บเฉพาะโปรตีนแทน ในการทำแผ่นเมมเบรนนี้ก็จะช่วยลดพื้นที่ในการจัดเก็บได้ค่อนข้างเยอะ และลดค่าใช้จ่ายในการเช่าตู้เย็นมาเก็บปัสสาวะที่มีจำนวนมาก ซึ่งวิธีนี้สามารถตอบโจทย์ได้ทั้งการใช้ในการตรวจโรคและการวิจัย เป็นการช่วยลดระยะเวลาในการเตรียมตัวอย่าง เพื่อใช้ในการวินิจฉัยโรคทำให้สามารถเก็บตัวอย่างได้ในปริมาณที่มากขึ้น เพิ่มความสะดวกทั้งผู้มาตรวจโรคและผู้ทำการตรวจวินิจฉัย รวมถึงในการส่งตัวอย่าง นอกจากนี้ การเตรียมตัวอย่างด้วยวิธีนี้ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการเตรียมตัวอย่างได้มาก เมื่อเทียบกับวิธีที่ใช้ในปัจจุบัน" 

การสร้างแผ่นเมมเบรนนี้สร้างมาจากโพลิเมอร์ ด้วยเทคนิคการสร้างเส้นใยด้วยไฟฟ้าโดยการใช้ไฟฟ้าในการเหนี่ยวนำ โดยเส้นใยที่ออกมาก็จะโดนฉีดมาจากโพลิเมอร์ชนิดพอลิไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (PHA) ผสมกับสารปรุงแต่ง Graphene Oxide เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดักจับโปรตีนได้ดีขึ้น โดยจะอยู่ในรูปของสารละลาย ใช้ไฟฟ้าในการเหนี่ยวนำกลายเป็นแผ่นซ้อนทับกันเป็นนาโนไฟเบอร์ ตัวนาโนไฟเบอร์ตัวนี้ก็จะมีข้อดีตรงที่ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวต่อความยาวทำให้อนุภาพของโปรตีนจับบนแผ่นเมมเบรนได้ดีขึ้น อีกอย่างหนึ่งคือตัวโพลิเมอร์ของเรามีความยืดหยุดค่อนข้างมากทำให้เวลาเรา Put ตัวของปัสสาวะผ่านไซริงค์แล้วไม่ฉีกขาดง่าย

เพราะฉะนั้น ตัวนี้ก็จะช่วยตอบโจทย์ในแง่ของการลดพื้นที่จัดเก็บ และการเก็บรักษา ซึ่งการเก็บรักษาเป็นส่วนที่เรายังพัฒนาต่อ เนื่องจากปกติตัวของปัสสาวะจะไม่สามารถเก็บได้ในระยะเวลาที่นาน เพราะว่ามีเชื้อและแบคทีเรียจำนวนมาก ฉะนั้น จึงนิยมเก็บประมาณ 24 ชั่วโมงเท่านั้นแล้วก็ทิ้ง ดังนั้น เป็นอีกโจทย์หนึ่งคือถ้าสมมติอยู่ในแผ่นแล้วจะเก็บรักษาสภาพโปรตีนนี้ได้นานแค่ไหน ซึ่งกำลังทำการทดลองอยู่ตอนนี้

ส่วนตัวรู้สึกดีใจที่ได้รับรางวัลในครั้งนี้ ซึ่งผมไม่เคยประกวดเวทีที่ใหญ่ระดับนี้มาก่อน และได้รางวัลก็รู้สึกดีใจและได้ประสบการณ์จากการประกวด และได้ถ่ายทอดผลงานของเราให้คนอื่นเข้าใจ 

ด้าน ผศ.ดร.ณัฐพล  ถนัดช่างแสง อาจารย์ประจำวิทยาลัยวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยรังสิต กล่าวว่า ในฐานะอาจารย์ที่ปรึกษาได้มีส่วนช่วยในการคิดโปรเจกต์อย่างที่ได้กล่าวมาข้างต้น รวมทั้งการหาทุนเพื่อสนับสนุน และติดต่อประสานงานกับทางแพทย์ในการทำโปรเจกต์ร่วมกัน ซึ่งทำให้ได้โจทย์จริงจากในโรงพยาบาลและอุตสาหกรรม โดยสามารถนำไปใช้งานได้จริงด้วย ซึ่งผลงานดังกล่าวปัจจุบันได้นำไปใช้ในแล็บที่โรงพยาบาลรามาในการวิเคราะห์โปรตีนเรียบร้อยแล้ว