KMITL Expo 2026 LogoKMITL 66th Anniversary Logo

การสร้างระบบไมโครฟลูอิดิกเพื่อจำลองระบบเซลล์ผิวหนังสำหรับการใช้งานทางเภสัชกรรม

รายละเอียด

การสร้างแบบจำลองผิวหนังบนชิป (Skin-on-a-chip) มีบทบาทสำคัญในการวิจัยด้านการพัฒนายา และเครื่องสำอาง ซึ่งแบบดั้งเดิมมักจะใช้วิธีการสองมิติ (Two-dimensional, 2D) ที่อาศัยการเพาะเลี้ยงเซลล์บนพื้นผิวแบนราบ ทำให้ขาดความซับซ้อนของโครงสร้างผิวหนังและการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ที่สมจริง นอกจากนี้ วิธีการดั้งเดิมยังมีข้อจำกัดในการเลียนแบบการไหลเวียนของของเหลวและสารอาหาร ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการทดสอบทางเภสัชกรรมและการทำนายผลกระทบของยา ซึ่งทำให้มีการพัฒนาแบบจำลองผิวหนังแบบสามมิติ (Three-dimensional, 3D) ด้วยเทคโนโลยีไมโครฟลูอิดิกแบบใหม่ ช่วยเพิ่มความสมจริงของโครงสร้างผิวหนัง โดยการจำลองทั้งชั้นหนังกำพร้า (Epidermis) และชั้นหนังแท้ (Dermis) รวมถึงการ ไหลเวียนของของเหลวที่คล้ายคลึงกับสภาวะในร่างกายมนุษย์ การออกแบบระบบสามมิติ (3D) ช่วยให้เซลล์มีการจัดเรียงที่สมจริงมากขึ้น และมีการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ที่สมจริง ทำให้สามารถเลียนแบบการทำงานของผิวหนังได้ดีกว่า และเพิ่มความแม่นยำในการประเมินผลของสารต่าง ๆ ต่อการตอบสนองของเซลล์ ทั้งในด้านการดูดซึม การอักเสบ และการสมานแผล ดังนั้น การสร้างแบบจำลองผิวหนัง แบบสามมิติ (3D) ไม่เพียงแต่จะช่วยแก้ไขปัญหาของวิธีการดั้งเดิมแต่ยังเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาแบบจำลองที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการทดสอบยาและผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

วัตถุประสงค์

ในปัจจุบัน โรคผิวหนังเป็นปัญหาทางสุขภาพที่พบได้อย่างแพร่หลายทั่วโลก ทั้งโรคผิวหนังอักเสบ โรค สะเก็ดเงิน และมะเร็งผิวหนัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออายุของประชากรโลกเพิ่มมากขึ้น ทำให้จำนวนผู้ป่วยโรคผิวหนังที่ต้องได้รับการรักษาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้ตลาดโลกในการนำส่งยาเติบโต ส่งผลให้เกิดความต้องการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรมที่สามารถรักษาและบำรุงผิวหนังได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการพัฒนาระบบการส่งยาเข้าสู่ผิวหนัง (Transdermal Drug Delivery System) ที่สามารถตอบสนองต่อการรักษาโรคเฉพาะทางหรือการใช้ในเครื่องสำอางได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม กระบวนการทดสอบยาและเครื่องสำอางในปัจจุบันยังคงพึ่งพาการทดลองในสัตว์ (Animal Testing) ซึ่งนอกจากจะเป็นที่ถกเถียงในด้านจริยธรรมแล้ว ยังอาจไม่สามารถสะท้อนการตอบสนองที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์ได้อย่างแม่นยำ ดังนั้น การพัฒนาระบบที่สามารถจำลองสภาพแวดล้อมของผิวหนังมนุษย์ในห้องปฏิบัติการจึงกลายเป็นที่ต้องการอย่างมาก ซึ่งจะช่วยให้สามารถทดสอบประสิทธิภาพและความปลอดภัยของยาและผลิตภัณฑ์ทางเครื่องสำอางได้โดยไม่ต้องพึ่งพาการทดสอบในสัตว์ โดยระบบไมโครฟลูอิดิก (Microfluidic System) เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในการจำลอง ระบบเซลล์ผิวหนัง เนื่องจากมีความสามารถในการเลียนแบบสภาพแวดล้อมทางสรีรวิทยาได้อย่างแม่นยำ โดยการควบคุมการไหลของของเหลวในระดับไมโครเมตร ซึ่งช่วยให้สามารถจำลองการทำงานของชั้นต่าง ๆ ของผิวหนังได้อย่างใกล้เคียงกับสภาพแวดล้อมภายในร่างกายจริง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการศึกษาการแทรก ซึมของสารเข้าสู่ผิวหนัง การปลดปล่อยยา และการโต้ตอบระหว่างเซลล์ผิวหนังกับสารเคมีได้ในระดับที่ ละเอียดและแม่นยำ การสร้างระบบไมโครฟลูอิดิกเพื่อจำลองระบบเซลล์ผิวหนัง จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาทางเภสัชกรรม โดยเฉพาะในการพัฒนายาที่มีการนำส่งผ่านผิวหนัง รวมถึงการพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย นอกจากนี้ การสร้างระบบดังกล่าวยังมีศักยภาพในการลดการพึ่งพาการทดสอบในสัตว์ ซึ่งสอดคล้องกับแนวทางการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ ดังนั้น โครงงานพิเศษนี้จึงได้นำเทคโนโลยีของไหลจุลภาคมาประยุกต์เพื่อสร้างและพัฒนาระบบไมโครฟลูอิดิก โดยทำงานออกแบบและสร้างลวดลายด้วยวิธีการแม่พิมพ์แบบอ่อน (Soft lithography) และใช้ Polydimethylsiloxane (PDMS) เป็นวัสดุที่ทำการเพาะเลี้ยงเซลล์ภายใน ที่สามารถจำลองสภาพแวดล้อมของผิวหนังมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการบูรณาการเซลล์ผิวหนังชนิดต่าง ๆ เช่น เคราติโนไซต์ (Keratinocytes) และไฟโบรบลาสต์ (Fibroblasts) เพื่อจะศึกษาการทำงานและการตอบสนองของผิวหนังต่อยาหรือสารเคมี โดยหวังว่างานวิจัยนี้จะช่วยส่งเสริมการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรมและเครื่องสำอางในอนาคต

นวัตกรรมอื่น ๆ

นวัตกรรมผลิตภัณฑ์เซรั่มไฮยาอินทผลัม Age-Defying Dates Palm Serum

วิทยาลัยการจัดการนวัตกรรมและอุตสาหกรรม

นวัตกรรมผลิตภัณฑ์เซรั่มไฮยาอินทผลัม Age-Defying Dates Palm Serum

ผลิตภัณฑ์ไฮยาอินทผลัมเป็นเซรั่มที่พัฒนาขึ้นจากสารสกัดอินทผลัม ซึ่งมีสารต้านอนุมูลอิสระสูง ช่วยลดเลือนริ้วรอย และกักเก็บความชุ่มชื้นให้กับผิวหน้า โดยผสานกับกรดไฮยาลูรอนิคเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบำรุง ผลิตภัณฑ์นี้เกิดจากการวิจัยเกี่ยวกับปัจจัยที่มีผลต่อการตั้งใจซื้อของผู้บริโภค พบว่าผู้บริโภคให้ความสำคัญกับคุณสมบัติด้านการชะลอวัย ความปลอดภัย และแหล่งที่มาของส่วนผสม การพัฒนาเซรั่มนี้จึงมุ่งเน้นที่การใช้วัตถุดิบจากธรรมชาติ เพื่อเป็นตัวเลือกใหม่ในตลาดผลิตภัณฑ์บำรุงผิว

ผลิตภัณฑ์นายฮ้อยหัวฟู

วิทยาเขตชุมพรเขตรอุดมศักดิ์

ผลิตภัณฑ์นายฮ้อยหัวฟู

การศึกษาปรสิตในปลาหมอคางดำและการแปรรูปเพื่อเพิ่มมูลค่า ปรสิตเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อสุขภาพของปลาและความสมดุลของระบบนิเวศทางทะเล การศึกษาปรสิตในปลาจึงมีบทบาทสำคัญในการประเมินสถานภาพประชากรปลาและผลกระทบต่อระบบนิเวศ งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการสำรวจปรสิตเบื้องต้นในปลาหมอคางดำ (Sarotherodon melanotheron) ในน่านน้ำจังหวัดชุมพร เพื่อตรวจสอบว่าปลาชนิดนี้มีการติดเชื้อปรสิตหรือไม่ ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาจะช่วยเป็นแนวทางสำคัญสำหรับการบริหารจัดการทรัพยากรทางทะเล รวมถึงแนวทางในการนำปลาหมอคางดำมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์อาหาร เพื่อลดจำนวนประชากรของปลาชนิดนี้ในระบบนิเวศ หนึ่งในแนวทางการแปรรูปปลาหมอคางดำ คือ ผลิตภัณฑ์ "นายฮ้อยหัวฟู" ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นเพื่อนำเนื้อปลามาทอดให้กรอบและฟู ก่อนนำมายำกับมะม่วงเพื่อเพิ่มรสชาติให้น่ารับประทานมากยิ่งขึ้น การแปรรูปนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับปลา แต่ยังเป็นแนวทางในการบริหารจัดการประชากรปลาหมอคางดำที่อาจมีผลกระทบต่อระบบนิเวศ จากผลการศึกษา พบว่าไม่มีการติดเชื้อปรสิตทั้งภายในและภายนอกของปลาหมอคางดำที่เก็บตัวอย่าง ซึ่งบ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมทางทะเลในพื้นที่ศึกษามีความเหมาะสมต่อสุขภาพของปลา อย่างไรก็ตาม ควรมีการศึกษาต่อเนื่องเพื่อเฝ้าระวังการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศในระยะยาว และประเมินผลกระทบของปลาหมอคางดำต่อความสมดุลของระบบนิเวศ เพื่อให้สามารถจัดการทรัพยากรได้อย่างยั่งยืน

การศึกษาการใช้ผงกระเบื้องเซรามิกทดแทนปริมาณซีเมนต์

คณะวิศวกรรมศาสตร์

การศึกษาการใช้ผงกระเบื้องเซรามิกทดแทนปริมาณซีเมนต์

การศึกษานี้มุ่งเน้นการใช้ผงกระเบื้องเซรามิกเป็นวัสดุทดแทนซีเมนต์ในคอนกรีตในอัตราส่วนที่เหมาะสม โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อหาคุณสมบัติในการนำผงกระเบื้องมาทดแทนปริมาณซีเมนต์ และหาอัตราส่วนผสมที่เหมาะสมของผงกระเบื้องในซีเมนต์มอร์ตาร์ ที่สามารถให้สมบัติเทียบเท่าหรือดีกว่าซีเมนต์มอร์-ตาร์ปกติ ในการทดลองได้ดำเนินการโดยการเตรียมตัวอย่างซีเมนต์มอร์ตาร์ที่มีการทดแทนซีเมนต์ด้วยผงกระเบื้องเซรามิก 2 ประเภทที่เป็นขยะจากโรงงานผลิตกระเบื้องเซรามิก ได้แก่ ผงกระเบื้องร่องน้ำ และผงกระเบื้องขัด แบ่งส่วนการผสม 2 ส่วนคือ ส่วนที่ 1 ใช้สัดส่วนซีเมนต์ผสมผงกระเบื้อง ส่วนที่ 2 จะพิจารณาจากผลวิเคราะห์กำลังการรับแรงส่วนที่ 1 เพื่อพิจารณาในการเพิ่มหรือลดสัดส่วน และทำการทดสอบคุณสมบัติต่าง ๆ เช่น ความถ่วงจำเพาะ ความข้นเหลวปกติ ระยะเวลาการก่อตัว กำลังรับแรงดึง และกำลังรับแรงอัด จากผลการศึกษาพบว่าการแทนที่ซีเมนต์ด้วยผงกระเบื้องขัด สามารถรับแรงดึงและแรงอัดได้มากที่สุดเทียบเท่ากับกำลังการรับแรงดึงและแรงอัดของซีเมนต์มอร์ตาร์ปกติ ดังนั้น การใช้ผงกระเบื้องเซรามิกสามารถเพิ่มความสามารถการรับแรงอัดได้ในสัดส่วนการแทนที่ และยังเป็นการช่วยลดการใช้ซีเมนต์ ซึ่งส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมจากการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิตซีเมนต์ อีกทั้งเป็นแนวทางในการใช้วัสดุเหลือใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิกให้เกิดประโยชน์สูงสุด ทั้งยังส่งเสริมความยั่งยืนในด้านอุตสาหกรรมก่อสร้าง