การพัฒนาผลิตภัณฑ์แผ่นยับยั้งเชื้อแบคทีเรียก่อการอักเสบของผิวจากนาโนเซลลูโลสธรรมชาติ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชนากานต์ เจริญพงษ์, ลภัสรดา เดชธรรมรงค์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

วิภาวี ศรีหานนท์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ลพบุรี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2566

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

การอักเสบของผิวหรือสิวเป็นหนึ่งในภาวะผิดปกติทางผิวหนังที่พบบ่อยโดยเฉพาะช่วงวัยรุ่น พบได้มากถึงร้อยละ 80 ถึง 85 โดยสาเหตุเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของฮอร์โมน การอุดตันของรูขุมขน การผลิตน้ํามันในผิวมากเกินไป และเกิดจากแบคทีเรียบางกลุ่ม เช่น Staphylococcus aureus และ Propionibacterium acnes ซึ่งทําให้เกิดความกังวลและทําให้สูญเสียความมั่นใจ การรักษาสิวโดยทั่วไปจะใช้ยาปฏิชีวนะในการรักษาสิว แต่การใช้งานระยะ ยาวอาจมีผลข้างเคียงต่อสุขภาพ เช่น ผิวลอก ผิวบาง แสบผิว หรืออาจจะเกิดการดื้อยาได้ จากรายงานการวิจัยพบว่า สารสกัดจากเปลือกทับทิมมีสารฟีนอลิก ซึ่งมีฤทธิ์ในการต้านเชื้อแบคทีเรีย S.aureus และ P.acnes ซึ่งเป็นเชื้อแบคทีเรียที่อาจก่อให้เกิดสิวและยังมีสารต้านอนุมูลอิสระจากธรรมชาติอีกด้วย โดยส่วนใหญ่แผ่นแปะสิวในปัจจุบันทํามาจากสารสังเคราะห์ในกลุ่มไฮโดรคอลลอยด์ ทําให้มีโอกาสการแพ้สารสูง เมื่อเปรียบเทียบกับสารจากธรรมชาติ

ปัจจุบันได้มีการศึกษาการใช้สารสกัดจากธรรมชาติ เพื่อทดแทนการใช้สารเคมีหรือยา ปฏิชีวนะที่มีฤทธิ์ยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ ทับทิมเป็นหนึ่งในผลไม้ที่อุดมไปด้วยสารพฤกษเคมีที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพร่างกาย โดยเฉพาะเปลือกทับทิม ประกอบด้วยสารประกอบโพลีฟีนอล (Polyphenol) เช่น พูนิคาลาจิน (Punicalagin) และ กรดเอลลาจิแทนนิน (Ellagitannin) ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพสูงและมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ ในงานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการศึกษาประสิทธิภาพการยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย S.aureus ที่มีการรายงานว่าอาจจะก่อให้เกิดการอักเสบของผิว โดยใช้แผ่นแปะนาโนเซลลูโลสที่สกัดได้จากเปลือกเมล็ดทานตะวันที่มีการใส่สารสําคัญที่สกัดจากเปลือกทับทิม โดยแบ่งการดําเนินการเป็น 3 ส่วน คือ การสกัดเส้นใยเซลลูโลสระดับนาโนจากเปลือกเมล็ดทานตะวัน การสกัดสารสําคัญจากเปลือกทับทิม และการทดสอบการยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย S.aureus ของแผ่นแปะนาโนเซลลูโลสธรรมชาติจากเปลือกเมล็ด ทานตะวันผสมสารสกัดสําคัญจากเปลือกทับทิม จากการทดลองพบว่ากระบวนการ Hydrothermal with Alkaline pretreatment และ Bleaching สามารถสกัดเซลลูโลสได้ 28.8% จากเปลือกเมล็ดทานตะวันและสามารถลดขนาดเซลลูโลสในระดับนาโนได้ด้วยเครื่อง High Pressure Homogenizer รุ่น M-110EH-30 Microfluidizer ที่ความเข้มข้น 1.5% ความดัน 1,500 บาร์เกจ โดยงานวิจัยนี้ได้สกัดสารสําคัญจากเปลือกทับทิมที่สกัดด้วยกระบวนการสกัดด้วยตัวทําละลายเอทานอลซึ่งเป็นวิธีการง่ายและสามารถในไปประยุกต์ใช้ได้จริง โดยใช้ในอัตราส่วน 1:3 (ผงทับทิม:เอทานอล 95%) มีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวม 272.61±0.95 มิลลิกรัมต่อกรัมโดยเปรียบเทียบกับสารมาตรฐานกรดแกลลิกและมีค่าความเข้มข้นที่ออกฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่ระดับ 50% (IC50) เท่ากับ 518.8 มิลลิกรัมต่อลิตร ด้วยวิธีการทดสอบ DPPH หลังจากที่ได้เส้นใยนาโนเซลลูโลสและสารสกัด สําคัญ จะทําการทดลองที่ความเข้มข้น 3 สูตร ได้แก่ 100 150 และ 200% ของน้ําหนักแผ่นที่แห้ง โดยนํามาทดสอบฤทธิ์ยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย S.aureus ซึ่งพบว่าสูตรที่มีความเข้มข้น 100% ของน้ําหนักแผ่นที่แห้ง มีฤทธิ์ยับยั้งเชื้อ S.aureus ดีที่สุด โดยมีบริเวณยับยั้ง 26.1±0.71 มิลลิเมตร และขนาดแผ่นที่เหมาะสมคือแผ่นที่ใส่นาโนเซลลูโลสที่มีความเข้มข้น 1.5% ต่อน้ํากลั่น ในอัตราส่วน 1:1 จะได้แผ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 เซนติเมตร สรุปผลได้ว่าผลิตภัณฑ์แผ่นยับยั้งเชื้อแบคทีเรียก่อการอักเสบของผิวจากนาโนเซลลูโลส ธรรมชาติมีฤทธิ์ในการยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดการอักเสบมีฤทธิ์ต้านสารอนุมูลอิสระ ผลิตจากวัสดุธรรมชาติเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปราศจากสารเคมีอันตราย เป็นการนำวัสดุที่หาได้ง่ายในท้องถิ่นมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาแปรรูปเพื่อเพิ่มมูลค่า เพิ่มมูลค่าพืชในท้องถิ่น เป็นส่งเสริมการเกษตร และปลอดภัยต่อผู้บริโภค ซึ่งสอดคล้องกับ BCG model และหลักปฏิบัติ ESG เพื่อเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน(SDGs) และมีความเหมาะสมเพื่อใช้ประโยชน์ในการรักษาดูแลสุขภาพผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพและพัฒนา จนสามารถขยายกําลังการผลิตในระดับอุตสาหกรรมในอนาคตต่อไป