ผลของแมกนีเซียมไอออนต่อสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของโครงร่างเลี้ยงเซลล์ที่ทำจากพอลิคาร์โปรแลคโตน
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
สุชัจจ์ เกียรติพิมล, อัญชิษฐา ภาชโน
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุพรรณษา ไพศาล, อัษฎาพร ตั้งประเสริฐ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การรักษาผู้ป้วยโรคข้อเข่าเสื่อมในปัจจุบัน อาจทำการผ่าตัดเพื่อรักษาด้วยโลหะหรือเซรามิกส์ เช่น Zirconia (ZrO2), Alumina (Al2O3), Alumina Toughened Zirconia (ATZ) หรือการปลูกกระดูกใหม่เพื่อทดแทนกระดูกข้อเข่าที่เสียหาย เช่น autograft หรือ allograft เป็นต้น อย่างไรก็ตาม การรักษาและการซ่อมแซมกระดูกข้อเข่าที่บกพร่องนั้นยังเป็นปัญหาในงานคลินิค ดังนั้นในระยะหลังจึงได้นำความรู้เรื่องวิศวกรรมเนื้อเยื่อเข้ามาใช้ร่วมกับการรักษา
วิศวกรรมเนื้อเยื่อ (Tissue engineering) เป็นกระบวนการสร้าง เพื่อทดแทน ซ่อมแซม หรือปรับปรุงการทำงานของเนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่สูญเสียหรือบาดเจ็บ ซึ่งองค์ประกอบหลักของวิศวกรรมเนื้อเยื่อจะประกอบไปด้วย เซลล์ (cell), โครงร่างวิศวกรรมเนื้อเยื่อหรือโครงร่างเลี้ยงเซลล์ (scaffold), และโมเลกุลให้สัญญาณหรือสารกระตุ้นชีวภาพ (Biological factors) [นวรัตน์ และคณะ.,2556.]
การปรับปรุงและพัฒนาวัสดุโครงร่างเลี้ยงเซลล์ให้มีความเหมาะสมในการนำไปใช้งานถูกศึกษาอย่างขึ้น เนื่องจากองค์ประกอบส่วนนี้เปรียบเหมือนโครงชั่วคราวให้เซลล์เกิดการยึดเกาะและเจริญเติบโต จนกระทั่งเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนเกิดการฟื้นสภาพและเกิดขึ้นใหม่ เพื่อทดแทนกระดูกบริเวณที่เสียหายได้ รูปที่ 1 แสดงการนำโครงร่างเลี้ยงเซลล์ไปใช้ เพื่อซ่อมแซมกระดูกบริเวณที่ได้รับความเสียหาย การใช้วัสดุชีวภาพ (biomaterials) สำหรับการผลิตโครงร่างเลี้ยงเซลล์ต้องมีสมบัติที่สำคัญ เช่น มีการย่อยสลายที่สัมพันธ์กับการเกิดกระดูกใหม่, มีความเข้ากันได้กับเนื้อเยื่อ และต้องมีความแข็งแรงไม่เสียรูปได้ง่าย เป็นต้น
พอลิคาร์โปรแลคโตน (PCL) เป็นหนึ่งในวัสดุชีวภาพที่นิยมนำมาใช้อย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูก เนื่องจากมีสมบัติที่สามารถเข้ากันได้กับเนื้อเยื่อมนุษย์ สามารถย่อยสลายได้และมีความแข็งแรง นอกจากนี้การผสมสารออกฤทธิ์ชีวภาพ (bioactive) เช่น แมกนีเซียมซัลเฟต (MgSO4) เข้าไปในโครงร่างเลี้ยงเซลล์จะช่วยส่งเสริมให้เซลล์เกิดการสร้างเนื้อเยื่อได้ดีขึ้นอีกด้วย
ดังนั้นในโครงงานชิ้นนี้จึงได้สร้างโครงร่างเลี้ยงเซลล์แบบสามมิติที่ทำจาก PCL และ MgSO4 ด้วยวิธีการหล่อด้วยตัวทำละลายและการชะล้างอนุภาค โดยใช้ NaCl เป็นสารสร้างรูพรุนในโครงร่างเลี้ยงเซลล์ สำหรับการนำไปใช้งานในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน