มช.พัฒนาเครื่องแช่แข็งเซลล์คุณภาพเฉียบกว่านำเข้า

“การแช่แข็งเซลล์หรือเนื้อเยื่อ” เป็นขั้นตอนสำคัญอย่างหนึ่งในงานวิจัยด้านเทคโนโลยีชีวภาพหรือไบโอเทค ซึ่งนักวิจัยหลายคนคงเคยเจอกับปัญหาเซลล์ตายหรือเซลล์เสื่อมคุณภาพเมื่อต้องละลายเซลล์มาใช้งานบ้างแล้ว โดยแม้ว่าจะมีเครื่องไม้เครื่องมือนำเข้าจากต่างประเทศมาเป็นลูกมือให้แล้วก็ตาม แต่ประสิทธิภาพก็ยังไม่สู้ดีนัก ที่สำคัญคือมีราคาแพงลิบลิ่ว

พ.ญ.ทองทวี ศุภาคม จากคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และทีมงาน จึงเริ่มลงมือพัฒนา “เครื่องลดอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลวเพื่อการแช่แข็งเซลล์และเนื้อเยื่อแบบเนื้อแก้วในไนโตรเจนกึ่งของแข็ง” ขึ้น โดยได้รับทุนอุดหนุนการวิจัยจากแผนงานวิจัยแบบบูรณาการทางด้านยา เคมีภัณฑ์ และวัสดุอุปกรณ์ทางการแพทย์ ประจำปีงบประมาณ 2548 จากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ร่วมกับคณาจารย์ผู้เชี่ยวชาญในหลากหลายสาขาจากคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่มาช่วยลงแรงสร้างเครื่องต้นแบบให้ ซึ่งขณะนี้ได้พัฒนาเครื่องต้นแบบมาแล้วถึง 4 รุ่น โดยได้จดสิทธิบัตรแล้ว และจะพัฒนาให้มีความเหมาะสมในเชิงพาณิชย์ต่อไป

พ.ญ.ทองทวี เล่าว่า ในการแช่แข็งเซลล์และเนื้อเยื่อแบบเดิมนั้นจะมีวิธีการอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ การแช่แข็งแบบช้า และการแช่แข็งแบบเร็ว สำหรับการแช่แข็งโดยใช้เครื่องลดอุณหภูมิแบบช้าจะลดอุณหภูมิของเซลล์จากอุณหภูมิปกติเป็น -196 องศาเซลเซียส ภายในเวลาประมาณ 2 ชม. เมื่อละลายเซลล์แล้ว เซลล์อาจตายหรือมีคุณภาพด้อยลง เนื่องจากภยันตรายจากผลึกน้ำแข็ง และการเกิดความเข้มข้นของสารละลายในเซลล์สูงเป็นเวลานาน ขณะที่การแช่แข็งแบบใหม่ซึ่งเป็นการแช่แข็งแบบเนื้อแก้วโดยใช้เครื่องลดอุณหภูมิไนโตรเจนเหลว จะแช่แข็งเซลล์ให้แข็งแบบเนื้อแก้ว ช่วยแก้ปัญหาเซลล์ตายหรือเซลล์เสื่อมคุณภาพได้ อีกทั้งใช้เวลาในการแช่แข็งเซลล์จากอุณหภูมิปกติเป็น -210 องศาเซลเซียสเพียงประมาณ 3-5 นาที ซึ่งทีมวิจัยยังได้พัฒนาให้ร่นเวลาเหลือเพียง 2 ½ นาทีได้แล้ว

ทั้งนี้ หลักการทำงานของเครื่องแช่แข็งแบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นจะทำหน้าที่ลดความดันอากาศภายในภาชนะบรรจุไนโตรเจนเหลว เพื่อให้ภายในภาชนะเป็นสุญญากาศ ทำให้ไนโตรเจนเหลวเปลี่ยนสถานะจากของเหลว (อุณหภูมิ-196 องศาเซลเซียส) เป็นกึ่งแข็งกึ่งเหลว (อุณหภูมิ -210 องศาเซลเซียส) ก่อนการแช่แข็ง ซึ่งจะได้อัตราการลดอุณหภูมิสูงมากทำให้เซลล์และเนื้อเยื่อแข็งตัวอยู่ในสภาพเนื้อแก้ว ซึ่งถือเป็นเทคโนโลยีใหม่ของการแช่แข็งเซลล์และเนื้อเยื่อ

พ.ญ.ทองทวี ชี้แจงว่า เครื่องที่พัฒนาขึ้นเองจะมีราคาหลักแสนบาทเท่านั้น ขณะที่เครื่องลดอุณหภูมิแบบช้าจะมีราคานำเข้า 1.5 -3 ล้านบาท และเครื่องลดอุณหภูมิแบบเร็วจะมีราคานำเข้าประมาณ 1 ล้านกว่าบาท ดังนั้นเครื่องที่พัฒนาเองจึงมีราคาถูกกว่าถึงประมาณ 10 เท่า ทว่ามีประสิทธิภาพที่เทียบเท่ากับของต่างประเทศ เช่น มีอัตราการรอดชีวิตของเซลล์ดีขึ้นกว่าเดิม เก็บตัวอย่างพันธุกรรมได้เหมือนก่อนการแช่แข็ง กระบวนการของเซลล์หยุดลงทำให้เซลล์ไม่แก่และไม่สูญเสียพลังงาน อีกทั้งยังมีรายงานว่าวิธีนี้ยังสามารถนำไปแช่แข็งเซลล์หลายชนิดได้ดี เช่น สเต็มเซลล์ เซลล์ไข่ เซลล์สเปริ์ม และรกเด็ก เป็นต้น

สำหรับขั้นตอนการพัฒนาที่เหลือได้แก่ การพัฒนาเครื่องฯ ให้มีความเหมาะสมในเชิงพาณิชย์ เลือกใช้วัสดุอุปกรณ์ทำให้ดูสวยงาม กะทัดรัด น่าใช้งาน การศึกษาชนิดของเซลล์ที่ใช้เหมาะสมกับการแช่แข็งแบบเนื้อแก้ว และการพัฒนาสูตรน้ำยาแช่แข็งเซลล์ที่เป็นของตัวเอง จากปัจจุบันที่พัฒนาได้น้ำยาที่มีประสิทธิภาพดีกว่าน้ำยาที่มีอยู่เดิมเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ทำให้โอกาสที่เซลล์จะได้รับอันตรายจากสารเคมีจึงน้อยลงไปด้วย

หลายครั้งหลายหนที่คนไทยมักถูกปรามาสในฝีมือการทำงานทั้งจากชาวต่างชาติและจากคนไทยด้วยกันเอง การพัฒนาเครื่องลดอุณหภูมิที่นำเสนอในครั้งนี้จึงเป็นอีกหนึ่งเครื่องที่พิสูจน์ว่าคำดูแคลนดังกล่าวไม่เป็นความจริงแต่อย่างใด ซึ่งนอกจากเราจะลดการพึ่งพิงต่างชาติได้แล้ว คนไทยยังมีความสามารถพัฒนาเครื่องมือเฉพาะทางได้ไม่แพ้ต่างชาติ อีกทั้งในหลายๆ ครั้ง เรายังทำได้ดีกว่าอีกด้วย...