จุฬาฯ เปิดตัวเครื่องคักแยกเซลล์มะเร็งในสัตว์ผลงานวิจัยไทยครั้งแรก ก้าวแรกคัดแยกอนุภาคเรียงตามขนาดได้ตามต้องการ ตั้งเป้าใช้คัดแยกเซลล์เดี่ยวของสัตว์ออกมาศึกษาพฤติกรรมการแพร่กระจายของมะเร็ง แต่ยังต้องพัมนาให้เซลล์มีชีวิตรอดระหว่างการคัดแยก คาดได้ผลสำเร็จภายใน 1 ปี
รศ.สพ.ญ.ดร.อัจฉริยา ไศละสูต หัวหน้าหน่วยปฏิบัติการวิจัยโรคมะเร็งในสัตว์เลี้ยง ภาควิชาพยาธิวิทยา คณะสัตวแพทย์ศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เผยผลงานการพัฒนาอุปกรณ์คัดแยกเซลล์มะเร็ง ภายในงานประชุมวิชาการคณะสัตวแพทย์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ครั้งที่ 14 ซึ่งจัดขึ้นเมื่อวันที่ 20 เม.ย.58 ณ รอยัลพารากอนฮอล์ 3 ศูนย์การค้าสยามพารากอน
อุปกรณ์คัดแยกเซลล์มะเร็งดังกล่าวออกแบบโดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ตามโจทย์ของคณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬา และใช้ชิปที่ผลิตขึ้นโดยศูนย์เทคโนโลยีไทยไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (TMEC) ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
ในการทำงานของอุปกรณ์คัดแยกเซลล์นั้นอาศัยชิปที่มีช่องรับของเหลว 2 ช่อง เป็นของเหลวจากสัตว์และสารละลายลดความข้นหนืด ซึ่งใช้ปั๊มป์ฉีดเพื่อควบคุมอัตราการไหลของของเหลวลงช่องดังกล่าว จากนั้นเมื่อของเหลวผสมกันแล้วจะไหลไปตามท่อที่ขดเป็นวงบนชิป และมีทางแยกสำหรับคัดแยกอนุภาคหรือเซลล์ขนาดต่างๆ 10 ทาง ของเหลวที่ผ่านมาการคัดแยกจะไหลเข้าหลอดฉีดยาสำหรับเก็บตัวอย่างเพื่อนำไปศึกษาพฤติกรรมของเซลล์ต่อไป
รศ.สพ.ญ.ดร.อัจฉริยา เผยแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ว่า การพัฒนาอุปกรณ์คัดแยกเซลล์มะเร็งมีจุดเริ่มต้นมาจากโจทย์ของสัตวแพทย์ที่ต้องการศึกษาเซลล์เดี่ยว ซึ่งในร่างกายนั้นมีเซลล์อยู่หลายเซลล์ แต่สัตวแพทย์อยากรู้ว่าเซลล์ตัวใดที่ทำให้เกิดการแบ่งตัวผิดปกติหรือแพร่กระจายของมะเร็ง
ด้าน ผศ.ดร.อลงกรณ์ พิมพ์พิณ จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ อธิบายแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ถึงแนวคิดในการออกแบบอุปกรณ์คัดแยกเซลล์มะเร็งว่า ได้รับโจทย์จากสัตวแพทย์ที่ต้องการศึกษาชีวภาพของเซลล์ ดังนั้นต้องไม่ใช้แรงกระทำภายนอกที่ทำให้เกิดผลกระทบทางชีวภาพของเซลล์ จึงใช้แรงกลที่ผลต่อเซลล์น้อยที่สุด
ทีมวิจัยได้ใช้หลักการไหลจุลภาค (micro fluid) โดยปล่อยให้ของเหลวไหลผ่านท่อโค้ง ซึ่งทำให้เกิดแรงดีน (Dean) ที่เกิดเนื่องจากการไหลหมุนวนในหน้าตัดท่อโค้ง ซึ่ง ผศ.ดร.อลงกรณ์ อธิบายว่า แรงดีนจะช่วยแยกเซลล์ขนาดต่างๆ ได้ เนื่องจากจะเกิดแรงดีนที่แตกต่างกันไปตามขนาดของเซลล์หรืออนุภาค
“ขนาดของเซลล์นั้นมากและมีขนาดประมาณ 40 ไมครอน จึงไม่สามารถใช้แรงภายนอกเพื่อคัดแยกเซลล์ออกมาได้ ส่วนขนาดหน้าตัดของท่อโค้งคือ 130x500 ไมครอน จึงไม่สามารถสร้างด้วยเทคโนโลยีปกติ ต้องใช้เทคโนโลยีของ TMEC” ผศ.ดร.อลงกรณ์กล่าว
ด้าน วิศรุต ศรีพุ่มไข่ หนึ่งในทีมวิจัยจาก TMEC อธิบายถึงการพัฒนาชิปว่า ต้องมีแม่แบบโดยจะใช้เทคโนโลยีอะไรก็ได้ แต่ต้องสร้างให้ได้ขนาดเล็กและตรงตามแบบที่ต้องการ ซึ่ง TMEC มีความเชี่ยวชาญในการผลิตแผ่นซิลิกอนเวเฟอร์ และได้นำมาประยุกต์ในการทำชิปขนาดเล็ก โดยในขั้นตอนการผลิตชิปสำหรับอุปกร์ณคัดแยกเซลล์นี้ได้ใช้พอลิเมอร์ PDMS ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่ไม่เป็นพิษและมีความใส เทลงบนแม่พิมพ์ซึ่งเป็นแผ่นซิลิกอน จากนั้นลอกออกมาแล้วประกบกับกระจก จึงได้ชิปที่มีร่องให้ของเหลวไหลผ่านได้
จากการความร่วมมือในการพัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าว รศ.สพ.ญ.ดร.อัจฉริยาระบุว่า การคัดแยกอนุภาคเม็ดพลาสติกขนาดต่างๆ ได้ผลดี โดยเป้าหมายต่อไปคือการคัดแยกเซลล์จริงให้มีชีวิตรอดได้ ซึ่งจากการทดลองในเซลล์สุนัขที่ผ่านมายังพบว่าเซลล์แตกและตายระหว่างคัดแยก เนื่องจากเซลล์ที่แยกออกมาจากร่ากายนั้นมีสภาพอ่อนแอมาก ไม่ทนต่อแรงที่ใช้ในการคัดแยก และอีกเป้าหมายคือการทำหลุมรองรับเซลล์ เพื่อศึกษาพฤติกรรมของเซลล์หลังการคัดแยกได้ทันที โดยคาดว่าจะใช้เวลาอีกประมาณ 1 ปีจึงได้เห็นผลอย่างเป็นรูปธรรม
*******************************
