ประเทศไทยกำลังเจอโจทย์ใหญ่ด้าน “ความมั่นคงทางสาธารณสุข” และ “ความเท่าเทียมในการทำฟัน” เพราะวัสดุอุปกรณ์บูรณะฟันเกือบทั้งหมดต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้ต้นทุนการรักษาสูงและประชาชนจำนวนมากไม่สามารถเข้าถึงบริการที่มีคุณภาพได้ ในขณะเดียวกันทันตแพทย์ทั่วโลกต้องพบเจอกับปัญหา “ฟันผุซ้ำที่ขอบวัสดุ” (Secondary Caries) ซึ่งมักเกิดจากผิววัสดุที่มีความขรุขระจนเกิดการเกาะตัวของไบโอฟิล์มและแบคทีเรีย โดยเฉพาะในผู้สูงอายุที่น้ำลายน้อย (Hyposalivation) ทำให้ความสามารถในการชะล้างกรดและคืนแร่ธาตุตามธรรมชาติให้แก่ผิวฟันลดลง ยิ่งเพิ่มความเสี่ยงฟันผุซ้ำและการบูรณะล้มเหลว รวมถึงวัสดุอุดฟันรุ่นเดิมประเภทโลหะ หรืออะมัลกัม (Amalgam) แม้แข็งแรงแต่เมื่อใช้ไปนานๆ อาจเกิดรอยร้าวและช่องว่างที่เป็นแหล่งสะสมเชื้อโรค
จึงเป็นจุดเริ่มต้นให้ ผศ.ดร.ปาริชาต นฤพนธ์จิรกุล อาจารย์และนักวิจัยจากหลักสูตรวิศวกรรมชีวภาพ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ร่วมกับ รศ.ดร.ทพ.ปิยะพงษ์ พรรณพิสุทธิ์ คณะทันตแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ พัฒนา “สูตรผลิตภัณฑ์เรซินซีเมนต์มีองค์ประกอบของอนุภาคแก้วชีวภาพระดับนาโนชนิดสตรอนเทียมและฟลูออไรด์เพื่อป้องกันฟันผุซ้ำ” ที่ออกแบบให้เนื้อวัสดุสม่ำเสมอ ลดช่องโหว่การเกิดรอยร้าว พร้อมเพิ่มคุณสมบัติ “ปลดปล่อยไอออนเพื่อซ่อมแซมฟัน ยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย–คืนแร่ธาตุ” เพื่อแก้ปัญหาฟันผุซ้ำที่ต้นเหตุ และลดการพึ่งพาวัสดุนำเข้าราคาแพงในระยะยาว
ผศ.ดร.ปาริชาต กล่าวว่า หัวใจสำคัญของสูตรผลิตภัณฑ์นี้ คือการใช้ "อนุภาคแก้วชีวภาพระดับนาโน" (Bioactive Glass Nanoparticles: BGNs) ชนิดที่มีสตรอนเทียม (Strontium: Sr) และฟลูออไรด์ (Fluoride: F) เป็นองค์ประกอบ ซึ่งทีมวิจัยสามารถสังเคราะห์ให้มีขนาดอนุภาคเล็กเพียง 0.2 ไมครอน ซึ่งเล็กกว่าวัสดุทั่วไปในท้องตลาดที่มีขนาดใหญ่ถึง 7 ไมครอน โดยขนาดที่เล็กนี้ส่งผลดีต่อคุณสมบัติของวัสดุอุดฟันหรือสารยึดติด โดยช่วยให้เนื้อวัสดุมี ความสม่ำเสมอ (Homogeneous) มากกว่าวัสดุแบบเดิม รับแรงได้ดีขึ้น และช่วยลดการเกิดรอยแตกร้าวในระยะยาวได้
ผศ.ดร.ปาริชาต อธิบายว่า เป้าหมายของสูตรนี้เริ่มต้นจากการทำให้อนุภาคแก้วชีวภาพระดับนาโน “ฉลาด” โดยทีมวิจัยได้พัฒนาวัสดุอนุภาคแก้วชีวภาพระดับนาโนเพื่อทำหน้าที่เป็น “สารเติมแต่ง” วัสดุอุดฟันหรือสารยึดติด ซึ่งอนุภาคนี้มีคุณสมบัติในการปลดปล่อยไอออนสำคัญ เช่น สตรอนเทียมและฟลูออไรด์ ซึ่งมีฤทธิ์ช่วยยับยั้งการเติบโตของเชื้อแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับฟันผุ โดยเฉพาะ Streptococcus mutans รวมถึงแบคทีเรียชนิดอื่นอย่าง E. coli และ S. aureus ผลที่เห็นได้ชัดคือรอบ ๆ วัสดุจะเกิดบริเวณที่แบคทีเรียเติบโตได้ยาก คล้าย “วงกันเชื้อ” (Clear Zone) นอกจากนี้ยังผ่านการทดสอบความเป็นพิษตามมาตรฐาน ISO 10993 กับสเต็มเซลล์จากรากฟันมนุษย์เป้าหมายต่อมาคือการผสมสูตร “เรซินซีเมนต์” ที่เติมอนุภาคแก้วชีวภาพระดับนาโนเพื่อเพิ่มความทนทานสำหรับงานทันตกรรมและช่วยลดความเสี่ยงฟันผุซ้ำ
นอกจากนี้ทีมวิจัยได้พัฒนา “สูตรผลิตภัณฑ์เรซินซีเมนต์ชนิดเซลฟ์แอดฮีซีฟและดูอัลเคียวร์ที่มีองค์ประกอบของแคลเซียมฟอสเฟตและแก้วชีวภาพขนาดนาโนชนิดสตรอนเทียม”เพื่อใช้เป็น“เรซินซีเมนต์แบบยึดติดได้ด้วยตัวเอง” โดยวัสดุนี้ถูกออกแบบให้ช่วยเกาะกับผิวฟันได้แน่นขึ้น ลดขั้นตอนการทำงานที่ยุ่งยากของทันตแพทย์ โดยใช้สารสำคัญชื่อ 10-MDP ที่ช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะทั้งกับผิวฟันและวัสดุอย่างเซรามิก อีกจุดเด่นคือระบบ “แข็งตัวได้สองทาง” (Dual-cure) คือแข็งได้ทั้งจากการฉายแสงสีฟ้า และจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นเองในเนื้อวัสดุ ทำให้เหมาะกับงานครอบฟันหรือจุดที่แสงส่องไปไม่ถึง ช่วยให้มั่นใจว่าวัสดุจะแข็งตัวสมบูรณ์ทุกตำแหน่ง และปัจจุบันได้จดอนุสิทธิบัตรร่วมระหว่าง มจธ. และ มธ. เรียบร้อยแล้ว ผศ.ดร.ปาริชาต เล่าถึงคุณสมบัติเด่นของสูตรผลิตภัณฑ์นี้
งานวิจัยนี้เป็นความร่วมมือข้ามศาสตร์ระหว่างห้องปฏิบัติการวิศวกรรมชีวภาพ มจธ. ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านการพัฒนาวัสดุ กับคณะทันตแพทย์ศาสตร์ มธ.ผู้ให้โจทย์วิจัยและนำไปทดสอบใช้จริง ซึ่งจากการทดสอบได้คะแนนความพึงพอใจในระดับสูง เมื่อนำไปทดสอบประสิทธิภาพกับผลิตภัณฑ์มาตรฐานโลกที่เป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวาง พบว่ามีคุณสมบัติเทียบเท่าหรือดีกว่าอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ทั้งยังมีประสิทธิภาพในการแข็งตัวแบบ "Dual-cure" คือแข็งตัวได้ทั้งจากการฉายแสงและปฏิกิริยาเคมี ซึ่งช่วยแก้ปัญหาในจุดที่แสงส่องเข้าไม่ถึงภายใต้ครอบฟัน
“นวัตกรรมนี้ เป็นอีกหนึ่งทางออกสำคัญของการลดภาระงบประมาณของประเทศ โดยเฉพาะในระบบสาธารณสุขที่มีค่าใช้จ่ายด้านทันตกรรมค่อนข้างสูง ทั้งการอุดฟันและการรักษาอื่น ๆ ที่ต้องพึ่งพาวัสดุนำเข้าเป็นหลักหากประเทศเปลี่ยนจากผู้นำเข้า มาเป็นผู้ผลิตได้ โรงพยาบาลรัฐจะมีโอกาสจัดซื้อวัสดุคุณภาพสูงที่มีราคาลดลง เพื่อนำไปให้บริการผู้ป่วยบัตรทองหรือกลุ่มเปราะบางอย่างทั่วถึงยิ่งขึ้น ลดช่องว่างการเข้าถึงการรักษา และผลักดันความเท่าเทียมในระบบสาธารณสุขไทยให้เกิดขึ้นจริงอย่างเป็นรูปธรรม” ผศ.ดร.ปาริชาต อธิบาย พร้อมชี้ให้เห็นภาพผลกระทบเชิงบวกที่อาจเกิดขึ้น
ก้าวต่อไปของงานวิจัยการพัฒนาอนุภาคแก้วชีวภาพระดับนาโนนี้กำลังถูกต่อยอดไปสู่การพัฒนาเส้นใยนาโน (Nanofiber) และการพิมพ์สามมิติเพื่อสร้าง “อวัยวะเทียม” ตั้งแต่ท่อหลอดเลือด ท่อทางเดินอาหาร ไปจนถึงโครงสร้างกระดูกและเนื้อเยื่ออ่อน โดยมีความร่วมมือกับสถาบันวิจัยในประเทศอังกฤษ เยอรมัน และไต้หวัน ซึ่งสะท้อนแนวทางการเรียนการสอนของหลักสูตรวิศวกรรมชีวภาพ มจธ. ที่เน้นการทำงานข้ามศาสตร์ นำความรู้ชีววิทยามาผสานกับวิศวกรรม วัสดุศาสตร์ และเทคโนโลยีการผลิต เพื่อพัฒนาแนวทางแก้ปัญหาทางการแพทย์ให้ใกล้กับการใช้งานจริงมากขึ้น และเปิดทางให้เกิดความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการดูแลสุขภาพของคนไทยในอนาคต
