อนุภาคนาโนป้องกันฟันผุ

ทุกวันนี้บทบาทของนาโนเทคโนโลยีได้เข้ามามีส่วนร่วมในชีวิตของทุกคนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และดูเหมือนว่ากระแสการนำวัสดุนาโนมาประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์จะมีความก้าวหน้ามากขึ้นทุกวัน ล่าสุดได้มีนักวิจัยนำอนุภาคนาโนของซิลิกา (nano silica) มาใช้ในการป้องกันฟันผุได้แล้ว

ศาสตราจารย์ไอกอร์ โซโคลอฟ แห่งมหาวิทยาลัยคลาร์คสัน (Igor Sokolov, Clarkson University) ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาวัสดุสำหรับขัดชั้นเคลือบฟัน (enamel) ให้มีความเรียบในระดับสูงได้ โดยใช้วิธีการเดียวกับการขัดพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำด้วยอนุภาคนาโนซิลิกา (silica nanoparticles)

ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์ AFM  (ซ้าย) พื้นผิวของฟันที่เต็มไปด้วยแบคทีเรีย S. mutans 
(ขวา) พื้นผิวของฟันที่ขัดด้วยอนุภาคนาโนซิลากามีความขรุขระน้อยมากจนแบคทีเรียไม่สามารถยึดเกาะได้

อนุภาคนาโนซิลิกาที่เตรียมขึ้นมีขนาดเล็กกว่าเม็ดทรายประมาณ 100,000 เท่า ซึ่งสามารถนำมาใช้ขัดพื้นผิวของชั้นเคลือบฟันให้มีความเรียบในระดับสูงได้ เมื่อนำฟันที่ขัดด้วยอนุภาคดังกล่าวมาทดสอบกับแบคทีเรีย Streptococcus mutans ซึ่งเป็นตัวการหลักที่ทำให้เกิดฟันผุ พบว่าสภาพพื้นผิวที่มีความขรุขระน้อยมากไม่สามารถทำให้แบคทีเรียดังกล่าวยึดติดอยู่บนพื้นผิวได้ เมื่อแบคทีเรียไม่สามารถใช้ชีวิตอยู่บนฟันของเราได้ กรดแลคติก (lactic acid) ที่แบคเรียผลิตขึ้นมาก็ไม่สามารถทำอันตรายต่อชั้นเคลือบฟันของเราได้อีกต่อไป 

มีความเป็นไปได้ว่าในอนาคตเราอาจเห็น “ยาสีฟันนาโน” วางขายอยู่ตามท้องตลาดก็ได้ หรือแม้แต่คลีนิกทันตกรรมก็อาจหันมาให้ความสำคัญกับการขัดฟันด้วยอนุภาคนาโนเพื่อป้องกันฟันผุให้กับเด็กๆ ได้ด้วย 

เนื้อหาข่าว: www.ScienceDaily.com
ภาพประกอบ: Clarkson University

 

ซิลเวอร์นาโนทำงานอย่างไร

เมื่อพูดถึงนาโนเทคโนโลยีที่กำลังเป็นที่สนใจอยู่ในขณะนี้ ผลิตภัณฑ์แรกๆ ที่ถูกยกมาเป็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชนิดนี้ก็คงเป็นบรรดาวัสดุนาโนชนิดต่างๆ ซึ่งนวัตกรรมซิลเวอร์นาโน (nano silver) ก็กลายเป็นในพรีเซนเตอร์หลักของนาโนเทคโนโลยีไปแล้ว ไม่ว่าจะเป็นการนำอนุภาคซิลเวอร์นาโนมาเคลือบผิวเส้นใยผ้าชนิดต่างๆ เพื่อนำมาทำเป็นเสื้อนาโนที่สามารถฆ่าเชื้อโรคได้โดยไม่ต้องนำไปซัก หรือระบบกรองอากาศของเครื่องปรับอากาศที่บรรจุอนุภาคซิลเวอร์นาโนลงในแผ่นกรองเพื่อใช้ฆ่าเชื้อโรคเช่นเดียวกัน รวมไปถึงการผสมสารซิลเวอร์นาโนลงในสีทาภายในเพื่อใช้ทาภายในรถพยาบาลที่ต้องสัมผัสกับเชื้อโรคต่างๆ อยู่เป็นประจำ

ที่จริงแล้วเมื่อร้อยกว่าปีก่อนเป็นที่ทราบกันทั่วไปว่าสารละลายซิลเวอร์หรือเงิน (silver) สามารถนำมาใช้ในการทำลายเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราบางชนิดได้ แต่เนื่องจากเงินเป็นโลหะที่มีราคาแพงและจะถูกออกซิไดซ์จนกลายเป็นสีดำเมื่อทิ้งไว้เป็นเวลานานจึงทำให้เกิดข้อจำกัดในการใช้งานขึ้น

เมื่อนาโนเทคโนโลยีถูกพัฒนาขึ้นมา นักวิทยาศาสตร์ได้กลับไปให้ความสนใจกับธาตุซิลเวอร์อีกครั้งหนึ่ง ด้วยเหตุผลที่ว่า ถ้าทำให้อนุภาคของเงินมีขนาดเล็กมากๆ จนสามารถแพร่ผ่านเข้าไปในผนังเซลล์ของแบคทีเรียได้ และออกฤทธิ์ในการทำลายเซลล์ของแบคทีเรียได้โดยใช้ปริมาณโลหะเงินเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

อนุภาคซิลเวอร์นาโนที่ผลิตได้จากการใช้นาโนเทคโนโลยีจะมีขนาดอนุภาคประมาณ 25 นาโนเมตร หรือประมาณ 1 ใน 1,000 ของขนาดเซลล์ของแบคทีเรีย หนึ่งในสมมุติฐานเกี่ยวกับกลไกลการทำงานของอนุภาคซิลเวอร์นาโนก็คือ เมื่ออนุภาคซิลเวอร์นาโนสัมผัสกับผนังเซลล์จะสามารถแพร่ผ่านเข้าไปในเซลล์ของแบคทีเรียหรือเชื้อราได้ จากนั้นอนุภาคซิลเวอร์นาโนซึ่งมีสมบัติเป็น soft acid จะเกิดอันตรายกิริยากับโมเลกุลที่เป็น soft base ภายในเซลล์ ซึ่งก็คือส่วนที่เรียกว่าหมู่ซัลฟีดริล (sulphydryl group) ของเอนไซม์โปรติเนส (proteinase) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับเมตาบอลิซึมของเซลล์ โดยหมู่ซัลฟิดริล (-SH) ที่มีอะตอมของซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบจะจับตัวกับอนุภาคของเงินทำให้กระบวนการทำงานของเอนไซม์หยุดการทำงานจนกระทั่งเซลล์ของแบคทีเรียหยุดการเจริญเติบโตและเสื่อมสภาพไปในที่สุด

อย่างไรก็ตามการนำอนุภาคซิลเวอร์นาโนมาใช้ในการฆ่าเชื้อโรคต่างๆ ก็ยังคงถูกจับตามองว่า นอกจากประสิทธิภาพในการทำลายเซลล์ของแบคทีเรียแล้ว อนุภาคซิลเวอร์นาโนที่นำใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ จะมีผลต่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นหรือไม่ จึงต้องรอการพิสูจน์กันต่อไปว่าซิลเวอร์นาโนที่เป็นพรีเซนเตอร์หลักของนาโนเทคโนโลยีจะกลายเป็นดาบสองคมหรือไม่…

 

รถพยาบาลนาโน

ถ้าพูดถึง “นาโนเทคโนโลยี” ซึ่งคุ้นหูคนไทยมานานพอสมควรแล้ว ผลิตภัณฑ์นาโนอันดับแรกๆ ที่เราน่าจะนึกถึงกันคงหนีไม่พ้น “เสื้อซิลเวอร์นาโน” ที่มาพร้อมกับคำโฆษณาที่บอกว่าไม่จำเป็นต้องซักก็สามารถทำความสะอาดตัวเองได้

จากคุณสมบัติของอนุภาคซิลเวอร์นาโน (Nano Silver) ที่สามารถฆ่าเชื้อโรคได้ถึง 99.99% ทำให้ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC) ได้จับมือกับนักวิจัยจากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และบริษัท สุพรีม โปรดักส์ จำกัด เพื่อพัฒนา “รถพยาบาลนาโน” ขึ้นมา ซึ่งจะนำมาเปิดตัวในงานประชุมวิชาการและินิทรรศการ Nano Thailand Symposium 2008 ในวันที่ 6-8 พฤศจิกายน 2551

รถพยาบาลนาโนที่ว่านี้ไม่ได้หมายถึงรถพยาบาลที่มีขนาดเล็กอย่างที่หลายๆ คนคิด แต่คำว่านาโนที่เห็นเกิดจากการนำคุณสมบัติของอนุภาคซิลเวอร์นาโนที่มีขนาดประมาณ 70-100 นาโนเมตรมาผสมกับสีทารถพยาบาลจนได้สีขาวเพื่อใช้ทาภายในตัวรถ เนื่องจากรถพยาบาลมีการสัมผัสเชื้อและคนป่วยอยู่ตลอดเวลาทำให้เกิดความยากลำบากในการทำความสะอาด จึงได้นำสมบัติพิเศษของอนุภาคซิลเวอร์นาโนมาใช้ประโยชน์ในการฆ่าเชื้อภายในรถพยาบาล

สำหรับคำถามที่ว่าอนุภาคนาโนที่ใช้ผสมกับสีทาภายในรถจะเป็นอันตรายต่อผู้ป่วยหรือไม่ ทางทีมวิจัยได้บอกว่า “นาโนเทคโนโลยีเป็นของใหม่ ซึ่งมีทั้งที่ทราบฤทธิ์และยังไม่ทราบฤทธิ์ จึงต้องมีการประเมินประสิทธิภาพและความปลอดภัย และจากที่ประเมินมาพบว่าปลอดภัย แต่ก็ต้องมีการศึกษาอย่างต่อเนื่อง และในศูนย์นาโนเทคก็มีศูนย์วิจัยเรื่องความปลอดภัยด้านนาโนเทคโนโลยีโดยเฉพาะ”

คลิกที่นี่ หากท่านส่งสัยว่าอนุภาคซิลเวอร์นาโนสามารถฆ่าเชื้อโรคได้อย่างไร