ไหมไทย : การประยุกต์ใช้เป็นชีววัสดุเพื่อการแพทย์

จาก ChulaPedia

ไหม (Silk) เป็นเส้นใยโปรตีนธรรมชาติที่ได้จากหนอนไหมหรือแมลงอื่นๆที่สร้างเส้นใย หนอนไหมมี 2 ประเภท คือ ไหมบ้าน (Domestic silkworm) หรือไหมกินใบหม่อนเป็นอาหาร (Mulberry silkworm) และไหมป่า (Wild silkworm) หรือไหมที่ไม่ได้กินใบหม่อนเป็นอาหาร (Non-mulberry silkworm) สำหรับประเทศไทยซึ่งอยู่ในเขตร้อนชื้น มีความเหมาะสมสำหรับเลี้ยงไหมสายพันธุ์ที่ฟักออกตลอดปี ไหมบ้านสกุล Bombyx mori ที่มีการเลี้ยงในประเทศไทยมี 3 ประเภท^[1][2]ได้แก่

• ไหมพันธุ์ไทยพื้นบ้าน พันธุ์ดั้งเดิมของไทยที่มีการอนุรักษ์สืบทอดกันมา ได้แก่ พันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ 1 พันธุ์นางลาย พันธุ์นางเหลือง พันธุ์วนาสวรรค์ พันธุ์นางสิ่ว และพันธุ์ทับทิมสยาม เป็นต้น
• ไหมพันธุ์ไทยปรับปรุง เป็นพันธุ์ไหมพันธุ์ใหม่ที่พัฒนาขึ้นในประเทศไทย ซึ่งมีเชื้อพันธุ์ทั้งหมด หรือบางส่วนมาจากพันธุ์ไหมต่างประเทศ มี 3 กลุ่มคือ

1. ไหมพันธุ์ไทยปรับปรุงพื้นบ้าน ได้แก่ พันธุ์สร 4 พันธุ์หนองคาย 4 พันธุ์ปากช่อง 21
2. ไหมพันธุ์ไทยลูกผสม ได้แก่ พันธุ์อุบลราชธานี 60-35 (ดอกบัว) พันธุ์ไทยลูกผสมสกลนคร พันธุ์ไทยลูกผสมอุดรธานี พันธุ์เหลืองไพโรจน์ พันธุ์กำพล
3. ไหมพันธุ์ลูกผสม ได้แก่พันธุ์ผสมเหลืองโคราช พันธุ์นครราชสีมา 60-1 (K13) พันธุ์จุล1/1

• ไหมพันธุ์ต่างประเทศ ส่วนใหญ่นำเข้าจากสาธารณรัฐประชาชนจีน เกาหลี และญี่ปุ่น

รูปที่ 1 ตัวอย่างรังไหมสายพันธุ์ต่างๆ ได้แก่ (1) นางน้อยศรีสะเกษ 1 (2) เหลืองไพโรจน์ (3) ดอกบัว (4) วนาสวรรค์ (5) นางสิ่ว (6) ทับทิมสยาม (7) ไหมจากประเทศจีน (8) ไหมจากประเทศญี่ปุ่น (9) จุล 1/1 (10) จุล 3/2 (11) อีรี่

โครงสร้างและองค์ประกอบของเส้นใยไหม

รูปที่ 2 ลักษณะเส้นไหมพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ 1 ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยไฟโบรอิน 2 เส้นเชื่อมกันอยู่ด้วยกาวไหม ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด

เส้นไหมประกอบด้วยโปรตีนสำคัญ 2 ชนิด คือ ไฟโบรอิน (Fibroin) หรือส่วนเส้นใยไหม คิดเป็นน้ำหนักประมาณร้อยละ 70-75 เป็นโปรตีนที่ไม่ละลายน้ำ ใยไหม 2 เส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-25 ไมโครเมตร^[3]เคลือบด้วยโปรตีนกาวไหม (Silk glue) หรือเซริซิน (Sericin) ประมาณร้อยละ 25-30 โดยน้ำหนัก กาวไหมสามารถละลายได้ในน้ำร้อน นอกจากนี้ยังมีไขมันหรือน้ำมันอยู่ประมาณร้อยละ 0.5-1 สารสีธรรมชาติประมาณร้อยละ 1-1.4 และมีส่วนประกอบอื่นอีกเล็กน้อย เช่น ขี้ผึ้ง สารอนินทรีย์ เป็นต้น^[4]

ไฟโบรอิน

ไฟโบรอินเป็นโปรตีนเส้นใยที่มีโครงสร้างประกอบด้วย 3 โปรตีนหน่วยย่อย ได้แก่^[5]

1. สายโซ่โปรตีนน้ำหนักโมเลกุลสูง (Heavy chain) ประมาณ 350 กิโลดาลตัน ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่สำคัญ 2 ชนิด คือ ไกลซีน (Glycine, Gly) และอะลานีน (Alanine, Ala)
2. สายโซ่โปรตีนน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (Light chain) ประมาณ 25 กิโลดาลตัน ประกอบด้วยกรดอะมิโนหลายชนิด เช่น ลิวซีน (Leucine, Leu) ไอโซลิวซีน (Isoleucine, Ile) วาลีน (Valine, Val) เป็นต้น
3. ไกลโคโปรตีน P25 (Glycoprotein P25) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 30 กิโลดาลตัน ประกอบด้วยพอลิเปปไทด์ (Polypeptide) และโอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide) ซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2-10 โมเลกุล โดยส่วนใหญ่จะเป็นน้ำตาลแมนโนส (Mannose)

สายโซ่โปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงแสดงการจัดเรียงตัวที่เป็นผลึก (Crystalline) ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนที่ไม่ชอบน้ำสูง สำหรับสายโซ่โปรตีนขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ มีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 25 กิโลดาลตัน โครงสร้างของสายโซ่ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่แสดงประจุ ซึ่งสายโซ่โปรตีนในส่วนนี้เชื่อมต่อกับสายโซ่โปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงด้วยพันธะไดซัลไฟด์ (Disulfide bond) และส่วนสำคัญที่ทำให้สายโซ่เชื่อมต่อกันโดยสมบูรณ์คือ ไกลโครโปรตีน P25 มีน้ำหนักโมเลกุล 30 กิโลดาลตัน ทำหน้าที่เชื่อมสายโซ่ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและโมเลกุลต่ำเข้าด้วยกัน โดยจับด้วยส่วนที่ไม่ชอบน้ำ (Hydrophobic interaction) ซึ่งคิดเป็นอัตราส่วนระหว่างสายโซ่ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง น้ำหนักโมเลกุลต่ำ และไกลโครโปรตีน P25 มีค่าประมาณ 6 : 6 : 1 โดยโมล^[5]

โครงสร้างทุติยภูมิของไฟโบรอินประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ ส่วนที่มีการจัดเรียงตัวเป็นผลึก และส่วนที่มีการจัดเรียงตัวแบบอสัณฐาน (Amorphous) นอกจากนี้ส่วนที่มีโครงสร้างการจัดเรียงตัวเป็นผลึกยังสามารถแบ่งย่อยออกเป็น 3 แบบ ได้แก่ โครงสร้างไหม I โครงสร้างไหม II และโครงสร้างไหม III โดยโครงสร้างไหม I มีโครงสร้างก่อนเปลี่ยนแปลงไปเป็นผลึกเส้นใย (Pre-spun pseudo crystalline) หรือที่เรียกว่าโครงสร้างแบบนี้ว่า Random coil หรือโครงสร้างแบบเกลียว α-helix สามารถละลายน้ำได้ (Water soluble) เป็นโครงสร้างที่ไม่เสถียรสามารถเปลี่ยนโครงสร้างเป็นโครงสร้างไหม II ได้ เมื่อได้รับความร้อน (Heating) การปั่นกวน (Spinning) หรือการให้แรงทางไฟฟ้า (Electric field) การเติมด้วยสารละลายที่มีขั้ว เช่น เมทานอล หรือ อะซิโตน โครงสร้างไหม II มีรูปแบบโครงสร้างเป็นเส้นใยไหมสั้นและถือเป็นโครงสร้างหลักของไฟโบรอิน ซึ่งประกอบด้วยโครงสร้างการจัดเรียงตัวแบบพลีทเบต้า (ß-pleated sheet) สายโซ่โปรตีนเชื่อมกันแบบไม่ขนาน (Anti-parallel) ด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างหมู่คาร์บอกซิลกับหมู่อะมิโน โดยระหว่างแผ่นพลีทเบต้าแต่ละแผ่นซ้อนทับกันด้วยแรงแวนเดอวาส์วส่งผลให้ไฟโบรอินมีคุณสมบัติเชิงกลที่มีความแข็งแรงสูง^[3] ทำให้ไฟโบรอินไม่สามารถละลายน้ำได้โดยตรง

การประยุกต์ใช้เส้นไหม

เส้นไหมได้รับความนิยมและเป็นที่รู้จักกันดีในอุตสาหกรรมสิ่งทอและเครื่องนุ่งห่ม เนื่องจากเส้นไหมเป็นใยธรรมชาติที่มีความแข็งแรงสูง มีความยืดหยุ่นได้ดี มีสมบัติทางกลที่ดี^[6]ความมันวาวสวยงาม แตกต่างจากสิ่งทอเส้นใยชนิดอื่น สำหรับงานในด้านอื่นๆ ในปัจจุบันมีการนำโปรตีนกาวไหมนำไปใช้ทางด้านเวชสำอาง ได้แก่ ครีมทำความสะอาดผิว ครีมรองพื้น ครีมแต่งหน้า แชมพู และครีม ^[7] เป็นต้น นอกจากนี้ ยังได้มีการนำโปรตีนไฟโบรอินไหมมาใช้เป็นวัสดุทางด้านการแพทย์และวิศวกรรมเนื้อเยื่อ ได้แก่ เส้นด้ายในการเย็บแผล ^[8] แผ่นไหมปิดแผลสมานเซลล์ผิวหนังให้แผลหายเร็ว^[9][10][11] คอนแทคเลนส์^[12][13]ผิวหนังเทียม^[14] เนื่องจากโปรตีนไฟโบรอินไหมเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ มีสมบัติเชิงกลที่ดีและสามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ

การประยุกต์ใช้โปรตีนไฟโบรอินไหมเป็นชีววัสดุเพื่อการแพทย์

การนำโปรตีนไฟโบรอินไหมมาใช้เป็นชีววัสดุเพื่อการแพทย์นั้น เนื่องจากโปรตีนไฟโบรอินมีปริมาณสูงถึง 70 เปอร์เซ็นต์ของเส้นใยไหมและมีคุณสมบัติที่สำคัญได้แก่ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ มีสมบัติทางกลที่ดี และสามารถย่อยสลายได้ แต่การผลิตชีววัสดุเป็นวัสดุการแพทย์รูปแบบต่างๆ นั้นจะต้องมีการกำจัดกาวไหมออก และเตรียมให้อยู่ในรูปของสารละลายในน้ำก่อน รูปแบบต่างๆ ที่มีความเหมาะสมกับลักษณะงานที่ต้องการนำไปใช้ทางการแพทย์ ได้แก่ ฟิล์ม ฟองน้ำ อนุภาคไมโคร แผ่นเส้นใยแบบไม่ถักทอ และท่อกลวง เป็นต้น

รูปที่ 3 การประยุกต์โปรตีนไฟโบรอินไหมจากเส้นใยไหมเพื่อผลิตเป็นชีววัสดุเพื่อการแพทย์

การเตรียมสารละลายไฟโบรอินไหม

กระบวนการเตรียมสารละลายไฟโบรอินในน้ำเริ่มต้นด้วยการต้มรังไหมด้วยสารละลายที่มีฤทธิ์เป็นด่าง^[15]เพื่อกำจัดกาวไหมออก ทั้งนี้เนื่องจากไฟโบรอินเป็นโปรตีนที่มีโครงสร้างทุติยภูมิแบบบีตาชีต (Beta sheet) ซึ่งประกอบขึ้นด้วยพันธะไฮโดรเจนจำนวนมากจึงทำให้ไฟโบรอินไม่สามารถละลายน้ำได้ ดังนั้นการเตรียมสารละลายไฟโบรอิน จึงต้องมีการทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างในสายโซ่โปรตีนชั่วคราว โดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ (Organic solvent) ตัวทำละลายเกลืออินทรีย์ (Aqueous-organic solution of salts) เช่น ลิเทียมไธโอไซยาเนต (LiCNS) ลิเทียมโบรไมด์ (LiBr) แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) แคลเซียมไนเตรต (Ca(NO3)2) และกรด เช่น กรดฟอสฟอริก (Phosphoric) กรดซัลฟิลริก (Sulfuric) กรดไฮโดรคลอริก (Hydrochloric)^[16]โดยสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ และสารละลายลิเทียมโบรไมด์เป็นตัวทำละลายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ^{[17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33]}เมื่อเตรียมสารละลายไฟโบรอินในตัวทำละลายได้แล้ว โดยทั่วไปจะนำไปผ่านการกำจัดสารละลายออกด้วยวิธีไดอะไลซิส (Dialysis) ด้วยน้ำทำให้ได้สารละลายไฟโบรอินในน้ำ สภาวะที่ใช้ในการเตรียมสารละลายไฟโบรอินจะส่งผลต่อคุณลักษณะและสมบัติของไฟโบรอินด้วย เช่น มวลโมเลกุล และปริมาณโครงสร้างทุติยภูมิแบบต่างๆ เป็นต้น^{[27][28][29][34]}

ตัวอย่างการเตรียมสารละลายไฟโบรอินไหมสายพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ 1 โดยวิธีทำละลายด้วยลิเทียมโบรไมด์ และไดอะไลซิสด้วยน้ำ^[35] จะทำให้ได้สารละลายไฟโบรอินในน้ำค่อนข้างหนืด ที่มีสีเหลืองใส และมีลักษณะสมบัติทางกายภาพดังนี้

ตัวอย่างคุณสมบัติของไฟโบรอินไหมเตรียมจากไหมสายพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ 1 โดยวิธีทำละลายด้วยลิเทียมโบรไมด์

ค่า pI ประมาณค่าโดยการวัดค่า Zeta potential ที่ค่าพีเอชต่างๆ

• องค์ประกอบของกรดอะมิโน (Amino acid contents)

ปริมาณและองค์ประกอบของกรดอะมิโนชนิดต่างๆ ของสารละลายไฟโบรอินไหมไทยพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ 1 เปรียบเทียบกับไหมจากประเทศญี่ปุ่น และไหมจากประเทศจีน^[31]ซึ่งผ่านการเตรียมโดยวิธีทำละลายด้วยลิเทียมโบรไมด์ ซึ่งวิเคราะห์ด้วยเทคนิค High Performance Liquid Chromatography (HPLC) นำสารตัวอย่างส่งวิเคราะห์ที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว. บางปู) พบว่าสารละลายไฟโบรอินไหมไทยมีปริมาณกรดอะมิโนหลัก ได้แก่ Glycine กับ Alanine สูงกว่าไหมจากประเทศจีนและญี่ปุ่น และปริมาณกรดอะมิโนที่ชอบน้ำและปริมาณ Serine และ Tyrosine ต่ำกว่าไหมต่างประเทศทั้ง 2 สายพันธุ์

• โครงสร้างโมเลกุล (Molecular structure)

โครงสร้างทางเคมีของฟิล์มไฟโบรอินจากไหมไทยพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ 1 เปรียบเทียบกับไหมจากประเทศญี่ปุ่น และไหมจากประเทศจีน^[31]ด้วยเทคนิค Fourier Transform Infrared Spectrophotometer มีพีคสัญลักษณ์ของโปรตีนทั่วไป ได้แก่ เอไมด์ I, เอไมด์ II และ เอไมด์ III โดยตำแหน่งเลขคลื่นของพีคการดูดกลืนในตำแหน่ง เอไมด์ III มีการเลื่อนเล็กน้อยซึ่งแสดงถึงโครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีนที่แตกต่างกัน

รูปที่ 4 สเปกตรัมการดูดกลืนรังสีอินฟาเรดของฟิล์มไฟโบรอินไหมสายพันธุ์ต่างๆ

• สมบัติทางความร้อน (Thermal properties)

การวิเคราะห์สมบัติทางความร้อนของฟิล์มไฟโบรอินไหมไทยด้วยเครื่อง Differential Scanning Calorimeter (DSC) ได้ค่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Glass transition temperature, Tg) สูงกว่าไหมจากประเทศจีนและญี่ปุ่น และเมื่อวิเคราะห์ด้วยเครื่อง Thermogravimetric analysis (TGA) จะได้อุณหภูมิของการสลายตัว (Decomposition temperature, Td) สูงกว่าไหมจากประเทศจีนและญี่ปุ่นเล็กน้อย^[31]

• สมบัติเชิงกล (Mechanical properties)

ไฟโบรอินไหมที่ถูกนำมาขึ้นรูปเป็นแบบฟองน้ำ จะมีความต้านทานแรงกดสูง ทั้งนี้ค่ามอดูลัสของการทนแรงกดยังขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบอื่นที่ผสมกับไฟโบรอินไหม วิธีการขึ้นรูป และ การเชื่อมขวาง ดังตัวอย่างในตารางข้างล่าง ซึ่งการขึ้นรูปที่เหมาะสม และระดับการเชื่อมขวาง (Degree of crosslink) รวมถึงการใช้ร่วมกับด้วยสารอื่น ทำให้เปลี่ยนแปลงความต้านทานแรงกด (Compressive modulus) ของฟองน้ำได้

ตัวอย่างค่าความต้านทานแรงกดของขีววัสดุรูปแบบฟองน้ำสูตรต่างๆ ที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทย

• ความสามารถในการดูดซับน้ำ (Water absorption)

ไฟโบรอินไหมไทยที่ถูกขึ้นรูปเป็นแบบอนุภาคไมโครมีความสามารถในการดูดซับน้ำประมาณ 0.4-0.7 เท่า แต่สำหรับรูปแบบฟองน้ำ มีความสามารถในการดูดซับน้ำมากกว่า ถึง 7 เท่าตัว เนื่องจากโครงสร้างเป็นรูพรุนเชื่อมต่อกันจำนวนมาก

ตัวอย่างค่าการดูดซับน้ำของชีววัสดุรูปแบบต่างๆ ที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทย

• การย่อยสลายทางชีวภาพ (Biodegrability)

ชีววัสดุรูปแบบต่างๆ ที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทย มีความสามารถในการย่อยสลายได้ค่อนข้างช้า ในสภาวะเลียนแบบสภาวะของร่างกาย (Physiological condition) แต่เมื่อมีการผสมด้วย วัสดุอื่น เช่น เจลาติน จะช่วยเพิ่มอัตราการย่อยสลายให้เร็วขึ้น อัตราการย่อยสลายยังเป็นผลมาจาก ลักษณะโครงสร้าง รูพรุน การเชื่อมขวาง และสภาวะที่ใช้ในการย่อยสลาย

ตัวอย่างการย่อยสลายทางชีวภาพของชีววัสดุรูปแบบต่างๆ ที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทย

• ความเข้ากันได้ (Biocompatibility) กับเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ร้อยละของการยึดเกาะและอัตราการเจริญเติบโตจำเพาะของเซลล์เนื้อเยื่อใต้ผิวหนังของหนู L929 (Mouse subcutaneous connective tissue) ของฟิล์มไฟโบรอินทั้ง 3 สายพันธุ์ แสดงในตารางด้านล่างนี้ มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพของไฟโบรอินซึ่งไม่ก่อให้เกิดพิษต่อเซลล์^[31]

การทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์มไฟโบรอินไหมสายพันธุ์ต่างๆ

ค่า PDT คำนวนจาก ln2/µ

เมื่อใช้ไฟโบรอินไหมไทยผสมวัสดุอื่นๆ ได้แก่ เจลาติน ไฮดรอกซีอะพาไทด์ มาทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพกับเซลล์หลายชนิด เช่น เซลล์เนื้อเยื่อใต้ผิวหนังของหนู L929 เซลล์กระดูกสร้างกระดูกของหนู MC3T3-E1 และเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกของหนู MSC ดังแสดงในตารางด้านล่างเซลล์หลายๆชนิดมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพของไฟโบรอินและไฟโบรอินไหมผสมไม่ก่อให้เกิดพิษต่อเซลล์เช่นกัน อีกทั้งการใช้วัสดุชนิดอื่นผสมซึ่งได้แก่ เจลาติน และไฮดรอกซีอะพาไทด์ ช่วยให้ระยะเวลาในการแบ่งตัวของเซลล์เป็นสองเท่าเร็วยิ่งขึ้นพิจารณาจากค่า PDT ที่น้อยลง และเมื่อเปรียบเทียบระหว่างฟิล์มกับฟองน้ำค่า PDT ของฟองน้ำมาค่าสูงกว่าเนื่องจากฟองน้ำมีรูพรุนสูงทำให้มีพื้นที่ภายในสูงมากจึงทำให้ความสามารถในการเจริญเติบโตของเซลล์ลดลง

การทดสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพของชีววัสดุไฟโบรอินไหมและวัสดุไฟโบรอินไหมผสม

N/A คือ ไม่ได้ทำการทดลอง

• ความเข้ากันได้กับร่างกาย

การประเมินการตอบสนองต่อเนื้อเยื่อโดยการฝัง (Implant) ชีววัสดุโครงเนื้อเยื่อที่เตรียมจากไฟโบรอินไหมไทย และไฟโบรอินไหมไทยร่วมกับวัสดุชนิดอื่น ในชั้นใต้ผิวหนังของหนูทดลอง^[41] ตามมาตรฐาน ISO10993-6 : Bio-logical evaluation of medical devices พบว่าหลังจากการฝังใต้ผิวหนังเป็นเวลา 2 และ 4 สัปดาห์ พบว่าโครงเนื้อเยื่อเหล่านี้ จัดอยู่ในกลุ่ม “ไม่ระคายเคือง” ถึง”ระคายเคืองเล็กน้อย” เมื่อเทียบกับวัสดุควบคุม Gelfoam® (Pharmacia&Upjohn.Co, USA) แสดงให้เห็นว่าโครงเนื้อเยื่อที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทยเป็นองค์ประกอบไม่เป็นพิษต่อร่างกาย และมีศักยภาพสูงในการประยุกต์ใช้งานทางด้านการแพทย์

ตัวอย่างงานวิจัยที่ใช้ไฟโบรอินไหมไทยในการผลิตเป็นชีววัสดุทางการแพทย์ที่มีการวิจัยและพัฒนาอย่างยาวนานที่ห้องปฎิบัติการสหสาขาวิศวกรรมชีวเวช : วิศวกรรมวัสดุการแพทย์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

โครงเลี้ยงเซลล์ และกระดูกเทียม

งานด้านโครงเลี้ยงเซลล์และกระดูกเทียม ชีววัสดุที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทยจะเป็นรูปแบบฟองน้ำ (Sponge) เป็นโครงสร้างสามมิติที่มีรูพรุนภายในเชื่อมต่อกัน (Interconnected pore) และมีความพรุนสูง เพื่อให้สารอาหารและของเสียต่างๆ สามารถส่งผ่านเข้าออกภายในได้อย่างสะดวก และส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์และเนื้อเยื่อ สามารถเตรียมได้หลายวิธี ได้แก่ วิธี Salt leaching^{[42][37][41][43]}โดยการเติมอนุภาคที่ทำให้เกิดรูพรุน (porogen) เช่น ผลึกเกลือ (NaCl) ความเข้มข้นสูง จากนั้นเมื่อสารละลายไฟโบรอินเกิดเป็นเจลผลึกเกลือถูกล้างออกจะทำให้ได้โครงข่ายที่มีรูพรุน^[41][43] วิธีทำแห้งแบบเยือกแข็ง (Freeze drying)^[36][44]เตรียมได้โดยการทำแห้งแบบเยือกแข็งของสารละลายไฟโบรอินซึ่งทำเกิดรูพรุนจากการระเหิดของน้ำแข็ง^[36] ทั้งสองวิธีจะได้รูพรุนของโครงเลี้ยงเซลล์ที่ได้จะมีความสม่ำเสมอ นอกจากนี้ยังมีการปรับปรุงคุณสมบัติของโครงเลี้ยงเซลล์ด้วยการผสมวัสดุอื่น เช่น เจลาติน^[36] เพื่อช่วยในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ หรือมีการปรับปรุงพื้นผิวรูพรุนของโครงเลี้ยงเซลล์ด้วยวัสดุอื่นๆ ได้แก่ เจลาติน^[42][40]ไฮดรอกซีอะพาไทต์^[42]ไคโตโอลิโกแซคคาไรด์^[40]เป็นต้น และสารประกอบอนินทรีย์เพื่อช่วยชะลอการย่อยสลายทางชีวภาพให้ช้า ได้แก่ ไฮดรอกซีอะพาไทต์^[44]และเบต้าไตรแคลเซียมฟอสเฟส^[44] เป็นต้น จึงทำให้โครงเลี้ยงเซลล์มีรูพรุนขนาดเล็กเชื่อมโยงเป็นเครือข่ายภายในรูพรุนเดิม และมีความแข็งแรงเพิ่มมากขึ้น

นอกจากนี้ยังได้มีการพัฒนาการเร่งการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก โดยการนำชีววัสดุผสมของไฟโบรอินไหมกับเจลาตินมาดัดแปรพื้นผิวรูพรุนของกระดูกมนุษย์ หรือเรียกกว่า กราฟกระดูกมนุษย์ (Human bone graft) และทำการเชื่อมขวางด้วยสารเชื่อมขวางร่วมกับกระบวนการทำแห้งแข็งด้วยความเย็น^[45][46]โดยกระดูกมนุษย์ที่ถูกดัดแปรด้วยไฟโบรอินไหมกับเจลาตินเข้าไปเชื่อมขวางอยู่ภายในรูพรุนขนาดใหญ่ของกระดูก^[45][46] โครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตได้จากทุกวิธีนี้จะมีความสามารถทำให้เซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกของหนูยึดเกาะและเจริญเติบโตได้ดี และสามารถกระตุ้นให้เซลล์เปลี่ยนแปลงไปเป็นกระดูกได้ดี^[42][45][37]นอกจากนี้ยังได้มีการนำโครงเลี้ยงเซลล์ที่ได้ไปปลูกถ่ายในหนูทดลอง พบว่าภายหลังการฝังในหนูทดลองเป็นเวลา 12 สัปดาห์ โครงเลี้ยงเซลล์นี้สามารถชักนำให้เกิดการสร้างกระดูกใหม่ได้ดี และไม่พบเซลล์ที่แสดงถึงการอักเสบหรือการปฏิเสธโครงเลี้ยงเซลล์ที่ปลูกถ่าย^[42] จึงมีศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูกเพื่อใช้ในการรักษาทางการแพทย์ที่มีประสิทธิภาพในอนาคต

รูปที่ 5 ตัวอย่างชีววัสดุแบบฟองน้ำที่นำมาใช้ในงานด้านโครงเลี้ยงเซลล์และกระดูกเทียม

ระบบนำส่งยา

งานทางด้านระบบนำส่งยา เป็นการนำชีววัสดุรูปแบบต่างๆมาใช้ในการควบคุมการปลดปล่อยของยาหรือสารออกฤทธิ์ ในปริมาณและระยะเวลาที่กำหนด และนำส่งยาไปยังอวัยวะ เป้าหมาย ซึ่งจากความแตกต่างของลักษณะอวัยวะเป้าหมายนั้นจึงทำให้มีการออกแบบชีววัสดุในรูปแบบต่างๆ เพื่อสามารถนำไปใช้ได้อย่างเหมาะสมและเกิดประสิทธิภาพสูงสุดได้แก่ ฟิล์ม^[31] ฟองน้ำ^[38]อนุภาคไมโคร ^[47][39]แผ่นเส้นใยไมโครแบบไม่ถักทอ^[35][48] เป็นต้น

• ฟิล์ม (Film) เตรียมจากสารละลายไฟโบรอิน แล้วนำไปแช่ในสารละลายแอลกอฮอล์เช่น เมทานอล เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างทุติยภูมิกลับไปเป็นเป็นแบบบีตาชีตและเพิ่มความแข็งแรง และลดการย่อยสลายทางชีวภาพ^[31] ฟิล์มไฟโบรอินสามารถนำไปใช้งานโดยนำไปดูดซับสารออกฤทธิ์หรือยา เพื่อใช้ในระบบควบคุมการปลดปล่อยสารออกฤกธิ์หรือยาเพื่อใช้ในการรักษาเฉพาะที่ทางการแพทย์ได้
• ฟองน้ำ (Sponge) สามารถนำมาประยุกต์ใช้สำหรับควบคุมการปลดปล่อยสารออกฤทธิ์หรือยาได้ ตัวอย่างเช่น เคอร์คูมิน และดีเอชเอ โดยแผ่นฟองน้ำที่เตรียมจากการทำแห้งแบบเยือกแข็งสามารถดูดซับเคอร์คูมิน และ/หรือ ดีเอชเอได้ และแผ่นสามารถชะลอการปลดปล่อยเคอร์คูมินและดีเอชเอได้ โดยสารที่ถูกปลดปล่อยมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งปากมดลูกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ทำให้ฤทธิ์ทางชีวภาพของเคอร์คูมินและดีเอชเอเปลี่ยนไป^[38]
• อนุภาคไมโคร (Microsphere) เป็นทรงกลมสามมิติขนาดเล็กระดับไมครอน การเตรียมอนุภาคขนาดไมครอนมีหลายเทคนิค เช่น การพ่นแห้ง อิมัลชัน แต่สำหรับเทคนิคที่นิยมใช้ทั่วไป ได้แก่ อิมัลชันชนิดน้ำในน้ำมัน โดยให้วัฎภาคภายในประกอบด้วยยาละลายในสารละลายชีววัสดุ จากนั้นนำวัฎภาคภายในหยดลงไปในวัฎภาคภายนอกซึ่งเป็นสารลดแรงตึงผิว และทำการปั่นเพื่อลดขนาดของอิมัลชันทำให้ขนาดอนุภาคมีขนาดเล็กลงได้ ถ้าอนุภาคไมโครมีขนาดเล็กอยู่ในช่วง 100-200 ไมโครเมตร สามารถใช้เป็นตัวพายา (Carrier) เพื่อนำส่งยาหรือสารออกฤทธิ์ ด้วยการฉีดผ่านเข็มฉีดยาได้^[39]คุณสมบัติของอนุภาคไมโคร สามารถดูดซับน้ำที่ดี ย่อยสลายได้ในร่างกาย และสามารถรักษาความคงตัวของยา ควบคุมอัตราการปลดปล่อย และการออกฤทธิ์ของยาให้เนิ่นนานได้^[47][39] นอกจากนี้ยังใช้เป็นวัสดุต้นแบบในการทดสอบความไวต่อยารักษามะเร็งซึ่งได้นำไปทดสอบกับเซลล์มะเร็งเต้านม MCF-7 พบว่าเซลล์สามารถยึดเกาะและเจริญเติบโตบนอนุภาคได้ดี และมีความไวต่อการทดสอบของยาทาม็อกซิเฟน (Tamoxifen) ซึ่งเป็นยาที่ใช้ในการรักษามะเร็ง^[47]
• แผ่นเส้นใยนาโนแบบไม่ถักทอ (Non-woven nano fiber mat) การผลิตเส้นใยด้วยเทคนิคการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Spinning) เป็นเทคนิคการขึ้นรูปเส้นใยโดยใช้แรงที่เกิดจากความต่างศักย์ทางไฟฟ้า ทำให้เกิดเส้นใยในระดับนาโน เส้นใยมีน้ำหนักเบา มีพื้นผิวสัมผัสสูง สามารถควบคุมการปลดปล่อยได้ดี เนื่องจากการย่อยสลายทางชีวภาพช้า มีสมบัติทางกลที่ดี และสามารถควบคุมการปลดปล่อยของยาหรือสารออกฤทธิ์ให้เหมาะสมกับระยะเวลาที่ใช้งาน^[35][48] ตัวอย่างเช่น แผ่นเส้นใยนาโนไฟโบรอินผสม เจลาตินที่สามารถควบคุมการปลดปล่อย อะโซเคซีน เมทธิวลีนบลู และสารเร่งการเติบโตของเส้นประสาทได้^[35] นอกจากนี้ยังสามารถผลิตแผ่นเส้นใยนาโนผสมบีดเพื่อกักเก็บยาหรือสารออกฤทธิ์ได้มากกว่าแผ่นเส้นใยแบบไม่มีบีด สำหรับการควบคุมการปลดปล่อยสารสำคัญชนิดออกฤทธิ์เนิ่น ซึ่งบีดที่เกิดขึ้นช่วยในการกักเก็บและควบคุมการปล่อยปล่อยสารได้นานกว่า^[48]

รูปที่ 6 ตัวอย่างชีววัสดุรูปแบบต่างๆที่นำมาใช้ในงานด้านระบบนำส่งยา

แผ่นปิดแผล

แผ่นปิดแผลแบบ active มีลักษณะเป็น 2 ชั้น ได้แก่ ชั้นโปรตีนเส้นไหมไฟโบรอินที่ถูกถักทอเป็นแผ่นและเคลือบด้วยไขที่ไม่ติดผิวหนัง และชั้นที่ประกอบด้วยโปรตีนกาวไหมเซริซินร่วมกับโปรตีนไฟโบรอินและเจลาตินที่มีลักษณะเป็นโครงข่ายรูพรุนสูง แผ่นปิดแผลนี้มีการติดผิวหนังน้อยกว่าแผ่นปิดแผลในท้องตลาด “Sofra-tulle®” อีกทั้งในการทดสอบการปิดแผลของบาดแผลลึกในสัตว์ทดลอง พบว่าสามารถกระตุ้นการหายของบาดแผลได้ดีกว่าแผ่นปิดแผลในท้องตลาด “3M® Tegaderm high performancefoam adhesive dressing” จากการเปรียบเทียบการลดลงของขนาดบาดแผล การเจริญของเซลล์ผิวหนังและการสร้างคอลลาเจน จึงแสดงให้เห็นว่าแผ่นปิดแผลแบบ active นี้สามารถลดการติดผิวหนัง พร้อมทั้งมีคุณสมบัติทางชีวภาพเหมาะสมต่อการหายของบาดแผลอีกด้วย^[49]

รูปที่ 7 ตัวอย่างแผ่นปิดแผลแบบ Active

หลอดเลือดเทียม

โครงเลี้ยงเซลล์หลอดเลือด รูปแบบท่อกลวงของไฟโบรอินไหมไทยและเจลาตินนี้ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ส่วนชั้นนอกเป็น Protective layer ที่ผลิตจากโปรตีนไฟโบรอินไหมไทย มีความแข็งแรง ทนแรงดึงได้ดี และย่อยสลายช้า ส่วนชั้นในเป็น Bioactive layer ที่ผลิตจากโปรตีนไฟโบรอินไหมไทยผสมเจลาตินและยา simvastatin ที่ช่วยกระตุ้นการเคลื่อนของเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดมายังบริเวณที่ปลูกถ่าย จึงมีความเหมาะสมในการใช้เป็นโครงเลี้ยงเซลล์หลอดเลือด โดยหลอดเลือดสองชั้นนี้ มีความแข็งแรง และมีความสามารถต้านทานแรงเย็บ (Suture retention) ได้เทียบเคียงกับหลอดเลือดธรรมชาติ มีความเข้ากันได้ทั้งกับเซลล์และเลือด และเมื่อนำไปปลูกถ่ายลงหลอดเลือดของหนูทดลอง โครงเลี้ยงเซลล์หลอดเลือดนี้สามารถเร่งให้เกิดการยึดเกาะใหม่ของเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดบนผิวของหลอดเลือดปลูกถ่ายได้ และเร่งกระบวนการสร้างหลอดเลือดเทียมตามธรรมชาติได้ โดยการออกแบบโครงเลี้ยงเซลล์หลอดเลือดหลายหน้าที่จากชีววัสดุที่มีสมบัติที่โดดเด่นนี้จะสามารถใช้ในการรักษาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการซ่อมแซมหลอดเลือดและวิศวกรรมเนื้อเยื่อหลอดเลือดได้^[50]

รูปที่ 8 ตัวอย่างโครงเลี้ยงเซลล์หลอดเลือด

อ้างอิง

1. ↑ ปรัชญารัศมีธรรมวงศ์. การปลูกหม่อนและการเลี้ยงไหม. กรุงเทพมหานคร: สำนักพิมพ์เพชรกะรัต จำกัด 2552
2. ↑ สถาบันวิจัยหม่อนไหม. 30 ปี วิชาการหม่อนไหม. พิมพ์ครั้งที่ 1. ชุมนุมสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทย 2546
3. ↑ ^{3.0 3.1} Matsumoto, A., J. Chen, A. L. Collette, U. J. Kim, G. H. Altman, P. Cebe and D. L. Kaplan. Mechanisms of Silk Fibroin Sol-Gel Transitions.J Phys Chem B (2006)110: 21630-8
4. ↑ สิรีรัตน์ จารุจินดา. ไหม: การลอกกาวไหมและการฟอกขาวไหม. Colour way. ฉบับที่ 56 (มกราคม – กุมภาพันธ์ 2548): 34 – 38
5. ↑ ^{5.0 5.1} Tanaka, K., S. Inoue and S. Mizuno. Hydrophobic Interaction of P25, Containing Asn-Linked Oligosaccharide Chains, with the H-L Complex of Silk Fibroin Produced by Bombyx Mori. Insect Biochem Mol Biol (1999)29: 269-276.
6. ↑ Altman, G. H., F. Diaz, C. Jakuba, T. Calabro, R. L. Horan, J. Chen, H. Lu, J. Richmond and D. L. Kaplan. Silk-Based Biomaterials. Biomaterials (2003)24: 401-16.
7. ↑ Aramwit, P., Kanokpanont, S., De-Eknamkul, W., Srichana, T. Monitoring of in- flammatory mediators induced by silk sericin. J. Biosci. Bioeng. 107 (2009):556–561
8. ↑ Arup Jyoti Choudhury, Dolly Gogoi, Joyanti Chutia, Raghuram Kandimalla, Sanjeeb Kalita, Jibon Kotoky, Yogesh B. Chaudhari, Mojibur R. Khan, Kasturi Kalita. Controlled antibiotic-releasing Antheraea assama silk fibroin suture for infection prevention and fast wound healing .Surgery, Volume 159, Issue 2, February (2016): 539-547.
9. ↑ Kanokpanont, S., Damrongsakkul, S., Ratanavaraporn, J., Aramwit, P. An innovative bi-layered wound dressing made of silk and gelatin for accelerated wound healing. Int. J. Pharm. 436 (2012):141–153.
10. ↑ Andreia Vasconcelos , Andreia C. Gome , Artur Cavaco-Paulo, Novel silk fibroin/elastin wound dressings Acta Biomaterialia 8 (2012) 3049–3060
11. ↑ Lu Shi , Ning Yang , Hao Zhang , Li Chen , Lei Tao , Yen Wei , Hui Liu , Ying Luo A novel poly(γ-glutamic acid)/silk-sericin hydrogel for wound dressing: Synthesis, characterization and biological evaluation Materials Science and Engineering C (2015)48: 533–540.
12. ↑ Laura J. Bray, Karina A. George, S. Louise Ainscough, Dietmar W. Hutmacher, Traian V. Chirila, Damien G. Harkin Human corneal epithelial equivalents constructed on Bombyx mori silk fibroin membranes Biomaterials. (2011)32 :5086-5091
13. ↑ Eun Young Kim, Nirmalya Tripathy, Sun Ah Cho, Choun-Ki Joo, Dongwon Lee, Gilson Khang Bioengineered neo-corneal endothelium using collagen type-I coated silk fibroin film, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. (2015)136: 394-401
14. ↑ Sheikh, A., Ju, H.W., Lee, J.M., Moon, B.M., Park , H.J., Lee, O.J., Kim, J.H., Kim, D.K., Park, C.H.3D electrospun silk fibroin nanofibers for fabrication of artificial skin . Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine (2015)11: 681–691.
15. ↑ Kim, U.J., et al., Three-dimensional aqueous-derived biomaterial scaffolds from silk fibroin. Biomaterials, 2005. 26(15): p. 2775-85.
16. ↑ Sashina, E.S., et al., Structure and solubility of natural silk fibroin. Russ J Appl Chem+, 2006. 79(6): p. 869-876
17. ↑ Ajisawa, A., Studies on the dissolution of silk fibroin by CaCl2-H2O-R-(OH)n, ternary system solutions. J Seric Sci Jpn, 1968. 24(2): p. 61-64.
18. ↑ Ajisawa, A., Dissolution of silk fibroin with calciumchloride/ ethanol aqueous solution. J Seric Sci Jpn, 1998. 67(2): p. 91-94.
19. ↑ Chen, X., et al., Regenerated Bombyx silk solutions studied with rheometry and FTIR. Polymer, 2001. 42: p. 9969-9974.
20. ↑ Hu, X., D. Kaplan, and P. Cebe, Determining beta-sheet crystallinity in fibrous proteins by thermal analysis and infrared spectroscopy. Macromolecules, 2006. 39: p. 6161-6170
21. ↑ Lu, Q., et al., Water-insoluble silk films with silk I structure. Acta Biomater, 2010. 6(4): p. 1380-7.
22. ↑ Nogueira, G.M., et al., Preparation and characterization of ethanol-treated silk fibroin dense membranes for biomaterials application using waste silk fibers as raw material. Bioresour Technol, 2010. 101(21): p. 8446-51
23. ↑ Hu, X., et al., Regulation of silk material structure by temperature-controlled water vapor annealing. Biomacromolecules, 2011. 12(5): p. 1686-96.
24. ↑ Lu, Q., et al., Nanofibrous architecture of silk fibroin scaffolds prepared with a mild self-assembly process. Biomaterials, 2011. 32(4): p. 1059-67.
25. ↑ Seib, F.P., et al., Impact of processing parameters on the haemocompatibility of Bombyx mori silk films. Biomaterials, 2012. 33(4): p. 1017-23.
26. ↑ Cho, H.J., et al., Molecular weight distribution and solution properties of silk fibroins with different dissolution conditions. Int J Biol Macromol, 2012. 51(3): p. 336-41.
27. ↑ ^{27.0 27.1} Cho, H.J., et al., Effect of molecular weight and storage time on the wet- and electro-spinning of regenerated silk fibroin. Polym Degrad Stabil, 2012. 97(6): p. 1060-1066.
28. ↑ ^{28.0 28.1} Aznar-Cervantes, S.D., et al., Influence of the protocol used for fibroin extraction on the mechanical properties and fiber sizes of electrospun silk mats. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2013. 33(4): p. 1945-50.
29. ↑ ^{29.0 29.1} Miyamoto, S., et al., Bombyx mori silk fibroin scaffolds for bone regeneration studied by bone differentiation experiment. J Biosci Bioeng, 2013. 115(5): p. 575-8.
30. ↑ You, R., et al., The degradation behavior of silk fibroin derived from different ionic liquid solvents. Natural Science, 2013. 05(06): p. 10-19.
31. ↑ ^{31.0 31.1 31.2 31.3 31.4 31.5 31.6} Kaewprasit, K., et al., Physico-chemical properties and in vitro response of silk fibroin from various domestic races. J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 2014. 102(8): p. 1639-47
32. ↑ Terada, D., et al., The outermost surface properties of silk fibroin films reflect ethanol-treatment conditions used in biomaterial preparation. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2016. 58: p. 119-26.
33. ↑ Callone, E., et al., Processing influence on molecular assembling and structural conformations in silk fibroin: elucidation by solid-state NMR. ACS Biomaterials Science & Engineering, 2016. 2(5): p. 758-767.
34. ↑ Wadbua, P., et al., Different properties of electrospun fibrous scaffolds of separated heavy-chain and light-chain fibroins of Bombyx mori. Int J Biol Macromol, 2010. 46(5): p. 493-501.
35. ↑ ^{35.0 35.1 35.2 35.3 35.4} Okhawilai, M., Rangkupan, R., Kanokpanont, S., Damrongsakkul, S. Preparation of Thai silk fibroin/gelatin electrospun fiber mats for controlled release applications. International Journal of Biological Macromolecules (2010)46: 544–550
36. ↑ ^{36.0 36.1 36.2 36.3 36.4} Jetbumpenkul, P., Amornsudthiwat, P., Kanokpanont, S., Damrongsakkul, S. Balanced electrostatic blending approach – An alternative to chemical crosslinking of Thai silk fibroin/gelatin scaffold. International Journal of Biological Macromolecules (2012)50: 7– 13.
37. ↑ ^{37.0 37.1 37.2 37.3} Wongputtaraksa, T., Ratanavaraporn, J., Pichyangkura, R., Damrongsakkul, S. Surface modification of Thai silk fibroin scaffolds with gelatin and chitooligosaccharide for enhanced osteogenic differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomaterials (2012) 8:2307-2315.
38. ↑ ^{38.0 38.1 38.2 38.3 38.4} Lerdchai, K., Kitsongsermthon , J., Ratanavaraporn , J., Kanokpanont, S., Damrongsakkul, S. Thai Silk Fibroin/Gelatin Sponges for the Dual Controlled Release of Curcumin and Docosahexaenoic Acid for Anticancer Treatment. Journal of Pharmaceutical Sciences (2016)105: 221-230
39. ↑ ^{39.0 39.1 39.2 39.3 39.4} Ratanavaraporn, J., Kanokpanont, S., Damrongsakkul, S. The development of injectable gelatin/silk fibroin microspheres for the dual delivery of curcumin and piperine J Mater Sci: Mater Med (2014) 25:401–410
40. ↑ ^{40.0 40.1 40.2 40.3 40.4} Vachiraroj, N., Ratanavaraporn, J., Damrongsakkul, S., Pichyangkura, R., Banaprasert, T., Kanokpanont, S. A comparison of Thai silk fibroin-based and chitosan-based materials on in vitro biocompatibility for bone substitutes. International Journal of Biological Macromolecules 45 (2009):470–477.
41. ↑ ^{41.0 41.1 41.2} Tungtasana, H., Shuangshoti, S., Shuangshoti, S., Kanokpanont., K.,•Kaplan., D.L., Bunaprasert, T., Damrongsakkul, S. Tissue response and biodegradation of composite scaffolds prepared from Thai silk fibroin, gelatin and hydroxyapatite. J Mater Sci: Mater Med (2010) 21:3151–3162.
42. ↑ ^{42.0 42.1 42.2 42.3 42.4} ต้นพร ล้ำเลิศ . การพัฒนาและความสามารถในการสร้างกระดูกของโครงเลี้ยงเซลล์ที่ผลิตจากไฟโบรอินไหมไทย เจลาติน และกรดไฮยาลูรอนิค. วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, สาขาวิศวกรรมชีวเวช คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (2557)
43. ↑ ^{43.0 43.1} Chamchongkaset, J., Kanokpanont, S., Kaplan, D.L., and Damrongsakkul, S. Modification of Thai Silk Fibroin Scaffolds by Gelatin Conjugation for Tissue Engineering. Advanced Materials Research (2008) 55-57: 685-688.
44. ↑ ^{44.0 44.1 44.2} Dararutana, C., Ratanavaraporn, J., Honsawek, S., Kanokpanont, S., Damrongsakkul, S. Characteristics and Osteoconductivity of Bone Composite Scaffolds Made of Thai Silk Fibroin,Gelatin and Inorganic Compounds: A Comparative Study of b-Tricalcium Phosphate and Hydroxyapatite. Macromol. Symp. (2015) 354: 258–264.
45. ↑ ^{45.0 45.1 45.2} Vorrapakdee, R., Kanokpanont, S., Ratanavaraporn , J., Waikakul, S., Charoenlap, C., Damrongsakkul, S. Modification of human cancellous bone using Thai silk fibroin and gelatin for enhanced osteoconductive potential . J Mater Sci: Mater Med (2013) 24:735–744.
46. ↑ ^{46.0 46.1} กรรมวิธีการดัดแปรกราฟกระดูกมนุษย์ด้วยชีววัสดุ เพื่อเพิ่มความสามารถในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก (Process for modification of human bone graft using biomaterial to enhance bone tissue formation) Thai Patent pending no. 1101003635, December 2011
47. ↑ ^{47.0 47.1 47.2} สวรรยา สินธพ การพัฒนาอนุภาคไมโครจากเจลาตินและไฟโบรอินไหมไทยสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์แบบสามมิติ, วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, สาขาวิศวกรรมเคมี ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (2557)
48. ↑ ^{48.0 48.1 48.2} Somvipart, S., Kanokpanont, S., Rangkupan, R., Ratanavaraporn, J., Damrongsakkul, D. Development of electrospun beaded fibers from Thai silk fibroin and gelatin for controlled release application. International Journal of Biological Macromolecules (2013)55: 176– 184.
49. ↑ Kanokpanont, S., Damrongsakkula, S., Ratanavaraporna, J., Aramwitb, P. An innovative bi-layered wound dressing made of silk and gelatin for accelerated wound healing. International Journal of Pharmaceutics (2012)436: 141– 153.
50. ↑ Thitiwuthikiat, P., Takashi Saito, M., Asahi, M., Kanokpanont, S. and Tabata, Y., A Vascular Patch Prepared from Thai Silk Fibroin and Gelatin Hydrogel Incorporating Simvastatin-Micelles to Recruit Endothelial Progenitor Cells. Tissue Engineer Part A. (2015)21:1309-1319.