การพัฒนานาโนคอมโพสิตท่อไทเทเนียมไดออกไซด์-กราฟีนเพื่อการรักษาโรคมะเร็งแบบ photothermal therapy

Abstract

โรคมะเร็งเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตอันดับหนึ่งของประเทศไทยและมีจำนวนผู้เสียชีวิตเพิ่มมากขึ้นทุกปี วิธีการรักษาโรคมะเร็งที่นิยมใช้กัน คือ การผ่าตัด เคมีบำบัด และ รังสีรักษา ซึ่งการรักษาด้วยวิธีเหล่านี้จะก่อให้เกิดผลข้างเคียง เช่น การติดเชื้อ เป็นพิษในร่างกาย และ ทำลายเซลล์ปกติที่อยู่บริเวณข้างเคียง เพื่อแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าว จึงมีการพัฒนาวิธีการรักษามะเร็งด้วยวิธีการใหม่ๆขึ้น วิธีการหนึ่งที่ได้รับความสนใจอย่างมาก คือ วิธีการ photothermal therapy ซึ่งประยุกต์ใช้ตัวกลาง (agent) ในการดูดกลืนแสงในช่วงเนียร์อินฟราเรด แล้วเปลี่ยนเป็นความร้อนในการฆ่าเซลล์มะเร็ง ที่ผ่านมาทางคณะวิจัยได้ทำการศึกษาและพัฒนาตัวกลางประเภทท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ (titanium dioxide nanotubes,TiO2NTs) โดยจากผลการศึกษาเบื้องต้นพบว่าตัวกลางดังกล่าวมีประสิทธิภาพในการฆ่าเซลล์มะเร็งที่เลี้ยงในไมโครเพลทได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงตัวกลางดังกล่าวให้มีประสิทธิภาพสูงมากขึ้น โดยการพัฒนาวัสดุนาโนคอมโพสิตของท่อไทเทเนียมไดออกไซด์และกราฟีนอออกไซด์ (TiO2NTs/GO) โดยการติดกราฟีนออกไซด์ (graphene oxide, GO) ลงบนท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล (hydrothermal) ทั้งนี้พันธะระหว่าง Ti-O-C ทำให้ช่องว่างระหว่างแถบ (band gap) ของไทเทเนียมไดออกไซด์แคบลง ส่งผลให้วัสดุนาโนคอมโพสิตที่พัฒนาขึ้นสามารถดูดกลืนแสงในช่วงเนียร์อินฟราเรดได้ดีมากขึ้น ทำให้ตัวกลางมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งจากผลการตรวจสอบการดูดกลืนแสงในเครื่องสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ของตัวกลาง พบว่า TiO2NTs/GO สามารถดูดกลืนแสงอินฟราเรดได้ดีกว่า TiO2NTs และจากผลการตรวจวัดอุณหภูมิของตัวกลางทั้ง 2 ในน้ำภายใต้เลเซอร์อินฟราเรดที่ความยาวคลื่น 808 นาโนเมตร พบว่า TiO2NTs/GO ทำให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นกว่า TiO2NTs นอกจากนี้จากผลการทดสอบตัวกลางประเภทต่างๆที่ความเข้มข้นของตัวกลาง 1 mg/mL กับเซลล์มะเร็ง HepG2 ที่เลี้ยงในไมโครเพลท แสดงให้เห็นว่า TiO2NTs/GO ไม่เป็นพิษต่อเซลล์ และสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งได้มากกว่า TiO2NTs อย่างมีนัยสำคัญเมื่อใช้ร่วมกับเลเซอร์อินฟราเรดที่ความเข้มแสง 4 W/cm2 เป็นระยะเวลา 20 นาที