Polyphenol-based bioactive coating on 3D-printed Ti-6Al-4V with surface optimization for bone tissue regeneration

การเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุในปัจจุบันเป็นปัจจัยหนึ่งที่สำคัญที่ทำให้เกิดความต้องการกระดูกเทียมที่สูงขึ้นและคาดว่าจะมีมูลค่าสูงถึง 17.64 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐอเมริกา ในปี 2024 การวิจัยพัฒนาวัสดุทดแทนกระดูกมาตรฐานอย่างไทเทเนียมจึงเป็นเรื่องที่มีผลกระทบทั้งทางวิชาการและเศรษฐกิจอย่างมาก ความสำเร็จในการวิจัยและการผลิตกระดูกเทียมในประเทศจะทำให้สามารถลดการนำเข้าวัสดุทางการแพทย์และยังทำให้ผู้ป่วยในประเทศมีคุณภาพชีวิตที่สูงขึ้นจากการมีวัสดุทางการแพทย์ที่มีคุณภาพสูงใช้งานในราคาที่สมเหตุสมผล หนึ่งในการวิจัยพัฒนาไทเทเนียมที่ยังไม่เห็นผลชัดเจนนักในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาสำหรับการนำไทเทเนียมมาใช้เป็นกระดูกเทียมหรือวัสดุฝังในเพื่อการฟื้นฟูเนื้อเยื่อกระดูกคือการสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กระดูกกับวัสดุ การสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์และวัสดุจะต้องอาศัยความคล้ายคลึงกันในสมบัติต่าง ๆ ซึ่งรวมถึงสารแวดล้อมที่เนื้อเยื่อจะผลิตเพื่อกระตุ้นการสมานตัวของเนื้อเยื่อและสมบัติทางกล ซึ่งงานวิจัยต่าง ๆ ที่ผ่านมามักให้ความสำคัญกับสมบัติใดสมบัติหนึ่งเท่านั้น นั่นจึงอาจเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้กระดูกไม่สามารถรวมเข้ากับวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในโครงการวิจัยนี้ คณะผู้วิจัยจึงต้องการที่จะศึกษาและพัฒนาสมบัติของไทเทเนียมแบบบูรณาการ กล่าวคือ การเคลือบไทเทเนียมด้วยไฮโดรเจลที่มีองค์ประกอบฐานโพลีฟีนอลที่จะสร้างสภาวะแวดล้อมในระดับไมครอนที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเซลล์กระดูก ประกอบกับการศึกษาเปรียบเทียบลักษณะพื้นผิวหรือโทโพกราฟฟีของไทเทเนียมที่เคลือบแล้วเพื่อสังเกตการตอบสนองของเซลล์กระดูก โดยในการสร้างโทโพกราฟฟีของพื้นผิวที่แตกต่างกันของไทเทเนียมจะทำโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติที่จะทำให้สามารถสร้างพื้นผิวในระดับไมครอนได้อย่างแม่นยำ คณะผู้วิจัยเชื่อว่าความสำเร็จของโครงการวิจัยนี้จะสามารถสร้างองค์ความรู้พื้นฐานใหม่ที่สำคัญที่จะทำให้สามารถต่อยอดงานวิจัยในรูปแบบสามมิติและเป็นรากฐานสำคัญของการผลิตวัสดุชีวภาพหรือกระดูกเทียมเพื่อการฟื้นฟูเนื้อเยื่อกระดูกที่มีประสิทธิภาพได้ในอนาคต