ไต้หวันไฮเทค  -23 ก.พ. 63-   10 startup น่าสนใจของไต้หวัน ตอนที่ 3 (รายที่ 5 และ 6) แผ่นชิบตรวจโรคใช้ในด้านการแพทย์และความปลอดภัยอาหาร กับ เซลล์เรืองแสง เพื่อการวิจัยยา

5. บริษัท IVD R.E.D. ผู้ผลิตแผ่นชิบตรวจโรคใช้ในด้านการแพทย์และความปลอดภัยอาหาร

บริษัท IVD R.E.D. ก่อตั้งเมื่อปี 2018 เป็นผู้ผลิตไมโครฟลูอิดิกส์ ชิบ ในไต้หวัน มีความเชี่ยวชาญ ผลิตสินค้าประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำสูง ตอบสนองความต้องการของลูกค้า เป็นเจ้าของสิทธิบัตร ไมโครฟลูอิดิกส์ชิบ เคลื่อนไหลระบบสุญญากาศ ปรับความดันได้ ไม่จำเป็นต้องมีท่อเชื่อมต่อ และเป็นผู้ผลิต plastic biochips, plastic antibodies ได้รับรางวัล การประดิษฐ์แห่งชาติ และเป็น 1 ใน 10 Start Up ดีเด่น ปี 2020 ที่จัดประกวดโดยกระทรวงวิทยาศาสตร์ของไต้หวัน

ไมโครฟลูอิดิกส์ (microfluidics) คือ วิทยาการใหม่ด้านวิทยาศาสตร์ เป็นเทคโนโลยีใหม่ ประยุกต์ใช้งานระบบการจัดการของไหล (fluid) เช่น ของเหลว หรือ ก๊าซ ที่มีปริมาณน้อยมาก

บริษัท IVD R.E.D. ก่อตั้งโดย ดร. หงเจี้ยนจง (洪健中) ทำการพัฒนาทอดเทคโนโลยี ได้ตั้งห้องปฏิบัติการโดย ยื่นขอ เงินทุนทำการวิจัยจากภาครัฐบาล นอกจากผลิตไมโครฟลูอิดิกส์ชิบ ยังได้วิจัยด้านการสังเคราะห์แอนตี้บอดี้ การแยกเลือด การวิเคราะห์เลือด เพื่อประยุกต์ใช้ในด้านการตรวจรักษาโรคและความปลอดภัยอาหาร

แนวโน้มกระแสนิยมการวิจัยไมโครฟลูอิดิกส์ เริ่มปี 1995 ประเทศต่างๆ ล้วนแต่เห็นว่าเป็นวิทยาการที่มีศักยภาพสูง แต่ว่าไมโครฟลูอิดิกส์ เป็นวิทยาการข้ามสาขา จะต้องร่วมมือกันหลายแขนง การใช้ห้องปฏิบัติการแห่งเดียวคงจะวิจัยสำเร็จได้ยาก การประยุกต์ใช้ในด้านการแพทย์เป็นการย่อตัวอย่างทดลองให้เล็กลง เพื่อลดต้นทุน ดร. หง บอกว่าไมโครฟลูอิดิกส์ ก็คล้ายกับไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ย่อส่วนลง วิศวกรอย่างพวกเราสามารถทำชิ้นส่วนทางวิศวกรรมให้เล็กลงได้

บริษัท IVD R.E.D. ประสบความสำเร็จที่เป็นรูปธรรม ค้นพบวิธีการตรวจสอบโรค ไตด้วยไมโครฟลูอิดิกส์ชิบ เป็นการตรวจสอบการทำงานของไต

อุปกรณ์ตรวจสอบ ไมโครฟลูอิดิกส์ มีข้อดีกว่าการตรวจสอบเลือดแบบดั้งเดิม ซึ่งจะต้องผ่านกระบวนการเก็บตัวอย่าง แช่แข็งไว้  จากนั้นทำการคลายความเย็น ซึ่งมีหลายขั้นตอน มีความซับซ้อน การตรวจสอบต้องกระทำในห้องปฏิบัติการ ต้องใช้อุปกรณ์ลำแสงหรือเครื่องมือขนาดใหญ่ที่มีต้นทุนสูง จะต้องใช้เวลาตั้งแต่ 2 ถึง 7 วัน จึงไม่ทราบอาการผู้ป่วยได้ ขณะที่อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกส์ในตลาดปัจจุบัน ส่วนใหญ่ก็ยังต้องอาศัย เครื่องดันอากาศจากภายนอก การแยกโดยใช้เครื่องปั่นเลือด และยังจะต้องมีอุปกรณ์เสริมการตรวจสอบทางชีวภาพ ค่อนข้างซับซ้อนไม่สามารถทราบผลได้ในทันที

ด้วยข้อจำกัดเหล่านี้ทำให้ผู้ป่วยอาการเฉียบพลันไม่สามารถได้รับการรักษาได้ทันท่วงที เป็นเรื่องน่าเศร้าใจ ในกรณีผู้ที่ไตวายเฉียบพลัน หากไม่ได้รับการรักษา เพราะไม่ทราบข้อมูลการเจ็บป่วยภายใน 1-2 ชั่วโมง จึงไม่อาจใช้วิธีการรักษาที่ถูกต้องรวดเร็ว จึงต้องเข้าสู่ภาวะล้างไตตลอดชีพหรืออาจจะมีโรคอื่นแทรกซ้อน ที่ผ่านมานั้น กว่าจะรู้ว่าไตเสื่อม ก็เข้าสู่ระยะเรื้อรังแล้ว เนื่องจากว่า กว่าจะรู้ผลการตรวจ ไตมักจะเสื่อมไปแล้ว จึงไม่สามารถจะแก้ไขได้

ด้วยความตระหนักปัญหานี้ ดร. หง จึงนำพาทีมวิจัยประสานกันในด้าน เคมีศาสตร์ วัสดุศาสตร์ เครื่องจักรกล ชีววิทยาร่วมกันพัฒนาแผ่นชิป ตรวจวิเคราะห์ โดยติดตั้งตัวกรองเลือดไว้ในแผ่นชิป และใช้ระบบสูญญากาศ ทำให้เกิดการเคลื่อนไหลด้วยสูญญากาศ มีลักษณะการทำงานคล้ายกับมอเตอร์สูบเลือดหรือการทำงานของหัวใจ ทำการดูดซึมเลือดอย่างรวดเร็ว ไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มก็สามารถทำการแยกเลือดได้ ในขณะเดียวกันได้ใช้เทคโนโลยีพิเศษคือ แอนติบอดีเทียมที่ลดขั้นตอนในการแช่แข็งและคลายน้ำแข็ง จึงทำให้ประสิทธิภาพต่างๆ สูงขึ้น การตรวจเลือดด้วยไมโครฟลูอิดิสก์ชิบที่ทางบริษัทผลิตขึ้น ทำให้บุคคลากรการแพทย์ที่อยู่ในแนวหน้าสามารถทำการตรวจสอบเองได้

พยาบาลหรือแพทย์เก็บเลือดมาเพียง 1 หยดก็สามารถทำการตรวจสอบได้ การตรวจสอบมีเพียงขั้นตอนเดียว ใช้เวลาตรวจภายใน 10 นาที ดร. หง บอกว่า การพัฒนาเทคโนโลยี ตั้งแต่หลักการเริ่มต้น เข้าสู่การวิจัยและการประยุกต์ใช้งาน ต้องใช้เวลายาวนาน โชคดีที่ในปัจจุบัน กระทรวงวิทยาศาสตร์ของไต้หวันให้การสนับสนุน ทางบริษัท ได้เข้าร่วมโครงการต่างๆของรัฐบาล อย่างเช่น โครงการสตรีและเด็ก โครงการประสานวัสดุการแพทย์ โครงการความปลอดภัยอาหารของกระทรวงศึกษาธิการและกระทรวงเทคโนโลยี ทำให้การวิจัยค้นคว้ามีความรุดหน้า

6. บริษัท Lumi Star พัฒนาเซลล์เรืองแสง เพื่อการวิจัยยา

เซลล์ในร่างกายของเราเปรียบเสมือนโลกขนาดเล็กซึ่งตาเปล่ามองไม่เห็น การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ การสื่อสารของระบบประสาท มีความรวดเร็วเปลี่ยนแปลงถี่มาก ที่ผ่านมา การทดสอบยาในเซลล์ ไม่สามารถ เห็นผลของยาในเซลล์ได้โดยตรง จะต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ราคาสูงทำให้เกิดข้อจำกัดหลายประการ บริษัท Lumi Star ของไต้หวันจึงได้วิจัยพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อศึกษาเซลล์ในร่างกายมนุษย์ พวกเขาได้ใส่โปรตีนเรืองแสงไว้ในเซลล์ ทำให้ติดตามการเคลื่อนไหวของเซลล์ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โปรตีนเรืองแสงเปรียบเสมือนตาวิเศษขนาดเล็ก ติดตามการตอบสนองยาได้อย่างทันการณ์ ฉับพลัน

Lumi Star พัฒนา แพลทฟอร์มตรวจสอบยาประสิทธิภาพสูง แสดงด้วยภาพถ่ายชีวภาพด้านลำแสง เป็นผลิตภัณฑ์สำคัญด้านเทคโนโลยีชีวภาพที่บริษัทพัฒนาขึ้น มีเทคโนโลยี สำคัญ 2 ประการ อย่างแรกคือ เครื่องตรวจจับด้วยลำแสง เป็นการสกัดโปรตีนเรืองแสงสีเขียวจากแมงกะพรุน ใช้วิธีการทางวิศวกรรมยีนส์ ปรับปรุงและเพิ่มปริมาณ ทำให้โปรตีนเรืองแสงสามารถตอบสนองต่ออนุภาคของยาได้ เช่น ตอบสนองการสื่อสารทางระบบประสาท เพื่อติดตามจังหวะการเต้นหัวใจ

หน่วยงานด้านการแพทย์ โรงงานผลิตยา หน่ยงานวิจัย สามารถนำเทคโนโลยีดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ตรวจจับความเคลื่อนไหวเซลล์  ใช้วิธีการใส่โปรตีนเรืองแสงเข้าไปในเซลล์ ทำให้ติดตามสภาพการเปลี่ยนแปลงหรือความเคลื่อไหว ที่แสดงออกในลักษณะของความมืดและความสว่าง ตัวเรืองแสงเปลี่ยนสภาพได้ตามความเข้มข้นของอิออน แสดงออกในรูปของความมืดและความสว่าง อาศัยวิธีการเช่นนี้ติดตามการเคลื่อนไหวของของเซลล์ นายจงหมิ่นเหวิน (鍾敏玟) CEO ของบริษัทบอกว่า เหมือนกับการใส่ดวงตาเข้าไปไว้ในเซลล์เพื่อคอยมองดู ติดตามการตอบสนองต่างๆ ได้แบบฉับพลัน

Lumi Star ยังได้มีการพัฒนา Stem Cell ที่ปรับเปลี่ยนสภาพได้ด้วยการชักนำ โดยไม่ต้องใช้การเก็บสเต็มเซลล์จากเลือดสายรก เทคโนโลยีสาขานี้ได้รับรางวัล nobel สาขา เคมีปี 2012 ซึ่งเป็นวิธีแตกต่างจากการเก็บสเต็มเซลล์ จากไขสันหลังหรือเลือดสายรก แต่เป็นการ เก็บสเต็มเซลล์จากผิวหนังหรือจากเลือดของมนุษย์ จากนั้นทำการชักนำด้วยวิธีการพิเศษ ทำให้เซลล์ธรรมดา เปลี่ยนแปลงสภาพได้  เช่น การชักนำให้เปลี่ยนเป็นเซลล์ของหัวใจ ระบบประสาท กล้ามเนื้อ เป็นต้น เพื่อนำมาใช้ในการทดสอบยาได้

ยกตัวอย่างในกรณีผู้ป่วยหัวใจเต้นไม่ปกติ  แพทย์อาจต้องการทดสอบยามีผลต่อเซลล์หัวผู้ป่วยหรือไม่ เพื่อจะได้รู้ว่าการให้ยาได้ผลหรือไม่ แพทย์จะเริ่มจากการเก็บเซลล์ผิวหนังของผู้ป่วย ผ่านกระบวนการชักนำสเต็มเซลล์ ทำให้เซลล์เปลี่ยนสภาพเหมือนกับเป็นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ เพื่อนำเซลล์ดังกล่าวนั้นมาใช้ในการทดสอบยา ทั้งนี้ หัวใจที่ปกติ การเต้นของเซลล์ จะมีจังหวะที่แน่นอน แต่ในกรณีผู้ป่วยโรคหัวใจ การเต้นจะไม่สม่ำเสมอ  เมื่อใส่โปรตีนเรืองแสงเข้าไปในเซลล์ ก็สามารถตรวจจับช่วงการเต้น มีความถี่เร็วแค่ไหน จึงติดตามเห็นภาวะการเจ็บป่วยได้อย่างชัดเจน และทำให้รู้ว่าเมื่อให้ยาเข้าไปแล้ว ทดสอบตรวจดูได้ว่าจังหวะอันตราการเต้นของเซลล์หัวใจ ตอบสนองต่อยาอย่างไร