การดัดแปรข้าวไทยเพื่อใช้ประโยชน์ในการฟอกสีฟัน

บทคัดย่อ

แผนการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์เจลฟอกสีฟันโดยใช้ข้าวไทยเป็นเจลพื้น ผงข้าวดิบ 4 สายพันธุ์ คือ ข้าวหอมมะลิ ข้าวเสาไห้ ข้าวเหนียวสันป่าตอง และข้าวเหนียวพันธุ์ กข 6 ได้ถูกนำมาดัดแปรด้วยวิธีทางเคมี พบว่าผงข้าวดัดแปรที่ได้สามารถละลายน้ำได้ดีและสามารถก่อเจลพื้นได้ การศึกษาโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพบว่าอนุภาคผงข้าวดิบมีรูปร่างไม่แน่นอนและที่ผิวมีขอบคมชัดในขณะที่อนุภาคผงข้าวดัดแปรมีลักษณะบวมและขอบผิวไม่คม การศึกษาโดยใช้เครื่องทดสอบการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์พบว่าโครงสร้างภายในของผงข้าวดิบมีลักษณะเป็นผลึกในขณะที่ความเป็นผลึกลดลงในผงข้าวดัดแปร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ข้าวและสภาวะของการดัดแปร พบว่าโครงสร้างผลึกของผงข้าวดิบที่ใช้ในโครงการนี้เป็นแบบเอ เจลข้าวที่ได้จากข้าวเสาไห้ดัดแปรและข้าวหอมมะลิดัดแปรที่ใช้เมธานอลเป็นตัวกลางเป็นเจลพื้นที่เหมาะสมที่สุดเนื่องจากสามารถทนต่อการสลายตัวด้วยเอนไซม์ในช่องปากได้ดีที่สุด เจลพื้นทั้งสองจึงถูกคัดเลือกเพื่อนำไปศึกษาในขั้นตอนต่อไป ในการพัฒนาเจลฟอกสีฟัน ได้ใช้คาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์เป็นตัวยาต้นแบบ การบรรจุตัวยาในปริมาณร้อยละ 10 ของตำรับพบว่าทำให้ได้เจลฟอกสีฟันที่เหมาะสมที่สุด จากการศึกษาโครงสร้างภายในของเจลไม่พบโครงสร้างผลึกของตัวยาแสดงให้เห็นว่าตัวยาสามารถละลายได้ดีในเจลพื้นทั้ง 2 ชนิด การศึกษาพฤติกรรมการไหลแสดงให้เห็นว่าเจลมีการไหลแบบนอนนิวโตเนียนชนิดซูโดพลาสติก เจลที่บรรจุตัวยาแล้วมีสมบัติการเกาะติดน้อยกว่าเจลพื้นของข้าวชนิดเดียวกันเล็กน้อย การศึกษาพฤติกรรมการปลดปล่อยตัวยาออกจากเจลพื้นทั้งสองชนิด พบว่ามีการปลดปล่อยแบบเร็วในช่วง 15 นาทีแรก ต่อจากนั้นการปลดปล่อยตัวยาออกจากเจลจะเป็นไปแบบช้าๆ การศึกษาความคงตัวพบว่าลักษณะภายนอกของเจลเมื่อเก็บที่อุณหภูมิเย็นและอุณหภูมิห้องมีความคงสภาพดี การเก็บเจลไว้ในที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานานสามารถเร่งให้เจลเสียภาพทางกายภาพทั้งในด้านสี ความเป็นกรดด่าง และพฤติกรรมการไหล หากเปรียบเทียบระหว่างข้าวเสาไห้และข้าวหอมมะลิพบว่าเจลข้าวเสาไห้มีความคงสภาพทางกายภาพมากกว่าเจลข้าวหอมมะลิผลการศึกษาความคงสภาพทำให้ทราบว่าควรเก็บเจลฟอกสีฟันในที่อุณหภูมิเย็น จากนั้นจึงนำเจลข้าวเสาไห้ที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 มาทำการทดสอบประสิทธิผลในการเปลี่ยนสีฟันและศึกษาผลต่อสมบัติทางกายภาพและเชิงกลของชิ้นเคลือบฟันของมนุษย์(ขนาด 4x4x3 มิลลิเมตร) การศึกษาในห้องปฏิบัติการประกอบด้วยการทดสอบประสิทธิผลในการฟอกสีเคลือบฟัน (70 ชิ้น) และศึกษาผลของเจลข้าวฟอกสีฟันต่อลักษณะทางกายภาพต่างๆ ได้แก่ ความหยาบของพื้นผิว (21 ชิ้น) ความแข็งระดับจุลภาค (21 ชิ้น) ความแข็งแรงยึดเฉือน (70 ชิ้น) และการกัดกร่อนของพื้นผิว (21 ชิ้น) โดยในแต่ละการศึกษาจะแบ่งการทดสอบออกเป็น 7 กลุ่มตามเจลที่ใช้ทดสอบคือ (1) เจลข้าวฟอกสีฟันที่ไม่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์หรือเจลพื้น (2) เจลข้าวฟอกสีฟันที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 (3) เจลฟอกสีฟันทางการค้าที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 (Opalescence?) (4) เจลข้าวฟอกสีฟันที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 20 (5) เจลฟอกสีฟันทางการค้าที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 20 (Opalescence?) (6) เจลฟอกสีฟันทางการค้าที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 35 (Opalescence?) เป็นตัวควบคุมผลบวก (7) น้ำลายเทียมเป็นตัวควบคุมผลลบ โดยใช้ตามขั้นตอนและเวลาที่บริษัทกำหนด การศึกษานี้ได้ผ่านการรับรองโครงการศึกษาวิจัยในมนุษย์โดยคณะกรรมการพิทักษ์สิทธิสวัสดิภาพและป้องกันภยันตรายของคณะทันตแพทยสาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่แล้ว (เอกสารเลขที่ 21/2558) ผลการทดสอบประสิทธิผลในการฟอกสีเคลือบฟันเมื่อวัดด้วยเครื่องวัดค่าสี คำนวณตามระบบของ CIE L*a*b* system พบว่าเจลข้าวฟอกสีฟันที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 เกิดการเปลี่ยนแปลงสีมากที่สุด อย่างไรก็ตาม ไม่พบความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างกลุ่มที่มีสารฟอกสีฟัน รวมทั้งไม่พบความแตกต่างระหว่างชนิดของเจล (เจลข้าว/เจลทางการค้า) สำหรับผลการศึกษาผลของเจลข้าวฟอกสีฟันต่อลักษณะทางกายภาพและเชิงกล พบว่าเจลข้าวและเจลทางการค้าที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 ส่งผลต่อความหยาบของพื้นผิวเมื่อวัดด้วยเครื่องทดสอบความหยาบละเอียดผิววัสดุไม่แตกต่างไปจากเจลพื้นและน้ำลายเทียม ในขณะที่เจลทางการค้าที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 35 ส่งผลให้ผิวฟันหยาบกว่าเจลพื้นและน้ำลายเทียมอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งนี้เมื่อเปรียบเทียบผลระหว่างความเข้มข้นของคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์พบว่าเจลที่มีสารฟอกสีฟันร้อยละ 20 ส่งผลต่อความหยาบของพื้นผิวมากกว่าเจลที่มีสารฟอกสีฟันร้อยละ 10 อย่างไรก็ตาม ไม่พบความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างกลุ่ม ส่วนความแข็งระดับจุลภาคเมื่อวัดด้วยเครื่องทดสอบความแข็งวิกเกอร์ พบว่าเจลข้าวที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 และ 20 รวมทั้งเจลทางการค้าที่มีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 ส่งผลต่อความแข็งระดับจุลภาคของผิวเคลือบฟันไม่ต่างไปจากเจลพื้นและน้ำลายเทียม โดยความเข้มข้นของสารฟอกสีฟันที่มากขึ้นส่งผลให้ความแข็งระดับจุลภาคลดลง ทั้งนี้เมื่อพิจารณาผลระหว่างชนิดของเจล (เจลข้าว/เจลทางการค้า) ต่อลักษณะทางกายภาพและเชิงกล พบว่าส่งผลต่อผิวเคลือบฟันไม่แตกต่างกัน ในขณะที่การทดสอบความแข็งแรงยึดเฉือนระหว่างเคลือบฟันกับวัสดุบูรณะคอมโพสิตเรซินที่วัดด้วยเครื่องทดสอบสากล พบว่ากลุ่มเจลพื้นให้ค่าเฉลี่ยความแข็งแรงยึดเฉือนสูงที่สุด ส่วนเจลฟอกสีฟันทางการค้าที่มีสารฟอกสีฟันร้อยละ 10 ให้ค่าเฉลี่ยความแข็งแรงยึดเฉือนต่ำที่สุด โดยเจลทางการค้าส่งผลทำให้ค่าความแข็งแรงยึดเฉือนต่ำกว่าเจลข้าวที่มีความเข้มข้นของสารฟอกสีฟันเท่ากัน แต่อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างของค่าเฉลี่ยความแข็งแรงยึดเฉือนนี้ไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ เมื่อวิเคราะห์ลักษณะความล้มเหลวของการยึดติดระหว่างเคลือบฟันและคอมโพสิตเรซินด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ พบว่าเจลฟอกสีฟันทางการค้าส่วนใหญ่จะทำให้เกิดรูปแบบความล้มเหลวของการยึดติดระหว่างผิวฟันและคอมโพสิตเรซิน ส่วนเจลพื้นและน้ำลายเทียมมักทำให้เกิดรูปแบบความล้มเหลวแบบผสม (มีการแตกหักในบริเวณที่มีการยึดติดระหว่างผิวฟันและคอมโพสิตเรซิน/มีการแตกหักในเคลือบฟัน/มีการแตกหักในคอมโพสิตเรซิน) ในขณะที่เจลข้าวฟอกสีฟันทำให้เกิดการรูปแบบการแตกหักทั้งสองแบบ โดยเจลทางการค้ามีร้อยละของความล้มเหลวของการยึดติดระหว่างผิวฟันและคอมโพสิตเรซินมากกว่าเจลข้าว ดังนั้นการฟอกสีฟันด้วยเจลทางการค้าจึงอาจก่อให้เกิดการหลุดออกของวัสดุบูนณะฟันหน้าได้มากกว่าเจลข้าว ในส่วนของการกัดกร่อนของพื้นผิวเมื่อศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ไม่พบการเปลี่ยนแปลงหรือพบการเปลี่ยนแปลงของผิวเคลือบฟันเพียงเล็กน้อยภายหลังการฟอกสีฟันในทุกกลุ่มการทดลอง การศึกษานี้สรุปได้ว่าสามารถนำข้าวไทยมาพัฒนาให้เป็นเจลข้าวที่ทำหน้าที่เป็นตัวนำส่งสารฟอกสีฟันเข้าสู่ช่องปากได้ โดยเจลข้าวที่ได้มีความคงทนต่อการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ในช่องปาก สามารถบรรจุคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ที่เป็นสารฟอกสีฟันได้ดี มีสมบัติการเกาะติดลดลงกว่าเจลพื้นเล็กน้อย มีการปลดปล่อยแบบเร็วในช่วงแรกแล้วภายหลังจึงปลดปล่อยตัวยาออกช้าๆ เจลข้าวฟอกสีฟันที่ได้มีความคงสภาพดีโดยเฉพาะเจลข้าวเสาไห้ ควรเก็บเจลฟอกสีฟันในที่อุณหภูมิเย็น เจลฟอกสีฟันจากข้าวเสาไห้ที่พัฒนาขึ้นโดยมีคาร์บาไมด์เปอร์ออกไซด์ร้อยละ 10 มีประสิทธิผลในการฟอกสีฟันดีเท่าเทียมผลิตภัณฑ์เจลฟอกสีฟันทางการค้า โดยไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติต่างๆ ทางกายภาพของผิวเคลือบฟัน เช่น ความหยาบของพื้นผิว ความแข็งระดับจุลภาค ความแข็งแรงยึดเฉือน ทำให้เกิดลักษณะความล้มเหลวของการยึดติดในบริเวณที่มีการยึดติดระหว่างชั้นผิวฟันและวัสดุบูรณะน้อยกว่าเจลฟอกสีฟันทางการค้า ดังนั้นโอกาสที่คอมโพสิตเรซินที่ใช้บูรณะฟันหน้าจะหลุดภายหลังการฟอกสีฟันด้วยเจลข้าวจึงอาจจะต่ำกว่าเจลทางการค้า อย่างไรก็ตามเจลข้าวฟอกสีฟันที่พัฒนาขึ้นนี้ยังมีรูปแบบการใช้งานแยกเป็นสองส่วน ต้องนำมาผสมกันก่อนการใช้งาน จึงควรมีการพัฒนาให้อยู่ในรูปแบบที่สะดวกต่อการใช้งานเช่นเดียวกับเจลฟอกสีฟันทางการค้าที่เป็นแบบผสมสำเร็จในหลอดเดียว รวมทั้งควรมีการทดสอบประสิทธิผลและผลกระทบต่างๆ ในอาสาสมัครต่อไป

คำสำคัญ