ป้องกันการยึดเกาะของเซลล์บนเซ็นเซอร์ฝังในทางการแพทย์ด้วยแผ่นเยื่อเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้

ดร.จินตมัย สุวรรณประทีป

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)

            เซ็นเซอร์ฝังในทางการแพทย์ที่ถูกฝังในร่างกายเพื่อวัดและตรวจติดตามการเปลี่ยนแปลงของค่าต่าง ๆ ทางการแพทย์ที่สนใจสำหรับการป้องกันและรักษา เช่น เซ็นเซอร์วัดปริมาณน้ำตาลกลูโคส เป็นต้น มักจะประสบปัญหาในระหว่างการทำงานในร่างกายจากการเข้ามายึดเกาะของโปรตีนหรือเซลล์อันเนื่องมาจากกลไกการป้องกันตัวภายในร่างกายมนุษย์เมื่อพบสิ่งแปลกปลอม โดยร่างกายจะพยายามที่จะห่อหุ้มสิ่งแปลกปลอมนั้นเพื่อกั้นแยกสิ่งแปลกปลอมดังกล่าวออกจากเนื้อเยื่ออื่น ๆ ภายในร่างกาย ซึ่งการเข้ามายึดเกาะนี้จะส่งผลให้ขัดขวางการทำงานของเซ็นเซอร์เนื่องจากจะเป็นการกั้นขวางไม่ให้ตรวจวัดค่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ลดปริมาณการแพร่เข้ามาของน้ำตาลกลูโคสยังเซ็นเซอร์ทำให้สูญเสียประสิทธิภาพไป ซึ่งการสูญเสียประสิทธิภาพนี้อาจใช้ระยะเวลาเพียงไม่กี่วันเท่านั้นภายหลังการฝังเข้าไปในร่างกาย ส่งผลให้ต้องมีการนำเอาเซ็นเซอร์ดังกล่าวออกและใส่ชุดใหม่เข้าไปแทน ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายอย่างมาก ไม่รวมถึงความไม่สะดวกสบายของผู้ป่วยและการเสียเวลาของแพทย์

            โดยทั่วไปแล้ว การป้องกันการเข้ามายึดเกาะของเซลล์หรือโปรตีนบนพื้นผิวนั้นมักจะทำได้โดยการพัฒนาวัสดุที่มีองค์ประกอบหรือสมบัติของพื้นผิวที่เซลล์หรือโปรตีนไม่สามารถยึดเกาะได้ ซึ่งมีงานวิจัยทางด้านนี้อยู่เป็นจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ยังมีแนวคิดอื่นจากทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัส เอแอนด์เอ็ม ประเทศสหรัฐอเมริกา ในการป้องกันการยึดเกาะของเซลล์บนพื้นผิววัสดุที่น่าสนใจคือ ยอมรับว่าเซลล์สามารถที่จะยึดเกาะบนพื้นผิวของวัสดุใด ๆ ได้และไม่ได้พยายามที่จะป้องกันไม่ให้มีการยึดเกาะ หากแต่ว่าจะมีวิธีใดที่จะสามารถทำให้เซลล์ที่ยึดเกาะนั้นหลุดออกไปได้ต่างหาก ซึ่งทีมวิจัยพบว่าส่วนผสมของไฮโดรเจลในกลุ่มของ เอ็น-ไอโซโพรพิลอะคริลาไมด์ (N-isopropylacrylamide: NIPAAm) นั้นสามารถที่จะปรับแต่งให้มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างตอบสนองต่ออุณหภูมิที่เปลี่ยนไป โดยเมื่ออยู่ภายใต้อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิทรานซิชั่นของปริมาตร (volume phase transition temperature) ไฮโดรเจลดังกล่าวจะมีสมบัติชอบน้ำและเกิดการบวมตัวขึ้น แต่เมื่ออยู่ภายใต้อุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิทรานซิชั่นของปริมาตร ไฮโดรเจลดังกล่าวจะมีสมบัติไม่ชอบน้ำและเกิดการหดตัวเกิดขึ้น ซึ่งนำเอาสมบัติของวัสดุดังกล่าวนี้มาใช้ในป้องกันการยึดเกาะของเซลล์ได้โดยการให้อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปมายังวัสดุ ซึ่งการบวมตัวและหดตัวของไฮโดรเจลนี้จะทำให้เซลล์หรือโปรตีนไม่สามารถทนทานได้และเกิดการหลุดลอกออกจากพื้นผิวไปเอง