กาวติดเนื้อเยื่อทนทานต่อเลือดสำหรับงานศัลยกรรม (ตอนที่ 1)

ดร.จินตมัย สุวรรณประทีป ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)

เทคนิคสำหรับการยึดเนื้อเยื่อที่ฉีกขาดเข้าด้วยกันนั้นถือได้ว่ามีความสำคัญอย่างมากในการผ่าตัดทางศัลยกรรมต่าง ๆ โดยเทคนิคที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ การเย็บด้วยไหมเย็บแผล (suture) ทั้งแบบไม่ละลายและแบบละลายได้ และการใช้ลวดเย็บแผล (staple) ซึ่งถึงแม้ว่าจะสามารถทำงานได้ดี แต่ก็ยังมีข้อด้อยหลายประการที่ยังคงต้องมีการปรับปรุงหรือเสาะหาเทคนิคอื่นที่เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น ทั้งนี้การใช้ไหมเย็บแผลนั้นจะต้องใช้เวลาในการทำงานมาก ถึงแม้ว่าการใช้ลวดเย็บจะสามารถลดเวลาได้ แต่ทั้ง 2 วิธีนั้นจะมีการทำลายเนื้อเยื่อในบริเวณใกล้เคียงบาดแผลจากการเจาะทะลุของเข็ม ของไหมเย็บแผล หรือลวดเย็บ และยังไม่มีประสิทธิภาพในการกันน้ำได้ในทันทีภายหลังการเย็บ นอกจากนี้ยังทำงานได้ค่อนข้างยากและลำบากในบริเวณพื้นที่จำกัด ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหาโดยเฉพาะกับการผ่าตัดแบบเปิดแผลเล็กซึ่งได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในปัจจุบัน

กาวติดเนื้อเยื่อ (tissue adhesive) นั้นถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อเป็นทางเลือกสำหรับการยึดติดเนื้อเยื่อเข้าด้วยกันให้มีความสะดวกมากขึ้น ใช้เวลาไม่มาก โดยกาวประเภทนี้อาจจะแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มหลักคือ กลุ่มไซยาโนอะคริเลต ซึ่งเป็นกาวองค์ประกอบเดียว มีลักษณะเป็นของเหลวมอนอเมอร์ที่เมื่อทาลงบนเนื้อเยื่อแล้วจะทำปฏิกิริยากับความชื้นบนเนื้อเยื่อแล้วเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่นเปลี่ยนเป็นแข็งเพื่อยึดติดเนื้อเยื่อเข้าด้วยกันภายในระยะเวลาอันสั้น อย่างไรก็ตาม กาวชนิดนี้ยังมีข้อด้อยคือ องค์ประกอบของกาวนั้นยังแสดงความเป็นพิษต่อเซลล์และเนื้อเยื่อ ถึงแม้ว่าจะมีระดับที่ลดลงมาโดยลำดับจากการพัฒนาสูตรและส่วนผสมทางเคมีของกาว นอกจากนี้ยังแสดงการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่สม่ำเสมอเนื่องจากต้องการความชื้นจากเนื้อเยื่อในการกระตุ้นการเกิดปฏิกิริยา และเมื่อทาลงไปแล้วจะเปลี่ยนตำแหน่งการใช้งานใหม่ได้ยากเนื่องจากปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้มักจะไม่สามารถใช้งานหรือมีประสิทธิภาพลดลงเมื่อสัมผัสกับเลือดและในบริเวณเนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่ต้องมีการเคลื่อนไหว ในขณะที่กาวในกลุ่มไฟบรินนั้นจะเลียนแบบกลไกการแข็งตัวของเลือด โดยจะประกอบไปด้วยองค์ประกอบ 2 ส่วนคือ ไฟบริโนเจน/แฟคเตอร์ XIII และทรอมบิน ซึ่งเมื่อผสมองค์ประกอบ 2 ส่วนเข้าด้วยกันจะทำให้ไฟบริโนเจนเปลี่ยนแปลงเป็นไฟบรินและเชื่อมขวางแข็งตัวขึ้นมาอย่างรวดเร็ว ข้อด้อยของกาวประเภทนี้คือ ต้องมีการจัดเก็บเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้ยุ่งยากและต้องเสียเวลาเตรียมการก่อนการใช้งาน มีความแข็งแรงค่อนข้างต่ำ โดยส่วนใหญ่แล้วกาวไฟบรินนี้มักถูกใช้ในเป็นซีลแลนท์หรือวัสดุอุดในการห้ามเลือดมากกว่าการใช้เป็นกาวหรือวัสดุยึดติดเนื้อเยื่อ

กาวติดเนื้อเยื่อที่มีการใช้งานในปัจจุบัน กาวไซยาโนอะคริเลต และกาวไฟบริน[1-2]

เพื่อเป็นการแก้ไขข้อด้อยของกาวติดเนื้อเยื่อที่มีการใช้งานในปัจจุบัน กาวติดเนื้อเยื่อชนิดใหม่จึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้มีความยืดหยุ่น สามารถใช้งานและมีประสิทธิภาพในการยึดเกาะแม้ในบริเวณที่ต้องสัมผัสกับเลือดหรือของเหลวได้ดีและในบริเวณเนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่ต้องมีการเคลื่อนไหว ไม่เป็นพิษต่อเซลล์และเนื้อเยื่อ สามารถสลายตัวได้ทางชีวภาพ โดยกาวติดเนื้อเยื่อนี้ถูกเรียกว่า กาวกระตุ้นด้วยแสงแบบไม่ชอบน้ำ หรือ hydrophobic light-activated adhesive (HLAA) โดยมีส่วนประกอบคือ ของเหลวพรีพอลิเมอร์ กลีเซอรอล ซีบาเคต อะคริเลต ที่ผสมกับสารเริ่มต้นปฏิกิริยาทางแสง ซึ่งเมื่อของเหลวดังกล่าวถูกกระตุ้นด้วยการฉายแสงอัลตราไวโอเลตจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่นให้เกิดการเชื่อมขวางเปลี่ยนเป็นพอลิเมอร์ของแข็งขึ้นในเวลาที่รวดเร็ว โดยเมื่อเริ่มต้นนั้นกาวติดเนื้อเยื่อนี้จะมีลักษณะเป็นของเหลวหนืดที่ไม่ละลายผสมกับน้ำและสามารถทากระจายบนพื้นผิวเนื้อเยื่อได้ง่าย และเมื่อฉายด้วยแสงอัลตราไวโอเลตให้แข็งตัวแล้วจะมีลักษณะเป็นแผ่นฟิล์มที่ยืดหยุ่น โดยจากการทดสอบการยึดเกาะต่อเนื้อเยื่อหุ้มหัวใจของแผ่นแปะที่ทาด้วยกาวติดเนื้อเยื่อ 3 ประเภทคือ กาวไซยาโนอะคริเลต กาวไฟบริน และกาว HLAA ที่ระยะเวลาการฉายแสงอัลตราไวโอเลตต่าง ๆ พบว่า กาวติดเนื้อเยื่อชนิดนี้จะมีความต้านทานการยึดเกาะสูงสุดที่ระยะเวลาการฉายแสง 30 วินาที โดยค่าที่ได้มีค่าต่ำกว่ากาวไซยาโนอะคริเลตประมาณร้อยละ 50 แต่มีค่าสูงกว่ากาวไฟบรินประมาณร้อยละ 275 แต่เมื่อทำการทดสอบที่ให้แผ่นแปะซึ่งทากาวมีการสัมผัสเลือดก่อนใช้งานพบว่า แผ่นแปะด้วยกาวไซยาโนอะคริเลตนั้นจะเกิดปฏิกิริยาแข็งตัวทันทีเมื่อสัมผัสเลือด ทำให้สูญเสียประสิทธิภาพในการยึดเกาะเนื้อเยื่อไป ในขณะที่กาว HLAA นั้นยังคงมีประสิทธิภาพของการยึดเกาะที่ดีไม่ต่างกับค่าที่ได้จากแผ่นแปะที่ไม่สัมผัสเลือดเนื่องด้วยสมบัติของกาวที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากาว HLAA นี้สามารถใช้งานได้ในบริเวณที่ต้องสัมผัสกับเลือดหรือของเหลวได้ดีกว่ากาวไซยาโนอะคริเลต หรือกาวไฟบริน ซึ่งถือว่าเป็นข้อดีของกาวติดเนื้อเยื่อ HLAA นี้

ภาพแสดงการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชั่นด้วยแสงอัลตราไวโอเลตของกาวติดเนื้อเยื่อ HLAA ในการเปลี่ยนของเหลวพรีพอลิเมอร์ของกลีเซอรอล ซีบาเคต อะคริเลต ไปเป็นพอลิเมอร์ของแข็งที่มีสมบัติยืดหยุ่น[3]

กราฟแสดงสมบัติความต้านทานการยึดเกาะต่อเนื้อเยื่อหุ้มหัวใจของแผ่นแปะที่ทาด้วยกาวไซยาโนอะคริเลต กาวไฟบริน และกาว HLAA ที่ระยะเวลาการฉายแสงอัลตราไวโอเลตต่าง ๆ[3]

กราฟแสดงสมบัติความต้านทานการยึดเกาะของแผ่นแปะที่ทาด้วยกาวไซยาโนอะคริเลต และกาว HLAA ต่อเนื้อเยื่อก่อนและหลังการสัมผัสกับเลือด ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากาว HLAA ยังคงประสิทธิภาพการยึดเกาะที่ดี ในขณะที่ค่าของกาวไซยาโนอะคริเลตมีค่าลดลงอย่างมากเมื่อมีการสัมผัสกับเลือด[3]

ในบทความตอนหน้า เรามาดูกันต่อว่ากาวติดเนื้อเยื่อชนิดใหม่นี้จะมีสมบัติอื่น ๆ อย่างไรที่แสดงถึงความเหมาะสมต่อการนำไปใช้งานเป็นทางเลือกใหม่เมื่อเปรียบเทียบกับกาวติดเนื้อเยื่อที่มีการใช้งานในปัจจุบัน

เอกสารอ้างอิง

1. http://www.medline.com/special/aorn-2014/

2. http://www.stasiareport.com/supplements/mind-your-body/story/glue-cuts-short-hospital-stay-20121122

3. N. Lang, M. J. Pereira, Y. Lee, I. Friehs, N. V. Vasilyev, E. N. Feins, K. Ablasser, E. D. O’Cearbhaill, C. Xu, A. Fabozzo, R. Padera, S. Wasserman, F. Freudenthal, L. S. Ferreira, R. Langer, J. M. Karp, P. J. del Nido (2014) Sci. Transl. Med., 6, 218ra6.

4. D. Bluestein and M. J. Slepian (2014) N. Engl J. Med. 370;16:1556.

5. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/01/140108154458.htm

6. http://www.qmed.com/mpmn/medtechpulse/new-glue-may-soon-replace-sutures-%E2%80%93-even-beating-heart

7. http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/38811/title/Next-Generation-Strong-Surgical-Glue-on-Demand/

8. http://www.asge.org/assets/0/71312/71314/fb8254d9-e20d-4c2e-9790-2a866c42cf0d.pdf

9. T. B. Bruns and J. M. Worthington (2000) Am. Fam. Physician. 61(5), pp.1383.