วัสดุที่ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อรักษาบาดแผล ได้แก่ ฟองน้ำคอลลาเจนซึ่งช่วยในการรักษาแผลไฟไหม้และแผลกดทับ และนำมาใช้เป็นโครงค้ำยันเทียมในการซ่อมกระดูก อย่างไรก็ดีกระบวนการซ่อมแซมเนื้อเยื่อมีพัฒนาการตลอดเวลา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวัสดุชีวภาพที่ทำปฎิกริยากับเนื้อเยื่อแล้วทำให้เกิดการบำบัดรักษาขึ้น
ขณะนี้ ดอกเตอร์เบน อาร์มควิสท์และคณะแห่งมหาวิทยาลัยอิมพิเรียล คอลเลจ ลอนดอน ได้สร้างโมเลกุลใหม่ที่สามารถเปลี่ยนวิธีที่วัสดุแบบเดิมทำงานกับร่างกายซึ่งได้แก่การใช้ traction force-activated payloads หรือ TrAPs อันเป็นวิธีที่ให้วัสดุแบบใหม่นี้ทำปฏิกริยากับระบบซ่อมแซมร่างกายตามธรรมชาติเพื่อผลักดันให้เกิดการรักษา
นักวิจัยกล่าวว่าการนำเอา TrAPs มาใช้ร่วมกับวัสดุทางการแพทย์ที่มีอยู่เดิมสามารถทำให้เกิดการปฏิวัติวิธีการรักษาบาดแผลได้ ดอกเตอร์ อาร์มควิสท์ กล่าวว่า “เทคโนโลยีของเราสามารถช่วยทำให้เกิดวัสดุรุ่นใหม่ๆที่ทำงานได้อย่างรวดเร็วกับเนื้อเยื่อเพื่อทำให้เกิดการรักษา
การค้นพบนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสารด้านความก้าวหน้าทางวัสดุ
สู่การลงมือปฏิบัติ
หลังจากเกิดการบาดเจ็บ เซลล์จะก่อตัวขึ้นไปตามคอลลาเจนที่ได้ทำเป็นโครงขึ้นบนบาดแผลเหมือนแมลงมุมที่กำลังชักไยไปตามทาง เมื่อเซลล์เจริญเติบโตขึ้นมันจะเกาะบนโครงนี้โดยจะไปกระตุ้นโปรตีนที่ซ่อนตัวอยู่และเริ่มซ่อมแซมเนื้อเยื่อที่ได้รับบาดเจ็บนั้น
นักวิจัยได้ออกแบบ TrAPs ขึ้นมาเพื่อสร้างวิธีรักษาบาดแผลตามธรรมชาติ โดยพวกเขาได้พับดีเอ็นเอส่วนหนึ่งให้อยู่ในรูปแบบโครงสร้างสามมิติ ซึ่งเป็นที่รู้จักว่าคือ DNA สายเดี่ยว ที่สามารถจับกับโมเลกุล ได้หลากหลาย มันสามารถจับเซลล์ด้านหนึ่งก่อนที่จะจับอีกด้านหนึ่งกับโครงค้ำยันซึ่งมีลักษณะเหมือนคอลลาเจน
ในขณะที่ทำการทดสอบในห้องแลปโดยใช้เทคนิคนี้ พวกเขาพบว่าบรรดาเซลล์ได้พยายามดึง TrAPs ในขณะที่เกาะกับโครงคอลลาเจน ซึ่งทำให้ TrAps คลี่ออกเหมือนเชือกผูกรองเท้าและไปกระตุ้นโปรตีนให้มาช่วยในการบำบัดรักษา โดยโปรตีนเหล่านี้ทำหน้าที่ช่วยให้เซลล์เจริญเติบโตและเพิ่มจำนวนขึ้น
นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้กระตุ้นโปรตีนที่ช่วยในการบำบัดรักษาด้วยการใช้เซลล์ต่างประเภทกันกับวัสดุที่มนุษย์ทำขึ้น เทคนิคนี้เลียนแบบวิธีบำบัดรักษาตามธรรมชาติ ดอกเตอร์ อาร์มควิสท์ กล่าวว่า “การใช้วิธีการเจริญเติบโตของเซลล์เพื่อกระตุ้นการบำบัดรักษานี้พบได้ในสัตว์โลกตั้งแต่ฟองน้ำทะเลไปจนถึงมนุษย์ วิธีการของเราเลียนแบบพวกมัน โดยกระตุ้นการทำงานของเซลล์ที่แตกต่างกันเพื่อให้เข้าไปบำบัดรักษาในเนื้อเยื่อที่ถูกทำลาย”
จากห้องแลปสู่มนุษย์
วิธีนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามประเภทของเซลล์ที่ต่างกัน ดังนั้นจึงสามารถนำไปใช้ได้กับการบาดเจ็บในหลายกรณีเช่น กระดูกแตก แผลเป็นที่เนื้อเยื่อหลังจากเกิดหัวใจวาย และเส้นประสาทที่ถูกทำลาย เทคนิคใหม่นี้สามารถใช้ได้กับคนไข้ที่มีบาดแผลที่ไม่สามารถรักษาได้แม้ว่าจะใช้การฉายรังสีเข้าช่วย เช่น บาดแผลที่เท้าจากโรคเบาหวาน ซึ่งอาจนำไปสู่ การตัดขาส่วนที่ต่ำกว่าบาดแผลออก
วิธีแบบ TrAPs เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งมันสามารถถูกสร้างขี้นใหม่ได้ง่ายในห้องแลปที่แตกต่างกัน และสามารถสร้างได้ปริมาณมากเหมือนโรงงานอุตสาหกรรม การที่มันสามารถปรับเปลี่ยนได้นั่นหมายความว่าพวกมันสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์สร้างสรรค์วิธีใหม่ๆเพื่อใช้ศึกษาเชื้อโรคในห้องแลป รวมไปถึงสเต็มเซลล์ และการสร้างหรือเพาะเนื้อเยื่อด้วย
ปัจจุบัน DNA สายเดี่ยว ได้ถูกนำมาใช้เป็นยา ซึ่งแปลว่ามันถูกพิสูจน์แล้วว่าปลอดภัยและสามารถใช้ทางการแพทย์ได้ เนื่องจาก TrAPs ใช้ประโยชน์จาก DNA สายเดี่ยว ซึ่งขณะนี้สามารถนำไปใช้กับมนุษย์ได้แล้ว มันจึงช่วยทุ่นเวลาในการศึกษา ทางการแพทย์ แทนที่จะเริ่มต้นจากศูนย์
ดอกเตอร์ อาร์มควิสท์ กล่าวว่า “เทคโนโลยีแบบ TrAPs ทำให้วิธีสร้างวัสดุเพื่อบำบัดรักษามีความยืดหยุ่นในการกระตุ้นสารที่ทำปฎิกริยากับบาดแผล และทำให้เราค้นพบหลักการในการบำบัดรักษาว่าควรจะทำเมื่อใดและที่ไหน การบำบัดที่ชาญฉลาด และไม่หยุดนิ่งนี้มีประโยชน์ในทุกๆขั้นตอนของกระบวนการบำบัดรักษา และมีความเป็นไปได้ในการเพิ่มโอกาสให้ร่างกายหายจากการเจ็บป่วย และใช้ได้กับบาดแผลหลายๆประเภท เทคโนโลยีนี้มีความเป็นไปได้ในการนำไปใช้ซ่อมแซมบาดแผล ซึ่งทำให้เซลล์ต่างชนิดกันทำงานร่วมกันได้เพื่อบำบัดรักษาเนื้อเยื่อที่เสียหาย
งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากสภาวิจัยทางวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์กายภาพ และ เวลคัมทรัสต์
Source: Imperial College London
www.sciencedaily.com
Photo : Nurse bandages hands (stock image).
Credit: © ctpaep / Fotolia