โคลัมเบียสร้าง “เข็มจิ๋ว” เล็กกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ รักษาหูชั้นใน ?
แพทย์และวิศวกรโคลัมเบีย สร้าง “ไมโครนีดเดิล” (Microneedle) เข็มจิ๋วที่เล็กกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ หวังเข้าถึงและรักษาปัญหา “หูชั้นใน”
ในร่างกายมนุษย์ มีอวัยวะหลายส่วน ที่ในปัจจุบันยังไม่มีเครื่องมือใด จะสามารถส่งเข้าไปถึงได้ หนึ่งในนั้นก็คือ “หูชั้นใน”
หูชั้นในมีลักษณะเป็นรูปเกลียว ภายในเต็มไปด้วยของเหลว เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยิน และถือเป็นอวัยวะที่เข้าถึงได้ยากที่สุด เพราะโครงสร้างของหูชั้นในนั้นค่อนข้างซับซ้อน การเข้าไปได้จำเป็นต้องผ่านเยื่อบาง ๆ ที่กว้างเพียง 2 มิลลิเมตร และสามารถฉีกขาดได้โดยง่าย ซึ่งถ้าเยื่อบาง ๆ นี้ฉีกขาด ก็อาจจะทำให้เกิดการสูญเสียการได้ยิน และปัญหาด้านการทรงตัว ความเสี่ยงและความซับซ้อนของหูชั้นใน ทำให้มีข้อมูลภายในเกี่ยวกับอวัยวะส่วนนี้อยู่น้อยมาก
ด้วยเหตุนี้แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านหู คอ จมูก อย่าง Anil Lalwani และวิศวกรเครื่องกล Jeffrey Kysar จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย จึงต้องการที่จะแก้ปัญหาเรื่องนี้ เนื่องจากปัจจุบัน เทคโนโลยีการแพทย์ที่เกี่ยวกับ “ยีนบำบัด” กำลังได้รับการพัฒนา จนอาจจะสามารถฟื้นฟูการได้ยินให้กับผู้ที่สูญเสียการได้ยินได้ โดยการให้ยีนสร้างเซลล์ที่เสียหายตรงบริเวณหูชั้นในขึ้นมาใหม่
ทีมวิจัยได้มองเห็นความสำคัญของการพัฒนาอุปกรณ์ที่จะเข้าถึงหูชั้นในได้ โดยจะต้องเป็นอุปกรณ์ที่เล็ก บาง และมีความคมพอ ที่เจาะเยื่อของหูชั้นในเข้าไปได้โดยที่ตัวมันเองไม่แตกหัก ซึ่งก็คงไม่มีอะไรที่เหมาะไปกว่า “เข็ม” โดยทางทีมนักวิจัยได้ใช้เทคนิคการผลิตขั้นสูง อย่างการพิมพ์หินด้วยโฟตอนสองอัน (two-photon photolithography) ซึ่งเป็นวิธีการพิมพ์สามมิติ ที่สามารถผลิตโครงสร้างที่มีความละเอียดมากเป็นพิเศษ
ด้วยวิธีนี้จึงทำให้สามารถสร้าง “ไมโครนีดเดิล” ขึ้นมาได้ เป็นเข็มขนาดเล็ก ที่บางกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ เทียบได้กับความกว้างของเส้นผมมนุษย์ แต่แข็งแรงพอที่จะใช้งานได้จริง
เหตุผลที่ต้อง “เล็ก” ขนาดนี้ เพราะมันเกี่ยวกับปัจจัยที่ทำให้วัสดุฉีกขาด โดยทางนักวิจัยได้สร้างเข็มนี้ขึ้น โดยใช้ผ้าใบที่ยืดออกจนถึงขีดสุด เพื่อจำลองเยื่อของหูชั้นใน หากเกิดรูที่มีขนาดใหญ่เกินไปขึ้น เยื่อหูชั้นในก็จะฉีกขาด แต่ถ้าหากรูนั้นมีขนาดที่เล็กพอ เยื่อหูชั้นในก็จะยังคงสภาพเดิมเอาไว้ได้
ตัวเข็มนอกจากจะผ่านเยื่อเข้าไปได้แล้ว ยังสามารถช่วยสกัดของเหลวออกจากหูชั้นในออกมาได้ด้วย ซึ่งสามารถนำของเหลวดังกล่าว ไปใช้ในการวินิจฉัยความผิดปกติของหูชั้นใน เช่น โรคเมนิแยร์ ซึ่งทำให้เกิดอาการวิงเวียน คลื่นไส้ และสูญเสียการได้ยิน การวิเคราะห์ของเหลวนี้อาจช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับภาวะเหล่านี้ ซึ่งจะต่อยอดไปยังวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ปัจจุบันไมโครนีดเดิล กำลังอยู่ในขั้นตอนของการทดสอบอย่างละเอียด โดยมีการทดลองผ่าตัดกับสัตว์อยู่หลายครั้ง โดยไม่พบผลข้างเคียง หรือการสูญเสียการได้ยินใด ๆ ไมโครนีดเดิลจะสร้างรูเจาะที่มีขนาดไม่เกินเส้นผ่านศูนย์กลางของเยื่อหุ้มเซลล์ และตัวเยื่อจะสมานตัวเองได้ภายในเวลาประมาณ 2 วันเท่านั้น
แหล่งที่มา : interestingengineering.com