กาวติดแผล ที่ได้แรงบันดาลใจจากเพรียงทะเล หยุดเลือดไหลใน 15 วินาที

นักวิศวกรจาก MIT ได้แรงบันดาลใจจากสารเหนียวที่เพรียงทะเลใช้ยึดเกาะบนโขดหิน พัฒนากาวชีวการแพทย์ชนิดใหม่ที่แข็งแรง ปลอดภัยต่อร่างกาย และสามารถปิดบาดแผล รวมถึงหยุดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กาวชนิดใหม่นี้สามารถยึดติดกับพื้นผิวที่มีเลือดปกคลุมได้ และสร้างผนึกปิดแผลแน่นภายในเวลาเพียง 15 วินาที นักวิจัยระบุว่าเทคโนโลยีนี้อาจเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพกว่ามากในการรักษาอาการบาดเจ็บรุนแรงและควบคุมการเสียเลือดระหว่างการผ่าตัด

ศาสตราจารย์ Xuanhe Zhao ภาควิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม MIT หนึ่งในหัวหน้าผู้วิจัยกล่าวว่า

“เรากำลังแก้ปัญหาการยึดเกาะในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายมาก คือสภาพแฉะและเคลื่อนไหวตลอดเวลาอย่างเนื้อเยื่อมนุษย์ ขณะเดียวกัน เรายังพยายามเปลี่ยนความรู้พื้นฐานนี้ให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์จริงที่สามารถช่วยชีวิตคนได้”

แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ

การหาวิธีหยุดเลือดยังคงเป็นปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ Zhao อธิบายว่า การเย็บแผลแม้จะใช้กันทั่วไป แต่กินเวลามากและไม่เหมาะกับสถานการณ์ฉุกเฉินที่เจ้าหน้าที่กู้ชีพต้องรับมืออย่างรวดเร็ว ในกลุ่มทหาร การเสียเลือดคือสาเหตุการเสียชีวิตหลักจากอาการบาดเจ็บรุนแรง และในประชาชนทั่วไป ก็เป็นสาเหตุการเสียชีวิตอันดับสองจากการบาดเจ็บรุนแรง

ช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เริ่มมีการพัฒนาสารห้ามเลือดวางขายในท้องตลาด ส่วนใหญ่เป็นแผ่นปิดที่มีสารช่วยการแข็งตัวของเลือด แต่ต้องใช้เวลาหลายนาทีกว่าจะหยุดเลือดได้ และไม่ค่อยมีประสิทธิภาพนักกับแผลที่มีเลือดออกมาก

ตั้งแต่ปี 2019 ห้องวิจัยของ Zhao ได้พัฒนาวัสดุยึดเกาะเพื่อการแพทย์ เช่น เทปสองด้านที่สามารถปิดแผลผ่าตัดได้ เทปนี้เลียนแบบใยเหนียวของแมงมุมที่ใช้จับเหยื่อในสภาพเปียก โดยอาศัยโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีประจุไฟฟ้า สามารถดูดน้ำออกทันทีเพื่อเปิดพื้นที่แห้งเล็ก ๆ ให้กาวเกาะติดได้

สำหรับกาวชนิดใหม่นี้ ทีมวิจัยหันไปศึกษาเพรียงทะเล สัตว์ขนาดเล็กที่เกาะอยู่บนหิน ตัวเรือ หรือแม้กระทั่งบนวาฬ พื้นผิวเหล่านี้เปียกและสกปรก ทำให้การยึดเกาะเป็นเรื่องยาก แต่เพรียงสามารถทำได้สำเร็จ

Hyunwoo Yuk กล่าวเสริมว่า สิ่งนี้สะดุดตาพวกเรามาก เพราะการปิดบาดแผลที่มีเลือดออกไม่เพียงต้องรับมือกับความเปียก แต่ยังต้องเจอกับการปนเปื้อนจากเลือดด้วย เราพบว่าสัตว์ที่อาศัยในทะเลนี้ทำในสิ่งเดียวกันกับที่เราต้องทำเพื่อแก้ปัญหาการห้ามเลือดที่ซับซ้อน

การวิเคราะห์กาวเพรียงพบว่า มันประกอบด้วยโมเลกุลโปรตีนเหนียวที่แขวนลอยอยู่ในน้ำมันที่ผลักน้ำและสิ่งสกปรกออกไป ทำให้โปรตีนยึดเกาะติดแน่นกับพื้นผิวได้

ทีม MIT จึงนำแนวคิดนี้มาประยุกต์กับกาวที่พวกเขาพัฒนาไว้ก่อนหน้า โดยใช้โพลิเมอร์ ผสมกับสารอินทรีย์ ซึ่งช่วยการยึดเกาะ และ  น้ำตาลที่ทำให้วัสดุแข็งแรงขึ้น พวกเขานำแผ่นกาวนี้ไปแช่แข็ง บดเป็นอนุภาคเล็ก แล้วแขวนลอยไว้ในซิลิโคนเกรดทางการแพทย์

เมื่อทาลงบนพื้นผิวที่มีเลือด น้ำมันจะผลักเลือดและสิ่งแปลกปลอมออกไป เปิดทางให้อนุภาคกาวเชื่อมโยงกันจนกลายเป็นผนึกแน่นบนบาดแผล ภายใน 15–30 วินาที เมื่อมีแรงกดเบา ๆ กาวจะเซ็ตตัวและหยุดเลือดได้ทันที การทดสอบในหนูทดลองยืนยันผลลัพธ์นี้

ข้อดีที่สำคัญของกาวชนิดใหม่นี้คือสามารถปั้นเป็นรูปได้ตามบาดแผลที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ แตกต่างจากเทปสองด้านที่เหมาะกับการปิดแผลผ่าตัดหรือยึดอุปกรณ์การแพทย์

ช่วยหยุดเลือดไหลได้ดียิ่งขึ้น

การทดสอบในหมู พบว่า กาวนี้หยุดเลือดในตับได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าสารห้ามเลือดเชิงพาณิชย์ที่ใช้เปรียบเทียบ และยังคงได้ผลแม้หมูได้รับยาละลายลิ่มเลือด (heparin) ที่ทำให้เลือดไม่แข็งตัวเองตามธรรมชาติ

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผนึกที่สร้างขึ้นสามารถอยู่ได้นานหลายสัปดาห์ เพียงพอให้เนื้อเยื่อฟื้นฟูตัวเอง อีกทั้งยังก่อให้เกิดการอักเสบน้อยใกล้เคียงกับสารห้ามเลือดที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน 

กาวนี้จะค่อย ๆ สลายไปเองภายในร่างกายเป็นเวลาหลายเดือน หรือหากศัลยแพทย์ต้องการเปิดแผลใหม่ ก็สามารถละลายออกได้ด้วยสารละลายที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ