"นวัตกรรมไฮโดรเจลอัจฉริยะ" ตัวช่วยสมานแผลเบาหวานเรื้อรัง ลดความเสี่ยงการสูญเสียอวัยวะ

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้โพสต์เฟซบุ๊ก Anan Jongkaewwattana เกี่ยวกับ "นวัตกรรมไฮโดรเจลอัจฉริยะ" ตัวช่วยสมานแผลเบาหวานเรื้อรัง   โดยระบุว่า

นวัตกรรมไฮโดรเจลอัจฉริยะสมานแผลเบาหวานเรื้อรังลดความเสี่ยงการสูญเสียอวัยวะ

หนึ่งในภาวะแทรกซ้อนที่ร้ายแรงของผู้ป่วยโรคเบาหวานมากที่สุดคือการเกิดแผลเรื้อรัง โดยเฉพาะแผลที่เท้าซึ่งมักจะหายยากกว่าปกติ แผลเหล่านี้ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน ทั้งภาวะน้ำตาลในเลือดสูง การอักเสบเรื้อรัง การไหลเวียนของเลือดที่ไม่ดี และความเสี่ยงสูงต่อการติดเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งในหลายกรณี การรักษาด้วยวิธีมาตรฐานในปัจจุบัน เช่น การทำความสะอาดแผลหรือการใช้ผ้าก๊อซทั่วไป ไม่สามารถควบคุมปัจจัยเหล่านี้ได้ดีพอ จนนำไปสู่การลุกลามของแผลและจบลงด้วยการต้องตัดอวัยวะทิ้งเพื่อรักษาชีวิตผู้ป่วย  เพื่อรับมือกับวิกฤตนี้ 

ทีมวิจัยในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Science Advances นี้ได้คิดค้นนวัตกรรมใหม่ที่เรียกว่า ไฮโดรเจลอัจฉริยะที่สามารถปรับตัวได้เอง (Self-regulating hydrogel) นวัตกรรมชิ้นนี้ไม่ใช่เพียงแค่วัสดุปิดแผลธรรมดา แต่ถูกออกแบบมาให้ทำปฏิกิริยาตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่ผิดปกติของแผลเบาหวานได้โดยตรง เช่น ระดับน้ำตาลที่สูงและภาวะความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันในบริเวณบาดแผล ไฮโดรเจลชนิดนี้มีส่วนประกอบของสารชีวภาพที่เข้ากันได้ดีกับร่างกายมนุษย์ ผสานเข้ากับแร่ธาตุที่มีฤทธิ์ในการรักษาอย่างสังกะสี แคลเซียม และซิลิเกต ซึ่งจะถูกปล่อยออกมาในเวลาและปริมาณที่เหมาะสมกับความต้องการของบาดแผลในแต่ละระยะ

ความโดดเด่นของนวัตกรรมนี้อยู่ที่กลไกการทำงานแบบสองขั้นตอนที่สอดคล้องกับกระบวนการสมานแผลตามธรรมชาติ เมื่อนำไฮโดรเจลไปปิดลงบนบาดแผล ตัววัสดุจะทำหน้าที่เสมือนเซ็นเซอร์ที่รับรู้ถึงสภาพแวดล้อมที่ผิดปกติของแผลเบาหวาน ทั้งระดับน้ำตาลที่สูงและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ในระยะแรกที่แผลมีความเสี่ยงสูงต่อการติดเชื้อ ไฮโดรเจลจะเริ่มสลายตัวและปล่อยสารประกอบแร่ธาตุที่ทำให้สภาพแวดล้อมบริเวณบาดแผลมีความเป็นด่างอ่อนๆ ซึ่งสภาวะนี้มีความสำคัญเพราะจะช่วยควบคุมให้แร่ธาตุสังกะสีที่บรรจุอยู่ภายในค่อยๆ ปลดปล่อยออกมาในปริมาณที่พอเหมาะ 

การควบคุมนี้ช่วยป้องกันไม่ให้สังกะสีทะลักออกมามากเกินไปจนเป็นพิษต่อเซลล์ปกติของร่างกาย ในขณะเดียวกัน ปริมาณสังกะสีที่พอดีนี้เมื่อรวมกับสภาพความเป็นด่าง จะกลายเป็นอาวุธที่สามารถทำลายผนังเซลล์ของแบคทีเรียที่อันตรายได้ ช่วยเคลียร์พื้นที่บาดแผลให้สะอาดและพร้อมสำหรับการฟื้นฟู

จากนั้นในระยะต่อมา เมื่อบาดแผลเริ่มปราศจากเชื้อโรคและเข้าสู่กระบวนการซ่อมแซม ตัวไฮโดรเจลจะสลายตัวต่อไปและสร้างสารที่มีฤทธิ์เป็นกรดอ่อนๆ ออกมาเพื่อปรับสมดุลความเป็นด่างในตอนแรก การเปลี่ยนแปลงของสภาพกรดด่างนี้เป็นเสมือนสวิตช์ที่เปิดการทำงานขั้นที่สอง โดยจะกระตุ้นให้เกิดการปล่อยแร่ธาตุสังกะสีที่เหลืออยู่ พร้อมกับแคลเซียมและซิลิเกตออกมาอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอ แร่ธาตุทั้งสามชนิดนี้จะทำงานร่วมกันเสมือนทีมซ่อมแซมร่างกาย โดยจะเข้าไปลดการอักเสบที่เรื้อรัง กระตุ้นเซลล์ในร่างกายให้สร้างหลอดเลือดใหม่เพื่อนำพาสารอาหารและออกซิเจนมาหล่อเลี้ยงบริเวณที่บาดเจ็บ และที่สำคัญที่สุดคือการส่งเสริมให้เซลล์สร้างคอลลาเจน ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักในการสร้างเนื้อเยื่อและผิวหนังใหม่มาปิดปากแผลได้อย่างสมบูรณ์

ประสิทธิภาพของนวัตกรรมนี้ไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎี แต่ได้รับการพิสูจน์ในการทดลองกับแบบจำลองสัตว์ทดลองที่เป็นโรคเบาหวานและมีบาดแผลติดเชื้อรุนแรง พบว่าไฮโดรเจลสามารถกำจัดเชื้อแบคทีเรีย รวมถึงเชื้อแบคทีเรียดื้อยาที่รักษาได้ยากได้หมด ภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน เมื่อตรวจดูโครงสร้างของบาดแผลพบว่ามีการสร้างหลอดเลือดใหม่และเครือข่ายคอลลาเจนที่หนาแน่น ส่งผลให้แผลสมานตัวและปิดสนิทได้เร็วกว่าการรักษาด้วยวิธีมาตรฐานทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการเปลี่ยนบาดแผลที่เคยรักษายากให้กลับมาสมานตัวได้ตามปกติ ยิ่งไปกว่านั้น เพื่อยืนยันผลลัพธ์ในการใช้งานจริง ทีมวิจัยได้นำร่องทดลองทางคลินิกกับกลุ่มผู้ป่วยเบาหวานที่มีแผลเรื้อรังที่เท้า 

ผลลัพธ์ที่ได้ดูดีมาก โดยพบว่าหลังจากทาไฮโดรเจลลงบนบาดแผลอย่างต่อเนื่อง ขนาดของบาดแผลผู้ป่วยลดลงโดยเฉลี่ยถึงร้อยละ 94.57 ภายในระยะเวลาเพียงสี่สัปดาห์ และผู้ป่วยส่วนใหญ่มีบาดแผลที่ปิดสนิทในเวลาต่อมา นอกจากประสิทธิภาพที่สูงแล้ว ความปลอดภัยยังเป็นสิ่งที่ทีมวิจัยให้ความสำคัญสูงสุด ตลอดการรักษาไม่พบรายงานผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายต่อผู้ป่วย ไม่พบอาการแพ้ และผลการตรวจเลือดเพื่อดูการทำงานของตับและไตก็อยู่ในเกณฑ์ปกติทั้งหมด ข้อมูลเหล่านี้จึงเป็นการยืนยันว่าไฮโดรเจลอัจฉริยะนี้เป็นนวัตกรรมทางการแพทย์ที่ทั้งทรงประสิทธิภาพและมีความปลอดภัยสูง พร้อมที่จะก้าวขึ้นมาเป็นมาตรฐานใหม่ในการดูแลผู้ป่วยเบาหวานต่อไป

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)