กระจกตาเทียมสามมิติจากสเต็มเซลล์ ผลงานนักวิจัย จุฬาฯ อนาคตการรักษาแผลที่กระจกตาของสุนัข

คณะสัตวแพทยศาสตร์ และคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ร่วมวิจัยและพัฒนานวัตกรรมกระจกตาเทียมสามมิติจากสเต็มเซลล์ เพื่อรักษาแผลลึกที่กระจกตาสุนัข แก้ปัญหาวิธีการรักษาที่ใช้เนื้อเยื่อทดแทนเดิมซึ่งหายากและมีราคาสูง เพื่อให้สุนัขกลับมาสบายตาและมองเห็นชัดเจนอีกครั้ง

สุนัขของคุณมีอาการเหล่านี้บ้างหรือไม่? ลืมตาได้ไม่ค่อยเต็มที่นัก หรี่หรือกระพริบตาบ่อย ๆ มีน้ำตาไหล ค่อนข้างมาก บางทีน้ำตาขุ่นเป็นเมือกหรือขี้ตาเป็นสีเขียว เยื่อตาขาวมีสีแดงขึ้นผิดปกติ ตาดูไม่ใสเหมือนเดิม กระจกตาขุ่นขึ้นมีเส้นเลือดที่กระจกตา

หากคำตอบของคุณคือ “ใช่” สัตว์เลี้ยงของคุณอาจกำลังเป็นโรคแผลที่กระจกตา ซึ่งหากไม่ได้รับการรักษาอย่างถูกวิธีก็จะทำให้น้องหมาตาบอดได้ในที่สุด

ปัจจุบัน สุนัขที่เข้ารับการรักษาโรคแผลที่กระจกตามีจำนวนมากขึ้น เฉพาะที่โรงพยาบาลสัตว์เล็ก คณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยแห่งเดียว มีสุนัขที่มีแผลในกระจกตาเข้ารับการรักษาทุกวัน!

“เราเจอรอยโรคแบบนี้ในสุนัขค่อนข้างเยอะ โรคแผลในกระจกตานี้เกิดขึ้นจากหลายสาเหตุ เช่น สุนัขเกาตาตัวเองเพราะมีปัญหาภูมิแพ้ ทำให้คันรอบ ๆ ดวงตาแล้วเกาจนเกิดรอยโรค การต่อสู้กับสุนัขด้วยกัน โดนแมวข่วน หรือเกิดอุบัติเหตุ เดินชนสิ่งต่าง ๆ” อาจารย์สัตวแพทย์หญิง ดร.ชูติรัตน์ ต่อสหะกุล ภาควิชาอายุรศาสตร์ คณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวถึงปัญหาที่เป็นจุดเริ่มต้นในการวิจัยและพัฒนานวัตกรรม “กระจกตาเทียมสามมิติจากสเต็มเซลล์” เพื่อให้เจ้าตูบแสนรักกลับมามองเห็นได้ชัดและสบายตาอีกครั้ง “การรักษาที่ทำอยู่ในปัจจุบัน เราใช้แผ่นกราฟท์ที่ทำมาจากเนื้อเยื่อทดแทน เช่น เนื้อเยื่อที่ทำมาจากกระเพาะปัสสาวะของหมู รกของสุนัข ซึ่งเนื้อเยื่อดังกล่าว หายากและราคาค่อนข้างสูง รวมถึงมีโอกาสก่อให้เกิดการระคายเคืองและอักเสบหลังการผ่าตัดได้ เราเลยคิดว่าหากสามารถผลิตนวัตกรรมกระจกตาเทียมขึ้นมาเอง โดยใช้วัสดุจากธรรมชาติที่หาได้ง่าย และลดโอกาสที่จะก่อให้เกิดการอักเสบ ก็น่าจะดีกว่า”อาจารย์สัตวแพทย์หญิง ดร.ชูติรัตน์กล่าว

กระจกตาเทียมสามมิติจากสเต็มเซลล์ – ทางเลือกใหม่ที่สดใสกว่า

จากความตั้งใจในการแก้ปัญหาดวงตาให้สุนัข ทีมวิจัยจากคณะสัตวแพทยศาสตร์ โดยศูนย์ Veterinary Stem Cell and Bioengineering Innovation Center (VSCBIC) จึงเริ่มศึกษาเพิ่มเติมในเรื่องของสเต็มเซลล์ และทำงานร่วมกับศูนย์วิจัยวิศวกรรมชีวเวช คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ที่มีความรู้ความชำนาญทางด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ เพื่อช่วยในการทำวัสดุยึดเกาะสำหรับเลี้ยงสเต็มเซลล์

“เนื้อเยื่อกระจกตาเทียมได้มาจากการเพาะเลี้ยงสเต็มเซลล์กระจกตาจริงของสุนัข บนโครงสร้างวัสดุธรรมชาติที่ทำมาจากไหมไฟโบรอิน (silk fibroin) ผสมกับเจลาติน ซึ่งเป็นวัสดุที่หาได้ง่ายในประเทศไทยและมีราคาถูก มีความแข็งแรง มีความใสที่สามารถมองเห็นได้ และยึดเกาะเซลล์ได้ดี ทำให้เซลล์เป็นสามมิติเทียบเคียงกับเนื้อเยื่อกระจกตาจริง” อาจารย์สัตวแพทย์หญิง ดร.ชูติรัตน์อธิบาย

นวัตกรรมนี้สามารถใช้รักษาปัญหากระจกตาทะลุในสุนัข และแผลกระจกตาที่มีขนาดใหญ่ ที่ไม่สามารถเย็บเนื้อกระจกตาได้ หรือแผลที่ลึกมาก ๆ ที่ชิ้นส่วนของเนื้อกระจกตาหายไปค่อนข้างมาก

ส่วนสุนัขที่มีปัญหาโรคแผลกระจกตาในระดับที่ไม่รุนแรงนักหรือในระดับปานกลาง แนวทางการรักษาในปัจจุบันก็ยังคงใช้อยู่ มี 2 วิธี ได้แก่

การรักษาด้วยยา มักจะใช้ในกรณีที่เป็นไม่มาก เช่น เป็นแผลชั้นผิว หรือชั้นลึกลงมาแต่ไม่ได้ลึกถึงชั้นสุดท้าย การรักษาโดยการหยอดยาจะช่วยป้องกันการติดเชื้อแทรกซ้อนที่อยู่บริเวณหน้าและตา แต่ยาไม่ช่วยเรื่องการสมานแผล แผลจะหายหรือไม่หายขึ้นอยู่กับกลไกของร่างกายสุนัขเอง ซึ่งหากร่างกายแข็งแรงดี มีการเจริญเติบโดของเซลล์ปกติ ส่วนใหญ่ก็จะหายได้เอง
การรักษาด้วยการผ่าตัด ในกรณีที่เป็นแผลลึกมาก ๆ ถึงชั้นสุดท้ายของตัวกระจกตา หรือเป็นแผลทะลุ ที่ยังสามารถเย็บกระจกตาให้ชนกันได้ตามปกติ

“แต่ถ้าแผลในกระจกตาใหญ่มากจนต้องใช้เนื้อเยื่อมาทดแทนในส่วนที่หายไปตรงนั้น ปกติแล้ว เราก็จะใช้แผ่นกราฟต์ โดยอาจจะเป็นเยื่อตาขาวของสุนัขเองก็ได้ หรือใช้เนื้อเยื่อทดแทน เช่น เนื้อเยื่อที่ทำมาจากกระเพาะปัสสาวะของหมู หรือรกของคน รกของสุนัข ซึ่งเนื้อเยื่อเหล่านี้หายาก มีราคาสูง เราจึงคิดค้นแนวทางใหม่ในการรักษา ซึ่งก็คือกระจกตาเทียมสามมิติจากสเต็มเซลล์นั่นเอง”

4 จุดเด่นนวัตกรรมกระจกตาเทียมสามมิติ

อาจารย์สัตวแพทย์หญิง ดร.ชูติรัตน์ สรุปจุดเด่นของนวัตกรรมกระจกตาเทียมสามมิติ ดังต่อไปนี้

เหมือนผิวกระจกตาจริง จากการวิจัยพบว่าสเต็มเซลล์ที่เพาะเลี้ยงในแล็บสามารถสร้างเซลล์เนื้อเยื่อ extracellular Metrix เชื่อมต่อกันได้ โครงร่างเหมือนผิวกระจกตาจริง โดยเฉพาะการเรียงตัวของสเต็มเซลล์ที่กระจกตาจะพิเศษตรงที่จะเรียงเป็นระเบียบกว่าตำแหน่งอื่น ซึ่งจะช่วยเรื่องคงความใสของกระจกตาได้ดีเมื่อเทียบกับวัสดุทดแทนอื่น ๆ ที่ใช้ในปัจจุบันที่ค่อนข้างขุ่น เช่น แผ่นกราฟต์
เป็นวัสดุธรรมชาติทั้งหมด สเต็มเซลล์ที่นำมาใช้คือสเต็มเซลล์ที่เก็บจากกระจกตาของสุนัขที่รับการรักษาเอง หรือเก็บจากซากที่เพิ่งเสียชีวิตไม่นาน ดังนั้น โอกาสที่จะเกิดการอักเสบหรือระคายเคืองหลังจากการปลูกถ่ายจึงมีน้อย
ในส่วนของโครงสร้างสำหรับให้เซลล์ยึดเกาะก็ทำมาจากวัสดุไหมไฟโบรอิน (silk fibroin) ผสมกับเจลาติน เมื่อเวลาผ่านไป สเต็มเซลล์จะสร้างเครือข่ายเซลล์ของตัวเองขึ้นมาจนได้เป็นชิ้นส่วนสามมิติขึ้นมา แต่วัสดุโครงสร้างจะถูกเอนไซม์ย่อยสลายไปตามธรรมชาติ
สามารถตัดแต่งได้ในขั้นตอนการปลูกถ่าย เนื่องจากชิ้นส่วนเป็นแผ่นสามมิติ จึงสามารถตัดแต่งให้รูปร่างพอดีกับแผลในส่วนที่กระจกตาขาดไปได้
ช่วยให้แผลหายเร็วขึ้น สเต็มเซลล์เป็นเซลล์ที่มีชีวิตและมีคุณสมบัติที่ช่วยในการสร้างเครือข่าย ทำให้มีการยึดเกาะกันของเซลล์ ช่วยเรื่องความแข็งแรง และช่วยสร้างคอลลาเจน เกิดการฟื้นฟูสมานแผล ซึ่งต่างจากการใช้แผ่นกราฟต์ที่ไม่มีเซลล์ที่มีชีวิต

ปัจจุบัน นวัตกรรม “กระจกตาเทียมสามมิติจากสเต็มเซลล์” ยังอยู่ในขั้นการทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาคุณสมบัติว่ากระจกตาเทียมสามมิติสามารถใช้ทดแทนกระจกตาได้จริงหรือไม่ และมีปฏิกิริยากับร่างกายสัตว์อย่างไร ซึ่งอาจารย์สัตวแพทย์หญิง ดร.ชูติรัตน์เผยว่าในหลายประเทศ การวิจัยนวัตกรรมดังกล่าวก็กำลังอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการเช่นกัน

“งานวิจัยของเราได้ผลเป็นที่น่าพอใจ ซึ่งคาดว่านวัตกรรมนี้น่าจะได้นำมาใช้จริงกับสุนัขในไม่กี่ปีข้างหน้า และในอนาคต เราวางแผนที่จะนำองค์ความรู้นี้ไปประยุกต์ใช้ในแมวด้วย ตั้งแต่การเก็บเซลล์ หาตำแหน่งเซลล์ แยกเซลล์ และการเรียงเซลล์” อาจารย์สัตวแพทย์หญิง ดร.ชูติรัตน์ กล่าวทิ้งท้าย

ผู้สนใจสามารถอ่านงานวิจัยต่อได้ที่ https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35120168/

“จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเป็นมหาวิทยาลัยที่สร้างนวัตกรรมเพื่อสังคม และได้รับการจัดอันดับว่าเป็นมหาวิทยาลัยมีชื่อเสียงติด 100 อันดับแรกของโลกด้านชื่อเสียงทางวิชาการ โดย (QS) World University Rankings 2021-2022″