นักวิทย์พัฒนา ‘แผ่นแปะอัจฉริยะ’ ส่งยาตรงจุด-แม่นยำสู่อวัยวะซับซ้อน

× กรุณาติดต่อทีมงานเพื่อดาวน์โหลดคลิป

ปักกิ่ง, 30 ม.ค. (ซินหัว) — ทีมนักวิจัยนานาชาติ ซึ่งนำโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเป่ยหางในกรุงปักกิ่ง พัฒนาแผ่นแปะไบโออิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นสูงเป็นพิเศษ สามารถแนบเข้ากับอวัยวะที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ เช่น รังไข่และไต เพื่อนำส่งยาหรือยีนบำบัดแบบเฉพาะจุดได้อย่างแม่นยำ

การศึกษาที่เผยแพร่ในวารสารเซลล์ (Cell) ระบุว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีชื่อว่าพอกเก็ต (POCKET) ออกแบบเลียนแบบ “เสื้อผ้าอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ” ที่โอบกระชับรอบอวัยวะ มันไม่ได้กระจายตัวยาไปทั่วร่างกายและช่วยแก้ข้อจำกัดสำคัญของการให้ยาทางระบบแบบเดิม ซึ่งมักก่อให้เกิดผลกระทบต่ออวัยวะอื่นและมีประสิทธิภาพนำตัวยาเข้าสู่เซลล์ต่ำ

งานวิจัยนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากภาวะวิกฤตทางการแพทย์ที่น่าเศร้าใจ หลังผู้หญิงที่มียีนกลายพันธุ์บีอาร์ซีเอ1 (BRCA1) ซึ่งถ่ายทอดทางพันธุกรรม จำเป็นต้องตัดรังไข่และท่อนำไข่ทั้งสองข้างออกเพื่อป้องกันมะเร็ง ส่งผลให้สูญเสียความสามารถในการเจริญพันธุ์อย่างถาวร สถานการณ์เช่นนี้มักทำให้ผู้ป่วยจำนวนมากตั้งคำถามถึงทางเลือกในการรักษาอื่นๆ เมื่อเผชิญกับการตัดสินใจที่ยากลำบากนี้

วิธีการบำบัดยีนในปัจจุบัน เช่น การใช้พาหะไวรัส ยังมีความเสี่ยงที่ยีนจะเข้าไปแทรกตัวในจีโนมของเซลล์สืบพันธุ์ และอาจก่อให้เกิดการปนเปื้อนในสายพันธุกรรมของมนุษย์ ส่งผลให้วิธีการดังกล่าวถูกห้ามนำมาใช้กับอวัยวะสืบพันธุ์ซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อผลกระทบระยะยาว ทีมวิจัยจึงหันมาใช้แนวทางทางกายภาพโดยอาศัยสนามไฟฟ้าเพื่อเปิดเยื่อหุ้มเซลล์ ช่วยควบคุมความลึกของการนำส่งอย่างแม่นยำ เพื่อมุ่งเป้าไปที่เซลล์โซมาติก (somatic cells) บนผิวรังไข่เท่านั้นและเลี่ยงการกระทบต่อเซลล์สืบพันธุ์

อย่างไรก็ตาม พื้นผิวของรังไข่ที่ขรุขระและไม่สม่ำเสมออย่างมาก ทำให้อุปกรณ์ทั่วไปไม่สามารถแนบสนิทได้ และเพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมนักวิจัยจึงนำแนวคิดจากศิลปะการตัดกระดาษมาใช้ในการออกแบบแผ่นแปะที่สามารถปรับแต่งให้เข้ากับลักษณะของอวัยวะได้ ซึ่งครอบคลุมพื้นผิวของโครงสร้างที่ซับซ้อนได้มากกว่าร้อยละ 95 โดยแผ่นแปะดังกล่าวเป็นอุปกรณ์แบบสี่ชั้นประกอบด้วยรูพรุนขนาดจิ๋วระดับนาโน แหล่งกักเก็บไฮโดรเจลบรรจุยา ขั้วไฟฟ้าลวดเงินระดับนาโน และฐานวัสดุยืดหยุ่น ทั้งหมดนี้สร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการเฟมโตเซเคินเลเซอร์ (femtosecond laser)

เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงดันต่ำ รูพรุนขนาดจิ๋วจะสร้างสนามไฟฟ้าเฉพาะจุดทำให้เกิดการเปิดช่องทางขนาดจิ๋วบนเยื่อหุ้มเซลล์ชั่วคราว ช่วยให้ตัวยาซึมเข้าสู่เซลล์ได้โดยตรง วิธีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการนำส่งได้เกือบ 1,000 เท่า เมื่อเทียบกับการแพร่ผ่านแบบปกติ และยังหลีกเลี่ยงการทำลายเนื้อเยื่อชั้นลึกอีกด้วย

ในการทดลองพรีคลินิก แผ่นแปะดังกล่าวสามารถนำส่งยีนบำบัดบีอาร์ซีเอ1 ไปยังเซลล์ผิวรังไข่ของหนูได้สำเร็จโดยไม่กระทบต่อเซลล์สืบพันธุ์ ช่วยลดความเสี่ยงมะเร็งและฟื้นฟูภาวะเจริญพันธุ์ ส่วนในแบบจำลองการปลูกถ่ายไต การนำส่งยาต้านการอักเสบเฉพาะจุดด้วยแผ่นแปะนี้ ช่วยปกป้องการทำงานของไต และขจัดผลข้างเคียงทั่วร่างกาย เช่น ภาวะกระดูกพรุนและการกดภูมิคุ้มกัน ซึ่งพบได้เมื่อใช้สเตียรอยด์ชนิดรับประทาน

ฉางหลิงเฉียน จากมหาวิทยาลัยเป่ยหาง ระบุว่าเทคโนโลยีนี้นำเสนอกรอบแนวคิดใหม่ในการรักษาโรคของอวัยวะที่มีความอ่อนไหวหรือโครงสร้างซับซ้อน ทั้งยังสามารถนำไปปรับใช้ในการรักษาโรคเบาหวาน โรคจอประสาทตา โรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ และโรคอื่นๆ อีกในอนาคต