เรียบเรียงโดย บุญรักษ์  กาญจนวรวณิชย์
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
 

ภาพจาก http://paraibaparadise.com/index.php/come-to-joao-pessoa/living-in-joao-pessoa/health/sun-and-sunburn/

      บ่อยครั้งที่กิจวัตรประจำวันของหลายคนต้องเข้าไปเกี่ยวข้องกับไฟหรือความร้อน จึงมีโอกาสถูกไฟหรือความร้อนลวกเป็นแผลพุพองหรือแผลไหม้ ปวดแสบปวดร้อน ยิ่งแผลขนาดใหญ่มีความเสียหายของผิวหนังเป็นบริเวณกว้าง ผิวหนังมีหน้าที่คอยกันเชื้อโรคจากภายนอกเข้าสู่ร่างกาย และป้องกันการสูญเสียระดับสมดุลของเหลวภายในร่างกาย ดังนั้นแผลไฟไหม้หรือความร้อนลวกขนาดใหญ่จะทำให้ผู้ป่วยสูญเสียน้ำในร่างกายเร็วขึ้น ติดเชื้อง่าย มีการตายของเนื้อเยื่อจนเป็นอุปสรรคต่อการรักษา และอาจทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิตในที่สุด
      เมื่อเกิดบาดแผลไฟไหม้หรือความร้อนลวกขนาดใหญ่จึงจำเป็นต้องปิดแผลด้วยวัสดุที่มีสมบัติเหมาะสม จึงมีการพัฒนาวัสดุปิดแผลออกมาเพื่อใช้รักษาผู้ป่วยที่สูญเสียชั้นผิวหนังจากอุบัติเหตุไฟไหม้หรือน้ำร้อนลวก ปัจจุบันประเทศไทยยังต้องนำเข้าผลิตภัณฑ์แผ่นปิดแผลจากต่างประเทศในราคาตั้งแต่หลักร้อยบาทถึงหลักพันบาทต่อแผ่น โดยเฉพาะแผ่นปิดแผลที่ผสมอนุภาคเงินเพื่อให้มีสมบัติป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียได้จะมีราคาสูงถึงหลักพันบาทต่อแผ่น ซึ่งหากนำมาใช้กับแผลขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องใช้แผ่นปิดแผลจำนวนมากแล้ว ย่อมส่งผลให้ค่าใช้จ่ายในการรักษาเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน

การวิจัยแผ่นปิดแผลในประเทศไทย
      ในประเทศไทยมีการวิจัยและพัฒนาแผ่นวัสดุปิดแผลเช่นกัน โดยนำสารคอลลาเจนซึ่งเป็นโปรตีนจากเนื้อเยื่อธรรมชาติหรือโพลิเมอร์สังเคราะห์ เช่น โพลิไวนิลแอลกอฮอล์ (poly (vinyl alcohol)) และเด็กซ์แทรน (dextran) เป็นวัสดุตั้งต้นในการขึ้นรูปแผ่นปิดแผล อย่างไรก็ตามวัสดุเหล่านี้ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ดังนั้นการพัฒนาแผ่นปิดแผลจากวัสดุที่หาได้ง่ายในประเทศ เช่น โปรตีนไฟโบรอินซึ่งสกัดจากเศษรังไหม และไคโตซานที่สกัดจากเปลือกกุ้ง จึงเป็นการพัฒนางานวิจัยอันจะนำไปสู่ทางเลือกในการลดการนำเข้าวัสดุตั้งต้น อีกทั้งยังเป็นการเพิ่มมูลค่าของวัสดุเหลือใช้จากโรงงานอุตสาหกรรม
      ดร. พิมพ์พร  อุทยารัตน์ นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) และคณะ ได้ตระหนักถึงความสำคัญของการพัฒนาแผ่นปิดแผลสำหรับใช้ภายในประเทศ จึงเสนอโครงการพัฒนาแผ่นปิดแผลที่ทำจากโปรตีนไฟโบรอินซึ่งสกัดจากเศษรังไหม ไคโตซาน และอนุภาคเงินนาโน โดยการขึ้นรูปด้วยวิธีปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต (electrostatic spinning) ซึ่งหากพัฒนาสำเร็จจะช่วยลดการนำเข้าแผ่นปิดแผลจากต่างประเทศ อีกทั้งยังเป็นการเพิ่มโอกาสในการเข้าถึงการรักษาแก่ผู้ป่วยที่มีรายได้น้อยด้วย

 
แผ่นปิดแผลต้นแบบ

แผ่นปิดแผลในอุดมคติ
      แผ่นปิดแผลที่ดีในอุดมคติต้องการคุณลักษณะหลายอย่าง เช่น ยึดเกาะบาดแผลได้ดีเพื่อดูดซับคราบหนอง ป้องกันการระเหยออกของน้ำจากใต้บาดแผล ระบายอากาศ และไอน้ำให้ผ่านเข้าออกได้ในสัดส่วนพอเหมาะเพื่อป้องกันแผลเปื่อย และมีสมบัติป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรีย ทั้งนี้จากรายงานผลการทดลองในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา พบว่า ความชุ่มชื้นในแผลช่วยให้เซลล์ผิวหนังเจริญได้รวดเร็วกว่าแผลที่ปล่อยให้แห้ง รวมถึงช่วยลดอาการปวดบาดแผล
      เพื่อพัฒนาแผ่นปิดแผลให้มีสมบัติเหมือนแผ่นปิดแผลในอุดมคติ ดร. พิมพ์พร  อุทยารัตน์ และคณะวิจัยเริ่มจากการเลือกใช้โปรตีนไฟโบรอิน ไคโตซาน และอนุภาคเงินนาโนเป็นวัสดุตั้งต้น โดยอาศัยสมบัติเด่น 3 ประการของวัสดุแต่ละชนิด ได้แก่ สมบัติการดูดซับน้ำของไคโตซาน สมบัติเชิงกลที่ดีของโปรตีนไฟโบรอินผนวกเข้ากับสมบัติการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของอนุภาคเงินนาโน นอกจากสมบัติด้านการดูดซับน้ำ และสมบัติเชิงกลแล้ว ทั้งไคโตซานและโปรตีนไฟโบรอินยังมีสมบัติเข้ากันได้กับร่างกาย
      คณะวิจัยเลือกใช้เทคนิคการปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตในการขึ้นรูปแผ่นโครงร่างสมานแผล เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวภายในแผ่นปิดแผลสำหรับการอุ้มน้ำ และต้านเชื้อแบคทีเรีย ซึ่งเส้นใยที่ได้จากการปั่นด้วยวิธีนี้จะมีขนาดระดับนาโนเมตร และซ้อนทับกันไปมาแบบไม่ถักทอ (nonwoven) หลายชั้นจนเกิดเป็นแผ่นที่มีความหนาระดับไมโครเมตร ดังนั้นแผ่นปิดแผลจึงประกอบด้วยโครงสร้างของเส้นใยจำนวนหลายๆ เส้นที่ซ้อนทับกันไปมา ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มพื้นที่ผิวภายในของแผ่นปิดแผล

ภาพเส้นใยถ่ายจากกำลังขยาย 20,000 เท่า

ผลการพัฒนาแผ่นปิดแผลต้นแบบ
      การทดสอบประสิทธิภาพการต้านแบคทีเรียของแผ่นปิดแผลที่พัฒนาขึ้น พบว่า ให้ผลการต้านเชื้อแบคทีเรียในเบื้องต้นที่น่าพอใจ แต่แผ่นปิดแผลต้นแบบยังมีค่าระเหยผ่านของไอน้ำน้อยกว่าแผ่นปิดแผลทางการค้า นอกจากนี้ในขั้นต่อไปคณะวิจัยยังต้องศึกษาการเจริญของเซลล์ผิวหนังบนแผ่นปิดแผล เพื่อทำการปรับปรุงสมบัติของแผ่นปิดแผลให้ดียิ่งขึ้นก่อนจะนำไปทดสอบในสัตว์ทดลอง เพื่อให้สามารถใช้กับผู้ป่วยได้ในท้ายที่สุด

ความรู้ประกอบ
1.การปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตย์

      
รูปจำลองอุปกรณ์การปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้า (ซ้าย) เครื่องปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าจริง (ขวา)
ภาพจาก  http://www.che.vt.edu/Wilkes/electrospinning/electrspinning.html

      เป็นการขึ้นรูปเส้นใยโดยอาศัยแรงทางไฟฟ้าจากกระแสไฟฟ้าแรงดันสูง โดยขณะที่ยังไม่ให้กระแสไฟฟ้าแรงดันสูงแก่ระบบ แรงตึงผิว (surface tension) จะมีผลให้สารละลายเกาะตัวเป็นหยดบริเวณปลายเข็มโลหะ เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าทำให้อุปกรณ์เกิดสนามไฟฟ้าขึ้น และมีประจุเกิดที่ผิวของสารละลาย โดยประจุทำให้เกิดแรงผลักทางไฟฟ้าสถิต (electrostatic repulsion) ขึ้นในทิศตรงกันข้ามกับแรงตึงผิว
      ดังนั้นถ้าสนามไฟฟ้ามีค่ามากพอที่จะทำให้เกิดแรงผลักมากกว่าแรงตึงผิว จะส่งผลให้สารละลายรูปครึ่งทรงกลมตรงปลายเข็มยืดตัวออก และเมื่อสนามไฟฟ้าของระบบมีค่ามากขึ้นจนถึงค่าวิกฤตจะเกิดแรงดันสารละลายพุ่งออกมาเป็นลำ (solution jet) ซึ่งลำของสารละลายจะยืดออกไปจนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กถึงระดับนาโนเมตร และตกลงบนวัสดุรองรับในลักษณะที่ไม่เกิดการถักทอ
      การปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตกำลังได้รับความนิยมอย่างมากในการขึ้นรูปโครงร่างเลียนแบบเนื้อเยื่อธรรมชาติ อาทิ แผ่นปิดแผล ผิวหนังเทียม รวมถึงกระดูก และกระดูกอ่อน เนื่องจากทำให้แผ่นปิดแผลมีโครงสร้างของเส้นใยที่ซ้อนทับกันไปมาแบบ nonwoven mat คล้ายกับการจัดเรียงของเส้นใยโปรตีนในเนื้อเยื่อธรรมชาติ

2.แผลไฟไหม้น้ำร้อนลวก สามารถแบ่งเป็น 3 ระดับตามความลึกของแผล ดังนี้

     
ภาพแสดงถึงแผลไหม้ระดับต่างๆ
ภาพจาก http://www.nursingceu.com/courses/339/index_ems.html
ภาพจาก http://www.fireshow.eu/home/Articles/36758-First-Aid-for-Burns.aspx

      บาดแผลระดับ 1 เป็นแผลเกิดที่ชั้นหนังกำพร้าเท่านั้น โดยผิวหนังส่วนที่เป็นบาดแผลมีลักษณะแดงบวมเล็กน้อย และปวดแสบปวดร้อน ไม่มีตุ่มพองหรือหนังหลุดลอก รอยแดดเผาก็ถือเป็นบาดแผลไหม้ระดับ 1 แบบหนึ่ง
บาดแผลระดับ 1 ไม่ทำให้เกิดการสูญเสียน้ำและโปรตีนจึงไม่คิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของผิวหนังที่เกิดบาดแผล โดยปกติแผลมักหายเอง ไม่มีอันตรายร้ายแรง และไม่เป็นแผลเป็น
      บาดแผลระดับ 2 เป็นแผลที่ผิวหนังถูกทำลายลึกลงไปถึงชั้นหนังแท้ แต่ยังมีเซลล์ผิวหนังที่เจริญทดแทนส่วนที่ตายได้ มักเกิดจากการถูกของเหลวลวก หรือถูกเปลวไฟ แผลมักหายภายใน 2-3 สัปดาห์ และมีแนวโน้มที่จะเกิดร่องรอยผิดปกติบริเวณผิวหนังหรือเกิดแผลเป็นแผลหดรั้งได้ (ยกเว้นหากมีการติดเชื้อ)
บาดแผลมีลักษณะแดง และพุเป็นตุ่มน้ำขนาดเล็กและใหญ่ ผิวหนังอาจหลุดลอกเห็นเป็นเนื้อแดง มีน้ำเหลืองซึม มีอาการเจ็บปวด อาจสูญเสียน้ำ โปรตีน เกลือแร่ และติดเชื้อได้ง่าย
      บาดแผลระดับ 3 เป็นแผลที่มีการทำลายของชั้นหนังกำพร้า หนังแท้ทั้งหมด รวมถึงต่อมเหงื่อ ขุมขน และเซลล์ประสาท ถือเป็นบาดแผลร้ายแรง ผู้ป่วยมักไม่มีความรู้สึกเจ็บปวดที่บาดแผล ผิวหนังทั้งชั้นจะหลุดลอกเห็นเป็นเนื้อแดงหรือแดงสลับขาวหรือเป็นเนื้อไหม้เกรียม แผลระดับ 3 เกิดจากไฟไหม้หรือถูกของร้อนนาน หรือไฟฟ้าช็อต อาจทำให้เกิดภาวะขาดน้ำหรือติดเชื้อรุนแรงได้ แผลมักหายยาก และเป็นแผลเป็น
      การเกิดบาดแผลไฟไหม้น้ำร้อนลวกแต่ละครั้งอาจเกิดแผลลึกหลายระดับในคนเดียวได้ บางครั้งในระยะแรกอาจแยกบาดแผลระดับ 2 และ 3 ออกจากกันไม่ชัดได้ อย่างไรก็ตามแผลทั้งสองชนิดถือเป็นแผลที่มีอันตรายรุนแรง และควรคิดเปอร์เซ็นต์ของผิวหนังที่เกิดบาดแผล

แหล่งข้อมูลอ้างอิง
พิมพ์พร อุทยารัตน์ และคณะ (2552) รายงานการวิจัย พัฒนา และวิศวกรรมฉบับสมบูรณ์ “โครงร่างสมานแผลจากโปรตีนไฟโบรอิน และไคโตซานผสมอนุภาคเงินนาโนโดยวิธีปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต” ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ความรู้สุขภาพ แผลไฟไหม้/ น้ำร้อนลวก ออนไลน์.//ได้จาก http://www.vibhavadi.com/web/mediainfo.php?id=322
สาระน่ารู้: Electrospinning ออนไลน์.//ได้จาก http://physics.kku.ac.th/ssmg/wordpress/?p=525

สนใจรายละเอียดติดต่อคุณจันทร์เพ็ญ ถนอมบุญ เบอร์โทรศัพท์ (02) 564 – 6500 ต่อ 4667