แปลและเรียบเรียง โดย มาริสา คุณธนวงศ์

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

‘แก้วชีวภาพหรือแก้วที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (bioactive glass)’ สามารถกำจัดเชื้อที่อันตรายถึงแก่ชีวิตได้อย่างสมบูรณ์ ช่วยปกป้องชีวิตผู้ป่วยที่รักษาตัวในโรงพยาบาลและป้องกันการเสียชีวิตก่อนวัยอันควร ทั้งยังช่วยลดปัญหาการดื้อยาของเชื้อโรคในอนาคตอีกด้วย

เครดิตภาพ: https://www.publicdomainpictures.net/en/view-image.php?image=222656&picture=stained-glass-background

ดร. ริชาร์ด มาร์ติน หัวหน้าทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอสตัน ในเบอร์มิงแฮม ประเทศอังกฤษได้นำเทคนิคการทำกระจกสี (stained glass) ในยุคกลางมาพัฒนา ‘แก้วชีวภาพ’ เพื่อนำมาใช้ประโยชน์ทางการแพทย์ โดยช่วยลดการติดเชื้อชนิดที่รุนแรงถึงขั้นคร่าชีวิตผู้ป่วยในโรงพยาบาลได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งอาจนำมาประยุกต์ทำเป็นสารเคลือบบนพื้นผิวของอุปกรณ์หรือบริเวณต่างๆที่ต้องสัมผัสกับคนไข้ หรือแม้แต่อวัยวะปลูกฝังเพื่อให้มีสมบัติต้านจุลชีพ เป็นต้น

การติดเชื้อขณะรับการรักษาในโรงพยาบาล (health care-associated infection : HAI) นั้นเป็นปัญหาที่ทำให้ผู้ป่วยจำนวนไม่น้อยที่เสียชีวิตก่อนวัยอันควร

จากข้อมูลของศูนย์ป้องกันและควบคุมโรคแห่งสหภาพยุโรป (ECDC) พบว่าทุกปีมีประชากรกว่าสี่ล้านคนในยุโรปติดเชื้อขณะเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล (health care-associated infection : HAI) และราว 37,000 คนเสียชีวิตจากการติดเชื้อ

นอกจากนี้ สาธารณสุขของประเทศอังกฤษก็รายงานว่า มีผู้ป่วยติดเชื้อขณะเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลร้อยละ 6.4 ของจํานวนผู้ป่วยทั้งหมดที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล

ในขณะที่ประเทศไทย มีรายงานในปี 2553 ว่า มีผู้ป่วยติดเชื้อขณะเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลร้อยละ 3.98 ของจํานวนผู้ป่วยทั้งหมดที่เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล และพบว่าเป็นการติดเชื้อดื้อยาต้านจุลชีพ 87,751 ครั้ง (อ้างอิง https://plan.ddc.moph.go.th/meeting30_1augsep0/meetting30_1/Documents/5. CD/6. แผนงานควบคุมโรคติดเชื้อในโรงพยาบาล.pdf)

โดยทั่วไปแล้วแก้วชีวภาพนั้นมีหลายรูปแบบ แต่ในงานวิจัยนี้ ทีมวิจัยได้นำแก้วประเภทแก้วฟอสเฟตมาพัฒนาโดยนำมาเจือด้วยโคบอลต์ (cobalt-doped phosphate bioactive glass) ที่มีความเข้มข้นแตกต่างกัน ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวกับการทำกระจกสี

แก้วที่สามารถใส่เข้าไปในร่างกายซึ่งมันจะสลายและปล่อยสมบัติการฆ่าเชื้อแบคทีเรียออกมา
การทำให้แก้วเย็นลงอย่างรวดเร็วหลังผ่านการเผาด้วยความร้อนสูงกว่า 1000 องศาเซลเซียส

ทีมนำส่วนผสมของแก้วฟอสเฟสกับโคบอลต์ ไปเผาในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส (1,832 องศาฟาเรนไฮต์) และทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อไม่ให้เกิดการตกผลึก จากนั้นนำไปบดจนเป็นผงละเอียด

ต่อมาทีมวิจัยนำแก้วที่มีโคบอลต์ในปริมาณที่แตกต่างกัน ไปทดสอบประสิทธิภาพของการฆ่าเชื้อโดยให้สัมผัสกับเชื้อในจานเลี้ยงเชื้อ

เมื่อจุลชีพสัมผัสกับแก้วที่มีไอออนของโลหะ ไอออนดังกล่าวจะทำลายผนังเซลล์ทำให้จุลชีพไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าแก้วที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีโคบอลต์ในปริมาณมากที่สุดสามารถกำจัดแบคทีเรียที่อันตรายถึงชีวิตอย่างอีโคไล (Escherichia coli) ได้สมบูรณ์ภายในหกชั่วโมง และกำจัดเชื้อฉวยโอกาสที่พบได้จากการผ่าตัดอย่าง แคนดิดา อัลบิแคนส์ (Candida alibicans) ได้ภายใน 24 ชั่วโมง

นอกจากนี้ ยังสามารถกำจัดเชื้อดื้อยาปฏิชีวนะเมทิซิลลิน อย่างสแตปฟิโลคอคคัส ออเรียส (Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus, Superbugs MRSA) ได้ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ภายใน 24 ชั่วโมงอีกด้วย ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้ยาปฏิชีวนะ และปัญหาจุลชีพดื้อยาที่เป็นปัญหาใหญ่ในวงการแพทย์เลยทีเดียว

ทิ้งท้าย

ถึงแม้ว่าแก้วที่สามารถออกฤทธิ์ได้ทางชีวภาพนี้เป็นที่รู้จักกันมาระยะหนึ่งแล้ว แต่งานวิจัยชิ้นนี้นับเป็นชิ้นแรกที่แสดงให้เห็นว่าแก้วชีวภาพที่เจือด้วยโคบอลต์นั้นมีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับเชื้อแบคทีเรียที่เฉพาะเจาะจง และยังปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายเพื่อช่วยป้องกันการติดเชื้อของผู้ป่วยในโรงพยาบาล อาทิ เช่น นำไปใช้เป็นสารตัวเติม (filling agent) ป้องกันการติดเชื้อที่ย่อยสลายได้โดยใส่เข้าไปในตำแหน่งที่ผ่าตัด หรือใช้เติมลงในตลับสายสวนเพื่อป้องกันเชื้อจุลชีพกลับเข้าสู่กระเพาะปัสสาวะ จนทำให้เกิดการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะ ซึ่งยากที่จะรักษาด้วยยาปฏิชีวนะและเป็นสาเหตุใหญ่อันดับสองที่ก่อให้เกิดภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด (septicaemia) 

 

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

https://www2.aston.ac.uk/news/?stained-glass-technique-kills-deadly-hospital-bacteria

https://www.bbc.com/news/uk-england-birmingham-47467375

ข้อมูลเพิ่มเติม

แก้วชีวภาพหรือแก้วไบโอแอกทีพประเภทแก้วฟอสเฟต (Phosphate Bioactive Glass) เป็นแก้วที่มีออกไซด์ของโครงสร้างแก้วเป็น P2O5 และมี CaO, Na2O เป็นออกไซด์ที่ปรับปรุงโครงสร้างแก้ว แก้วประเภทนี้มีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายกับกระดูกตามธรรมชาติ ดังนั้นการสลายตัวของแก้วจึงสามารถควบคุมได้ด้วยการปรับเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี และจัดเป็นวัสดุทางการแพทย์ที่สามารถสลายตัวได้ดี

อ้างอิง : https://sutir.sut.ac.th:8080/sutir/bitstream/123456789/5506/2/Fulltext+ลงลายน้ำแล้ว.pdf

Scroll Up