วิศวกรรมเนื้อเยื่อ: เราจะประดิษฐ์หัวใจได้อย่างไร

มีคนจำนวนนับพันที่ต้องการผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจ ซึ่งนี่เองที่ทำให้นักวิจัยพยายามเพาะเลี้ยงหัวใจขึ้นมาให้ได้

วิดีโอแสดงวิธีการเพาะเลี้ยงหัวใจ: Harald Ott และคณะได้ทดสอบความทนทานของส่วนต่างๆ ของหัวใจสร้างขึ้นมา

ดอริส เทเลอร์ (Doris Taylor) เธอไม่ได้รู้สึกเลยว่าเธอเองถูกต่อว่าเมื่อใครๆ รอบๆ ตัวเธอต่างก็เรียกเธอเรียกว่า ดร.แฟรงเกนสไตน์ “จริงๆ แล้ว ฉันถือว่ามันเป็นคำชมที่ยิ่งใหญ่มากที่ฉันเคยได้รับมากต่างหาก” ซึ่งยืนยันจากงานวิจัยของเธอที่ได้เพิ่มขอบเขตของคำว่า “เป็นไปได้” จากงานที่เธอเป็นนักวิจัยด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟูที่ สถาบันหัวในเทกซัส เธอยอมรับว่าการเปรียบเทียบเธอกับ ดร.แฟรงเกนสไตน์ เป็นเรื่องที่เหมาะสมแล้ว เพราะว่าปกติแล้ว เธอจะเก็บเอาอวัยวะ อาทิ หัวใจ และปอด จากผู้เสียชีวิตใหม่ๆ และจัดการสิ่งเหล่านั้นตั้งแต่ระดับเซลล์เพื่อที่จะพยายามที่จะทำให้อวัยวะชิ้นนั้นๆ กลับมามีชีวิตได้อีกครั้ง โดยในใจก็หวังเพียงแค่ว่า หัวใจที่ตายไปแล้วจะเริ่มเต้นใหม่ หรือปอดจะหายใจได้ใหม่อีกครั้งหนึ่ง
อ่านเพิ่มเติม วิศวกรรมเนื้อเยื่อ: เราจะประดิษฐ์หัวใจได้อย่างไร

โปรแกรม AngioViz วิเคราะห์การไหลของหลอดเลือดผ่านการรับรองจาก FDA แล้ว

เปรียบเทียบภาพจาก SDA กับ AgnioViz

GE Healthcare ได้รับการรับรองจาก FDA ในการใช้โปรแกรมชื่อ AngioViz ที่ใช้ภาพจาก Digital Subtraction Angiography (DSA) เพื่อสร้างภาพการไหลของเลือดในหลอดเลือดในสมองหรือในอวัยวะส่วนอื่นๆในร่างกาย อ่านเพิ่มเติม โปรแกรม AngioViz วิเคราะห์การไหลของหลอดเลือดผ่านการรับรองจาก FDA แล้ว

อิเล็กทรอนิคที่ยืดหยุ่น สู่หัวใจที่ยืนยาว

หลอดสอดสารพัดประโยชน์ที่รวมเอาอุปกรณ์กึ่งตัวนำเพื่อวินิจฉัยและรักษาเนื่อเยื่อที่เสียหาย

ส่วนประกอบที่สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผ่าตัดหัวใจ รูปจาก Kevin Dowling

นักวิจัยได้พัฒนาหลอดสอดหัวใจ (catheter) ที่มีคุณสมบัติมากมาย โดยการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิคที่ยืดหยุ่นได้ ซึ่งได้รวมเอาอุปกรณ์จำเป็นหลายๆ อย่างสำหรับการผ่าตัดหัวใจ อุปกรณ์กึ่งตัวนำชนิดนี้ สามารถช่วยย่นระยะเวลาการผ่าตัดหัวใจ เพิ่มความคมชัด และยังคงสร้างแผนภาพสมองได้ทันทีอีกด้วย อ่านเพิ่มเติม อิเล็กทรอนิคที่ยืดหยุ่น สู่หัวใจที่ยืนยาว

หลอดเลือดที่ออกมาจากหิ้ง

หลอดเลือดสำเร็จรูป

หลอดเลือดสำเร็จรูปที่ศัลยแพทย์สามารถยกออกมาจากหิ้งและนำไปปลูกถ่ายให้คนใข้อาจจะไม่ใช่เรื่องที่ไกลเกิดจริง นักวิจัยมีรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ที่ นิตยสาร Science Translational Medicine เกี่ยวกับวิธีใหม่ที่จะใช้เซลล์ของมนุษย์ในการสร้างหลอดเลือดที่สามารถทำงานได้ในคนโดยไม่มีการต่อต้านจากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ไม่เหมือนกับหลอดเลือดชนิดอื่นๆ ที่ถูกสร้างขึ้น หลอดเลือดชนิดนี้สามารถเก็บไว้ได้ถึง 12 เดือน ซึ่งมันทำให้ โรงพยาบาลสามารถเก็บสำรองมันไว้ได้ และใช้ได้ทันทีเมื่อผู้ป่วยต้องการที่จะใช้มัน

โดยปกติ หมอจะรักษาโดยการปลูกถ่ายหลอดเลือดในผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดหลอดเลือดเลี่ยงหัวใจ (heart bypass) และในผู้ป่วยโรคไต บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องใช้หลอดเลือดดำจากโคนขาหรือบริเวณอื่นของผู้ป่วยเองมาใช้ แต่ในบางครั้งหมอก็ไม่สามารถหาหลอดเลือดที่เหมาะสมได้ และการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อจากผู้บริจาก หรือจากสัตว์ ก็ยังไม่ได้รับการรับรองถึงประสิทธิภาพและความปลอดภัย เพื่อบำบัดความต้องการของคนไข้ นักวิจัยได้เลี้ยงแผ่นเซลล์จากผู้ป่วยเองในห้องทดลองและก็ม้วนมันให้เป็นหลอดเลือด แต่ว่ากระบวนการนี้มีราคาสูงและต้องใช้เวลาถึง 9 เดือนหรือมากกว่านั้น ซึ่งมันนานเกินกว่าที่ผู้ป่วยจะรอได้

Shannon Dahl นักวิศกรเนื้อเยื่อจากบริษัท Humacyte เมือง North Carolina, และผู้ร่วมงาน ซึ่งได้รวมหลายๆ เทคนิคเข้าด้วยกัน เพื่อหาวิธีอื่น ในการสร้างหลอดเลือดทดแทน ยุทธศาสตร์ คือ นำเซลล์ตั้งต้นมาจากกล้ามเนื้อเรียบ ซึ่งเอามาจากศพที่ได้รับการบริจาค มาปลูกบนวัสดุโครสร้าง (scaffold) ที่สร้างมาจาก โพลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้ ซึ่งเรียกว่า กรดโพลิไกลโคลิค (polyglycolic acid) เมื่อเซลล์เจริญเติบโตไปทั่ววัสดุโครงสร้างแล้ว มันจะสร้าง คอลลาเจน และ เมทริกซ์ภายนอกเซลล์ (extracellular matrix: ECM) ที่มันสามารถไปแทนที่วัสดุโครงสร้างได้ สุดท้ายแล้วก็จะได้ หลอดเลือดที่นักวิจัยคิดว่ามันสามารถที่จะเก็บได้เป็นเดือน และไม่ก่อให้เกิดการต่อต้านจากผู้รับได้

นักวิจัยยังคงเปรียบเทียบหลอดเลือดที่สร้างมาจาก เซลล์ตั้งต้นของผู้บริจากเพียงคนเดียว กับเซลล์ตั้งต้นที่รวมมาจากผู้บริจาคหลายๆ คนมาใช้ร่วมกัน เซลล์ตั้งต้นที่รวมมาจากผู้บริจาคหลายๆ คนนั้น ได้สร้างหลอดเลือดที่มีความแข็งแรงเทียบเท่าได้กับการใช้เซลล์ตั้งต้นที่นำมาจากผู้บริจาคเพียงคนเดียว ซึ่งมันเป็นข่าวที่ดี Dahl กล่าว เพราะว่าการใช้เซลล์ตั้งต้นที่รวมมาจากผู้บริจาคหลายๆ คนนี้ สามารถทำให้เราสามารถที่จะเลี้ยงหลอดเลือดได้มากกว่าจากการเลียงเพียงครั้งเดียว และยังลดต้นทุนของการเลี้ยงอีกด้วย

นักวิจัยได้ปลูกถ่ายหลอดเลือดที่พัฒนามานี้ ไปบนแขนของลิงบาบูน 8 ตัว ซึ่งหลอดเลือดที่ปลูกถ่ายเหล่านี้ยังคงทำงานได้ และเลือดยังไม่มีการจับเป็นลิ่ม ถึง 6 เดือน และยังคงไม่เห็นสัญญาณของการต่อต้านจากรับบภูมิคุ้มกัน ถึงแม้ว่า หลอดเลือดที่ปลูกถ่ายนั้นจะประกอบไปด้วย คอลลาเจน และ ECM ของมนุษย์ ก็ตาม Dahl และผู้ร่วมงาน ยังคงสร้างหลอดเลือดขนาดเล็ก ซึ่งเหมาะสมกับการผ่าตัดเลี่ยงหลอดเลือดขนาดเล็กที่หัวใจ จากเซลล์สุนัข และปลูกถ่ายไปให้สุนัขอีก 5 ตัว ซึ่งหลอดเลือดที่ปลูกถ่ายไปนี้ สามารถทำงานได้อย่างปกติ และไม่อุดตันได้เป็นปี จากทั้งสองการทดลอง หลอดเลือดชนิดใหม่นี้ กำลังจะถูกนำเซลล์อีกหลายๆ ชนิดที่มีอยู่ในหลอดเลือดปกติเข้าไปประกอบเพิ่ม และคาดว่า ร่างกายของสัตว์ทดลองก็สามารถทนทานต่อการปลูกถ่ายหลอดเลือดเหล่านี้ได้

ถึงแม้ว่าจำนวนสัตว์ทดลองของ Dahl จะน้อย Robert Nerem นักชีววิศวกรรม ที่ Georgia Institute of Technology กล่าว แต่ว่าผลการทดลองมันทำให้มีกำลังใจ จากความจริงที่ว่า หลอดเลือดที่สร้างขึ้นมานี้สามารถเก็บง่าย ซึ่งมันบ่งชี้ว่า ศัลยแพทย์สามารถเก็บมันไว้ได้ “ถ้าคุณจะต้องไปผ่าตัดหลอดเลือดเลี่ยงหัวใจ มันไม่เหมือนกับกระบวนการที่ทำโดยสมัครใจ ที่ต้องนั่งคอยอยู่เป็นสัปดาห์ คุณต้องการงานวิจัยชี้นนนี้ให้ออกมาจากหิ้งอย่างมาก” เขากล่าว

Dahl กล่าวว่า เธอและผู้ร่วมงานของเธอกำลัง “กลับไปสู่พื้นฐาน” สำหรับการคิดถึงความปลอดภัยในการทดลองปลูกถ่ายหลอดเลือดไปสู่ผู้ป่วย ถึงแม้ว่าผลการทดลองจากสัตว์เป็นเพียงแค่การเริ่มต้น แต่ว่ามันเพียงพอที่จะกระตุ้นเราว่า “มันคุ้มค่ากับพลังงานที่เราเสียไปในการยกระดับเทคโนโลยีนี้ไปสู่การทดลองระดับคลีนิค”

ที่มา: https://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/02/off-the-shelf-blood-vessels.html?ref=hp

ตับอ่อนเทียมควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด

แผนผังการทำงานของตับอ่อนเทียม

ตับอ่อนเทียมแบบใหม่ที่สามารถควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้นานกว่า 24 ชั่วโมง

ระบบตับอ่อนเทียมนี้ได้รับพัฒนาจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม เพื่อทำหน้าที่ควบคุมปริมาณน้ำตาลในเลือดให้อยู่ในระดับปกติ โดยไม่ให้ปริมาณน้ำตาลต่ำเกินไปจนเป็นอันตรายต่อร่างกาย(hypoglycemia) ระบบประกอบด้วย blood glucose monitor และ insulin pump ซึ่งใช้ซอฟแวร์ควบคุมการปล่อย insulin และ glucagon เข้าสู่ร่างกาย ระบบนี้ถูกนำมาใช้ในผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่หนึ่ง

ผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่หนึ่ง เกิดจากความผิดปกติที่เบต้าเซลล์ของตับอ่อน ซึ่งถูกทำลายด้วยระบบภูมิคุ้มกันของตนเองจนไม่สามารถสร้าง insulin ที่เป็นฮอร์โมนที่ช่วยลดปริมาณน้ำตาลในเลือด ดังนั้นการรักษาจึงต้องให้ insulin เพื่อช่วยลดปริมาณน้ำตาลในเลือดและป้องกันการเกิดโรคที่จะตามมาหลังจากเป็นเบาหวานนานๆ เช่น ไตวาย โรคหัวใจและหลอดเลือด แต่ข้อเสียของการรักษาวิธีนี้คือ ถ้าได้รับ insulin มากเกินจะทำให้ปริมาณน้ำตาลในเลือดต่ำเกินไปจนอาจเกิดอันตรายได้ ดังนั้นจึงพัฒนาการตรวจวัดปริมาณน้ำตาลในเลือดอย่างต่อเนื่องและใช้ซอฟแวร์ควบคุมการปล่อย insulin เข้าสู่ร่างกาย รวมถึง glucagon(ฮอร์โมนที่สร้างจาก แอลฟาเซลล์ของตับอ่อน เพื่อเพิ่มปริมาณน้ำตาลในเลือด) เนื่องจากผู้ป่วยจะมีปริมาณน้ำตาลในเลือดสูงอยู่ตลอด ทำให้ตับอ่อนไม่สร้าง glucagon

ที่มา : F. H. El-Khatib, S. J. Russell, D. M. Nathan, R. G. Sutherlin, E. R. Damiano. A Bihormonal Closed-Loop Artificial Pancreas for Type 1 DiabetesScience Translational Medicine, 2010; 2 (27): 27ra27 DOI:10.1126/scitranslmed.3000619

via : https://www.sciencedaily.com

ถุงยางอนามัยเพิ่มพลังน้องชายกำลังจะมา

ผ้าที่สามารถหลั่งไนตริกออกไซด์ได้

The New York Times ได้เผยแพร่งานวิจัยของ Harvey A. Liu และ Kenneth J. Balkus Jr. จากมหาวิทยาลัยเทกซัสแอทดาลลาส สร้างแผ่นที่สามารถปล่อยไนตริกออกไซด์ออกมาได้   ไนตริกออกไซด์เป็นก๊าซโมเลกุลขนาดเล็กอยู่ในสภาวะของอนุมูลอิสระที่มีความสำคัญอย่างมากในระบบร่างกายของมนุษย์ เป็นตัวควบคุมการไหลของกระแสเลือด โดยการทำให้หลอดเลือดขยายตัวเมื่ออวัยวะในร่างกายต้องการออกซิเจนเพิ่มขึ้น นอกจากนั้นยังเป็นตัวสำคัญที่ทำให้อวัยวะของเพศชายแข็งตัว ไวอาก้า คือตัวอย่างยาที่ให้ไนตริกออกไซด์แก่ร่างกาย ดังนั้นวิธีการขนส่งไนตริกออกไซด์ไปยังจุดเป้าหมายที่ต้องการจึงมีประโยชน์มาก

นักวิจัยได้ใช้ zeolite ซึ่งสารตัวนี้จะเป็นตัวเก็บและค่อยๆปล่อยไนตริกออกไซด์ออกมา นักวิจัยนำ zeolite ใส่เข้าไปในไฟเบอร์และทำการขึ้นรูปเป็นแผ่น โดยควบคุมขนาดของรูพรุนของวัสดุ ซึ่งจะทำให้สามารถควบคุมปริมาณและระยะเวลาในการปล่อยไนตริกออกไซด์ของวัสดุที่ผลิตขึ้นมาได้ตามต้องการ

ผลของวัสดุที่ทำขึ้นนี้สามารถที่จะนำไปใช้ในการรักษาผู้ป่วยโรคต่างๆได้โดยการให้ไนตริกออกไซด์ผ่านทางผิวหนัง หรือสามารถที่จะนำวัสดุนี้เข้าไปใช้ในร่างกายของมนุษย์ตามจุดสำคัญต่างของร่างกายได้ด้วย

ผ้าที่สามรถหลั่งไนตริกออกไซด์ออกมาได้

ในอนาคตอาจมีการพัฒนานำวัสดุนี้ไปทำถุงยางอนามัยเพื่อช่วยรักษาผู้ชายที่ป่วยเป็นโรคอวัยวะเพศไม่แข็งตัวได้

ที่มา : https://www.medgadget.comhttps://pubs.acs.org