ทากสู่การพัฒนาพลาสเตอร์ปิดแผล
รอยทางเมือกสีขาวยาวทิ้งไว้เบื้องหลังการเคลื่อนตัวผ่านของทากได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ในการสร้างวัสดุยึดติดชนิดหนึ่งที่มีความยืดหยุ่นและสามารถใช้งานได้ดีกับเนื้อเยื่อของร่างกายในสภาพเปียกชื้น
ภาพที่ 1 พลาสเตอร์ชีวภาพที่ได้รับแรงบันดาลใจจากทาก Dusky Arion
ที่มา Jianya Li, Adam D. Celiz, David J. Mooney / http://www.sciencemag.org/news/2017/07/slug-slime-could-plug-holes-your-heart
หลายคนคงเคยพยายามปิดผ้าพันแผลหรือพลาสเตอร์ลงบนบาดแผลที่เต็มไปด้วยเลือดที่ไหลออกมาไม่หยุดเพื่อป้องกันเชื้อโรคจากอาการบาดเจ็บ แต่ก็ต้องพบว่าปิดไว้ได้ไม่นานก็หลุดออก ปัญหาเหล่านี้อาจคลี่คลายได้เมื่อนักวิจัยจากสถาบัน Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering มหาวิทยาลัยฮาวาร์ดได้พัฒนาวัสดุเกาะยึดชนิดใหม่ที่มีความแข็งแรง ช่วยผสานรอยแผลของอวัยวะในร่างกาย แม้ว่าอวัยวะเหล่านั้นจะเปียกชุ่มไปด้วยเลือดหรือสารคัดหลั่งต่างๆ ทั้งยังไม่ก่อให้เกิดความเป็นพิษ ซึ่งประเด็นสำคัญอยู่ที่ความสำเร็จของเทคโนโลยีนี้ได้รับแรงบันดาลใจมาจากทากตัวน้อยที่คลานผ่านไปอย่างไร้เดียงสา
ทาก Dusky Arion หรือ Arion subfuscus เป็นตัวเอกสำหรับความก้าวหน้าทางการแพทย์ในครั้งนี้ สัตว์สายพันธุ์ที่ไร้พิษภัยชนิดนี้พบได้ทั่วไปในยุโรป และบางพื้นที่ของสหรัฐฯ ลำตัวมีความยาวประมาณ 50-70 มิลลิเมตร สีน้ำตาลปนเหลือง สามารถหลั่งสารเมือกออกมาเกาะกับพื้นผิวที่มันเคลื่อนตัวผ่านได้แม้ว่าพื้นผิวดังกล่าวจะเปียกไปด้วยน้ำ เป็นปัญหาอย่างมากสำหรับนักเดินทางที่ต้องคอยแกะออกอยู่ตลอดเวลา แต่นักวิทยาศาสตร์กลับมองเห็นถึงคุณสมบัตินี้และสามารถทำการวิจัยจนประสบความสำเร็จได้ในที่สุด
ภาพที่ 2 ทาก Dusky Arion
ที่มา David Nicholls Ratby/ naturespot.org.uk
วัสดุเกาะยึดนี้ถูกออกแบบให้เป็นไฮโดรเจล 2 ชั้น ประกอบไปด้วยชั้น alginate-polyacrylamide matrix ที่คอยค้ำจุนชั้นกาวที่มีพอลิเมอร์ที่มีประจุบวกยื่นออกมาจากชั้นผิว โดยมีกลไกในการเกาะยึดกับพื้นผิวด้วยกัน 3 กลไก ได้แก่ แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตต่อผิวเซลล์ที่มีประจุลบ การสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมใกล้เคียง และการแทรกซึมทางกายภาพที่ทำให้วัสดุมีการเกาะยึดที่แข็งแรงมาก
นักวิจัยทำการทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุเกาะยึดโดยใช้ปิดรอยแผลขนาดใหญ่ในหัวใจหมูที่เต็มไปด้วยเลือด ปรากฏว่าวัสดุสามารถยึดติดรอยแผลและไม่ทำให้เกิดการรั่วไหลภายใต้แรงดันจากการสูบฉีดเลือดของหัวใจได้ ทั้งนี้วัสดุดังกล่าวก็ยังทำงานได้ดีสำหรับการทดสอบในสถานการณ์จำลองการผ่าตัดฉุกเฉินที่มีการสูญเสียเลือดอย่างฉับพลันในตับหนู นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า วัสดุเกาะยึดที่พัฒนาได้ใหม่นี้ยังสามารถแก้ไขปัญหาในบริเวณกระดูกอ่อนที่กั้นระหว่างกระดูกสันหลังแต่ละข้อได้อีกด้วย
วัสดุเกาะยึดที่เกิดขึ้นด้วยแรงบันดาลใจจากตัวทากเล็กๆ นี้มีสามารถเกาะยึดได้ดีและความแข็งแรงมากกว่าวัสดุชนิดอื่นที่ใช้ในทางการแพทย์เกือบ 3 เท่า ทั้งยังสามารถย่อยสลายได้เมื่อทำหน้าที่เรียบร้อยแล้ว รวมทั้งยังเป็นวัสดุที่เปลี่ยนแปลงรูปทรงได้ตามการใช้งาน
ใครจะคิดว่าความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการรักษาบาดแผล และโดยเฉพาะอย่างยิ่งงานทางด้านการแพทย์อย่างการผ่าตัดจะเกิดขึ้นได้จากทากตัวน้อยที่สร้างความรำคาญใจ คงเป็นเช่นคำกล่าวของ Donald Ingber ผู้อำนวยการสถาบัน Wyss ที่กล่าวในแถลงการณ์ว่า
“ธรรมชาติมักจะให้อะไรดีๆ แฝงมาในรูปของปัญหาเล็กๆ น้อยๆ เสมอ อยู่ที่ว่าเราจะรู้จักมองและตระหนักถึงความคิดที่มีประโยชน์ในขณะที่ได้เห็นมันอย่างไร”
แหล่งที่มา
Lindsay Brownell. (2017, 21 July). Sticky when wet: Strong adhesive for wound healing
Retrieved August 15, 2017,
from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-07/wifb-sww072417.php
Giorgia Guglielmi. (2017, 27 July). Sealant inspired by slug slime could plug holes in the heart
Retrieved August 15, 2017,
from http://www.sciencemag.org/news/2017/07/slug-slime-could-plug-holes-your-heart
Tom Hale. (2017, 28 July). Slug Goo Inspires New Super-Strength Biomedical Band-Aid
Retrieved August 15, 2017,
from http://www.iflscience.com/health-and-medicine/slug-goo-inspires-new-superstrength-biomedical-bandaid/
Dusky Slug - Arion subfuscus
Retrieved August 15, 2017,
from http://www.naturespot.org.uk/species/dusky-slug