ผ่าตัดสั้นลง-ปลอดภัยขึ้น! นักวิจัยคิดค้น ‘น้ำเกลือนาโน’ พลิกโฉมการสลายนิ่วในไต เพิ่มพลังเลเซอร์โดยไม่ทำร้ายเนื้อเยื่อ

การผ่าตัดสลายนิ่วในไตด้วยเลเซอร์ (Laser Lithotripsy) กำลังจะเปลี่ยนไปเมื่อทีมวิศวกรและแพทย์จาก University of Chicago และ Duke University ค้นพบวิธีอัปเกรดประสิทธิภาพของเลเซอร์สลายนิ่วให้ทรงพลังขึ้นหลายร้อยเปอร์เซ็นต์ ไม่ใช่ด้วยการเปลี่ยนเครื่องเลเซอร์ราคาแพง แต่ด้วยการเปลี่ยนน้ำเกลือที่ใช้ในการผ่าตัด

เลเซอร์แรงไปก็เจ็บ เบาไปก็นิ่วไม่แตก

สำหรับผู้ป่วยโรคนิ่วในไต การสลายนิ่วด้วยเลเซอร์คือทางออกมาตรฐาน ศัลยแพทย์จะใช้เลเซอร์ยิงก้อนนิ่วให้แตกเป็นผงแล้วดูดออก แต่ความท้าทายคือ หากใช้เลเซอร์เบาไป ก้อนนิ่วก็ไม่แตกละเอียด แต่ถ้าเร่งพลังเลเซอร์มากเกินไป พลังงานที่รั่วไหลออกมารอบข้างจะสะสมเป็นความร้อนและอาจทำลายเนื้อเยื่อไตที่บอบบางได้

"แน่นอนว่า คุณคงไม่ต้องการอัดพลังงานเข้าไปในไตของคุณมากเกินไป เพราะนั่นเป็นสิ่งที่อันตรายมาก สิ่งที่เราสาธิตคือวิธีการใช้ประโยชน์จากพลังงานเลเซอร์ที่มีอยู่แล้วให้ดีขึ้น" Asst. Prof. Po-Chun Hsu จาก Pritzker School of Molecular Engineering at University of Chicago อธิบาย 

ปัญหาคือ พลังงานเลเซอร์ส่วนใหญ่มักสูญเสียไปกับการกระจายตัวในน้ำเกลือ (Saline) ที่แพทย์ใช้เพื่อขยายช่องไตและช่วยในการมองเห็นระหว่างผ่าตัด

‘น้ำเกลือนาโน’ ทางออกที่ไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องเลเซอร์

แทนที่จะพยายามเปลี่ยนเลเซอร์ ทีมวิจัยกลับมองไปที่ตัวกลาง นั่นคือน้ำเกลือ

พวกเขาได้พัฒนา 'Nanofluid' ซึ่งก็คือน้ำเกลือสูตรพิเศษที่ผสมอนุภาคนาโนโพลิเมอร์นำไฟฟ้า (Conducting Polymer Nanoparticles) สีเข้มลงไป

Prof. Pei Zhong จาก Duke University Engineering อธิบายว่า เลเซอร์แต่ละชนิดมีความยาวคลื่นคงที่ (เช่น Ho-YAG ที่ใช้กันทั่วไปอยู่ที่ 2,000 นาโนเมตร) ผู้คนเคยคิดว่าเมื่อความยาวคลื่นคงที่ ก็ไม่สามารถเปลี่ยนการดูดซับพลังงานได้ แต่ Nanofluid ได้นำมิติใหม่เข้ามา

อนุภาคนาโนเหล่านี้ ถูกออกแบบมาให้เป็นตัวดูดซับพลังงานเลเซอร์ที่ความยาวคลื่นนั้นๆ โดยเฉพาะ เมื่อยิงเลเซอร์ แทนที่พลังงานจะกระจายออกไปในน้ำ อนุภาคนาโนจะจับพลังงานนั้นไว้และโฟกัสไปที่ก้อนนิ่วโดยตรง

ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสูง

นวัตกรรมนี้ไม่ใช่แค่แนวคิด แต่ผ่านการพิสูจน์แล้ว Qingsong Fan นักวิจัยและผู้เขียนคนแรกของงานวิจัย เผยว่าเกณฑ์สำคัญ 3 ข้อคือ 1. ต้องดูดซับคลื่นเลเซอร์ได้ 2. ต้องกระจายตัวในน้ำได้ดี และ 3. ต้องปลอดภัย

ผลการทดสอบกับก้อนนิ่วที่เพาะในแล็บชี้ชัดว่า Nanofluid นี้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสลายก้อนนิ่ว (Ablation efficiency) ได้สูงถึง 38% ถึง 727% ในการยิงแบบเฉพาะจุด และ 26% ถึง 75% ในการยิงแบบสแกน

ที่สำคัญที่สุดคือความปลอดภัย ทีมวิจัยพบว่า แม้จะแช่เซลล์ที่มีชีวิตไว้ในสารละลายนี้ นานถึง 24 ชั่วโมง ก็ไม่พบความเป็นพิษ (Nontoxic)

ในทางปฏิบัติ การผ่าตัดสลายนิ่วใช้เวลาเพียง 30 นาที Asst. Prof. Po-Chun Hsu หวังว่าเทคนิคนี้จะช่วยลดเวลาผ่าตัดลงเหลือเพียง 10 นาที ซึ่งหมายถึงการสะสมความร้อนที่เป็นอันตรายต่อไตจะลดลงอย่างมหาศาล

สู่การใช้งานจริงกับนิ่วจริง

ปัจจุบัน การวิจัยนี้ใช้เลเซอร์ชนิด Ho-YAG ซึ่งเป็นมาตรฐาน แต่ Prof. Pei Zhong ชี้ว่าไม่มีเลเซอร์ใดที่สามารถทำงานได้ดีเยี่ยมทั้งในการสลายเป็นผง (dusting) และการแตกเป็นเสี่ยง (fragmenting)

Nanofluid จึงมีศักยภาพที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับเลเซอร์ทุกประเภทที่โรงพยาบาลต่างๆ มีอยู่ โดยไม่จำเป็นต้องลงทุนซื้อเครื่องใหม่ราคาแพง ขั้นตอนต่อไปของทีมคือการทดสอบเทคนิคนี้กับเลเซอร์ชนิดอื่นๆ และที่สำคัญคือ การทดสอบกับก้อนนิ่วจริงของมนุษย์ แทนก้อนนิ่วที่เพาะในแล็บ ซึ่ง Christine Payne หนึ่งในผู้ร่วมวิจัยสรุปว่า นี่คือตัวอย่างที่ดีของการนำงานวิจัยพื้นฐานไปประยุกต์ใช้ทางคลินิกเพื่อช่วยผู้ป่วยได้อย่างแท้จริง

ที่มา: Phys.org