ECaBox: นวัตกรรมอุปกรณ์เปลี่ยนโลกที่อาจทำให้การปลูกถ่ายดวงตาเป็นจริงได้

ทีมนักวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์การไหลเวียนสารละลาย (perfusion device) ที่ปฏิวัติวงการ ซึ่งสามารถ "ฟื้นคืนชีพ" ดวงตาจากผู้บริจาค และอาจช่วยก้าวข้ามอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการปลูกถ่ายดวงตา ด้วยการจำลองการไหลเวียนของเลือดตามธรรมชาติ เทคโนโลยีนี้จึงถือเป็นพรมแดนใหม่สำหรับการรักษาจอประสาทตาและการวิจัยทางการแพทย์

ECaBox เลียนแบบความมีชีวิตชีวาทางชีวภาพได้อย่างไร

"Eye-in-a-Care-Box" (ECaBox) พัฒนาโดย Pia Cosma และทีมงานที่ Centre for Genomic Regulation ในประเทศสเปน ทำงานโดยการส่งสารละลายที่อุดมด้วยออกซิเจนเข้าสู่ดวงตาโดยตรงผ่านทางหลอดเลือดแดงที่ทำหน้าที่ส่งเลือดไปเลี้ยงดวงตาตามปกติ อุปกรณ์นี้ถูกออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่เป็นสภาพแวดล้อมขนาดเล็ก (micro-environment) ที่ควบคุมได้ โดยดวงตาจะวางอยู่บนฐานรองรับพิเศษที่มีระบบระบายของเหลวส่วนเกิน และตัวเครื่องทั้งหมดจะถูกปิดผนึกเพื่อรักษาอุณหภูมิและระดับความดันให้แม่นยำ นอกจากนี้ยังมีหน้าต่างโปร่งใสที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถเฝ้าสังเกตและถ่ายภาพดวงตาได้แบบเรียลไทม์โดยไม่ต้องทำลายระบบปิดที่ปลอดเชื้อ

วิธีการนี้ช่วยแก้ปัญหาจุดวิกฤตในการเก็บรักษาอวัยวะ จากการทดสอบเบื้องต้นโดยใช้ดวงตาหมู ซึ่งได้รับเลือกเนื่องจากมีโครงสร้างทางกายวิภาคที่คล้ายคลึงกับมนุษย์ นักวิจัยพบว่าวิธีการทำความเย็นแบบมาตรฐานนั้นไม่ได้ผล แม้จะเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส (39 องศาฟาเรนไฮต์) ดวงตาก็เริ่มเสื่อมสภาพและสูญเสียโครงสร้างเซลล์ภายใน 24 ชั่วโมง ในทางตรงกันข้าม ดวงตาที่ได้รับการรักษาด้วยระบบการไหลเวียนของ ECaBox ยังคงมีความสมบูรณ์ของเซลล์ (viability) สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด

การฟื้นฟูความไวต่อแสงและการทำงานของเซลล์

หนึ่งในการค้นพบที่น่าตกใจที่สุดในช่วงการทดสอบคือการฟื้นฟูการตอบสนองต่อประสาทสัมผัส ในขณะที่ดวงตาหมูที่ไม่ได้รับการรักษาจะสูญเสียความสามารถในการตอบสนองต่อแสงเกือบจะทันทีหลังจากถูกนำออกจากร่างที่มีชีวิต แต่ดวงตาที่ได้รับการรักษาด้วย ECaBox กลับคืนความสามารถนี้มาได้หลังจากผ่านการไหลเวียนสารละลายเพียง 15 นาที และดวงตาบางดวงที่ได้รับการรักษายังคงรักษาการทำงานนี้ไว้ได้นานกว่า 10 ชั่วโมง

ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนจากการทดสอบในสัตว์มาสู่มนุษย์ โดยทดสอบอุปกรณ์กับดวงตา 12 ดวงที่เก็บมาจากผู้บริจาคที่เสียชีวิตแล้ว 6 ราย ในการศึกษาที่มีการควบคุมซึ่งดวงตาหนึ่งข้างจากแต่ละคู่ถูกใส่ไว้ใน ECaBox และอีกข้างหนึ่งไม่ได้รับการรักษา พบว่าดวงตาที่ผ่านระบบการไหลเวียนสารละลายมีการรักษาความสมบูรณ์ได้ดีกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของความสมบูรณ์ของจอประสาทตา

เส้นทางสู่ความสำเร็จในการปลูกถ่ายดวงตาทั้งดวง

เป้าหมายสูงสุดของ ECaBox คือการเชื่อมช่องว่างระหว่างการผ่าตัดปลูกถ่ายกับการฟื้นฟูการมองเห็นที่เกิดขึ้นจริง แม้ว่าจะเคยมีความพยายามในการปลูกถ่ายดวงตาทั้งดวงมาแล้ว เช่น กรณีที่โดดเด่นที่สุดในเดือนพฤษภาคม 2023 โดย NYU Langone ซึ่งชายคนหนึ่งได้รับการปลูกถ่ายใบหน้าและดวงตาบางส่วน แต่ผู้รับก็ยังไม่สามารถมองเห็นผ่านดวงตาใหม่ได้ ความท้าทายหลักยังคงอยู่ที่การรักษาเนื้อเยื่อประสาทและจอประสาทตาที่บอบบาง ซึ่งจำเป็นต่อการส่งสัญญาณภาพไปยังสมอง

หาก ECaBox สามารถรักษาเนื้อเยื่อเหล่านี้ให้อยู่ในระดับที่มีความสมบูรณ์สูงได้ ก็อาจเปลี่ยนความเป็นไปได้ของการผ่าตัดดังกล่าว นอกจากนี้ อุปกรณ์นี้ยังมีข้อได้เปรียบทางจริยธรรมอย่างมหาศาล โดยเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการศึกษาการรักษาและพยาธิวิทยาของดวงตาบนเนื้อเยื่อของผู้บริจาคที่เป็นมนุษย์ โดยไม่จำเป็นต้องทำการทดลองในสัตว์ที่มีชีวิต

การพัฒนาในอนาคตและการขยายผลสู่ระดับคลินิก

ทีมวิจัยกำลังมองหาการพัฒนาเทคโนโลยีในรุ่นถัดไป เพื่อขยายช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการปลูกถ่าย พวกเขามีเป้าหมายที่จะพัฒนา ECaBox รุ่นพกพาสำหรับใช้ในห้องผ่าตัด ซึ่งจะช่วยให้สามารถเริ่มกระบวนการไหลเวียนสารละลายในดวงตาของผู้บริจาคที่เพิ่งเสียชีวิตได้ทันที เพื่อลดการเสื่อมสภาพที่เกิดขึ้นระหว่างช่วงเวลาระหว่างการเสียชีวิตและการเก็บรักษา

สรุปประเด็นสำคัญ

• การไหลเวียนสารละลายที่มีออกซิเจน: ECaBox ใช้ของเหลวที่อุดมด้วยออกซิเจนส่งผ่านหลอดเลือดแดงในดวงตา เพื่อป้องกันการหดตัวของเซลล์และการเสื่อมสภาพของโครงสร้าง
• การฟื้นฟูประสาทสัมผัส: ต่างจากวิธีการทำความเย็นแบบดั้งเดิม การไหลเวียนสารละลายด้วย ECaBox สามารถฟื้นฟูความไวต่อแสงของดวงตาได้ภายใน 15 นาทีหลังการรักษา
• ศักยภาพทางคลินิก: นอกเหนือจากการช่วยอำนวยความสะดวกในการปลูกถ่ายดวงตาทั้งดวงแล้ว อุปกรณ์นี้ยังเป็นทางเลือกที่ไม่ต้องใช้สัตว์ในการวิจัยจอประสาทตามนุษย์ที่มีความแม่นยำสูง