อนุภาคนาโนสีเข้มทำให้การกำจัดนิ่วในไตเร็วขึ้นและปลอดภัยยิ่งขึ้น

Posted on

วิศวกรและแพทย์พบว่าการเพิ่มอนุภาคนาโนที่ดูดซับแสงลงในน้ำเกลือที่ใช้ในการผ่าตัดสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดนิ่วในไตด้วยเลเซอร์ได้สูงสุดถึงเจ็ดเท่า โดยไม่เพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปหรือทำลายเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดี

นักวิทยาศาสตร์ถืออนุภาคนาโนและนิ่วในไต
งานวิจัยใหม่จากห้องทดลองของหมอ. ศาสตราจารย์ Po-Chun Hsu จาก Pritzker School of Molecular Engineering แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก ร่วมกับ Duke University เครดิตภาพ: John Zich/มหาวิทยาลัยชิคาโก

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกและมหาวิทยาลัย Duke ได้พัฒนาสารละลายน้ำเกลือที่มีอนุภาคนาโนซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการผ่าตัดลิโธทริปซีด้วยเลเซอร์สำหรับนิ่วในไต

การศึกษาตีพิมพ์ใน การเรียนรู้ขั้นสูงแสดงให้เห็นว่านาโนฟลูอิดโพลีเมอร์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเลเซอร์ได้มากถึงเจ็ดเท่าโดยไม่เพิ่มความเสียหายของเนื้อเยื่อ

การผ่าตัดลิโธทริปซีด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบทางเดินปัสสาวะใช้เลเซอร์ขนาดเล็กช่วยผ่านวิดีโอเพื่อสลายนิ่วในไตที่เจ็บปวดและอาจเป็นอันตรายให้เป็นชิ้นเล็กๆ

เพื่อให้วิธีการนี้ราบรื่นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ควรแยกนิ่วในไตออกเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยควรแยกเป็นฝุ่น เพื่อให้สามารถกำจัดออกได้อย่างปลอดภัยด้วยการดูด

อย่างไรก็ตาม การใช้เลเซอร์ที่มีกำลังแรงกว่าจะทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมซึ่งสามารถทำลายเนื้อเยื่อที่อยู่ติดกัน และทำให้ผู้ป่วยรู้สึกไม่สบายได้

แน่นอนว่าคุณคงไม่อยากให้พลังงานเข้าสู่ไตมากเกินไปเพราะมันอันตรายมาก ในงานของเรา เราจะแสดงวิธีการใช้พลังงานเลเซอร์ที่ใช้แล้วให้ดีขึ้น

โปชุนซู ผู้ช่วย ศาสตราจารย์ Pritzker School of Molecular Engineering มหาวิทยาลัยชิคาโก

ผลกระทบของการวิจัยนี้อาจนำไปสู่ระยะเวลาการผ่าตัดที่สั้นลง การฟื้นตัวเร็วขึ้น และลดอัตราการกลับเป็นซ้ำของโรคที่ส่งผลกระทบต่อประชากรอเมริกัน 11%

สารละลายภายในสารละลาย

ทีมสหวิทยาการได้พัฒนาโซลูชันโดยตรวจสอบวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพโดยไม่ต้องดัดแปลงเลเซอร์

วิธีแก้ปัญหาของพวกเขาคือการกระจายตัวของอนุภาคนาโนโพลีเมอร์ที่เป็นนวัตกรรมในน้ำเกลือทางสรีรวิทยา

แพทย์ใช้น้ำเกลือทางคลินิกซึ่งเป็นน้ำเค็มเล็กน้อยเพื่อขยายส่วนที่ว่างของไตและให้การมองเห็นในระหว่างการลิโธทริปซี โดยปกติแล้ว พลังงานเลเซอร์ส่วนใหญ่จะสูญเสียไปในสารละลายน้ำเกลือในรูปของความร้อนในระหว่างการรักษา

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าการเพิ่มอนุภาคนาโนสีเข้มที่ดูดซับความยาวคลื่นเลเซอร์จำเพาะลงในสารละลายเกลือนี้ช่วยให้เลเซอร์ยังคงโฟกัสไปที่หิน แทนที่จะสะท้อนหรือกระจายพลังงาน

การปรับปรุงนี้จะเพิ่มปริมาณพลังงานเลเซอร์ที่ส่งและดูดซึมโดยนิ่วในไตเป็นทวีคูณ ซึ่งช่วยปรับปรุงการสลายนิ่วได้อย่างมีนัยสำคัญ

เลเซอร์แต่ละตัวมีความยาวคลื่นของตัวเอง ซึ่งเป็นผลมาจากเทคโนโลยีที่ใช้สร้างเลเซอร์ ผู้คนคิดว่า “หากความยาวคลื่นคงที่ คุณจะไม่สามารถเปลี่ยนการดูดกลืนแสงเลเซอร์ในของเหลวทำงานหรือในหินที่คุณต้องการกำหนดเป้าหมายได้” นาโนฟลูอิดนำเสนอมิติใหม่ โดยไม่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของหิน โดยไม่ขึ้นอยู่กับเลเซอร์ ซึ่งสามารถส่งผลต่อกระบวนการทางกายภาพที่ซับซ้อนมากนี้ได้

Pei Zhong ผู้เขียนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องและศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัย Duke

อย่างไรก็ตาม Qingsong Fan นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ UChicago PME ระบุว่านาโนฟลูอิดบางชนิดไม่เหมาะสำหรับใช้ในกระบวนการทางการแพทย์

ประการแรก สารละลายควรดูดซับได้ที่ความยาวคลื่นเลเซอร์ซึ่งมีค่าประมาณ 2000 นาโนเมตรหรือสอง ไมโครเมตร เกณฑ์ที่สองคืออนุภาคนาโนแพร่กระจายได้ดีในน้ำ เพราะนี่คือวิธีที่เราชลประทานไต เกณฑ์ที่สามและสำคัญที่สุดคือควรจะปลอดภัย

Fan Qingsong ผู้เขียนการศึกษา นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ UChicago PME

การทดสอบนิ่วในไตที่ปลูกในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าทีมงานบรรลุเป้าหมายทั้งสามประการ นาโนฟลูอิดเพิ่มประสิทธิภาพการกำจัดแคลคูลัสได้ 38 ถึง 727% ในระหว่างการรักษาเฉพาะจุด และ 26 ถึง 75% ในระหว่างการรักษาด้วยการสแกน

การปล่อยให้เซลล์ที่มีชีวิตสัมผัสกับของเหลวนาโนหลายครั้งนานถึง 24 ชั่วโมง แสดงให้เห็นว่าสารละลายอนุภาคนาโนที่มีประสิทธิภาพนั้นไม่เป็นพิษและปลอดภัยเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง วัสดุนี้จะไม่สัมผัสกับเซลล์เป็นเวลานานขนาดนั้น Lithotripsy เป็นขั้นตอนการรักษาผู้ป่วยนอกซึ่งโดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 30 นาที Hsu มองในแง่ดีว่าการเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซึมสามารถลดเวลานี้เหลือ 10 นาทีได้

หากคุณใช้เวลามากเกินไปในการทำเช่นนี้ ความร้อนที่สูญเสียไปจากเลเซอร์ก็จะสะสมตัวขึ้น ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นอันตรายมากกว่าการจี้ด้วยเลเซอร์ซูกล่าวว่า

หินต่างกัน เลเซอร์ต่างกัน

การวิจัยมุ่งเน้นไปที่เลเซอร์โฮลเมียม-อิตเทรียม-อลูมิเนียม-โกเมน (Ho-YAG) และนิ่วในไตที่ปลูกเทียม Ho-YAG ซึ่งถือเป็นมาตรฐานทองคำในการผ่าตัดลิโธทริปซีด้วยเลเซอร์ เป็นเลเซอร์ประเภทที่นิยมใช้กันมากที่สุด แม้ว่าจะไม่ใช่ทางเลือกเดียวที่มีก็ตาม

เลเซอร์บางตัวทำงานได้ดีในการปัดฝุ่น บางตัวก็ทำได้ดีกว่าในการแตกแฟรกเมนต์ แต่ไม่มีเลเซอร์ใดที่สามารถทำงานได้ดีเป็นพิเศษทั้งในการปัดฝุ่นและการแตกแฟรกเมนต์ เว้นแต่คุณจะอยู่ในโรงพยาบาลขนาดใหญ่อย่างมหาวิทยาลัยชิคาโกหรือ Duke แพทย์ในพื้นที่อาจไม่สามารถซื้อเลเซอร์หลายอันได้ นาโนฟลูอิดสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเลเซอร์ในสถานการณ์ทางคลินิกที่หลากหลาย

Pei Zhong ผู้เขียนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องและศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัย Duke

ขั้นตอนต่อไปจะรวมถึงการดำเนินการทดสอบเพื่อประเมินประสิทธิผลของเทคนิคใหม่โดยใช้เลเซอร์ลิโธทริปซีมาตรฐานต่างๆ และประเมินผลต่อนิ่วในไตจริงเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ

หมายเลขนิตยสาร:

แฟน คิว และคณะ– (2025) ลิโธทริปซีด้วยเลเซอร์ที่ปรับปรุงนาโนฟลูอิดโดยใช้อนุภาคนาโนโพลีเมอร์นำไฟฟ้า การเรียนรู้ขั้นสูง– doi.org/10.1002/advs.202507714

แหล่งที่มา:

มหาวิทยาลัยชิคาโก

ดูแหล่งที่มา

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *