โลกของเลือด

จากเส้นเลือดสู่ห้องทดลองไขปริศนา "เลือดเทียม" ที่มีมากกว่าหนึ่งความหมาย

เมื่อเราได้ยินคำว่า "เลือด" ภาพแรกที่ปรากฏในใจคือของเหลวสีแดงที่ไหลเวียนในร่างกาย คอยหล่อเลี้ยงชีวิต แต่ในโลกแห่งวิทยาศาสตร์และการแพทย์สมัยใหม่ คำว่า "เลือด" มีความหมายกว้างไกลกว่านั้นมาก มันคือดินแดนอันน่าทึ่งที่เต็มไปด้วยนวัตกรรม ตั้งแต่ความฝันอันยิ่งใหญ่ในการสร้างเลือดที่ใช้ทดแทนเลือดจริงได้ ไปจนถึงของเหลวจำลองที่กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในห้องปฏิบัติการและห้องเรียนแพทย์

บทความนี้จะพาทุกท่านไปสำรวจโลกของ "เลือด" ในมิติต่างๆ ที่คนทั่วไปอาจไม่เคยรู้ โดยแบ่งออกเป็นสองจักรวาลหลักที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ทั้งในด้านเป้าหมาย เทคโนโลยี และการใช้งานจริง

มันไม่ใช่แค่น้ำแดง

จักรวาลที่หนึ่ง : การเดินทางอันยาวไกลสู่ "สารทดแทนเลือด" เพื่อการถ่ายเลือด

นี่คือเป้าหมายสูงสุดที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกใฝ่ฝันมานานหลายศตวรรษ นั่นคือการสร้าง "เลือดเทียม" ที่สามารถนำมาใช้ ในร่างกาย (in−vivo) เพื่อช่วยชีวิตผู้ป่วยได้เหมือนเลือดจริง แนวคิดนี้เกิดขึ้นเพื่อแก้ปัญหาใหญ่ของการแพทย์แผนปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นภาวะขาดแคลนเลือดบริจาค, ความจำเป็นในการหาเลือดที่เข้ากันได้ตามหมู่เลือด, และความเสี่ยงจากการติดเชื้อที่อาจปนเปื้อนมากับเลือดที่ได้รับบริจาค การพัฒนาในจักรวาลนี้แบ่งออกเป็นสองเส้นทางหลัก

1. สารนำส่งออกซิเจนที่ทำมาจากฮีโมโกลบิน (HBOCs): ถอดรหัสหัวใจของเม็ดเลือดแดง

แนวทางนี้เปรียบเสมือนการนำ "หัวใจ" ของการขนส่งออกซิเจน ซึ่งก็คือโปรตีน ฮีโมโกลบิน ออกมาจากเซลล์เม็ดเลือดแดง แล้วนำมาดัดแปลงทางเคมีเพื่อให้มันทำงานได้อย่างอิสระในกระแสเลือด แหล่งที่มาของฮีโมโกลบินนั้นหลากหลาย ตั้งแต่เลือดมนุษย์ที่หมดอายุ, เลือดวัว, ไปจนถึงการผลิตผ่านกระบวนการทางพันธุวิศวกรรม

ความหวัง:

HBOCs มีข้อดีที่น่าทึ่งคือสามารถใช้ได้กับผู้ป่วยทุกหมู่เลือด (Universal Compatibility) และมีอายุการเก็บรักษายาวนานถึง 2-3 ปี ซึ่งต่างจากเลือดจริงที่เก็บได้เพียง 42 วัน

ความท้าทาย:

อุปสรรคสำคัญที่ทำให้ HBOCs รุ่นแรกๆ ยังไม่ประสบความสำเร็จคือผลข้างเคียงที่รุนแรง โดยเฉพาะ ภาวะหลอดเลือดหดตัว เมื่อฮีโมโกลบินลอยอยู่อย่างอิสระ มันจะไปดักจับโมเลกุลสำคัญที่ชื่อ "ไนตริกออกไซด์" (Nitric Oxide) ซึ่งทำหน้าที่ขยายหลอดเลือด เมื่อโมเลกุลนี้หายไป หลอดเลือดจะหดตัว นำไปสู่ความดันโลหิตสูงและลดการไหลเวียนของเลือดไปยังอวัยวะสำคัญ

ปัจจุบันและอนาคต:

นักวิจัยกำลังพยายามแก้ปัญหานี้ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การทำให้โมเลกุลฮีโมโกลบินมีขนาดใหญ่ขึ้น หรือการใช้เทคโนโลยีนาโนเพื่อห่อหุ้มฮีโมโกลบินไว้ในโครงสร้างคล้ายเซลล์ โครงการวิจัยขนาดใหญ่ของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ (DARPA) กำลังทุ่มงบประมาณมหาศาลเพื่อพัฒนา "เลือดครบส่วนสังเคราะห์" ที่รวมเอา HBOCs, เกล็ดเลือดสังเคราะห์ และพลาสมาเข้าไว้ด้วยกัน สำหรับใช้ในสนามรบ

รูปแบบของานวิจัย สารนำส่งออกซิเจนที่ทำมาจากฮีโมโกลบิน (HBOCs)

(https://www.tandfonline.com/doi/full/10.2147/DDDT.S422770)

2. อิมัลชันเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน (PFCs): ของเหลวสังเคราะห์มหัศจรรย์

หาก HBOCs คือการดัดแปลงชีวโมเลกุล PFCs ก็คือการสร้างขึ้นใหม่จากสารเคมีทั้งหมด PFCs คือสารประกอบสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติคล้ายเทฟลอน มีความเฉื่อยทางชีวภาพสูง แต่สามารถละลายออกซิเจนได้ดีกว่าน้ำเลือดถึง 50 เท่า การทำงานของมันคือการ "อุ้ม" ออกซิเจนไปส่งทั่วร่างกายโดยอาศัยหลักการทางกายภาพล้วนๆ

ความหวัง:

เนื่องจากเป็นสารสังเคราะห์ทั้งหมด จึงไม่มีความเสี่ยงเรื่องการปนเปื้อนทางชีวภาพ และสามารถผลิตได้ไม่จำกัด ผลิตภัณฑ์รุ่นแรกอย่าง Fluosol เคยได้รับการอนุมัติให้ใช้แต่อยู่ในวงจำกัด

ความท้าทาย:

PFCs มีข้อจำกัดเฉพาะตัว เช่น ผู้ป่วยต้องหายใจในบรรยากาศที่มีออกซิเจนเข้มข้นสูงเพื่อให้มันทำงานได้เต็มที่ และมีผลข้างเคียงบางอย่างคล้ายอาการไข้หวัดใหญ่

ปัจจุบันและอนาคต:

แม้ผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่ๆ จะยังไม่ผ่านการอนุมัติจากองค์การอาหารและยาของสหรัฐฯ (FDA) แต่ยังคงมีการวิจัยและใช้งานในบางประเทศ เช่น รัสเซีย และมีการศึกษาถึงศักยภาพในการนำไปใช้รักษาภาวะเนื้อเยื่อขาดออกซิเจนในกรณีอื่นๆ เช่น การปลูกถ่ายอวัยวะ

บทสรุปของจักรวาลที่หนึ่ง:

การสร้างเลือดเทียมเพื่อการถ่ายเลือดยังคงเป็นเป้าหมายที่ท้าทายและต้องใช้เวลาอีกยาวไกล มันคือสุดยอดนวัตกรรมที่ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาเป็นหลัก

ทั้ง HBOCs และ PFCs ต่างมีขนาดเล็กกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดง

(https://www.researchgate.net/figure/Both-HBOCs-and-PFCs-are-considerably-smaller-than-red-blood-cells-1_fig2_304534029)

จักรวาลที่สอง : "สารเลียนแบบเลือด" เพื่อการทดสอบและฝึกฝน – ความสำเร็จที่จับต้องได้ในปัจจุบัน

ในขณะที่การเดินทางของสารทดแทนเลือดยังอีกยาวไกล มี "เลือดเทียม" อีกประเภทหนึ่งที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์และกลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในวงการแพทย์และอุตสาหกรรมไปแล้ว นั่นคือ สารเลียนแบบเลือด (Blood Simulants)

ผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งาน ในร่างกาย แต่มีเป้าหมายเดียวที่ชัดเจน คือการเลียนแบบ คุณสมบัติทางกายภาพ ของเลือดมนุษย์ให้สมจริงที่สุดสำหรับใช้งาน นอกร่างกาย (ex−vivo) คุณสมบัติเหล่านี้ได้แก่:

สี: ต้องมีลักษณะเหมือนเลือดจริงเพื่อการประเมินด้วยสายตา
ความหนืด (Viscosity): ต้องมีความข้นหนืดใกล้เคียงเลือด เพื่อจำลองการไหลที่สมจริง
แรงตึงผิว (Surface Tension): คุณสมบัติสำคัญที่ควบคุมว่าของเหลวจะแทรกซึมผ่านวัสดุต่างๆ ได้ดีเพียงใด

เพราะว่า องค์ประกอบหลักของสารเลียนแบบเลือด ส่วนใหญ่ทำจาก นํ้า, สารเพิ่มความข้น (อาทิเช่น xanthan gum, PEG), สีและ สารลดแรงตึงผิว ทำให้ข้อจำกัด ไม่สามารถ ไม่สามารถจำลอง cellular-level ของเลือด เช่น เม็ดเลือดแดง, ปฏิกิริยา immune, หรือการลำเลียง O₂ ได้จริง แต่อย่างไรก็ตาม สารเลียนแบบเลือดเหล่านี้ได้กลายเป็นพระเอกในสองวงการหลัก

"ในประเทศไทย ทีมของเราได้พัฒนา “สารเทียมเลือดมาตรฐาน” ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับการทดสอบ PPE และการฝึกฝนทางการแพทย์ โดยใช้สูตรที่จำลองทั้ง สี ความหนืด และแรงตึงผิว ให้ใกล้เคียงเลือดมนุษย์จริงที่สุด พร้อมผ่านการทดสอบคุณสมบัติตามมาตรฐาน ASTM F1862 เพื่อให้หน่วยงานและผู้ผลิตอุปกรณ์มั่นใจในความแม่นยำของการทดสอบ"

1. การฝึกอบรมบุคลากรทางการแพทย์: สร้างความชำนาญในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย

ลองจินตนาการถึงนักศึกษาแพทย์หรือพยาบาลที่ต้องฝึกเจาะเลือดเป็นครั้งแรก การได้ฝึกฝนกับ "แขนฝึกเจาะเลือด" ที่มีของเหลวสีแดงไหลเวียนอยู่ภายใน ย่อมสร้างความมั่นใจและทักษะก่อนที่จะต้องไปปฏิบัติกับผู้ป่วยจริง

ความสมจริงคือหัวใจ: สูตรสารเทียมเลือดของเราออกแบบให้มี “Flashback” ที่สมจริงเมื่อใช้กับแขนฝึกเจาะเลือด เพื่อช่วยให้นักศึกษาแพทย์และพยาบาลฝึกได้อย่างมั่นใจ และลดความตื่นตระหนกเมื่อเจอสถานการณ์จริงในผู้ป่วย
นวัตกรรมสุดล้ำ: ปัจจุบันมีสารเลียนแบบเลือดที่ล้ำหน้าไปอีกขั้น เช่น ผลิตภัณฑ์ที่สามารถ จำลองการแข็งตัวของเลือด ได้ เมื่อสารเลียนแบบเลือดชนิดพิเศษนี้สัมผัสกับผ้าก๊อซสำหรับห้ามเลือดที่ออกแบบมาคู่กัน มันจะทำปฏิกิริยาและก่อตัวเป็นลิ่มเลือดกึ่งแข็งขึ้นมาจริงๆ สิ่งนี้ปฏิวัติการฝึกสอนการห้ามเลือดในสถานการณ์อุบัติเหตุรุนแรง (Trauma) ทำให้ผู้ฝึกได้เรียนรู้ว่าเทคนิคที่พวกเขาใช้นั้นได้ผลจริงหรือไม่ โดยดูจากการที่เลือดหยุดไหล

ความรู้สึกจริงในการฝึก ช่วยให้ลดความวิตกเวลาเจอสถานการณ์จริง

2. การทดสอบอุปกรณ์ป้องกันทางการแพทย์ : ผู้พิทักษ์ด่านหน้าของความปลอดภัย

หนึ่งในการใช้งานที่สำคัญที่สุดของสารเลียนแบบเลือดคือการทดสอบ หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ เพื่อให้แน่ใจว่าหน้ากากจะสามารถป้องกันบุคลากรทางการแพทย์จากการกระเซ็นของเลือดหรือของเหลวจากร่างกายผู้ป่วยได้ จะต้องมีการทดสอบตามมาตรฐานสากลที่เข้มงวด เช่น ASTM F1862

การทดสอบที่ไม่อาจประนีประนอม: การทดสอบนี้จะมีการยิงสารเลียนแบบเลือดปริมาณเล็กน้อยด้วยความเร็วสูงไปยังหน้ากาก เพื่อจำลองสถานการณ์เลือดกระเซ็นใส่หน้า
ทำไมต้องใช้สารเลียนแบบเลือดโดยเฉพาะ? เพราะมาตรฐานกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของของเหลวทดสอบไว้อย่างชัดเจน โดยเฉพาะ แรงตึงผิว เลือดมีแรงตึงผิวต่ำกว่าน้ำเปล่า ทำให้มันสามารถแทรกซึมผ่านรูพรุนเล็กๆ ได้ง่ายกว่า การใช้น้ำสีแดงธรรมดามาทดสอบจะให้ผลที่ไม่ถูกต้องและอาจทำให้หน้ากากที่ไม่ได้มาตรฐาน "ผ่าน" การทดสอบไปได้ ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่ง

ดังนั้น สารเลียนแบบเลือดที่ใช้ในการทดสอบจึงไม่ใช่แค่ "ของเหลวสีแดง" แต่เป็น "สารมาตรฐานสำหรับการทดสอบ" (Standardized Testing Reagent) ที่ต้องมีการควบคุมคุณภาพอย่างแม่นยำ

มาตราฐานการทดสอบ เป็นสิ่งที่ทำให้เราเชื่อในคุณภาพ

ทำไมไม่ใช้เลือดจริง? ข้อได้เปรียบของสารเลียนแบบเลือด

มาถึงตรงนี้ หลายคนอาจสงสัยว่าทำไมไม่ใช้เลือดที่ได้รับบริจาคมาซึ่งเป็นของจริงมาใช้ในการฝึกอบรมหรือทดสอบ คำตอบอยู่ที่ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนหลายประการของสารเลียนแบบเลือด:

ความปลอดภัย: ขจัดความเสี่ยงจากการสัมผัสเชื้อก่อโรคที่อาจปนเปื้อนมากับเลือดจริงได้อย่างสมบูรณ์
ความสม่ำเสมอ: คุณสมบัติของเลือดจริงมีความแปรปรวนสูงมากในแต่ละบุคคลและยังเปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลาการเก็บรักษา สำหรับการทดสอบทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องการผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้และน่าเชื่อถือ ความสม่ำเสมอของคุณสมบัติของสารเลียนแบบเลือดจึงเป็นสิ่งที่เหนือกว่า
ความสะดวกและต้นทุน: สารเลียนแบบเลือดส่วนใหญ่ไม่เป็นอันตราย สามารถทิ้งในขยะทั่วไปหรือเทลงท่อระบายน้ำได้ ซึ่งต่างจากการจัดการเลือดจริงที่เป็นขยะชีวภาพซึ่งมีขั้นตอนยุ่งยากและค่าใช้จ่ายในการกำจัดสูงมาก
ความพร้อมใช้งานและอายุการเก็บรักษา: สารเลียนแบบเลือดมีอายุการเก็บรักษานานและพร้อมใช้งานได้ทันที

สารเทียมเลือดของเราได้รับการปรับสมดุลแรงตึงผิวให้ตรงตามข้อกำหนดของ ASTM F1862 และ ISO 22609 ทำให้ผลการทดสอบมีความแม่นยำและทำซ้ำได้ ลดความเสี่ยงที่หน้ากากหรือชุด PPE ที่ไม่ได้มาตรฐานจะ “หลุดรอด” ผ่านการทดสอบโดยไม่ตั้งใจ

บทสรุป

โลกของ "เลือด" ในทางวิทยาศาสตร์นั้นกว้างใหญ่และน่าตื่นเต้นกว่าที่เราคิด มันแบ่งออกเป็นสองจักรวาลที่ชัดเจน: สารทดแทนเลือด ซึ่งเป็นความฝันแห่งอนาคตทางการแพทย์ที่ยังคงอยู่ระหว่างการวิจัยและพัฒนาอย่างเข้มข้น และ สารเลียนแบบเลือด ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่ประสบความสำเร็จแล้วในปัจจุบัน และได้กลายเป็นเครื่องมือที่จำเป็นและขาดไม่ได้ในการสร้างบุคลากรทางการแพทย์ที่มีคุณภาพและรับรองความปลอดภัยของอุปกรณ์ป้องกันที่พวกเราทุกคนต้องพึ่งพา

ดังนั้น ครั้งต่อไปที่คุณเห็นภาพการฝึกซ้อมทางการแพทย์ หรืออ่านข่าวเกี่ยวกับการทดสอบหน้ากากอนามัย ขอให้รู้ว่าเบื้องหลังความก้าวหน้าเหล่านั้น มี "เลือดเทียม" ในฐานะสารเลียนแบบเลือด ทำหน้าที่เป็นฮีโร่เงียบๆ ที่ช่วยขับเคลื่อนให้โลกการแพทย์ของเราปลอดภัยและก้าวหน้ายิ่งขึ้นไปอีกขั้น

"การพัฒนาสารเทียมเลือดของเราเป็นการนำองค์ความรู้ด้านวัสดุศาสตร์และมาตรฐานการทดสอบมาสร้างโซลูชันที่ใช้งานได้จริง ทั้งในโรงพยาบาล สถาบันการแพทย์ และโรงงานผลิต PPE เพื่อให้ประเทศไทยมีมาตรฐานด้านความปลอดภัยและการฝึกฝนที่ทัดเทียมระดับสากล"