เลเซอร์กำลังต่ำความถี่สูงสำหรับการแก้ไขสายตาแบบไม่รุกล้ำ

ดร.จินตมัย สุวรรณประทีป ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค)

ภาวะสายตาสั้นเกิดขึ้นเมื่อแสงเดินทางผ่านเข้าภายในตาแล้วจะเกิดการรวมแสงขึ้นที่ตำแหน่งที่ตกอยู่ก่อนถึงจุดรับภาพชัดที่บริเวณจอตาตามปกติ ทำให้การสร้างภาพที่สมองส่วนของการมองเห็นเกิดความผิดปกติและได้ภาพที่ไม่ชัดเจน ซึ่งปริมาณของประชากรโลกที่มีอาการสายตาสั้นนั้นมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะในกลุ่มประเทศทางภูมิภาคเอเชียตะวันออกนั้นอาจมีความชุกมากถึง 70-90 เปอร์เซ็นต์ของจำนวนประชากรเลยทีเดียว เป็นที่ทราบว่าวิธีการแก้ไขภาวะสายตาสั้นโดยทั่วไปนั้นทำโดยการใช้แว่นสายตาหรือเลนส์สัมผัสเพื่อแก้ไขแบบชั่วคราว รวมทั้งการผ่าตัดเพื่อแก้ไขสายตาแบบถาวร เช่น การทำเลสิก (laser-assisted in situ keratomileusis) หรือ พีอาร์เค (photorefractive keratectomy) เพื่อการปรับความโค้งของกระจกตาด้วยการใช้แสงเลเซอร์เพื่อการลอกหรือขัดกระจกตา ซึ่งถึงแม้จะเป็นวิธีการที่มีความปลอดภัยสูง มีอาการแทรกซ้อนต่ำ แต่ก็ยังถือเป็นวิธีการที่รุกล้ำและอาจจะทำให้กระจกตาอ่อนแอได้ นอกจากนี้ยังไม่สามารถใช้งานได้สำหรับผู้ที่มีที่กระจกตาบาง ไม่เรียบ ไม่สามารถสร้างน้ำตาอย่างเพียงพอ หรือมีความผิดปกติบางอย่าง

ภาพแสดงการผ่าตัดเพื่อแก้ไขสายตาด้วยการทำเลสิกที่ต้องมีการนำบางส่วนของกระจกตาออก[1]

ทีมนักวิจัยจากประเทศสหรัฐอเมริกาจึงได้พัฒนาการใช้งานเลเซอร์กำลังต่ำ และมีจังหวะการทำงานซ้ำที่ความเร็วสูงหรือความถี่สูง (low-density plasma หรือ femtosecond laser) เพื่อสร้างสนามของการเกิดไอออไนซ์ขึ้นภายในเนื้อเยื่อขึ้นซึ่งทำให้น้ำภายในเนื้อเยื่อกลายเป็นอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไว ซึ่งจะไปทำปฏิกิริยากับเส้นใยคอลลาเจนในกระจกตาเพื่อให้เกิดการเชื่อมขวาง การเปลี่ยนแปลงสมบัติและโครงสร้างซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของกระจกตาในบริเวณดังกล่าว โดยไม่ได้มีการทำลายหรือการลอกออกของกระจกตาจึงถือได้ว่าเป็นวิธีการที่ไม่รุกล้ำ และมีโอกาสที่เกิดอาการแทรกซ้อนต่ำกว่าการใช้เลเซอร์ในการแก้ไขสายตาตามปกติ จากการศึกษาในสัตว์ทดลองโดยเบื้องต้นเป็นการใช้ดวงตาสดที่นำออกมาจากหมูและทดลองใช้เลเซอร์กำลังต่ำดังกล่าวในการปรับแก้ไขความโค้งของกระจกตาให้มีความแบนลงหรือมีความชันขึ้น พบว่าเลเซอร์กำลังต่ำดังกล่าวสามารถทำงานได้อย่างที่ต้องการ เพื่อเป็นการยืนยันว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนั้นเป็นปฏิกิริยาทางแสง ไม่ได้เกิดขึ้นจากการเสื่อมสภาพของคอลลาเจนอันเนื่องจากความร้อน มีการวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการและพบว่าอุณหภูมิในบริเวณกระจกตามีค่าเพิ่มขึ้นน้อยกว่า 7 องศาเซลเซียส ซึ่งต่ำกว่าระดับอุณหภูมิที่จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพได้ รวมทั้งจากการตรวจวัดดัชนีการหักเหแสงของกระจกตาพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่เกิดฝ้าของกระจกตาอีกด้วย จากการใช้เทคนิค two-photon fluorescence (TPF) imaging เพื่อการศึกษาการเกิดการเชื่อมขวางของคอลลาเจนที่เกิดขึ้นบริเวณกระจกตาภายหลังการทำเลเซอร์กำลังต่ำความถี่สูง พบว่ามีความแตกต่างของโครงสร้างของกระจกตาในบริเวณที่ไม่ได้ทำและที่ทำเลเซอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีการเพิ่มขึ้นอย่างมากของความหนาแน่นของการเชื่อมขวางในบริเวณที่ได้รับการทำเลเซอร์

ภาพแสดงหลักการทำงานของเลเซอร์กำลังต่ำความถี่สูงในการสร้างความเปลี่ยนแปลงของรูปทรงหรือความโค้งของกระจกตา

ภาพแสดงการทดลองนอกร่างกายโดยใช้เลเซอร์กำลังต่ำความถี่สูงในการทำให้กระจกตาของหมูทดลองมีลักษณะที่แบนลง (ซ้าย) หรือชันขึ้น (ขวา)[2]          

ภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างคอลลาเจนในบริเวณกระจกตาที่ไม่ได้รับและรับการทำเลเซอร์กำลังต่ำความถี่สูงจากเทคนิค two-photon fluorescence (TPF) imaging[2]

         ทีมวิจัยยังได้ทำการศึกษาการปรับเปลี่ยนความโค้งดังกล่าวในกระต่ายทดลองที่มีชีวิต โดยใช้ขั้นตอนเดียวกันกับการทดลองนอกร่างกายในดวงตาของหมูทดลอง และทำการตรวจติดตามเป็นระยะเวลาสูงสุดที่ 3 เดือนหลังการทำเลเซอร์ ซึ่งผลการทดลองพบว่าค่ากำลังการหักเหแสงของดวงตากระต่ายทดลองนั้นมีค่าเปลี่ยนแปลงไปภายหลังจากการทำเลเซอร์และการเปลี่ยนแปลงนี้มีการคงสภาพอยู่จนถึงระยะเวลา 3 เดือน ซึ่งเป็นระยะเวลาสูงสุดในการทดลอง ในขณะที่ค่ากำลังการหักเหแสงของดวงตากระต่ายในกลุ่มควบคุมนั้นไม่มีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของเทคนิคดังกล่าวในการปรับรูปทรงของกระจกตา เมื่อนำส่วนของกระจกตาไปทำการศึกษาทางจุลกายวิภาคด้วยการย้อมสีฮีมาทอกซีลิน-อีโอซิน ที่ระยะเวลาต่าง ๆ ภายหลังการทำเลเซอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับกระจกตาในกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการทำเลเซอร์พบว่าไม่มีความแตกต่างกัน ไม่พบลักษณะของการรักษาตัวของบาดแผลเกิดขึ้นเหมือนเช่นในกรณีของการใช้เลเซอร์ในการแก้ไขสายตาประเภทอื่น ไม่พบลักษณะของการเสียโครงสร้างของคอลลาเจน หรือลักษณะที่แสดงถึงการเกิดการเสื่อมสภาพจากความร้อนของเนื้อเยื่อ

กราฟเปรียบเทียบค่ากำลังการหักเหแสงของดวงตากระต่ายทดลองก่อนและหลังการทำเลเซอร์กำลังต่ำความถี่สูงเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม[2]

ภาพเปรียบเทียบชิ้นงานเนื้อเยื่อของกระจกตากระต่ายทดลองภายหลังการย้อมสีฮีมาทอกซีลิน-อีโอซิน ที่ระยะเวลา 2 วัน, 7 วัน และ 3 เดือนหลังการทำเลเซอร์ สำหรับกลุ่มทดลอง a-c และกลุ่มควบคุม d-f[2]

ด้วยผลการทดสอบที่ให้ผลเป็นที่น่าพอใจ ทีมวิจัยวางแผนที่จะทำการทดสอบการใช้งานเทคนิคดังกล่าวในทางคลินิกประมาณสิ้นปีนี้ นอกจากนี้แล้วถึงแม้ว่าในการศึกษานั้นจะเป็นการทดลองการปรับแก้ไขความโค้งของกระจกตากระต่ายทดลองเพื่อแก้ไขภาวะสายตาสั้น แต่ทีมวิจัยคาดว่าเทคนิคสามารถที่จะนำไปใช้งานในการแก้ไขภาวะสายตายาว สายตาเอียง และความผิดปกติอื่น ๆ ได้เช่นกัน นอกจากนี้อาจจะยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการปรับเปลี่ยนสมบัติและรูปทรงของเนื้อเยื่อบริเวณอื่นในร่างกายที่มีคอลลาเจนเป็นองค์ประกอบได้อีกด้วย

เอกสารอ้างอิง

1. https://www.health.harvard.edu/medical-tests-and-procedures/lasik
2. Wang C, et. al. (2018) Nat. Photon., 12, p. 416.
3. http://www.kurzweilai.net/new-noninvasive-technique-could-be-alternative-to-laser-corneal-eye-surgery