อ.ภก.สิกขวัฒน์ นักร้อง คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยรังสิต

ไฮดรอกซีแอปาไทต์ (Hydroxyapatite)

ไฮดรอกซีแอปาไทต์ (Hydroxyapatite) เป็นสารเคมีที่ได้มีการใช้เป็นสารทดแทนกระดูกที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย โดยสารไฮดรอกซีแอปาไทต์นั้นเป็นสารอนินทรีย์ที่เป็นองค์ประกอบของกระดูกและมีสัดส่วนประมาณ 69% ของน้ำหนักกระดูก ซึ่งเทคโนโลยีในปัจจุบันนั้นสามารถเตรียมขึ้นได้จากแหล่งต่าง ๆ ในธรรมชาติ ดังนั้น สารชนิดนี้จึงเป็นที่นิยมในการนำมาใช้เป็นสารทดแทนกระดูกและใช้ในระบบนำส่งยา(1)

รูปที่ 1 ไฮดรอกซีแอปาไทต์ในธรรมชาติ(2)

ไฮดรอกซีแอปาไทต์สามารถเตรียมได้จาก 3 แหล่ง(1) คือ

1. จากสารเคมี เช่น แคลเซียมไนเตรต และแอมโมเนียมฟอสเฟต เป็นต้น

2. จากปะการัง โดยนำมาผ่านกระบวนการเปลี่ยนเป็นสารไฮดรอกซีแอปาไทต์ แต่ปะการังมีปริมาณน้อยและเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมจึงไม่นิยมนำมาใช้

3. จากกระดูกสัตว์ เช่น โค กระบือ ช้าง ปลา สุกร รวมทั้งจากมนุษย์ โดยมากนิยมใช้กระดูกโคและกระบือ

รูปที่ 2 สารไฮดรอกซีแอปาไทต์ในกระดูก(3)

รูปแบบการนำสารไฮดรอกซีแอปาไทต์ไปใช้ทดแทนกระดูก แบ่งได้ 3 รูปแบบ(1) คือ

1. แบบผง สำหรับใช้เพื่อเคลือบลงบนโลหะที่เป็นส่วนประกอบหลักของข้อสะโพกเทียม หรือรากฟันเทียม เพื่อให้โลหะทนทานต่อการกัดกร่อนจากของเหลวภายในร่างกายที่โดยปกติจะมีสภาพเป็นกรดอ่อน ๆ อยู่แล้ว และหากเกิดการเจ็บป่วย สภาพภายในร่างกายก็จะมีความเป็นกรดยิ่งขึ้น ดังนั้น การใช้สารไฮดรอกซีแอปาไทต์เคลือบบนผิวข้อสะโพกเทียมจะทำให้อุปกรณ์มีความทนทานมากยิ่งขึ้น หรือนำไปผสมกับวัสดุชนิดอื่น เช่น พอลิเมอร์ เพื่อใช้ทำกระดูกหูเทียม ซึ่งช่วยผู้ป่วยที่สูญเสียการได้ยินให้สามารถได้ยินเสียงดีขึ้น และการใช้สารตัวนี้สามารถทำให้เกิดการสร้างพันธะระหว่างวัสดุหรืออุปกรณ์การแพทย์กับเซลล์กระดูกคนไข้ได้ดี

2. แบบเป็นชิ้นเนื้อแน่น มีการนำไปใช้เป็นกระดูกเสริมช่องว่างทางด้านศัลยกรรมกระดูกและใบหน้า โดยรูปแบบนี้จะมีสมบัติทางกลดีกว่าแบบรูพรุน จึงสามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า การนำไปใช้งานในต่างประเทศมักนำไปทดแทนในส่วนกระดูกสันหลังของผู้ป่วย โดยสารไฮดรอกซีแอปาไทต์ก็จะเป็นตัวเร่งให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อให้มาเกาะ และทำให้ระบบในร่างกายทำงานได้ดีขึ้น

3. แบบเป็นรูพรุน ใช้งานเป็นวัสดุทดแทนกระดูก เป็นตัวเติมทางด้านศัลยกรรมกระดูกและใบหน้า

นอกจากการนำสารไฮดรอกซีแอปาไทต์ไปใช้เป็นวัสดุทางการแพทย์แล้ว ในประเทศไทยขณะนี้ได้มีการวิจัยเพื่อนำไปใช้ในระบบนำส่งยาโดยเฉพาะยาที่ใช้ในการรักษาการอักเสบและติดเชื้อของกระดูก เช่น ที่ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (MTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งได้ร่วมมือกับคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์(4) พัฒนาวัสดุนำส่งยาชนิดไฮดรอกซีแอปาไทต์ผสมกับยาปฏิชีวนะเข้มข้นเพื่อใช้ในการรักษาการติดเชื้อของกระดูก ข้อดีที่เหนือกว่าของวัสดุนำส่งยาข้างต้นคือ สามารถนำส่งยาปฏิชีวนะความเข้มข้นสูงเพื่อการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และไม่มีความจำเป็นต้องผ่าตัดอีกครั้งเพื่อนำวัสดุดังกล่าวออก เนื่องจากวัสดุดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นกระดูกเทียมไปในตัวและถูกทดแทนด้วยกระดูกของผู้ป่วยจนรวมเป็นเนื้อเดียวกัน

นอกจากนี้คณะแพทย์หน่วยออร์โธปิดิกส์ โรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า(5) และคณะแพทยศาสตร์ร่วมกับคณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์(6) ต่างก็ได้มีการศึกษาวิจัยในการใช้สารไฮดรอกซีแอปาไทต์เพื่อการนำส่งยาที่กระดูกเช่นกัน จุดเด่นของการใช้ผลิตภัณฑ์นี้คือ ยาปฏิชีวนะที่พัฒนาขึ้นสามารถปลดปล่อยยาปฏิชีวนะออกมาเพื่อรักษาอาการอักเสบติดเชื้อของกระดูกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยจะมีลักษณะการปลดปล่อยที่สูงในระยะแรกและลดลงตามระยะเวลาที่ผ่านไป ซึ่งมีข้อดีคือ จะสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียให้หมดไปในช่วงแรก และรักษาสภาพปลอดเชื้อได้อีกนานเพียงพอสำหรับการรักษาของบาดแผล โดยไม่มีความจำเป็นต้องผ่าตัดอีกครั้งเพื่อนำวัสดุดังกล่าวออก เนื่องจากวัสดุดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นกระดูกเทียมไปในตัวและถูกทดแทนด้วยกระดูกของผู้ป่วยจนรวมเป็นเนื้อเดียวกัน จากการศึกษาวิจัยที่ได้กล่าวมาแล้วนั้น ในเวลาไม่ช้าคงมีการพัฒนาเพื่อใช้ให้ได้ผลดี ปลอดภัย และราคาที่ประชาชนเข้าถึงในการใช้รักษาได้

เอกสารอ้างอิง

1. สาระน่ารู้ : ไฮดรอกซีแอปาไทต์ (Hydroxyapatite). http://www.mtec.or.th/index.php/2013-05-29-09-06-21/2013-05-29-09-39-49/109-

2. http://en.wikipedia.org/wiki/Hydroxylapatite

3. http://www.nature.com/nature/journal/v412/n6846/images/412491aa.2.jpg

4. วัสดุนำส่งยาปฏิชีวนะชนิดไฮดรอกซีแอปาไทต์สำหรับการรักษาการอักเสบติดเชื้อของกระดูก. http://www.mtec.or.th/prnews/new-research/วัสดุนำส่งยาปฏิชีวนะชนิดไฮดรอกซีแอปาไทต์สำหรับการรักษาการอักเสบติดเชื้อของกระดูก

5. Chotanaphuti T, Surijamorn P, Luenam S, Ongnamthip P. In Vitro Antimicrobial Activity of Phramongkutklao Hydroxyapatite Antibiotic Pellet. J Med Assoc Thai Vol. 91 No. 12, 2008.

6. Klabklay P, Oungbho K, Tangtrakulwanich B. The Efficacy and Biocompatibility of Hydroxyapatite Composites Impregnated with Vancomycin as a Local Drug Delivery System. The Thai Journal of Orthopaedic Surgery: 36 No. 3-4: P1-8.