ความหนืด
ความหนืด (Viscosity): การวัดความต้านทานการไหลของสาร ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลและความเข้มข้นสูง ความหนืดก็ยิ่งสูง สารหนืดยืดหยุ่นที่มีความหนืดสูงมีประสิทธิภาพมากกว่าในการเคลื่อนย้ายเนื้อเยื่อและยากต่อการขับออกจากช่องหน้าม่านตา
สารหนืดยืดหยุ่นสำหรับใช้ในการผ่าตัดตา (ophthalmic viscosurgical device, OVD) เป็นสารช่วยผ่าตัดที่ใช้ในการผ่าตัดภายในลูกตาเพื่อวัตถุประสงค์ เช่น การรักษาช่องว่าง การปกป้องเซลล์บุผนังกระจกตา การป้องกันกระจกตาแห้ง และการช่วยย้อมสี ในตอนแรกถูกปฏิบัติเพียงเป็นสารช่วยผ่าตัด แต่ด้วยการพัฒนาสูตรที่มีคุณสมบัติหลากหลาย สถานะจึงเปลี่ยนเป็นเทียบเท่าเครื่องมือผ่าตัด และปัจจุบันเรียกรวมกันว่าสารหนืดยืดหยุ่น
ประวัติการใช้ไฮยาลูโรเนตในจักษุวิทยาเริ่มต้นในปี 1934 เมื่อ Karl Meyer และ John Palmer แยกไฮยาลูโรเนตจากวุ้นตาโค 1) ในปี 1979 ดร. Robert Stegmann และ David Miller ใช้โซเดียมไฮยาลูโรเนต 1% ทางคลินิกเป็นครั้งแรกระหว่างการผ่าตัดต้อกระจก 1) ระหว่างปี 1980 ถึง 1983 Pharmacia ได้รับการอนุมัติจาก FDA ของสหรัฐอเมริกาและเปิดตัวผลิตภัณฑ์สู่ตลาดโลก ปฏิวัติการผ่าตัดต้อกระจกสมัยใหม่ 1)
ปัจจุบัน ในประเทศของเรา โซเดียมไฮยาลูโรเนตถูกใช้เป็นหลักเป็นสารหนืดยืดหยุ่น และโซเดียมคอนดรอยตินซัลเฟตถูกใช้เป็นส่วนประกอบร่วม โซเดียมไฮยาลูโรเนตเป็นไกลโคซามิโนไกลแคนชนิดหนึ่ง มีโครงสร้างสายยาวประกอบด้วยหน่วยไดแซ็กคาไรด์ซ้ำของ N-อะเซทิลกลูโคซามีนและกรดกลูคูโรนิก เป็นสารธรรมชาติที่พบในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ผิวหนัง วุ้นตา กระดูกอ่อน และน้ำไขข้อในร่างกาย
เนื่องจากความสำคัญของบทบาท สารหนืดยืดหยุ่นได้เปลี่ยนจากเพียงสารช่วยผ่าตัดมาเป็นเครื่องมือผ่าตัด เนื่องจากมีผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัยและประสิทธิผลของการผ่าตัดต้อกระจก ศัลยแพทย์จึงต้องเลือกสารหนืดยืดหยุ่นหลังจากเข้าใจคุณสมบัติของมันอย่างถ่องแท้
การใช้สารหนืดยืดหยุ่นในทางศัลยกรรมถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางกายภาพของมัน คุณสมบัติสี่ประการต่อไปนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการใช้ในการผ่าตัด
ความหนืด
ความหนืด (Viscosity): การวัดความต้านทานการไหลของสาร ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลและความเข้มข้นสูง ความหนืดก็ยิ่งสูง สารหนืดยืดหยุ่นที่มีความหนืดสูงมีประสิทธิภาพมากกว่าในการเคลื่อนย้ายเนื้อเยื่อและยากต่อการขับออกจากช่องหน้าม่านตา
การเปลี่ยนสภาพหนืดตามแรงเฉือน
การเปลี่ยนสภาพหนืดตามแรงเฉือน (Pseudoplasticity): คุณสมบัติที่ความหนืดเปลี่ยนแปลงตามอัตราเฉือน ในสภาวะนิ่งจะแสดงความหนืดสูง แต่ภายใต้อัตราเฉือนสูง เช่น การจัดการเครื่องมือ ความหนืดจะลดลง ทำให้ง่ายต่อการฉีดและขับออก โซเดียมไฮยาลูโรเนตมีคุณสมบัติของของไหลที่ไม่เป็นนิวตัน และยิ่งสายโซ่โมเลกุลยาว การเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนสภาพหนืดตามแรงเฉือนก็ยิ่งมากขึ้น
ความยืดหยุ่น
ความยืดหยุ่น (Elasticity): ความสามารถในการกลับคืนสู่รูปร่างเดิมหลังการเสียรูป ยิ่งความยืดหยุ่นสูง ความสามารถในการรักษาช่องว่างก็ยิ่งดีขึ้น สารหนืดยืดหยุ่นทั้งหมดจะฟื้นฟูรูปร่างของกระจกตาและช่องหน้าม่านตาหลังจากการสอดและถอดเครื่องมือ
ความสามารถในการเคลือบ
ความสามารถในการเคลือบ (Coatability): กำหนดโดยแรงตึงผิวและมุมสัมผัส ยิ่งแรงตึงผิวต่ำและมุมสัมผัสเล็ก ความสามารถในการเคลือบยิ่งสูง ซึ่งช่วยปกป้องเนื้อเยื่อได้ดีขึ้น แต่ทำให้การกำจัดออกจากภายในตาทำได้ยาก
สารหนืดยืดหยุ่นถูกจำแนกออกเป็นสี่ประเภทตามดัชนีการเกาะตัว-กระจายตัว (CDI)
| การจำแนก | ดัชนีการเกาะตัว-กระจายตัว | ความหนืด | ผลิตภัณฑ์ตัวแทน (ญี่ปุ่น) |
|---|---|---|---|
| ชนิดเกาะกลุ่ม | ≥30%asp/mmHg | สูง (น้ำหนักโมเลกุลสูง) | โอเพกาน® ไฮ, ฮีลอน® |
| ชนิดกระจายตัว | <30%asp/mmHg | ต่ำ (น้ำหนักโมเลกุลต่ำ) | วิสโคท®, เชลแกน® |
| ชนิดกระจายตัวความหนืดสูง | ปานกลาง | ปานกลางถึงสูง | ดิสโควิสก์® |
| ชนิดปรับตัวตามความหนืด | ≥30%asp/mmHg | สูงมาก | ฮีลอน V® |
ส่วนประกอบหลักคือโซเดียมไฮยาลูโรเนต 1% สายโซ่โมเลกุลยาวและพันกัน ทำให้มีความยืดหยุ่นสูงและความสามารถในการเกาะกลุ่มสูง มักถูกขับออกเป็นก้อนเมื่อแรงดูดเพิ่มขึ้น (เปรียบเหมือนสปาเก็ตตี้) แบ่งตามน้ำหนักโมเลกุลเป็นชนิดน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ปานกลาง และสูง ซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างกัน
ตัวอย่างทั่วไปคือส่วนผสมของโซเดียมไฮยาลูโรเนต 3% และโซเดียมคอนดรอยตินซัลเฟต 4% สายโซ่โมเลกุลสั้น มีความหนืดต่ำและความสามารถในการเคลือบสูง ภายใต้อัตราเฉือนสูง จะกระจายตัวและเคลือบเยื่อบุผิวกระจกตาชั้นบาง (เปรียบเหมือนมักกะโรนี) ดัชนีการเกาะกลุ่ม/การกระจายตัวต่ำมาก (ประมาณ 1/10 ของชนิดเกาะกลุ่ม) จึงกำจัดได้ยากแม้แรงดูดจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากหมู่ซัลเฟต ทำให้มีประจุลบและยึดติดกับเซลล์เยื่อบุผิวกระจกตาที่มีประจุบวกได้ง่าย อย่างไรก็ตาม กำจัดออกได้ยากเพราะยึดติดกับเนื้อเยื่อภายในลูกตา และการตกค้างอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อความดันลูกตาสูง 1)
ผลิตภัณฑ์ตัวแทน: Healon V® (โซเดียมไฮยาลูโรเนตน้ำหนักโมเลกุลสูง 2.3%) ดัชนีการเกาะกลุ่ม/การกระจายตัวสูงมาก (>70) สายโซ่โมเลกุลพันกันมากกว่าชนิดเกาะกลุ่มน้ำหนักโมเลกุลสูง ทำให้มีความยืดหยุ่นและความสามารถในการเกาะกลุ่มสูง ลักษณะเด่นคือถูกกำจัดออกอย่างฉับพลันเมื่อแรงดูดเกินเกณฑ์ (คุณสมบัติเทียมกระจายตัว) ที่อัตราการชะล้าง <25 มล./นาที แสดงความสามารถในการเกาะกลุ่มสูงและรักษาช่องว่างได้ดี ที่อัตราการชะล้าง >25 มล./นาที จะถูกดูดออกได้ง่าย 1)
ผลิตภัณฑ์ตัวแทน: DisCoVisc® (โซเดียมไฮยาลูโรเนตน้ำหนักโมเลกุลต่ำ 1.65% + โซเดียมคอนดรอยตินซัลเฟต 4%) มีดัชนีการเกาะกลุ่ม/การกระจายตัวกึ่งกลางระหว่างชนิดเกาะกลุ่มและชนิดกระจายตัว ความง่ายในการกำจัดออกจากช่องหน้าม่านตาเหมือนชนิดเกาะกลุ่ม และการปกป้องเยื่อบุผิวกระจกตาเหมือนชนิดกระจายตัว
ในแต่ละขั้นตอนของการผ่าตัดต้อกระจก (การสลายต้อด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง) สารวิสโคอีลาสติกมีบทบาทดังนี้
หลังจากสร้างแผลผ่าตัด จะแทนที่อารมณ์ขันน้ำด้วยสารวิสโคอีลาสติกอย่างสมบูรณ์เพื่อสร้างช่องหน้าม่านตา ในระหว่างการเปิดถุงเลนส์ด้านหน้า สารวิสโคอีลาสติกจะรักษารูปทรงโดมของกระจกตาและความลึกของช่องหน้าม่านตา ให้ความเสถียรแก่ผิวของถุงเลนส์ด้านหน้า ลดโอกาสที่แนวแผลจะลามไปยังส่วนรอบนอก สารวิสโคอีลาสติกที่มีความหนืดสูงและความยืดหยุ่นสูงภายใต้อัตราเฉือนต่ำเป็นสิ่งที่เหมาะสม
ระหว่างการสลายต้อด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ความลึกของช่องหน้าม่านตาจะคงที่โดยแรงดันของน้ำหล่อเลี้ยง แต่เอ็นโดทีเลียมของกระจกตาอาจได้รับความเสียหายจากพลังงานคลื่นเสียงหรือความปั่นป่วนของของเหลว จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความหนืดยืดหยุ่นสูงซึ่งมีความสามารถในการปกคลุมสูง (ป้องกันเอ็นโดทีเลียม) และความยืดหยุ่นสูง (ดูดซับการสั่นสะเทือน) และวัสดุชนิดกระจายตัวเหมาะสม
ก่อนถอดหัวคลื่นเสียงออกจากช่องหน้าม่านตา ควรฉีดวัสดุความหนืดยืดหยุ่นพร้อมกันจากพอร์ตด้านข้างเพื่อป้องกันการยุบตัวของช่องหน้าม่านตาอย่างกะทันหัน และป้องกันความเสียหายต่อแคปซูลหลัง ม่านตา และเนื้อเยื่อกระจกตา ในกรณีที่มีความหนาแน่นของเซลล์เอ็นโดทีเลียมกระจกตาต่ำ วัสดุความหนืดยืดหยุ่นจะป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนนิวเคลียสสัมผัสกับเอ็นโดทีเลียมโดยตรง (เทคนิคซอฟต์เชลล์)
หลังจากกดแคปซูลหลังให้พองถุงเลนส์เพียงพอแล้ว จึงใส่เลนส์แก้วตาเทียม ที่อัตราเฉือนต่ำซึ่งเลนส์แก้วตาเทียมอยู่นิ่ง วัสดุที่มีความหนืดสูงจะป้องกันเอ็นโดทีเลียมจากแรงกดของเลนส์และให้ผลในการรองรับการพับและกางเลนส์ วัสดุความหนืดยืดหยุ่นชนิดเกาะตัวที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเหมาะสม
หลังจากใส่เลนส์แก้วตาเทียมแล้ว ให้กำจัดวัสดุความหนืดยืดหยุ่นที่เหลืออยู่ในช่องหน้าม่านตาโดยใช้การดูดล้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากวัสดุความหนืดยืดหยุ่นตกค้างอยู่ด้านหลังเลนส์แก้วตาเทียม แบคทีเรียจะเกาะตัวได้ง่ายและทำให้เกิดเยื่อบุตาอักเสบหลังผ่าตัด จำเป็นต้องล้างพื้นผิวด้านหลังโดยตรงด้วยเทคนิค “behind-the-lens” โดยสอดหัวดูดล้างไปด้านหลังเลนส์แก้วตาเทียม
อัตราการลดลงของเซลล์เอ็นโดทีเลียมกระจกตาหลังการผ่าตัดต้อกระจกรายงานอยู่ที่ 4-25% และสาเหตุหลักคือการบาดเจ็บทางกลจากเครื่องมือผ่าตัด ชิ้นส่วนนิวเคลียส และเลนส์แก้วตาเทียม 2) วัสดุความหนืดยืดหยุ่นเป็นวิธีการหลักในการลดการบาดเจ็บนี้
Hsiao และคณะ (2023) ได้ดำเนินการทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบและการวิเคราะห์อภิมานของการทดลองแบบสุ่มมีกลุ่มควบคุม 12 รายการตั้งแต่ปี 2000 ถึง 2020 โดยเปรียบเทียบวัสดุความหนืดยืดหยุ่นที่มีคอนดรอยตินซัลเฟตและกรดไฮยาลูโรนิก (VISCOAT®, DuoVisc®, DisCoVisc®) กับวัสดุความหนืดยืดหยุ่นที่มีกรดไฮยาลูโรนิกเพียงอย่างเดียวหรือผลิตภัณฑ์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส 2)
ผลการวิเคราะห์อภิมานโดยใช้แบบจำลองผลสุ่มแสดงให้เห็นว่าสารหนืดยืดหยุ่นที่มีคอนดรอยตินซัลเฟตและกรดไฮยาลูโรนิกช่วยลดอัตราการสูญเสียความหนาแน่นของเซลล์เยื่อบุผนังกระจกตาหลังผ่าตัด 3 เดือนอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสารหนืดยืดหยุ่นที่มีกรดไฮยาลูโรนิกเพียงอย่างเดียว (ผลต่างเฉลี่ย: -4.10%; ช่วงความเชื่อมั่น 95%: -5.81 ถึง -2.40; p<0.0001; 9 การศึกษา) 2) นอกจากนี้ยังพบความแตกต่างที่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (ผลต่างเฉลี่ย: -6.47%; ช่วงความเชื่อมั่น 95%: -10.41 ถึง -2.52; p=0.001; 2 การศึกษา) 2)
สำหรับการเปลี่ยนแปลงความหนาของกระจกตา (24 ชั่วโมงหลังผ่าตัด) สารหนืดยืดหยุ่นที่มีคอนดรอยตินซัลเฟตและกรดไฮยาลูโรนิกแสดงอาการบวมของกระจกตาที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสารหนืดยืดหยุ่นที่มีกรดไฮยาลูโรนิกเพียงอย่างเดียว (ผลต่างเฉลี่ย: -3.22%; ช่วงความเชื่อมั่น 95%: -6.24 ถึง -0.20%; p=0.04; 4 การศึกษา) 2)
เชื่อว่าโซเดียมคอนดรอยตินซัลเฟตสร้างประจุลบสามเท่ากับกรดไฮยาลูโรนิกและคอนดรอยตินซัลเฟต ซึ่งส่งเสริมการดึงดูดโมเลกุลไปยังเนื้อเยื่อเยื่อบุผนังกระจกตา และนี่ถือเป็นกลไกของผลการปกคลุมและป้องกันเยื่อบุผนังที่เหนือกว่า 2)
โดยพื้นฐานแล้ว สารหนืดยืดหยุ่นแบบรวมตัวถูกเลือกเพื่อรักษาช่องว่าง ในขณะที่สารหนืดยืดหยุ่นแบบกระจายตัวถูกเลือกเพื่อป้องกันเยื่อบุผนังกระจกตา ในกรณีที่มีความเสี่ยงสูง เช่น ต้อกระจกแข็งหรือเสื่อมของเยื่อบุผนังกระจกตา เทคนิคซอฟต์เชลล์ที่รวมทั้งสองชนิดเข้าด้วยกันมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ ในการผ่าตัดต้อหิน สารหนืดยืดหยุ่นแบบรวมตัวได้เปรียบในแง่ของความสะดวกในการกำจัดออกด้วยการล้างช่องหน้าม่านตา
นี่เป็นเทคนิคผสมผสานที่เป็นแบบฉบับซึ่งอธิบายโดย Steve Arshinoff ในปี 1999 1) ในช่วงเริ่มต้นของการผ่าตัด สารหนืดยืดหยุ่นแบบกระจายตัวถูกฉีดเข้าไปในช่องหน้าม่านตาเพื่อสร้างก้อนที่ด้านหน้าของผิวเลนส์ จากนั้นสารหนืดยืดหยุ่นแบบรวมตัวถูกฉีดเข้าไปตรงกลางด้านหลังของก้อนสารกระจายตัว ซึ่งจะดันสารกระจายตัวขึ้นและออกด้านนอก ก่อตัวเป็นชั้นเรียบที่ปกคลุมเซลล์เยื่อบุผนังกระจกตา ในระหว่างการสลายต้อกระจกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงและการดูด-ล้าง สารรวมตัวที่มีความหนืดสูงจะถูกกำจัดออกอย่างรวดเร็ว ในขณะที่สารกระจายตัวที่มีความหนืดต่ำยังคงเป็นชั้นป้องกันเยื่อบุผนัง
โดยเฉพาะในกรณีที่มีนิวเคลียสแข็ง เทคนิคนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถยับยั้งการสูญเสียเซลล์เยื่อบุผนังกระจกตาหลังผ่าตัดได้เมื่อเทียบกับการใช้สารรวมตัวหรือสารกระจายตัวเพียงอย่างเดียว 1)
ภาวะม่านตาหย่อนระหว่างผ่าตัด (IFIS) เป็นภาวะแทรกซ้อนที่รู้จักกันดีซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ยาต้านอัลฟา (เช่น แทมซูโลซิน) เพื่อรักษาต่อมลูกหมาก 1) การลดลงของกล้ามเนื้อม่านตาทำให้เกิดม่านตาหดและม่านตาพลิก สารหนืดยืดหยุ่นแบบปรับความหนืดได้ (Healon V®) ช่วยขยายรูม่านตาโดยกลไก (การขยายรูม่านตาด้วยสารหนืดยืดหยุ่น) และทำให้ม่านตาคงที่เพื่อป้องกันการยื่นออกมาทางแผล 1)
ในกรณีที่ยากขึ้น จะใช้เทคนิคซอฟต์เชล อัลติเมทซอฟต์เชล และไตรซอฟต์เชลร่วมกัน 1)
ต้อกระจกสีน้ำตาลแข็งหรือต้อกระจกสุกมีความเสี่ยงสูงต่อการทำลายเอ็นโดทีเลียมกระจกตา นิวเคลียสตก และถุงหลังแตก 1) เนื่องจากการผ่าตัดที่นานขึ้นและพลังงานอัลตราซาวนด์สูงส่งผลต่อเอ็นโดทีเลียมกระจกตา การใช้สารหนืดชนิดกระจายตัวหรือสูตรผสม (เทคนิคซอฟต์เชล) จึงเหมาะสม 1)
ช่องหน้าม่านตาตื้นหลังการผ่าตัดต้อหินเป็นภาวะแทรกซ้อนที่พบบ่อยของการผ่าตัดช่องหลัง และการฉีดสารหนืดเข้าช่องหน้าม่านตาเป็นหนึ่งในทางเลือกในการรักษา 1) มีรายงานว่าสารหนืดแบบปรับความหนืดได้มีประสิทธิภาพ 1)
ในการสังเกตจอประสาทตาด้วยระบบสังเกตมุมกว้าง จำเป็นต้องนำเลนส์หน้ากระจกตาเข้าไปใกล้ประมาณ 1 ซม. เหนือกระจกตา ดังนั้นเปลือกเปียกด้วยสารหนืดจึงมีประโยชน์ในการป้องกันกระจกตาแห้ง นอกจากนี้ การผสมสารหนืดกับสีย้อมเยื่อชั้นใน (อินโดไซยานีนกรีน, บริลเลียนท์บลู G) ทำให้สามารถควบคุมขอบเขตและความเข้มข้นของการย้อมได้
ภาวะแทรกซ้อนต่อไปนี้เป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับสารหนืด
VisThesia (ลิโดเคน 2% + โซเดียมไฮยาลูโรเนต 0.3% จาก Carl Zeiss Meditec) ซึ่งรวมสารหนืดยืดหยุ่นและลิโดเคนเข้าด้วยกัน ได้รับการพัฒนาเพื่อให้ผลในการระงับความรู้สึกและหน้าที่ของสารหนืดยืดหยุ่นในขั้นตอนเดียว 1) แม้ว่าจะมีรายงานการปรับปรุงการควบคุมความเจ็บปวดระหว่างผ่าตัด แต่ก็มีรายงานว่าความหนาแน่นของเซลล์เยื่อบุผนังกระจกตาลดลงมากกว่าสารหนืดยืดหยุ่นทั่วไป ส่งผลให้ผลลัพธ์ไม่สอดคล้องกัน 1) นี่เป็นพื้นที่ที่ต้องการการวิจัยเพิ่มเติม
Pe-Ha-Blue® PLUS (จาก Albomed) ซึ่งรวมโซเดียมไฮยาลูโรเนตและทริปแพนบลู (สีย้อมแคปซูลด้านหน้า) ได้รับการพัฒนาเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปิดแคปซูลด้านหน้าพร้อมกับปกป้องเยื่อบุผนังกระจกตา 1) ในกรณีที่รูม่านตาขยายไม่ดี เช่น กลุ่มอาการเทียมลอก มีรายงานว่าช่วยลดเวลาการผ่าตัดอย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มความพึงพอใจของศัลยแพทย์ 1) นอกจากนี้ยังมีข้อดีคือสามารถมองเห็นสารหนืดยืดหยุ่นสีน้ำเงินที่ตกค้างได้ง่ายและกำจัดออกได้