จาก “จานเพาะเชื้อ” สู่ “เอ็นข้อต่อหัวไหล่จักรกล”: ชวนส่องหุ่นยนต์ฝึกหมุนไหล่ ปูทางสู่การปลูกถ่ายเซลล์เอ็นข้อต่อ

เราอาจเคยได้ยินการปลูกถ่ายเซลล์ผิวหนัง กระดูกอ่อน หรือแม้แต่หลอดลมที่มาจากตัวอย่างเซลล์ของมนุษย์กันมาบ้าง แต่การปลูกเซลล์เอ็นของมนุษย์ให้ใช้งานได้ โดยต้องยืดได้และบิดได้นั้น กลับกลายเป็นเรื่องยากกว่าที่คิด แต่ล่าสุดงานวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่า หุ่นยนต์คล้ายมนุษย์อาจนำมาใช้เพื่อสร้างเนื้อเยื่อเอ็นที่ออกแบบมาให้เหมือนจริงได้มากขึ้น

Pierre-Alexis Mouthuy หนึ่งในทีมวิจัยจาก University of Oxford ชี้ว่า “หากเราสามารถเพาะเนื้อเยื่อในหลอดแก้วให้มีคุณภาพดีพอใช้ในคลินิกได้ ก็น่าจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วย” 

ขั้นตอนแรกเริ่มจากการออกแบบที่เพาะเลี้ยงเชื้อเซลล์ใหม่ หรือที่เรียกว่าชุดปฏิกรณ์ชีวภาพ (Bioreactor) เพื่อใช้ยึดติดกับไหล่ของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ให้สามารถบิดโค้งได้เช่นเดียวกับเนื้อเยื่อกระดูก โดยชุดเพาะเลี้ยงดังกล่าวมีความยืดหยุ่น เพื่อปลูกเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์บนโครงพลาสติกที่เชื่อมอยู่ระหว่างบล็อกแข็งสองอัน จากนั้นทีมวิจัยจึงนำอุปกรณ์นี้ติดเข้ากับหัวไหล่จักรกล และใช้เวลาครึ่งชั่วโมงต่อวัน ตลอด 14 วัน ในการยกแขน เคลื่อนไหวหมุนไปมาเหมือนกับไหล่ของมนุษย์

หลังจากนั้นพบว่า เซลล์ในชุดปฏิกรณ์ชีวภาพขยายตัวเติบโตขึ้นได้เร็วกว่าตัวอย่างที่ไม่ได้มีการยืดด้วยแขนจักรกล และมีรูปแบบยีนต่างออกไปจากเดิมด้วย ซึ่งทีมวิจัยวางแผนจะศึกษาเปรียบเทียบกับเซลล์ที่ปลูกในชุดปฏิกรณ์ชีวภาพแบบดั้งเดิมต่อไป

เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการผลิตเนื้อเยื่อเพื่อรักษารอยฉีกขาดในเอ็นข้อต่อได้ ซึ่งเป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไปจากอาการบาดเจ็บจากการเล่นกีฬาหรือโรคต่าง ๆ เช่น เอ็นอักเสบ ซึ่งเป็นสาเหตุของอาการปวดไหล่ที่มักพบบ่อยในผู้ใหญ่ โดยปกติแล้วแพทย์จะใช้ไหมเย็บเอ็นติดกับกระดูก ซึ่งมีอัตราการรักษาล้มเหลวได้ราว 40% เนื่องจากการรักษาเนื้อเยื่อได้ไม่ดี แต่การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อที่ใช้การกระตุ้นจากหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์นี้อาจช่วยให้การรักษามีประสิทธิผลมากขึ้น

อ่านงานวิจัยฉบับเต็ม เผยแพร่ใน Communications Engineering ได้ที่นี่