Column ประจำ
Sponsor

การใช้เลเซอร์กระตุ้นการสร้างเนื้อฟัน

โดย : อ.ทญ.ดร. ชลิดา ลิ้มจีระจรัส ภาควิชาสรีรวิทยา คณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Tags : เลเซอร์กระตุ้นการสร้างเนื้อฟัน , เลเซอร์ , กระตุ้นการสร้างเนื้อฟัน , กระตุ้นเนื้อฟัน

ข่าวนี้จึงเป็นข่าวลงในวารสารหนังสือพิมพ์และสื่อสาธารณะจำนวนมาก ว่าในอนาคตไม่ช้านี้คอนเซปต์การบูรณะฟันอาจเปลี่ยนไป อาจมีการกรอเนื้อฟันน้อยลงหรือไม่ต้องกรอเลย เพียงแค่ใช้เลเซอร์กระตุ้นให้สเต็มเซลล์ในเนื้อเยื่อในฟันพัฒนาเป็นเซลล์สร้างเนื้อฟัน บทความนี้จึงมุ่งเน้นให้ผู้อ่านได้เข้าใจถึงหลักการทำงานของเลเซอร์ที่ว่ามีผลต่อการกระตุ้นการเจริญเติบโตของสเต็มเซลล์

แท้จริงแล้วเรื่องการใช้เลเซอร์ในทางทันตกรรมไม่ใช่เรื่องใหม่ มีการศึกษาการใช้เลเซอร์ตั้งแต่สมัยปีคริสตศักราช 1980 การรักษาโดยใช้เลเซอร์ที่ความยาวคลื่นแสงต่ำ (Low-power light; LPL, therapy) ได้รับการยอมรับและถูกใช้ในผู้ป่วยอย่างแพร่หลาย เช่น การลดอาการบวมอักเสบของผิวหนัง (reduce pain and inflammation) การกระตุ้นการหายของบาดแผล (wound healing) กระบวน การนี้เรียกว่า โฟโต้ไบโอโมดิวเลชั่น (Photobiomodulation)1 โดยเชื่อว่าการรักษาแบบLPL สามารถส่งผลต่อการพัฒนาของสเต็มเซลล์ ทั้งทางตรงและทางอ้อม แม้ว่ากลไกการทำงานจะยังไม่ชัดเจน เลเซอร์ที่ปัจจุบันนิยมนำมาใช้ใน LPL มักเป็น เลเซอร์ไดโอด (diode) ซึ่งมีความยาวคลื่นแสงหลายชนิด ได้แก่ 810 nm, 940 nm, และ 980 nm แต่ที่นิยมใช้ในทางทันตกรรมมากที่สุด คือ 810 nm โดยนำมาใช้แพร่หลายทั้งงานทันตกรรมบูรณะและงานปริทันตวิทยา เช่น การทำการเคลือบหลุมร่องฟัน การเกลารากฟัน การตัดแต่งเนื้อเยื่อเหงือก 2 งานทันตกรรมความสวยงาม เช่น การฟอกสีฟันในคลินิก

ในงานวิจัยชิ้นนี้ ทีมผู้วิจัยนำโดย Ãrany และMooney3 จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ทำการศึกษาในหนูทดลอง โดยทำการจำลองสภาวะฟันให้เหมือนกับสภาวะฟันผุ โดยทำการกรอฟันกรามบนซี่ที่หนึ่ง (first maxillary molar) ด้านบดเคี้ยวให้ทะลุโพรงประสาทจนเห็นเนื้อเยื่อในฟัน จากนั้นทำการฉายเลเซอร์ไดโอด ชนิด AlGaAs (Aluminum Gallium Arsenide) (810nm) ความเข้มแสง 0.01 วัตต์/ซม.2 (ความเข้มแสงรวมเท่ากับ 3 จูลส์/ซม.2 ) เป็นเวลา 5 นาที ต่อเนื่อง โดยใช้ออปติกไฟเบอร์โพรบ (optic fiber probe) ซึ่งปลายสามารถสัมผัสกับผิวฟันและปล่อยเลเซอร์โดนเนื้อเยื่อในฟันได้โดยตรง ร่วมกับ ตัวทำความเย็นเพื่อลดความร้อนที่จะเกิดกับเนื้อเยื่อในโพรงประสาทฟัน จากนั้นทำการปิดโพรงประสาทด้วยแคลเซียมไฮดรอกไซด์ โดยให้ฟัน กลุ่มควบคุม คือฟันกรามซี่ที่หนึ่งบนด้านตรงข้ามโดยได้รับการกรอให้ทะลุโพรงประสาทแล้วบูรณะด้วยวัสดุแคลเซียมไฮดรอกไซด์ โดยไม่ได้รับการฉายเลเซอร์ พบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม พบว่ากลุ่มทดลองภายหลังจากการได้รับเลเซอร์ 8 สัปดาห์ (เพียงครั้งเดียว) พบว่า มีการสร้างเนื้อฟันทดแทน (reparative dentin) มากกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ โดยลักษณะของ เนื้อฟันทดแทนเป็นลักษณะท่อเนื้อฟันที่เรียงตัวไม่สม่ำเสมอและมีลักษณะกึ่งคล้ายกระดูก (osteodentin-like)

เมื่อทำการศึกษาถึงกลไกที่เป็นไปได้ว่า LPL ส่งผลต่อสเต็มเซลล์ในเนื้อเยื่อในโพรงฟัน พบว่ามีการเพิ่มของปริมาณของอนุมูลอิสระ (Reactive Oxygen Species; ROS) อย่างมีนัยสำคัญ ได้แก่ ไฮโดรเจนเพอร์ ออกไซด์ และอนุมูลอิสระกลุ่มไฮดรอกซิล เมื่อทำการศึกษาถึงกลไกเบื้องลึกของบทบาทของ ROS พบว่า ROS กระตุ้นการทำงานของโปรตีนจำพวกหนึ่งในเซลล์ ชื่อ Transformic Growth Factor Beta (TGF-B) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการพัฒนาเซลล์กระดูกรวมทั้งกระบวนการสร้างฟัน เซลล์ในเนื้อเยื่อโพรงฟันประ กอบไปด้วยเซลล์หลายชนิดรวมทั้ง เซลล์ที่มีความเป็นสเต็มเซลล์ (pluripotency) โดยการทำ LPL เหนี่ยวนำให้สเต็มเซลล์ในโพรงฟันพัฒนาไปเป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่สร้างกระดูกและเนื้อฟันทดแทน โดยพบได้จากการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องหลายตัว ได้แก่ osteopontin(OPN) dentin matrix protein1(DMP1) และ alkaline phosphatase (ALP)

ปัจจุบันเทคนิคเรื่องการพัฒนาสเต็มเซลล์เพื่อนำมาใช้ในการสร้างเนื้อฟันทดแทนได้รับการศึกษาเป็นที่กว้างขวาง เนื่องจากความรู้ทางโปรตีนที่เกี่ยวข้องมีบทบาทเกี่ยวกับการสร้างเหนี่ยวนำฟันได้รับการค้นพบออกมาอย่างต่อเนื่อง เมื่อเหนี่ยวนำด้วยโปรตีนที่จำเพาะเจาะจงน่าจะสามารถกระตุ้นให้สเต็มเซลล์พัฒนาไปเป็นเซลล์ที่ต้องการได้ตามทฤษฎี อย่างไรก็ตาม อุปสรรคที่เกิดขึ้นคือ ต้องนำเอาสเต็มเซลล์ของผู้ป่วยออกมาเลี้ยงในห้องทดลอง เมื่อได้เพิ่มจำนวนได้ในระยะเวลาหนึ่ง จึงค่อยทำการปลูก (transplant) กลับเข้าไป ซึ่งอาศัยทั้งเทคนิคที่ละเอียดอ่อนและมีข้อจำกัดสูงด้านค่าใช้จ่าย หากเทคนิคการฉาย LPL ซึ่งสามารถฉายแสงลงไปบนเนื้อฟันได้โดยตรง และไม่ต้องอาศัยการรุกล้ำเนื้อเยื่อ (non-invasive) นับได้ว่าเป็นวิธีที่น่าสนใจไม่น้อย อย่างไรก็ตามการศึกษานี้อยู่ในระดับสัตว์ทดลอง คือ หนู (rat) แม้ว่าหนูจะมีลักษณะและสายรหัสพันธุกรรมใกล้เคียงกับมนุษย์ แต่ฟันของหนูพัฒนาและเจริญเติบโตได้เร็วกว่าฟันของมนุษย์และมีชนิดของฟันต่างกับมนุษย์ คือมีเพียงฟัน ตัด (incisor) และฟันกราม (molar) ดังนั้นการศึกษาเรื่อง LPL เพื่อนำมาใช้พัฒนาเทคนิคการบูรณะฟันแบบใหม่จึงยังคงต้องอาศัยการศึกษาในสัตว์ขนาดใหญ่และการศึกษาในคลินิกต่อไป

เอกสารอ้างอิง

  1. Mester E, Mester AF, Mester A. The biomedical effects of laser application. Lasers Surg Med 1985;5(1):31-9.
  2. Aykol G, Baser U, Maden l, et al. The effect of low-level laser therapy as an adjunct to non-surgical periodontai treatment. J Periodontol 2011;82(3):481-8.
  3. Arany PR, Cho A, Hunt TD, et al. Photoactivation of endogenous latent transforming growth factor-beta1 directs dental stem cell differentiation for regeneration. Sci Transi Med 2014;6(238):238ra69.

บทความอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

??????????? thaidentalmag.com