การปลูกกระดูกข้ามคน

เนื้อเยื่อเป็นกลุ่มของเซลล์ที่มีลักษณะเหมือนกันทำหน้าที่ร่วมกัน และเป็นส่วนประกอบของอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย

การนำเนื้อเยื่อของคนหนึ่งไปใส่ทดแทนในร่างกายของผู้ป่วยอีกคนหนึ่ง มีมานานแล้ว ผู้ป่วยรายแรกที่ได้รับการผ่าตัดปลูกกระดูกจากผู้อื่นที่บริเวณต้นแขน ในประเทศอังกฤษ เมื่อ พ.ศ. ๒๔๒๔ ได้รับการผ่าตัด โดยศัลยแพทย์ชื่อ แมคอีเวน (Sir William Macewen, ค.ศ. ๑๘๔๘-๑๙๒๘) การผ่าตัดใช้กระดูกปลูกข้ามคนมีที่ใช้หลายกรณี เช่น ในการช่วยเสริมให้กระดูกหักติดกัน การผ่าตัดยึดข้อต่อที่เป็นโรคหรือข้อที่มีปัญหาในการเคลื่อนไหวให้ติดกัน การผ่าตัดทดแทนเนื้อกระดูกที่ผิดปกติหรือเป็นโรค เช่น เนื้องอกกระดูก และส่วนกระดูกที่สูญหายไป เพราะการบาดเจ็บ และแม้แต่ทดแทนส่วนของกระดูกที่เป็นมะเร็ง ในการรักษาจำเป็นต้องตัดออก เพื่อมิให้มะเร็งลุกลาม 

การทำงานของกระดูกปลูกที่ใส่เข้าไปในบริเวณของร่างกาย เป็นลักษณะกระตุ้นให้ร่างกายสร้างกระดูกขึ้นใหม่ โดยรอบบริเวณที่วางกระดูกปลูก หรือมีการงอกเข้าไปแทนที่ในชิ้นกระดูกปลูก โดยทำการละลายกระดูกปลูกออกเสียก่อน สรีรวิทยาของกระดูกในภาวะปกติจะมีการละลายกระดูกจากผิวในกระดูก และมีการสร้างกระดูกใหม่ที่ผิวภายนอก โดยวิธีนี้ ก็จะทำให้กระดูกเจริญมีขนาดใหญ่ขึ้น การที่กระดูกหักกลับเข้าสู่สภาพปกติ เป็นการสร้างกระดูกขึ้นใหม่ เชื่อมสนิท จนไม่มีรอยแผลตรงส่วนที่หัก ในการละลายกระดูกหักจะมีเซลล์หลายนิวเคลียส เรียกว่า ออสติโอคลาสต์ (osteoclast) จะทำหน้าที่ทำลายเนื้อกระดูก ที่ประกอบด้วยเกลือแร่ แล้วสลายตัวไป ส่วนการสร้างเนื้อกระดูกใหม่ ที่เกิดภายหลังการละลายกระดูก จะมีเซลล์ออสติโอบลาสต์ (osteoblast) ซึ่งเปลี่ยนรูปมาจากเซลล์ต้นกำเนิดในไขกระดูก เซลล์นี้จะสร้างเนื้อกระดูกระยะแรก (osteoid) ขึ้นที่ผิวองกระดูก โดยจะมีแร่ธาตุมาพอกเกาะเนื้อกระดูกที่สร้างระยะแรกนี้ และตัวเซลล์ที่สร้างกระดูกก็จะแทรกอยู่ในเนื้อกระดูกที่เซลล์สร้างขึ้นเอง ลักษณะของกระดูกที่สร้างขึ้นใหม่นี้ บางทีไม่สามารถแยกจากเนื้อกระดูกเดิมได้ 

ลักษณะทางกล้องจุลทรรศน์ในการติดของกระดูกปลูก จะเห็นหลอดเลือดเกิดขึ้นใหม่ในเนื้อกระดูกปลูกที่ใส่เข้าไปในร่างกาย เพื่อเป็นทางนำเซลล์เข้าไปสร้าง และทำลายเนื้อกระดูกในเวลาเดียวกัน ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า ลักษณะที่กระดูกปลูกติดเร็วหรือช้า ขึ้นอยู่กับการเกิดหลอดเลือดในเนื้อกระดูกปลูกลงไปนั้น มีเลือดหล่อเลี้ยงดีหรือไม่ แม้แต่กระดูกปลูกที่ตัดมาจากตัวผู้ป่วยเอง และนำไปปลูกให้แก่ผู้ป่วย ก็จะมีบางส่วนที่ขาดเลือดไปเลี้ยง ระยะแรกจะมีเลือดออกโดยรอบบริเวณกระดูกที่ปลูก ในกรณีกระดูกปลูกจากตัวผู้ป่วยเองที่เพิ่งตัดย้ายมาจากที่อื่นใหม่ๆ แม้เซลล์กระดูกที่บริเวณผิวกระดูกปลูกจะยังมีชีวิตอยู่ แต่ต่อมากระดูกปลูกส่วนที่ขาดเลือดเลี้ยง จะสลายตัวเน่าทำลายเนื้อเยื่อที่ถูกทำลาย จะทำให้เนื้อเยื่อกระดูกที่ยังดีอยู่โดยรอบ เกิดการอักเสบอย่างรวดเร็ว ต่อมาจะเกิดหลอดเลือดที่สร้างใหม่ขึ้นในเนื้อเยื่ออ่อน โดยรอบกระดูกที่มีการอักเสบอยู่ และจะมีเซลล์สร้าง และทำลายกระดูกเข้าไปทำหน้าที่ตามทางหลอดเลือดที่สร้างขึ้นใหม่นี้ หน้าที่สำคัญของกระดูกปลูก คือ เป็นตัวเหนี่ยวนำให้มีการสร้างกระดูกใหม่เกิดขึ้น ทั้งโดยวิธีสร้างกระดูกเข้าไปแทนที่ และกระตุ้นการสร้างกระดูกโดยรอบ วิธีสร้างกระดูกแทนที่กระดูกปลูก (osteoconduction) หมายถึง การที่กระดูกปลูกทำหน้าที่เป็นตัวโครง ให้กระดูกใหม่สร้างขึ้นแทนที่ ส่วนการที่กระดูกปลูกเหนี่ยวนำให้มีการสร้างกระดูกขึ้นใหม่ (osteoinduction) คือ การที่กระดูกปลูกทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้น ให้ส่วนกระดูกของร่างกายผู้ป่วยที่อยู่บริเวณใกล้เคียง สร้างกระดูกขึ้น โดยรอบกระดูกปลูก

ในกระดูกปลูกขนาดใหญ่ๆ หรือเป็นท่อนกระดูกที่ใส่เข้าไปในร่างกายในระยะแรกๆ จะมีการละลายกระดูก จนเกิดภาวะกระดูกโปร่งบาง (osteoporosis) ทำให้กระดูกปลูกในระยะที่อ่อนแอทานนำหนักไม่ได้ กระดูกจะเริ่มมีการละลาย ซึ่งจะกินเวลานานเป็นเดือนหรือหลายเดือน กระดูกใหม่ก็จะเกิดขึ้นตามแนวแรงกดที่กระดูกปลูกได้รับ กระดูกปลูกส่วนผนังกระดูก (cortex) จะติดได้ยากกว่ากระดูกปลูกที่มีลักษณะคล้ายฟองน้ำ (cancellous) เพราะว่า ลักษณะที่เป็นรูพรุนของกระดูกปลูกลักษณะนี้ จะทำให้มีการสร้างหลอดเลือดเข้าไปทดแทนได้เร็วกว่า

การปลูกกระดูกในปัจจุบันมีหลายแบบ เช่น แบบใช้กระดูกสด แบบใช้กระดูกแช่เย็นภายใต้อุณหภูมิต่ำมาก (deep frozen) แบบใช้กระดูกที่ทำให้แห้ง ภายใต้อุณหภูมิต่ำ (freeze dried) และแบบใช้กระดูกที่ทำให้แห้งภายหลังจากสกัดเอาแร่ธาตุ และแคลเซียมบางส่วนออกจากกระดูก จากการทดลองใช้กระดูกแบบต่างๆ ในการปลูก ปรากฏผลดังนี้

๑. การใช้กระดูกสดปลูก จะทำให้มีการอักเสบเฉพาะที่รุนแรง เกิดปฎิกิริยาต่อต้านทางอิมมูโนวิทยา และมีการละลายตัว ของกระดูกปลูกเกิดขึ้น แต่ก็มีผลดีในการใช้กระดูกปลูกชนิดนี้อยู่บ้าง 

๒. การใช้กระดูกแช่เย็นภายใต้อุณหภูมิต่ำมากจากการทดลองในสัตว์พบว่า การต่อต้านของร่างกายทางอิมมูโนวิทยาลดลง และคุณสมบัติทางด้านกลศาสตร์ไม่เปลี่ยนแปลง การแช่เย็นอุณหภูมิต่ำมากๆ (-๗๐ องศาเซลเซียส) จะทำให้เอนไซม์ชนิดย่อยโปรตีนเสียหน้าที่ไป ขั้นตอนการติดของกระดูกปลูกจากการมองในกล้องจุลลทรรศน์ มีลักษณะคล้ายการใช้กระดูกปลูกจากตัวผู้ป่วยเอง การติดของกระดูกอาจช้ากว่า และมีความสมบูรณ์ในการติดของกระดูกน้อยกว่าการใช้กระดูกของตนเอง 

    กระดูกแช่เย็นภายใต้อุณหภูมิต่ำมาก (-๗๐ องศาเซลเซียส) พร้อมเหล็กดาม สำหรับใส่ เพื่อปลูกทดแทนกระดูกเดิม ที่หักหายไป

๓. การใช้กระดูกที่ทำให้แห้งภายใต้อุณหภูมิต่ำ ซึ่งได้ผ่านขั้นตอนการผลิตหลายขั้นตอน วิธีนี้มีปฏิกิริยาต่อต้านน้อย คุณสมบัติทางกายภาพของกระดูกจะเสียไป เนื้อกระดูกที่แห้งแล้วนี้ จะเปราะแตกง่าย ดังนั้นถ้ามีการใช้กระดูกปลูกชนิดที่ต้องระวัง เพราะแห้งเปราะ รับน้ำหนักได้ไม่ดี แต่การติดของกระดูกปลูก จะมีลักษณะคล้ายกับกระดูกปลูกจากตนเอง แต่จะช้ากว่า กระดูกปลูกชนิดนี้ใช้วิธีทำให้ปราศจากเชื้อ โดยวิธีอบก๊าซเอทิลีนออกไซด์ หรือการฉายรังสีแกมมา เพื่อฆ่าเชื้อโรค 

๔. การใช้กระดูกที่ทำให้แห้ง ภายใต้อุณหภูมิต่ำภายหลังจากสกัดเอาแร่ธาตุ และแคลเซียมออก แม้ว่าวิธีนี้จะได้ผล ในแง่ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อต้านจากร่างกายผู้ป่วยน้อย แต่ความแข็งแรงก็ลดลงมากด้วย 

การปลูกกระดูกข้ามคนให้ประโยชน์ในแง่ที่ผู้ป่วยไม่ต้องเสียหรือบาดเจ็บเพิ่มจากการผ่าตัดที่จำเป็น ซึ่งถ้าต้องผ่าตัดเอากระดูกปลูกจากตัวผู้ป่วยเองไปใช้ ก็แสดงว่า จะต้องผ่าตัด และมีแผลผ่าตัดเพิ่มเติมขึ้น ซึ่งหมายความว่า จะต้องมีการเสียเลือดเพิ่มขึ้น เจ็บปวดมากขึ้น และเสี่ยงต่อการติดเชื้อหนอง

ในปัจจุบันมีการผ่าตัดที่ใช้กระดูกปลูกจากผู้ป่วยเองเป็นท่อน โดยผ่าตัดจากกระดูกน่อง และกระดูกเชิงกราน และผ่าตัดเอาหลอดเลือดติดมาด้วย เพื่อต่อเข้ากับหลอดเลือดของผู้ป่วยเอง ทำให้ประสบผลสำเร็จในการปลูกกระดูกเป็นอย่างมาก แต่ยังมีข้อจำกัดในแง่ขนาดของกระดูก และเทคนิคการทำผ่าตัด ต้องอาศัยความชำนาญเป็นพิเศษ ยังไม่สามารถให้บริการอย่างกว้างขวางได้

ในประเทศไทยได้มีผู้ทำการทดลองใช้กระดูกปลูกจากผู้เสียชีวิตใหม่ๆ โดยนำไปผ่าตัดปลูกในผู้ป่วยมาเป็นเวลานานแล้ว แต่ไม่ได้บันทึกไว้เป็นหลักฐาน ศาสตราจารย์นายแพทย์นที รักษ์พลเมือง และศาสตราจารย์นายแพทย์สิทธิ์ เตชะกัมพุช ใช้วิธีตัดกระดูกจากศพ แล้วนำไปแช่น้ำยาฆ่าเชื้อ (ทิงเจอร์เมอไทโอเลตขาว) ซึ่งผลการผ่าตัดก็ได้ผลอยู่บ้าง เพราะว่ากระดูกยังไม่ได้ผ่านขบวนการต่างๆ ที่จะช่วยลดปฏิกิริยาต่อต้านจากตัวร่างกายผู้ป่วย ต่อมาในเดือนมิถุนายน พ.ศ. ๒๕๒๒ ภาควิชาศัลยศาสตร์ออร์โธปิดิกส์ และกายภาพบำบัด คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล รองศาสตราจารย์นายแพทย์ยงยุทธ วัชรดุลย์ และนายแพทย์สารเนตร ไวคกูล ได้เริ่มงานปลูกกระดูกข้ามคนแบบใช้กระดูกที่ทำให้แห้ง ภายใต้อุณหภูมิต่ำ (freeze dried bone allograft) ขึ้นเป็นครั้งแรก ต่อมาได้ทำการผลิตกระดูกปลูกชนิดดังกล่าวขึ้นใช้ และได้ผลิตเนื้อเยื่อชนิดอื่น โดยวิธีนี้เช่นเดียวกัน คือ เอ็นแผ่นข้างขา (fascia lata) เยื่อดูรา หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นนอก (dura mater) และเยื่อหุ้มรก (ammiotic membrane) เพื่อใช้ในศัลยกรรมสาขาอื่นๆ เช่น ทางจักษุวิทยา และทางศัลยกรรมทั่วไป

กระดูกปลูกชนิดสดแช่เย็นภายใต้อุณหภูมิต่ำมาก พร้อมโลหะดามสำหรับใส่ทดแทน    

วันที่ ๖ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๒๗ คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล จึงได้ตั้งศูนย์เนื้อเยื่อชีวภาพขึ้นโดยให้ชื่อว่า ศูนย์เนื้อเยื่อชีวภาพกรุเทพฯ และต่อมาในเดือนมีนาคม พ.ศ. ๒๕๒๘ สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา ได้ทรงรับศูนย์เนื้อเยื่อชีวภาพนี้ไว้ในพระอุปถัมภ์ การดำเนินงานของศูนย์ฯ เป็นหน่วยงานที่ตั้งอยู่ในคณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มีหน่วยงานหลายระดับ ได้แก่ กรรมการที่ปรึกษา กรรมการอำนวยการ และกรรมการบริหารศูนย์ กรรมการที่ปรึกษาประกอบด้วยปลัดกระทรวงสาธารณสุข และกระทรวงวิทยาศาสตร์ อธิการบดีมหาวิทยาลัยมหิดล หัวหน้าภาควิชาศัลยศาสตร์ ศัลย ศาสตร์ออร์โธปิดิกส์ ภาควิชาสจักษุวิทยา และของทุกมหาวิทยาลัยในประเทศไทย ส่วนคณะกรรมการอำนวยการประกอบด้วย คณะบดีคณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล เป็นประธาน มีหัวหน้าภาควิชาศัลยศาสตร์ ศัลยศาสตร์ออร์โธ ปิดิกส์ จักษุวิทยาสูตินรีเวชศาสตร์ นิติเวชศาสตร์ เป็นกรรมการ และกรรมการบริหารประกอบด้วย อาจารย์และศัลยแพทย์จากโรงพยาบาลต่างๆ โดยมีรองศาสตราจารย์นายแพทย์ยงยุทธ วัชรดุลย์ เป็นประธาน ทำหน้าที่เป็นผู้อำนวยการศูนย์ฯ

 สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา องค์อุปถัมภ์ศูนย์เนื้อเยื่อชีวภาพกรุงเทพฯ

ในระยะแรก ศูนย์ได้ใช้วิธีทำให้เนื้อเยื่อปราศจากเชื้อ โดยการอบก๊าซเอทิลีนออกไซด์ ต่อมาได้เพิ่มวิธีฉายรังสีเพื่อฆ่าเชื้อ ในระยะแรกได้รับความร่วมมือจากบริษัทแกมมาตรอน ซึ่งเป็นบริษัทฉายรังสีเอกชน ต่อมาได้รับความร่วมมือจากสำนักงานพลังงานปรมาณูเพื่อสันติ ในระยะแรกๆ ของการดำเนินงานของศูนย์ฯ เนื้อเยื่อส่วนใหญ่ที่ผลิตออกมาเป็นกระดูกปลูกที่เตรียม โดยวิธีทำให้แห้งภายใต้อุณหภูมิต่ำ โดยได้กระดูกจากชิ้นส่วนกระดูกในผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดกระดูกบางส่วนนี้ทิ้ง เช่น หัวกระดูกต้นขาในสะโพกที่หัก ซึ่งต้องผ่าตัดเอาออก และเปลี่ยนเป็นหัวกระดูกเทียม และส่วนใหญ่ได้มาจากผู้เสียชีวิตใหม่ๆ จากอุบัติเหตุ หรือถูกทำร้าย แต่ต้องผ่านการตรวจเลือดว่า ไม่พบโรคไวรัสตับอักเสบ โรคภูมิคุ้มกันเสื่อม โรคพิษสุนัขบ้า และต้องไม่พบบัคเตรีอื่นๆ จากการเพาะเชื้อในเลือดที่เจาะจากศพ นอกจากนี้ ศพจะต้องเสียชีวิตมาไม่เกิน ๒๔ ชั่วโมง ไม่เคยมีประวัติรับการรักษา โดยใช้สารกัมมันตภาพรังสี ไม่เคยเป็นโรคมะเร็ง โรคติดต่อ โรคเลือด หรือโรคติดเชื้อใดๆ มาก่อน และอายุไม่ควรเกิน ๕๐ ปี ในระยะหลังได้เริ่มเก็บกระดูกสดชิ้นใหญ่ๆ จากผู้เสียชีวิต เช่น กระดูกต้นขา กระดูกหน้าแข็ง ฯลฯ แล้วเก็บไว้ในตู้เย็นที่มีอุณหภูมิต่ำมากประมาณ -๗๐ องศาเซลเซียส เพื่อเป็นการลดปฏิกิริยาต่อต้านจากร่างกายผู้ป่วย

วิธีเตรียมกระดูก หรือเนื้อเยื่อ โดยการทำให้แห้งภายใต้อุณหภูมิต่ำ ใช้วิธีล้างให้เม็ดเลือด และไขมันออกจากกระดูกให้มากที่สุด แล้วนำไปทำให้แห้ง ภายใต้อุณหภูมิต่ำ โดยใส่ในเครื่องไลโอฟิไลเซอร์ (lyophilizer) แล้วนำไปบรรจุในบรรยากาศที่ไม่มีฝุ่น ในกล่องหรือถุงพลาสติกผนึกด้วยความร้อน ต่อจากนั้นจึงนำไปอาบรังสีแกมมา ๒.๕ เมกะแรด (megarad) เพื่อฆ่าเชื้อบัคเตรีที่อาจปนเปื้อนอยู่ เนื้อเยื่อที่เตรียม โดยการทำให้แห้งภายใต้อุณหภูมิต่ำ และบรรจุอยู่ในถุงพลาสติกผนึกด้วยความร้อนสามารถเก็บไว้ใช้ได้เป็นเวลา ๑ ปีในบรรยากาศธรรมดา

ตั้งแต่วันที่ ๖ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๒๗ ถึงวันที่ ๓๑ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๓๐ ศูนย์ฯ ได้ทำการผลิตเนื้อเยื่อชนิดต่างๆ สำหรับปลูก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกระดูก ส่งบริการให้แก่ศัลยแพทย์ เพื่อนำไปใช้ในการผ่าตัดรักษาผู้ป่วย ๒๒๘ ราย เป็นชาย ๑๒๘ ราย เป็นหญิง ๑๐๐ ราย อายุระหว่าง ๑-๘๖ ปี อายุเฉลี่ย ๑๔ ปี ระยะเวลาการติดตามผลการรักษา ๑-๒๑ เดือน เป็นผู้ป่วยที่ใช้กระดูกปลูก ๑๕๒ ราย เอ็นแผ่นข้างขา เยื่อหุ้มสมอง เยื่อหุ้มรก กระจกตา รวม ๗๖ ราย ผู้ป่วยโรคกระดูกประกอบด้วย ผู้ป่วยที่ต้องรับการผ่าตัดเชื่อมข้อบริเวณกระดูกสันหลัง ใช้เสริมในรายการผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพกเทียมซ้ำ ใช้แทนในส่วนกระดูกที่เป็นโรค เช่น เนื้องอก หรือมะเร็ง ใช้แทนในส่วนกระดูกที่หายไป เช่น กระดูกหัก และชิ้นส่วนกระดูกหักหายไป หรือส่วนของกระดูกยุบลง ได้มีการใช้เยื่อหุ้มสมองเย็บซ่อมเอ็นผนังหน้าท้องที่เป็นไส้เลื่อน ใช้เอ็นแผ่นข้างขาสำหรับผูกวัตถุลูกตาในรายที่จอภาพนัยน์ตาหลุด หรือในการผ่าตัดดึงหนังตาตก การใช้กระดูกปลูกมีประโยชน์มากในรายที่ส่วนของกระดูกที่เป็นโรคมีขนาดใหญ่ หรือในรายที่เป็นเด็ก หรือผู้สูงอายุ ในกรณีที่กล่าวมานี้ ไม่สามารถจะใช้กระดูกปลูก จากตัวผู้ป่วยเองได้ เพราะมีจำนวนมาก หรือในเด็กยังไม่สามารถตัดกระดูกส่วนใดเสริมในการผ่าตัดตัวเด็กเองได้เลย