สารประกอบอุดหลอดเลือด

butyl cyanoacrylate

สารประกอบอุดหลอดเลือด
Butyl cyanoacrylate

ปฏิยุทธ ศรีวิลาศ                วท.บ.รังสีเทคนิค
อภิชาติ กล้างกลางชน         อนุ.รังสีเทคนิคค
วีรชาติ ชูรอด                     วท.บ.รังสีเทคนิค

ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

 

ปฏิยุทธ ศรีวิลาศ, อภิชาติ กล้างกลางชน,วีรชาติ ชูรอด.สารประกอบอุดหลอดเลือด. วารสารชมรมรังสีเทคนิคและพยาบาลเฉพาะทางรังสีวิทยาหลอดเลือดและรังสีร่วมรักษาไทย, 2553 ; 4(2) : 99-106.    

 

สารอุดหลอดเลือดแบบเหลวเป็นวัสดุทางการแพทย์ที่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในงานรังสีร่วมรักษาสำหรับหัตถการ glue embolization เพื่อการอุดหลอดเลือดที่รั่วหรือมีภาวะการต่อเชื่อมผิดปกติ โดยสารอุดหลอดเลือดที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน ได้แก่ n-butyl cyanocrylate และ isobutyl cyanoacrylate ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่แพทย์และบุคลากรทางการแพทย์จะต้องรู้จักคุณสมบัติเชิงลึกของสารอุดหลอดเลือดเพื่อความเข้าใจในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในกระบวนการแข็งตัวเพื่ออุดหลอดเลือดได้

สำหรับคุณสมบัติทางเคมีนั้นจะต้องพิจารณาโครงสร้างหลักที่สำคัญ คือ cyanoacrylate ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของสารประกอบหลายชนิด เช่น Methyl cyanoacrylate, Ethyl cyanoacrylate ,Butyl cyanoacrylate, Octyl cyanoacrylate และ 2-Octyl cyanoacrylate ซึ่งหากพิจารณาจะเป็นที่รู้จักกันโดยทั่วไป เช่น methyl 2-cyanoacrylate, ethyl-2-cyanoacrylate จะเป็นองค์ประกอบหลักของกาวที่ใช้ติดสิ่งของ เช่น Super Glue and Krazy Glue, และ n-butyl cyanoacrylate ซึ่งใช้ในงานรังสีร่วมรักษาในหลากหลายรูปแบบ ผลิตภัณฑ์หลักที่สำคัญคือกาวติดบาดแผล เช่น ในงานสัตวแพทย์ จะจำหน่ายในชื่อ Vetbond และ LiquiVet หรือในงานศัลยกรรมสำหรับติดบาดแผลที่ผิวหนัง ในชื่อ GluStitch, Xoin, Indermil, LiquiBand® and Histoacryl สำหรับ 2-octyl cyanoacrylate จะเป็นกาวทางการแพทย์ (medical grade) ซึ่งจำหน่ายในชื่อ  derma+flex® QS™, SurgiSeal, octylseal, FloraSeal, Dermabond, Surgi-Lock และ Nexaband กาวเหล่านี้ได้รับการพัฒนาให้ไม่เป็นพิษ และระคายเคืองผิวน้อยที่สุด cyanoacrylate อาจรู้จักในชื่อกาวสังเคราะห์ และหากใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานในการผลิตทางอุตสาหกรรมเพื่อใช้งานทั่วไปจะติดอักษรย่อ  CA ไว้เพื่อให้เป็นที่รู้กัน

Cyanoacrylate ค้นพบในปี 1942 โดย Dr. Harry Coover และ Fred Joyner จากห้องทดลองของบริษัท Kodak ระหว่างการทดลองเพื่อสร้างพลาสติกโปร่งแสงสำหรับการทำวัสดุหุ้มกระสุนปืน พวกเขาพบว่าคุณสมบัติที่สำคัญของ cyanoacrylate นั้นคือการยึดติดสิ่งของเข้าด้วยกันอย่างเหนียวแน่น ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่จะใช้เป็นกาวติดบาดแผล ดังนั้น Kodak จึงได้พัฒนาขึ้นเป็น Eastman#910  แต่ต่อมาทาง Eastman Kodak ได้ขายลิขสิทธิ์ให้แก่ Loctite ในช่วงปี 1960 เพื่อการปรับเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์และการจัดจำหน่ายภายใต้ชื่อ Loctite quick set 404  ต่อมาในปี 1971 Loctite ได้พัฒนาเทคโนโลยีการผลิตระดับโรงงานและสร้างสายการผลิตในชื่อ super bonder ซึ่งทำให้ Loctite ได้ส่วนแบ่งทางการตลาดในอเมริกาเหนือสูงขึ้น จนมีส่วนแบ่งในตลาดสูงกว่า Eastman Kodak เสียอีก cyanoacrylate ยังได้ถูกพัฒนาเพิ่มเติมโดยแผนก Permabond ของ National starch and chemical, Inc ซึ่งเป็นบริษัทลูกของ Unilever ทำให้ในปัจจุบัน Loctite, Eastman และ Permabond มีส่วนแบ่งทางการตลาดร่วมกันกว่า 75%

 

Cyanoacrylate

cyanoacrylate (CA) คือ acrylic resin ที่มีการฟอร์มตัวกับ hydroxide ions ให้เกิดเป็นสาย monomer ที่ยาว มีพันธะที่แข็งแรง และมีผิวหน้าที่สามารถสร้างพันธะกับส่วน R ต่างๆ ได้ เกิดเป็นโมเลกุล cyanoacrylate สำหรับอนุพันธ์กลุ่ม butyl ester จะให้พันธะที่แข็งแรง แต่มีความเปราะ ขณะที่อนุพันธ์กลุ่ม octyl ester จะให้พันธะที่อ่อนแรงกว่า แต่มีความยืดหยุ่นสูงกว่า และโดยทั่วไปมักผสมกับ fumed silica ซึ่งทำให้มีความเหนียวเพิ่มขึ้น หาก cyanoacrylate สัมผัสกับอากาศก็จะแข็งตัวที่ผิวหน้า ดังนั้นในการใช้งานจึงต้องบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่เคลือบด้วย silica gel ซึ่งจะพบในกาว super glue ซึ่งใช้งานกันทั่วไป ประโยชน์ของ CA glue

CA glue ได้ใช้ในงานสัตวแพทย์ด้วยการเป็นกาวเชื่อมต่อกระดูก เขื่อมรอยแตกของกระดองเต่าในช่วงต้นปี 1970  ในปี 1966 ผู้ค้นพบ Dr. Harry Coover ได้พัฒนาเป็น CA spray เพื่อใช้ในการสงครามที่เวียดนาม เพื่อใช้พ่นปิดรอยแผลที่มีเลือดออกของทหารก่อนนำส่งโรงพยาบาล ในปี 1970 ได้มีใช้ butyl cyanoacrylate  ในทางการแพทย์นอกประเทศอเมริกา แต่เนื่องจากยังมีผลให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนังอยู่ทำให้ FDA ของอเมริกาไม่รับรองผลิตภัณฑ์ จนกระทั่งปี 1998  Dermabond จึงผ่านการรับรองซึ่งมีผลการวิจัยรับรองการเชื่อมรอยบาดแผล (wound closure) ซึ่งให้ผลที่ดีและมีต้นทุนที่ถูกกว่าการเย็บแผล อีกทั้งช่วยลดอัตราการเกิดการอักเสบของแผล และหลังจากหายแล้วไม่เกิดรอยแผลเป็นอีกด้วย

ความเป็นพิษของ cyanoacrylate โดย
เฉพาะกลุ่ม super glue ซึ่งเป็น ethyl  cyanoacrylate หากมีการเผาไหม้จะเกิดควันซึ่งระคายเคืองต่อเนื้อเยื่อของตา จมูก และลำคอได้ โดยจะเกิดปฏิกิริยา polymerized เนื่องจากความเปียกชื้นของเนื้อเยื่อและจะเกิดการแข็งตัวทำให้ระคาย

เคืองได้ อย่างไรก็ตามมีโอกาสถึง 5% ที่จะแพ้ไอของ cyanoacrylate โดยเกิดผื่นแดงจากการแพ้กาวได้ สำหรับ 2-octyl cyanoacrylate มีการลดความเป็นพิษลงให้ต่ำกว่าระดับที่จะเกิดพิษต่อเนื้อเยื่อจึงทำให้เหมาะสำหรับการใช้ในการปิดรอยบาดแผล

ตัวทำละลายที่สำคัญซึ่งสามารถใช้ทำละลาย cyanoacrylate ได้จะเป็นกลุ่ม acetone ซึ่งพบในน้ำยาล้างเล็บ รวมไปถึงตัวทำละลายกลุ่ม nitromethane, dimethyl sulfoxide และ methylene chloride หากแต่ dimethyl sulfoxide และ methylene chloride เองก็มีความเป็นพิษสูงจึงไม่อาจนำมาใช้ได้ สำหรับ gamma butyrolactone ได้ถูกนำมาใช้เพื่อลอก cyanoacrylate กลุ่มที่ใช้เชื่อมบาดแผล

 

Ethyl cyanoacrylate

Ethyl cyanoacrylate (ECA) มีชื่อตาม IUPAC ว่า Ethyl 2-cyanopropenoate มีสูตรโครงสร้างโมเลกุล คือ  C6H7NO2 มีมวล 125.13 g/mol  มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำที่ 1.06 มีจุดหลอมเหลวที่ -22 องศาเซลเซียสและมีจุดเดือดที่ 54-56 องศาเซลเซียสที่ระดับ 3 mmHg

Ethyl cyanoacrylate มีองค์ประกอบเคมีหลักเป็น ethyl ester ของ 2 cyano-2-proprenoic acid  มีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี ความหนืดน้อย การใช้ประโยชน์หลักคือ ใช้เป็นกาว โดยมีหลายยี่ห้อ เช่น super glue

Methyl cyanoacrylate ละลายใน acetone, methyl ethyl ketone, nitromethane และ methelene chloride      และจะทำปฏิกิริยา polymerization อย่างรวดเร็วเมื่อถูกความชื้น  

การประยุกต์ใช้ที่สำคัญ คือเป็นกาวสำหรับติดสิ่งของ อย่างไรก็ตามมีการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์สำหรับ liquid bandage และสำหรับปิดแผล suture less surgery แต่มีความแพร่หลายน้อยกว่า n-butyl และ octyl cyanoacrylate เนื่องจากมีพิษมากกว่า และเป็น industrial grade และไม่สามารถพัฒนาเป็น medical grade ได้เนื่องจากมี methyl alcohol เป็นตัวทำละลาย และในกระบวนการ polymerization จะเกิดความร้อนร่วมด้วย

 

Methyl cyanoacrylate

Methyl cyanoacrylate (MCA) มีชื่อตาม IUPAC ว่า Methyl 2-cyanopropenoate มีสูตรโครงสร้างโมเลกุล คือ  C5H5NO2 มีมวล 111.10 g/mol  มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำที่ 1.10 มีจุดหลอมเหลวที่ -40 องศาเซลเซียสและมีจุดเดือดที่ 48-49 องศาเซลเซียสที่ระดับ 2.5-2.7 mmHg

Methyl cyanoacrylate มีองค์ประกอบเคมีหลักเป็น methyl ester, nitrile และ alkene มีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี ความหนืดน้อย การใช้ประโยชน์หลักคือ ใช้เป็นกาว โดยมีหลายยี่ห้อ แต่ก็ยังน้อยกว่า ethyl cyanoacrylate

Methyl cyanoacrylate ละลายใน acetone, methyl ethyl ketone, nitromethane และ dichloromethane และจะทำปฏิกิริยา polymerization ได้ดีเมื่อถูกความชื้น ขณะที่ความเป็นพิษจะเกิดเมื่อได้รับความร้อน โดยจะเกิดไอซึ่งระคายเคืองต่อปอดและตา

 

n-Butyl cyanoacrylate

n-Butyl cyanoacrylate (n-BCA, NBCA) มีชื่อตาม IUPAC ว่า butyl 2-cyanopropenoate มีสูตรโครงสร้างโมเลกุล คือ  C8H11NO2 มีมวล 153.18 g/mol  มีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำที่ 1.4433 และมีจุดเดือดที่ 83-83 องศาเซลเซียสที่ระดับ 3 mmHg

n-Butyl cyanoacrylate มีองค์ประกอบเคมีหลักเป็น butyl ester ของ 2-cyano-2-propenoic acid ซึ่งมีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี ไม่ละลายน้ำ การใช้ประโยชน์หลักคือนำไปใช้เป็นกาวทางการแพทย์ โดยมีหลายยี่ห้อ ได้แก่ PeriAcryl, GluStitch, Xion, Gesika, VetGlu, Vetbond, LiquiVet, Indermil, LiquiBand® และ Histoacryl   

Butyl cyanoacrylate ในภาวะ monomer form จะเกิดปฏิกิริยา polymerization ได้อย่างรวดเร็วเมื่อพบกับสสารที่มีประจุ (ion substance) เช่น ความชื้น เลือด หรือสารคัดหลั่งต่างๆ โดยจะมีความแข็งแรงแต่หยุ่นเหนียวสูงกว่าสารประกอบ cyanoacrylate กลุ่มอื่นๆ ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพสูงมากในการปิดรอยแผลผ่าตัด หรือแผลถูกบาดจากของมีคม ความรวดเร็วในการปิดรอยแผลอยู่ระห่าง 30-45 วินาที และมีคุณสมบัติป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียด้วย ขณะเดียวกันหลังจากบาดแผลหายดีแล้ว จะเหลือรอยแผลเป็นน้อยกว่าหรือเทียบเท่ากับการเย็บแผล

Butyl cyanoacrylate จะถูกทำลายได้ด้วยความร้อย โดยเกิด pyrolysis และ depolymerization ซึ่งนำมาใช้ในการละลายกาวที่ใช้ไปแล้ว หากแต่อาจเกิดก๊าซซึ่งระคายเคืองต่อปอดและตาได้

Butyl cyanoacrylate ได้ถูกนำมาใช้ในการทางแพทย์ ตั้งแต่เป็นกาวปิดแผล และใช้ในการรักษาภาวะเลือดออกเนื่องจากหลอดเลือดแตกหรือรั่ว เช่น GI bleeding และ varices ต่างๆ  การประยุกต์ใช้อย่างสำคัญคือการใช้เพื่อรักษาภาวะ arteriovenous malformation เช่น ใน brain arteriovenous malformation โดยการฉีดกาวไปที่ตำแหน่งที่ผิดปกติ ผ่านสายสวนหลอดเลือดขนาดเล็กในกระบวนการทางรังสีร่วมรักษา

 

Isobytyl cyanoacrylate

Isobytyl cyanoacrylate (IBCA) มีชื่อตาม IUPAC ว่า 2-Methylpropyl 2-cyanopropenoate มีสูตรโครงสร้างโมเลกุล คือ C8H11NO2 มีมวล 153.18 g/mol อย่างไรก็ตามมีชื่อที่รู้จักอื่น เช่น bucrylate และ Isobytyl 2-cyanoacrylate   

Isobytyl cyanoacrylate เป็น Isomer กับ butyl cyanoacrylate จึงมีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี ได้ถูกนำมาใช้ในการทางแพทย์ ตั้งแต่เป็นกาวปิดแผล เพื่อทดแทนการเย็บแผล เนื่องจากมี bactericidal liquid monomer และใช้ในการรักษาภาวะเลือดออกเนื่องจากหลอดเลือดแตกหรือและรักษาภาวะ arteriovenous malformation  โดยการฉีดกาวไปที่ตำแหน่งที่ผิดปกติ ผ่านสายสวนหลอดเลือดขนาดเล็กในกระบวนการทางรังสีร่วมรักษา เช่นเดียวกันกับ n-butyl cyanoacrylate เมื่อ Isobytyl cyanoacrylate พบกับความชื้นเพียงเล็กน้อย ก็จะเกิดภาวะ polymerization ที่มีความแข็งแรงสูง

Octyl cyanoacrylate

Octyl cyanoacrylate (OCA) มีชื่อตาม IUPAC ว่า Octyl  2-cyanopropenoate มีสูตรโครงสร้างโมเลกุล คือ C12H19NO2 มีมวล 209.28 g/mol มีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี อย่างไรก็ตามมีชื่อที่รู้จักอื่น เช่น Ocrylate และ Octyl 2-cyanoacrylate  

Octyl cyanoacrylate มีองค์ประกอบเคมีหลักเป็น octyl ester ของ 2-cyano-2-propenoic acid ซึ่งมีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี ไม่ละลายน้ำ การใช้ประโยชน์หลักคือนำไปใช้เป็นกาวทางการแพทย์ โดยมีหลายยี่ห้อ ได้แก่ GluStitch, derma+flex® QS™, SurgiSeal, FloraSeal, Dermabond, Nexaband ในทางการแพทย์อนุพันธ์กลุ่ม n-butyl cyanoacrylate และ isobutyl cyanoacrylate จะถูกใช้มากกว่า เนื่องจากมีตัวยับยั้ง bacteriostatic และไม่มีอาการแสบ โดย butyl ester จะให้พันธะที่แข็งแรง แต่มีความเปราะ ขณะที่อนุพันธ์กลุ่ม octyl ester จะให้พันธะที่อ่อนแรงกว่า แต่มีความยืดหยุ่นสูงกว่า อย่างไรก็ตามยังคงมีความเป็นพิษเช่นเดียวกับ cyanoacrylate

2-Octyl cyanoacrylate

2-Octyl cyanoacrylate มีชื่อตาม IUPAC ว่า Octan-2-yl 2-cyanoacrylate มีสูตรโครงสร้างโมเลกุล คือ C12H19NO2 มีมวล 209.28 g/mol มีลักษณะเป็นของเหลวใส ไม่มีสี อย่างไรก็ตามมีชื่อที่รู้จักอื่น เช่น 2-Octyl 2-cyanoacrylate และ 1-methylheptyl cyanoacrylate มีองค์ประกอบเคมีหลักเป็น cyanoacrylate ester ซึ่งถูกนำมาใช้ในวงการแพทย์ได้เช่นเดียวกันกับ octyl cyanoacrylate

 

บรรณานุกรม

  1. Anahad O'Connor. The Claim: Super Glue Can Heal Wounds. The New York Times., 2007   
  2. Petrie, Edward M. . Handbook of adhesives and sealants. New York, NY: McGraw-Hill., 2000: p. 354
  3. Petrie, Edward M. . Handbook of adhesives and sealants. New York, NY: McGraw-Hill., 2000: p. 389  
  4. HBS, “Loctite Corporation: Industrial Product Group,”  1991, p.3
  5. de Blanco LP . Lip suture with isobutyl cyanoacrylate. Endodontics & Dental Traumatology, 1994; 10 (1): 15–8
  6. Duvvi, Sham K.; Lo, Stephen. Superglue (Cyanoacrylate) in the Nose. Otolaryngol Head and Neck Surgery, 2005; 133 (5): 803-804.    
  7. J. E. Hale. Isobutyl cyanoacrylate as a skin. Postgraduate Medical Journal, 1970; 46: 447–450
  8. Farion K, Osmond MH, Hartling L, et al. . "Tissue adhesives for traumatic lacerations in children and adults". Cochrane Database Syst Rev (3), 2002 : CD003326. doi:10.1002/14651858.CD003326. PMID 12137689
  9. Fischl, R.A.: An adhesive for primary closure of skin incisions: a preliminary report. Plast. Reconstr. Surg., 1962; 30: 607-610
  10. Moschos, M.; Droutsas, D. (1997). "Clinical experience with cyanoacrylate tissue adhesive". Documenta Ophthalmologica (Soringer) 93 (3): 237-245.
  11. Lee BB, Do YS, Yakes W, Kim DI, Mattassi R, Hyon WS . "Management of arteriovenous malformations: a multidisciplinary approach". J. Vasc. Surg., 2004; 39 (3): 590–600.
  12. Rothnie, N.G. and Taylor, G. W. Sutureless skin closure-a clinical trial. Brit. Med. J., 1963; 2: 1027-1030
  13. Shantha, K.L.; Krishnamurti, N. Developments and applications of cyanoacrylate adhesive. Journal of Adhesion Science and Technology (VSP), 1989;  3 (1): 237-260.    
  14. Singer, A. J.; McClain, S. A.; Katz, A. A porcine epistaxis model: hemostatic effects of octylcyanoacrylate. Otolaryngology-Head and Neck Surgery, 2004; 130 (5): 553–557.
  15. ----------. Butyl cyanocrylate. http://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Butyl_cyanoacrylate
  16. ----------. "Inventor of the Week Archive". Lemelson-MIT Program. September 2004. http://web.mit.edu/invent/iow/coover.html.   
  17. ----------. Methyl Cyanoacrylate and Ethyl Cyanoacrylate from inchem.org
  18. ----------. Safety data for ethyl cyanoacrylate from the Physical and Theoretical Chemistry Laboratory of Oxford University
  19. ----------. CA PLUS Adhesives, Inc. FAQ
  20. ----------. http://www.palmlabsadhesives.com/technical_data.htm

บันทึกนี้เขียนที่ GotoKnow โดย  ใน KENA in IR life

คำสำคัญ (Tags)#nbca#กาวอุดหลอดเลือด

หมายเลขบันทึก: 435814, เขียน: 18 Apr 2011 @ 15:30 (), แก้ไข: 20 Jun 2012 @ 20:13 (), สัญญาอนุญาต: สงวนสิทธิ์ทุกประการ, อ่าน: คลิก


ความเห็น (0)