น้ำตาที่ดวงตาของเราผลิตออกมานั้น มีหน้าที่เสมือนป้อมปราการที่ปกป้องดวงตาจากสิ่งแวดล้อม ส่วน ประกอบหลักของน้ำตาในแง่ปริมาณ คือ ชั้นน้ำ (aqueous/watery layer) ซึ่งเป็นชั้นที่อยู่ตรงกลางและหนาที่สุด ส่วนอีกชั้นที่สำคัญ คือ ชั้นน้ำมัน (lipid/oil layer) ซึ่งอยู่บนสุดหรือนอกสุด โดยน้ำมันที่เคลือบอยู่จะช่วยให้ผิวน้ำตาเรียบ ป้องกันการระเหยของน้ำตาอีกสองชั้นที่ถูกชั้นน้ำมันปกคลุมอยู่ ทำให้ผิวดวงตาไม่แห้งเร็วจนเกินไป เมื่อไหร่ก็ตามที่ร่างกายผลิตน้ำตาได้ไม่เพียงพอ รวมถึงมีปัจจัยหรือโรคที่ทำให้น้ำตาระเหยเร็วหรือมากกว่าปกติ น้ำตาเทียมจะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการช่วยเสริมหรือทดแทนน้ำตาธรรมชาติ นอกจากนั้นยังสามารถช่วยรักษาภาวะหรือโรคตาอื่นๆ ได้ด้วย

6 ส่วนประกอบหลักของน้ำตาเทียม

1.สารเพิ่มความหนืดในน้ำตาเทียม (viscosity-enhancing agents)

สารเพิ่มความหนืดเป็นสารที่ใช้มากที่สุด และเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำตาเทียม ช่วยบรรเทาอาการระคายเคืองและช่วยหล่อลื่นผิวหน้าลูกตา โดยองค์การอาหารและยาของประเทศสหรัฐอเมริกาได้แบ่งสารเพิ่มความหนืดออกเป็น 6 กลุ่มย่อย และทั้งหมดพบได้ในน้ำตาเทียมที่หาซื้อได้ทั่วไป ได้แก่

อนุพันธ์ของเซลลูโลส (cellulose derivatives)
เดกซ์แทรน (dextran)
เจลาติน (gelatin)
โพลิออลส์เหลว (liquid polyols)
โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (polyvinyl alcohol)
โพวิโดน (povidone)

2.อิเล็กโทรไลต์ในน้ำตาเทียม (electrolytes)

โดยปกติจะพบอิเล็กโทรไลต์ในน้ำตาที่ร่างกายสร้างขึ้น เช่น โซเดียม โพแทสเซียม คลอไรด์ แมกนีเซียม และแคลเซียม สารเหล่านี้ช่วยคงสมดุลการอุ้มน้ำที่ผิวหน้าลูกตาไว้ เมื่อหยอดเข้าไปในตา อิเล็กโทรไลต์ในน้ำตาเทียมจะช่วยให้ส่วนประกอบของน้ำตาสมบูรณ์ขึ้น อิเล็กโทรไลต์บางตัว เช่น กรดบอริก (boric acid) ช่วยควบคุมความเป็นกรดด่าง หรือใช้เป็นสารกันเสียได้เมื่อใช้ร่วมกับซอร์บิทอล สังกะสี และโพรพิลีนไกลคอล (SofZia preservative system)

สารเหล่านี้จะช่วยเพิ่มความหนาของชั้นน้ำตา และทำให้น้ำตาเกาะติดกับผิวหน้าลูกตาได้นานขึ้น นอกจากนั้นยังมีคุณสมบัติอุ้มน้ำ จึงสามารถให้ความชุ่มชื้นแก่ดวงตาโดยการป้องกันการสูญเสียน้ำ สารเพิ่มความหนืดที่นิยมใช้มากที่สุด คือ โซเดียมคาร์บอกซิเมทิลเซลลูโลส (sodium carboxymethyl cellulose) ซึ่งสกัดได้จากพืช ละลายง่ายในน้ำเย็นหรือน้ำอุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องต้ม ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และให้ความหนืดที่เหมาะสำหรับผู้ที่มีปัญหาตาแห้งระดับน้อยถึงปานกลาง ทำให้ผิวหน้าลูกตาเปียกและน้ำตามีความคงตัวมากขึ้น

3.สารป้องกันแรงดันออสโมติกในน้ำตาเทียม (osmoprotectants)

ทำหน้าที่รักษาสมดุลของน้ำตาในโรคตาแห้งที่ทำให้เกิดภาวะน้ำตาข้นหรือมีความเข้มข้นสูง ซึ่งนำไปสู่การตายของเซลล์ผิวของกระจกตาและเยื่อตาที่มีการทำลายตัวเอง (apoptosis) เพื่อป้องกันการตายดังกล่าว จึงมีการเติมสารป้องกันแรงดันออสโมติกในน้ำตาเทียมบางตัว เช่น แอลคาร์นิทีน (L-carnitine) ซึ่งเป็นสารที่สังเคราะห์ขึ้นในตับและไต น้ำตาลอิริทริทอล (erythritol) เป็นสารให้ความหวาน บีเทน (betaine) เป็นสารสกัดจากต้นผักกาดฝรั่งหรือต้นบีท (sugar beet) ซอร์บิทอล (sorbitol) สารให้ความหวานแทนน้ำตาล กลีเซอรีน (glycerin) เป็นแอลกอฮอล์น้ำตาล และทรีฮาโลส (trehalose) ซึ่งเป็นน้ำตาลที่มีในธรรมชาติ สังเคราะห์ได้จากพืช สาหร่าย เชื้อรา สัตว์และแบคทีเรียบางชนิด

4.สารไขมันและสารลดแรงตึงผิวในน้ำตาเทียม (oily agents and surfactants)

โรคตาแห้งที่พบมากที่สุด คือ ชนิดที่เกิดจากการสูญเสียชั้นน้ำมัน (tear film lipid layer) การมีไขมันและโปรตีนในชั้นน้ำมันมีความสำคัญในเรื่องแรงตึงผิวของน้ำตา และการดึงน้ำหรือการดูดความชุ่มชื้นของผิวดวงตา การระเหยของน้ำตาที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในชั้นไขมันของน้ำตา สารไขมันในน้ำตาเทียมจะช่วยเติมเต็มชั้นไขมันนี้ โดยมักอยู่ในรูปของไลโปโซม (liposomes) คือเป็นถุงเล็กๆ ทรงกลม และไขมันละเอียด (oil nanodroplets) ซึ่งอยู่ในน้ำเป็นหลัก

นอกจาก 2 ชนิดนี้ ยังมีแแบบที่เป็นอิมัลชัน (oil-in-water emulsions) ด้วยมีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าโรคตาแห้งมีความเกี่ยวข้องกับภาวะเครียดออกซิเดชัน (oxidative stress) ทำให้สารต้านอนุมูลอิสระที่ช่วยป้องกันร่างกายลดลง น้ำตาเทียมบางตัวจึงมีการเติมสารต้านอนุมูลอิสระเข้าไปด้วย เช่น วิตามินเอ วิตามินอี โคเอนไซม์คิวเทน หรือกรดไลโปอิก (lipoic acid)

น้ำตาเทียมหลายยี่ห้อในประเทศญี่ปุ่น มีการเติมกรดอะมิโนคาโปรอิกเอปซิลอน (epsilon amino caproic acid, EACA) วิตามินอี วิตามินบี 6 วิตามินบี 12 และวิตามินบี 5 (panthenol)

อย่างไรก็ตาม การศึกษาเกี่ยวกับสารต้านอนุมูลอิสระที่ใช้เฉพาะที่สำหรับดวงตานั้น ไม่ได้มีการศึกษาแต่ละตัวโดยเฉพาะ คือมักถูกศึกษาร่วมกับส่วนประกอบอื่นในคราวเดียวกัน จึงต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมต่อไป

5.สารในน้ำตาเทียมช่วยในแผลหายและลดการอักเสบ (agents promoting wound healing and reducing inflammation)

นอกจากความเหนียวของน้ำตาเทียมแล้ว พบว่ากรดไฮยาลูโรนิค (hyaluronic acid, HA) โดยเฉพาะชนิดหนัก (high molecular weight hyaluronic acid, HMW-HA) ช่วยให้แผลที่เกิดหลังการขูดกระจกตาหรือการบาดเจ็บจากสารเคมีที่เป็นด่าง (alkali burn injuries) หายเร็วขึ้น สารเหล่านี้สามารถเกาะติดกับเซลล์ส่วนมากบนผิวตาได้ เช่นเดียวกันกับ carboxymethyl cellulose (CMC) ที่สามารถเกาะติดกับเซลล์ผิวกระจกตามนุษย์ ช่วยให้ผิวตาที่ถลอกกลับเป็นปกติได้อีกครั้ง

สารอิมัลชันประจุบวก (cationic emulsion) ช่วยเติมเต็มชั้นน้ำมัน (lipid/oil layer) ของน้ำตา ทำให้แผลที่ถลอกปิดหรือหาย ทั้งในแผลที่เกิดขึ้นจากการทดลองและแผลบนผิวกระจกตาจริง

6.สารกันเสียในน้ำตาเทียม (preservatives)

น้ำตาเทียมชนิดใช้หลายครั้ง (multi-dose units) ต้องมีสารกันเสียเพื่อช่วยป้องกันการติดเชื้อใน ขวดและยืดอายุการใช้งาน สารกันเสียที่นิยมใช้ในน้ำตาเทียมมากที่สุด คือ benzalkonium chloride (BAK) ต่อมามีการพัฒนาสารกันเสียชนิดใหม่ที่มีผลข้างเคียงน้อยกว่า (soft preservatives) ได้แก่ polyquaternium-1 (PQ, POLYQUAD®), sodium chlorite (PURITE® หรือ OcuPURE®) และ edetate disodium (EDTA) แต่การไม่ใช้สารกันเสียเลยจะพบว่าแผลในเซลล์มีชีวิตที่ใช้ในการทดลองจะหายดีกว่า

น้ำตาเทียมมีสารหลายชนิดที่ช่วยลดสาเหตุการเกิดโรคตาแห้ง รวมถึงทดแทนปริมาณน้ำตาที่ไม่เพียงพอ บางชนิดมีประโยชน์หรือบทบาทมากกว่าหนึ่งอย่าง น้ำตาเทียมแต่ละชนิดมีส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ดังนั้นการพบจักษุแพทย์เพื่อตรวจตา ทดสอบน้ำตาอย่างละเอียดและต่อเนื่อง เพี่อเลือกใช้น้ำตาเทียมที่ถูกต้อง ร่วมกับการใช้ยาหรือการรักษาเฉพาะทางชนิดอื่นเพิ่มเติมตามระดับความรุนแรงของโรคจึงมีความสำคัญ

น้ำตาเทียมมีอะไร ทำไมจึงมีประโยชน์มากกว่าความชุ่มชื้น ?