Technology & Innovation

นวัตกรรมวัสดุทางการแพทย์

01 Jan 2015
10222

ความก้าวหน้าทางการแพทย์และสาธารณสุข ส่งผลให้ประชากรมีอายุขัยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น แต่ในขณะเดียวกัน อุบัติการณ์ของโรคที่เกิดจากความเสื่อมของอวัยวะต่างๆ ก็มีแนวโน้มสูงขึ้นตาม การพัฒนาเทคโนโลยีด้านเครื่องมือแพทย์ที่จะช่วยให้คงไว้ซึ่งภาวะสุขภาพที่ดี จึงเป็นเรื่องที่ทั่วโลกให้ความสนใจ

ในวงการแพทย์ไม่มีการรักษาสาขาใดที่ใช้องค์ความรู้ด้านวิศวกรรมมากเท่ากับการรักษาโรคหัวใจ การประดิษฐ์อุปกรณ์และเครื่องมือทางวิศวกรรมการแพทย์จึงถูกออกแบบมาเพื่อซ่อมแซมและใช้ทดแทนการทำงานส่วนต่างๆ รวมทั้งหลอดเลือดที่ไม่สามารถทำงานได้อย่างปกติ Edwards SAPIEN XT Transcatheter Heart Valve ผลิตโดยบริษัท Edwards Life Sciences รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา คืออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สามารถทดแทนวาล์วหลอดเลือดแดงโดยไม่ต้องรับการผ่าตัดใหญ่แบบเปิดทรวงอก ซึ่งวาล์วขนาดเล็กนี้ทำจากเนื้อเยื่อของวัวซึ่งออกแบบให้อยู่ภายในท่อสแตนเลสสตีลที่ยุบตัวได้ จึงสามารถนำเข้าสู่ร่างกายทางเส้นเลือดที่ต้นขาด้วยสายสวนที่สอดเข้าไปจากการผ่าตัดขนาดเล็ก เมื่อถึงจุดหมายบริเวณลิ้นหัวใจ อุปกรณ์นี้จะขยายขนาดขึ้นจนเต็มพื้นที่พื่อทำหน้าที่แทนวาล์วเดิมที่ทำงานได้ไม่ดีของผู้ป่วย ทั้งนี้ องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาอนุมัติให้ใช้อุปกรณ์นี้ได้ตั้งแต่ปี 2011 โดยสามารถใช้กับผู้ป่วยสูงอายุหรือป่วยเกินกว่าที่จะรับการรักษาแบบผ่าตัดเปิดทรวงอกเท่านั้น

หากพูดถึงในประเทศไทย ได้มีการผลักดันอุตสาหกรรมวัสดุอุปกรณ์ทางการแพทย์และสุขภาพให้เป็นอุตสาหกรรมเพื่ออนาคต (New Wave Industry) โดยใช้ทรัพยากรที่อยู่ในประเทศ ตัวอย่างเช่นงานวิจัยจากข้าวมาพัฒนาเป็น “ข้าวเย็บแผล” หรือ วัสดุเย็บแผลชนิดย่อยสลายได้ที่ผลิตจากแป้งข้าวเจ้า โดยคณะผู้วิจัยจากภาควิชาศัลยศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ และหน่วยวิจัยชีววัสดุและเครื่องมือแพทย์ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ซึ่งเป็นวัสดุเย็บแผลแบบเส้นใยเดี่ยว ที่ได้พัฒนาสมบัติเชิงกลของแผ่นฟิล์มโพลิเมอร์แป้งข้าวเจ้า ด้วยการผสมสารตัวช่วยอย่างเจลาติน คาร์บอกซีเมทธิลเซลลูโลส และผงคาร์บอนขนาดนาโนเมตร และเพิ่มคุณสมบัติแรงดึงยืด ความทนทานน้ำ ด้วยผงนาโนคาร์บอนจากกะลามะพร้าวที่ให้เส้นใยสีดำเพื่อช่วยให้ศัลยแพทย์แยกแยะออกได้ง่ายเมื่อปะปนกับเลือดภายในเนื้อเยื่อระหว่างผ่าตัด

ในอนาคต หากวัสดุทางการแพทย์ “ข้าวเย็บแผล” นี้ได้รับการรับรองและใช้อย่างแพร่หลาย จะส่งผลดีทั้งต่อวงการวิทยาศาสตร์ ที่จะก่อให้เกิดนวัตกรรมชีววัสดุด้วยการพัฒนานวัตกรรมเทคโนโลยีการประดิษฐ์ที่มีต้นทุนต่ำในประเทศเอง ทั้งยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับข้าวไทยให้เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์จากฝีมือนักวิจัยไทย ช่วยลดการนำเข้าและช่วยส่งเสริมการส่งออกผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ของประเทศไทยอีกด้วย

เรื่อง: ชมพูนุท วีรกิตติ และ ปิยวรรณ กลิ่นศรีสุข

พบกับวัสดุต้นคิดที่เกี่ยวข้อง ได้ที่ Material ConneXion® Bangkok

Nylon 645
หมายเลขวัสดุ MC# 7301-03
ผลิตโดย Taulman 3D Inc.

เส้นใยไนลอน (โพลีเอไมด์หรือพีเอ) สำหรับงานพิมพ์สามมิติด้วยวิธีอัดรีด มีความคงทนสูง ใช้เป็นชิ้นส่วนรับน้ำหนักได้ สามารถทำบานพับทั้งชิ้น เหมาะสำหรับพิมพ์ที่อุณหภูมิ 242˚C แท่นรองงานพิมพ์ต้องอุ่นที่ความร้อน 30-65˚C มีสีขาวนวลตามธรรมชาติ มีความทึบแสงร้อยละ 65 สามารถย้อมสีติดได้ดีและใช้ได้กับสีย้อมผ้าที่เป็นกรดทั่วไป เหมาะสำหรับงานพิมพ์สามมิติเพื่อผลิตอวัยวะเทียม งานซ่อมแซมและทดแทนกระดูก ของใช้ในครัวเรือน และต้นแบบที่ใช้ทดสอบการใช้งาน

Absorv™
หมายเลขวัสดุ MC# 6702-01
ผลิตโดย Zeus Inc.

โพลิเมอร์ที่ถูกดูดซึมได้ทางชีวภาพสำหรับงานด้านการแพทย์และเภสัชกรรม สามารถสลายตัวในร่างกายได้ พลาสติกที่มีโพลีเอสเตอร์เป็นส่วนประกอบหลักนี้มีคุณสมบัติหลายประการคล้าย กับโพลีเอทิลีน (พีอี) และโพลีโพรพิลีน (พีพี) ออกแบบให้สามารถอัดรีดเป็นรูปทรงต่างๆ ได้เพื่อใช้สอดใส่ในร่างกายตามจุดประสงค์ต่างๆ เช่น ขยายหลอดเลือด ลำเลียงยาเข้าสู่ร่างกายในช่วงเวลาหนึ่ง ขดลวดป้องกันการตีบของเส้นเลือด หรือใช้เป็นเครื่องมือแพทย์ที่สามารถปล่อยทิ้งไว้ในร่างกายในระหว่างการผ่า ตัดได้ ซึ่งจะค่อยๆ ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ โดยสามารถกำหนดอัตราการสลายตัวได้ตั้งแต่ไม่กี่วันจนถึงหลายปี รวมทั้งกำหนดคุณสมบัติการรับแรงและความแข็งของวัสดุนี้ได้

ที่มา
บทความ Visualizing the Sapien Heart Valve โดย Michael MacRae จาก asme.org,
edwards.com
vcharkarn.com