ผลงาน3นศ.มจธ.ขดลวดค้ำยันหลอดเลือดแดงคาโรติด จากวัสดุฉลาดที่ขยายตัวได้เอง

ปัจจุบันมีคนไทยที่ป่วยเป็นโรคหลอดเลือดสมองคาโรติดตีบนี้ค่อนข้างมาก ปีหนึ่งๆ กว่า 100,000 คน และยังพบว่ามีจำนวนของผู้ป่วยเพิ่มขึ้นทุกปี เพราะจำนวนผู้สูงอายุในไทยมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นและอันตรายจากโรคนี้เริ่มจะเกิดขึ้นกับคนที่มีอายุที่น้อยลงเรื่อยๆ เพราะอาหารการกิน โดยกลุ่มคนเป็นโรคหลอดเลือดสมองคาโรติดตีบจะมีอัตราการเสียชีวิต 15% และอีก15-20% ในกลุ่มคนที่เป็นโรคนี้จะเกิดอาการอัมพฤกษ์หรืออัมพาต

 “ขดลวดค้ำยันหลอดเลือดแดงคาโรติดจากวัสดุฉลาดที่ขยายตัวได้เองสำหรับการป้องกันโรคหลอดเลือดสมอง”เป็นผลงานของ 3 นักศึกษาจาก 2 คณะ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ประกอบด้วย นายธราธิป แสงอรุณ (ตะวัน) ชั้นปีที่ 2 ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล นายพลาจักษณ์ ปานเกษม (ซี) ชั้นปีที่ 2 ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ และนายจิรพนธ์ เส็งหนองแบน (โชกุน) ชั้นปีที่ 1 สาขาวิชาการบูรณาการการออกแบบด้วยพหุปัญญา คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบ โดยมี รศ. ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ และหัวหน้าห้องปฏิบัติการทดสอบและวิเคราะห์วัสดุฉลาดและวัสดุชั้นสูง (SMART LAB) มจธ. เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา ได้รับรางวัลชนะเลิศ กลุ่มพลังงาน วัสดุ และเคมีชีวภาพ จากเวทีการประกวดสิ่งประดิษฐ์ระดับเยาวชน Thailand New Gen Inventors Award 2024: I-New Gen Award 2024 ในงานวันนักประดิษฐ์ ประจำปี 2567 จัดโดยสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) เมื่อต้นปี 2567 ที่ผ่านมา

นักศึกษาทั้งสามคนนอกจากจะเป็นรุ่นพี่รุ่นน้องต่างคณะ ที่ได้มาทำผลงานร่วมกันแล้ว ยังเป็นรุ่นพี่รุ่นน้องจากโรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี และเคยทำผลงานร่วมกันมาก่อนตั้งแต่ชั้นมัธยม เพราะต่างก็เป็นเด็กสายวิทย์ที่ชื่นชอบทำงานวิจัย และส่งเข้าประกวดแข่งขันตามเวทีต่างๆ นำมาสู่การทำงานร่วมกันอีกครั้งในระดับมหาวิทยาลัย และจากจุดเริ่มต้นของผลงานชิ้นนี้ได้เป็นเส้นทางที่ปูพื้นฐานให้นักศึกษาทั้งสามคนได้เก็บเกี่ยวความรู้และประสบการณ์ในการก้าวสู่การเป็น “นักวิจัยด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมชีวภาพ” เพื่อทำงานด้านการแพทย์ในอนาคต

แนวทางการพัฒนา“ขดลวดค้ำยันหลอดเลือดแดงคาโรติดจากวัสดุฉลาดที่ขยายตัวได้เองสำหรับการป้องกันโรคหลอดเลือดสมอง”นั้น ธราธิป ในฐานะหัวหน้าทีม กล่าวว่า หลอดเลือดแดงคาโรติด (carotid artery) ซึ่งเป็นหลอดเลือดแดงใหญ่ทั้งข้างซ้ายและขวาบริเวณคอ เป็นหลอดเลือดที่แตกแขนงโดยตรงมาจากหลอดเลือดใหญ่บริเวณทรวงอก ทำหน้าที่ไปเลี้ยงสมอง ถ้าหลอดเลือดนี้มีอาการตีบหรือมีลิ่มเลือดหลุดออกจากหลอดเลือดออกไปยังหลอดเลือดส่วนปลายอุดตันจะทำให้เลือดไปเลี้ยงสมองได้ไม่ดีหรืออุดตัน เป็นผลทำให้สมองขาดเลือดจนส่งผลให้เกิดโรคหลอดเลือดสมองตีบตามมา แต่ปัจจุบันอุปกรณ์ในการรักษาส่วนใหญ่นำเข้าจากต่างประเทศและมีราคาแพง เป็นอุปสรรคต่อการเข้าถึงการรักษา ประกอบกับได้รับโจทย์จากแพทย์ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง สาขาวิชารังสีวินิจฉัย ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดลว่า ด้วยสรีระของคนฝั่งเอเชียมีความแตกต่างจากคนฝั่งยุโรป การใช้อุปกรณ์ที่ทำขึ้นในต่างประเทศอาจไม่เหมาะกับสรีระของคนไทยนัก จึงชักชวนเพื่อนๆ มาทำด้วยกัน โดยนำต้นแบบเวอร์ชั่น 1 ของรุ่นพี่ SMART LAB พัฒนาไว้ มาพัฒนารูปแบบใหม่และออกแบบให้แตกต่างจากรูปแบบเดิมที่ใช้กันอยู่ และให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยเราเริ่มพัฒนาเป็นเวอร์ชั่น 2 เมื่อปลายปี 2566 และได้รับรางวัลชนะเลิศ จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา

ด้าน พลาจักษณ์ กล่าวว่า เพราะหลอดเลือดของคนจะมีลักษณะค่อยๆ เล็กลง ถ้าเราให้แรงที่เท่ากันตลอดทั้งเส้นในรัศมีที่เท่ากัน พื้นที่หน้าตัดของขดลวดตลอดทั้งขดลวดมีขนาดเท่ากัน แปลว่า ช่องหรือหลอดเลือดที่มีขนาดเล็กกว่าจะได้รับแรงที่มากขึ้นจนอาจเกิดความเสียหายต่อหลอดเลือดได้เลยต้องมีการคำนวนถึงเรื่องดังกล่าวจึงได้ออกแบบเวอร์ชั่น 2 ที่มีลักษณะเรียวปลาย หรือสโลป ซึ่งเป็นสูตรที่เราพัฒนาขึ้นเอง โดยได้ศึกษาค้นคว้าจากเอกสารวิจัยเกี่ยวกับสรีระของหลอดเลือดคาโรติด จนมีไอเดียว่าการออกแบบขั้นตอนลายสานลักษณะนี้จะทำงานได้ดีกว่าและลดอาการบาดเจ็บได้ เมื่อได้ต้นแบบแล้วจะก็ต้องมาคำนวณค่าแรงว่าเราต้องการเท่าไหร่เวลาที่เอาไปใส่ในเส้นเลือด เพราะอุปกรณ์ชิ้นนี้จะอยู่ในเส้นเลือดตรงบริเวณนั้นไปตลอดชีวิต เช่น หากต้องการให้ขดลวดทำงานในอุณหภูมิ 37 องศาในร่างกาย จะต้องให้แรงเท่าไหร่ ซึ่งการควบคุมแรงนี้ขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัย คือการออกแบบขั้นตอนของอุปกรณ์และตัวลวดที่ใช้มีแรงมากหรือแรงน้อย

“เมื่อออกแบบให้ลักษณะของขดลวดมีความเรียวที่ปลาย หรือสโลป วิธีการผลิตต่างๆ ก็ต้องเปลี่ยนรูปแบบ การทำงานซึ่งจะมีความยากขึ้น เราจึงต้องมีการแบ่งหน้าที่กัน โดยธราธิป จะดูเรื่องของการใช้งานจริงว่าจะต้องมีอะไรบ้างและทดสอบให้ตรงกับที่ สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา(อย.)กำหนด ส่วนพลาจักษณ์จะเป็นคนออกแบบชิ้นงาน รูปแบบลายสาน ออกแบบขั้นตอน ขณะที่จิรพนธ์จะช่วยเรื่องการสานลวด การออกแบบตัวโม และมองภาพรวมทิศทางความเป็นไปได้กับการใช้งานจริง ศึกษาค้นคว้าความเป็นไปได้ มูลค่าของชิ้นงานในตลาด ข้อมูลทั้งในเชิง ธุรกิจ และ งานวิจัย” ตะวัน กล่าวเสริม
ด้าน รศ. ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ และหัวหน้าห้องปฏิบัติการทดสอบและวิเคราะห์วัสดุฉลาดและวัสดุชั้นสูง (SMART LAB) กล่าวว่า เราเป็นห้องปฎิบัติการที่พัฒนาเกี่ยวกับอุปกรณ์การแพทย์เน้นเรื่องของการเอาวัสดุฉลาดมาใช้ในกระบวนการรักษาแบบบาดเจ็บน้อยที่สุด เราจึงใช้วิธีการรักษาผ่านสายสวน ซึ่งสามารถนำพาอุปกรณ์การรักษาเข้าไปถึงทุกจุดของร่างกายที่ต้องการ ทางห้องปฎิบัติการ ได้ให้ความสนใจเรื่องนี้มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2015 โดยเริ่มทำงานวิจัยและมีการลงนามบันทึกความร่วมมือกับคณะแพทย์ต่างๆ เช่น รพ.ศิริราช รพ.รามาธิบดี และคณะแพทย์ใหญ่ๆ  เริ่มจากการคิดค้นนวัตกรรมและออกแบบพัฒนาสายสวนกับโรคหัวใจ โรคหลอดเลือดสมอง และต่อยอดจนไปถึงจัดตั้งเป็นสตาร์ทอัพขึ้นชื่อว่า บริษัท สมาร์ทเมทกรุ๊ป 2019 ขณะนี้อยู่ระหว่างการเตรียมสร้างโรงงาน

สำหรับผลงานขดลวดฯ เวอร์ชั่น 2 ของนักศึกษายังอยู่ระดับเทียร์ 3 (Tier 3) คือ ระดับของการออกแบบ ทำต้นแบบ และทดสอบ (ยังไม่ใช้กับสิ่งมีชีวิต) โดยจะต้องผลิตต้นแบบในปริมาณมากเพื่อส่งไปทดสอบที่ประเทศอินเดีย เป็นการทดสอบความปลอดภัย ตามที่ อย.กำหนดกว่า 15 รายการ ก่อนที่จะไปทดสอบกับสิ่งมีชีวิต อาทิเช่น ทดสอบสมบัติทางกล การระคายเคือง และทดสอบการเข้ากันได้ทางชีวภาพ เป็นต้น ตัวอย่างรายละเอียดการทดสอบ เช่น การอยู่ในอุณหภูมิที่ 37 องศาจะมีแรงดันกลับเท่าไหร่ และถ้าต่อกับสายสวนจะมีแรงต้านเท่าไหร่ หรือมีแรงต้านทานทางโค้งในเส้นเลือดเท่าไหร่ ตามที่ อย.กำหนด ซึ่งหลังจากนี้ ทางทีมนักศึกษาก็จะยังคงพัฒนาผลงานต่อไป ตามแผนที่วางไว้ เพื่อให้สิ่งที่ออกแบบมาสามารถผ่านการทดสอบในระดับเทียร์ 5 (Tier 5) ที่จะต้องผลิตในสถานที่จริงต่อไป โดยได้ตั้งเป้าที่จะใช้ในมนุษย์ภายในปลายปี 2568

“อุปกรณ์ชิ้นนี้ มีมูลค่าทางการตลาดทั่วโลกกว่า 4,000 ล้านบาท เนื่องจากอุปกรณ์มีราคาสูงถึง 100,000 บาทต่อชิ้น หากไทยสามารถผลิตได้เองในประเทศราคาจะถูกลงเฉลี่ยชิ้นละ 60,000 กว่าบาท จะช่วยให้คนไทยสามารถเข้าถึงอุปกรณ์ชิ้นนี้ได้มากขึ้น ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการพัฒนาอุปกรณ์ชิ้นนี้ ไม่ใช่เพียงให้มีขนาดที่เข้ากับสรีระของคนไทยและคนเอเชียเท่านั้น แต่ต้องการให้คนไทยเข้าถึงอุปกรณ์มากขึ้นด้วยราคาที่ถูกลง เพิ่มคุณภาพชีวิตให้กับคนไทย และช่วยลดต้นทุนการนำเข้าอุปกรณ์ทางการแพทย์ราคาแพง เราจึงต้องออกแบบให้แตกต่างจากที่มีอยู่ในต่างประเทศ นั้นคือ ขั้นตอนและขนาดที่เข้ากับสรีระคนไทย และยังเป็นอุปกรณ์ที่ไทยจะเป็นผู้ผลิตขึ้นเพียงแห่งเดียวในอาเซียน” รศ. ดร.อนรรฆ กล่าว