นวัตกรรม “อวัยวะจำลอง” จากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ช่วยแพทย์ฝึกผ่าตัดแม่นยำ

การฝึกทักษะหัตถการของแพทย์มีความสําคัญอย่างมากต่อการเพิ่มความแม่นยำในการรักษา ลดความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น และลดความเสี่ยงของภาวะแทรกซ้อนที่ไม่พึงประสงค์ โดยเฉพาะในหัตถการที่มีความซับซ้อนและต้องอาศัยความชำนาญสูง เช่น การผ่าตัดทำหมันเพื่อคุมกำเนิดแบบถาวรในเพศหญิง อย่างไรก็ตามโมเดลฝึกทักษะหัตถการที่มีในท้องตลาดปัจจุบันยังไม่สามารถจำลองให้เหมือนอวัยวะจริงสำหรับการฝึกหัตถการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดยศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) พัฒนาวัสดุนิ่มชนิดใหม่สําหรับการพิมพ์ 3 มิติ เพื่อสร้างอวัยวะจําลองที่เสมือนจริงสําหรับใช้ในการฝึกทักษะหัตถการของแพทย์ในประเทศไทย โดยเฉพาะหัตถการการผ่าตัดทําหมันในเพศหญิงเพื่อคุมกําเนิดแบบถาวรซึ่งปัจจุบันยังไม่มีโมเดลท่อนําไข่จําลองเสมือนจริงสําหรับฝึกผ่าตัดทําหมัน

ดร.รวิภัทร มณีโชติ ทีมวิจัยวัสดุเฉพาะทางสำหรับการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม กลุ่มวิจัยการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการคำนวณ เอ็มเทค สวทช. กล่าวว่า ทีมวิจัยได้พัฒนาโมเดลท่อนําไข่จําลองเสมือนจริงซึ่งผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติชนิดแอลซีดี (LCD 3D printing) และน้ำยาเรซินไวแสงสูตรจําเพาะ ทำให้โมเดลที่ได้มีรูปร่าง ลักษณะ และสมบัติเชิงกลคล้ายกับท่อนําไข่จริงของมนุษย์ ที่สําคัญท่อนำไข่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 1 มิลลิเมตร และมีความหนาเพียง 0.5 มิลลิเมตร ถือว่ามีขนาดเล็กมาก จึงยากต่อการผลิตด้วยวิธีอื่น ทําให้ท่อนําไข่จําลองที่พัฒนาขึ้นมีความเสมือนจริงมากที่สุดในปัจจุบัน

“จากการทดสอบการใช้งานท่อนำไข่จำลองในการฝึกหัตถการโดยสูตินรีแพทย์ผู้เชี่ยวชาญและแพทย์ประจำบ้าน พบว่าโมเดลท่อนำไข่ที่พัฒนาขึ้นมีความนิ่มเสมือนจริง ใช้ฝึกผ่าตัดทําหมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มความมั่นใจในการผ่าตัด”

ทั้งนี้ ทีมวิจัยเอ็มเทคพัฒนาโมเดลท่อนําไข่จําลองสําหรับฝึกทําหมันร่วมกับภาควิชาสูติศาสตร์ นรีเวชวิทยา คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี และภาควิชาสูติศาสตร์-นรีเวชวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร โดยได้รับการสนับสนุนจากศูนย์พัฒนานวัตกรรมทางการแพทย์ คณะแพทย์ศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร และโปรแกรมเร่งพัฒนาศักยภาพและยกระดับความสามารถของนักวิจัยในการนำผลงานวิจัยและนวัตกรรมไปใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ (RECO | Explore) ภายใต้หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของประเทศ (บพข.)

ดร.รวิภัทรให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่า น้ำยาเรซินไวแสงที่ทีมวิจัยพัฒนาขึ้นยังมีข้อได้เปรียบกว่าวัสดุสําหรับการพิมพ์ 3 มิติชนิดอื่น คือ เป็นวัสดุนิ่ม มีความยืดหยุ่น สามารถปรับให้มีสมบัติเชิงกลคล้ายอวัยวะจริงได้ ซึ่งได้รับการพัฒนาต่อเนื่องจนสามารถต้านการเย็บได้สมจริง ที่สำคัญ คือ ยังสามารถใช้ผลิตโมเดลอวัยวะจําลองที่มีรูปร่างซับซ้อนหรือมีท่อกลวงคดไปมาได้ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่มีราคาย่อมเยา เช่น หัวใจ หลอดเลือด ท่อน้ำดี ท่อนําไข่ ซึ่งไม่สามารถผลิตได้โดยวิธีการหล่อด้วยแม่พิมพ์ทั่วไป

ด้วยสมบัติที่โดดเด่นกว่าวัสดุทั่วไปของน้ำยาเรซินไวแสงที่ทีมวิจัยเอ็มเทค สวทช. พัฒนาขึ้น ส่งผลให้ผลงานวิจัยเรื่อง Customizable 3D-printed Soft Materials for Advanced Medical Uses ได้รับรางวัลระดับนานาชาติ 3 รางวัล จากการประกวดผลงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติภายในงาน International Exhibition of Inventions Geneva ครั้งที่ 49 ณ นครเจนีวา สมาพันธรัฐสวิส ได้แก่ รางวัล Silver Medal รางวัล FIRI Award for the Best Invention จาก The 1st Institute Inventors and Researchers in I.R.IRAN และรางวัล NRCT Honorable Mention Award จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) สะท้อนถึงศักยภาพของนักวิจัยไทยในการพัฒนานวัตกรรมวัสดุขั้นสูงเพื่อตอบโจทย์ทางการแพทย์

การพัฒนาโมเดลอวัยวะจำลองด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ช่วยเพิ่มทักษะหัตถการให้แพทย์และนักศึกษาแพทย์ในประเทศไทย นอกจากนี้ยังเป็นการเปิดทางสู่การต่อยอดในการผลิตโมเดลอวัยวะเสมือนจริงสำหรับฝึกหัตถการวางแผนการผ่าตัดเฉพาะบุคคล ซึ่งจะช่วยเพิ่มความแม่นยำ ลดความเสี่ยง และยกระดับความปลอดภัยในการรักษา นับเป็นอีกก้าวสำคัญของนวัตกรรมการแพทย์ไทยที่มุ่งสู่การพัฒนาระบบสาธารณสุขอย่างยั่งยืน

ผู้สนใจนวัตกรรมอวัยวะจำลองจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ติดต่อสอบถามเพิ่มเติมได้ที่ ดร.รวิภัทร มณีโชติ ทีมวิจัยวัสดุเฉพาะทางสำหรับการประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม กลุ่มวิจัยการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการคำนวณ เอ็มเทค สวทช. โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4450 อีเมล: raviphat.man@mtec.or.th

เรียบเรียงโดย วีณา ยศวังใจ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ฉัตรทิพย์ สุริยะ ฝ่ายผลิตสื่อสมัยใหม่ สวทช.
ภาพประกอบโดย เอ็มเทค สวทช.