Biorubber

ปัจจุบัน มีการนำพลาสติกย่อยสลายได้มาใช้งานทางการแพทย์เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ทั้งนี้เนื่องจากประโยชน์หลาย ๆ ประการ ตัวอย่างเช่น ในกรณีของไหมเย็บแผลหรือแผ่นดามกระดูกต่าง ๆ เครื่องมือแพทย์ที่สามารถย่อยสลายตัวเองได้ ภายหลังจาก การทำหน้าที่ ตามที่ได้รับการออกแบบเสร็จสิ้นแล้วนั้น จะทำให้แพทย์ไม่ต้องผ่าตัด เป็นครั้งที่สอง เพื่อนำเครื่องมือแพทย์ ที่ใช้งานในการรักษาแล้ว ออกจากร่างกายผู้ป่วย ซึ่งจะเป็นประโยชน์ทั้งต่อตัวผู้ป่วยและแพทย์ คือ ผู้ป่วยไม่ต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น ไม่ต้องเจ็บตัวจากการผ่าตัดเพิ่มขึ้น ไม่ต้องเสี่ยงกับการผ่าตัดเพิ่มเติมและไม่ต้องเสียเวลา ในขณะเดียวกันแพทย์ ไม่ต้องเสียเวลา ในการรักษาผู้ป่วยคนอื่นเพื่อทำการผ่าตัดนำเครื่องมือแพทย์ออก นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการนำไปใช้งาน ผลิตเป็น อุปกรณ์ปลดปล่อยยา (drug delivery system) และวัสดุโครงร่างรองรับเซลล์สำหรับงานทางวิศวกรรมเนื้อเยื่ออีกด้วย

โดยทั่วไป พลาสติกที่ได้รับการพัฒนา และนำไปผลิต เป็นผลิตภัณฑ์ทางการค้านั้น มักอยู่ในกลุ่มของโพลิเอสเทอร์ ทั้งประเภท โฮโมโพลิเมอร์ และโคโพลิเมอร์ของแลกไทด์ และไกลโคไลด์ โพลิคาโปรแลกโตน (poly-e-caprolactone) โพลิไดออกซาโนน (polydioxanone) โพลิอะมิโนแอซิด (polyamino acid) โพลิแอนไฮไดร์ด (polyanhydrides) และโพลิออร์โทเอสเทอร์ (polyorthoesters) ถึงแม้จะมีการใช้งานเป็นจำนวนมาก แต่ปัจจุบัน ยังไม่มีพลาสติกย่อยสลายทางการแพทย์ ที่มีสมบัติคล้ายยาง ที่สามารถ ดึงยืดออกได้ยาว และคืนตัวกลับมาได้เมื่อปล่อยแรงออก ซึ่งเป็นสมบัติของเนื้อเยื่อหลายประเภทในร่างกายมนุษย์ได้ เช่น ถุงลมในปอดซึ่งสามารถขยายตัวได้กว่า 7 เท่าเมื่อเราหายใจเข้า และสามารถคืนรูปร่างกลับมาได้เมื่อเราหายใจออก เป็นต้น

อ่านบทความนี้ต่อที่ >>
1>>http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/174/biomaterial/3.htm
2>>http://web.mit.edu/newsoffice/2002/biorubber.html

โลหะทางการแพทย์

สาระน่ารู้ : โลหะทางการแพทย์
ดร. จินตมัย สุวรรณประทีป
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

ในทางการแพทย์นั้น โลหะถือได้ว่า เป็นวัสดุกลุ่มหนึ่ง ที่มีการนำมาใช้งาน ในการผลิต อุปกรณ์ต่าง ๆ มากมาย ทั้งอุปกรณ์ที่ช่วยในการผ่าตัด ไปจนถึงอุปกรณ์ที่ฝังเข้าไป ในร่างกาย เป็นเวลานาน เป็นที่ทราบกันดีว่า สภาพแวดล้อมภายในร่างกายมนุษย์ สามารถก่อให้เกิด การกัดกร่อนของอุปกรณ์ ที่ผลิตจากโลหะ ประเภทต่าง ๆ ได้ ถึงแม้ว่า โลหะที่นำมาใช้งาน จะถูกเลือกแล้วว่า สามารถทนทานต่อการกัดกร่อน ภายในร่างกายได้ก็ตาม แต่ปัญหา ของการกัดกร่อน เป็นสิ่งที่พบเห็นได้มาก มีผลทำให้ผลิตภัณฑ์ เกิดการแตกหักเสียหาย ก่อนเวลาอันควร หรือไม่เป็นไปตามอายุการใช้งานจริงที่ได้ออกแบบไว้ นอกจากนี้ การหลุดออกมาของเศษวัสดุเนื่องจากการกัดกร่อน อาจก่อให้เกิดปฏิกิริยา ต่อเนื้อเยื่อ ข้างเคียงได้ โดยบางครั้งถูกระบุว่า ก่อให้เกิดการเจ็บปวดหรือปวดบวม ในบริเวณ วัสดุฝังในแม้ปราศจากการติดเชื้อ นอกจากนี้ อาจส่งผลต่อการสลายตัว ของเนื้อกระดูก โดยรอบได้

อ่านบทความนี้ต่อที่...>>http://www.mtec.or.th/index.php?option=com_content&task=view&id=95&Itemid=36

วัสดุทางการแพทย์

สาระน่ารู้ : วัสดุทางการแพทย์ที่มีความ..พิเศษ
ดร. มาลินี ประสิทธิ์ศิลป์
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

การใช้วัสดุการแพทย์ในอดีต แพทย์มักจะนำวัสดุที่สามารถหาได้ง่ายหรือมีอยู่แล้วมาใช้งาน ตัวอย่างเช่น ชาวอียิปต์โบราณและชาวกรีกใช้เส้นใยจากพืชหรือสัตว์ในการเย็บบาดแผล และใช้ไม้ ทำเป็นแขน ขาเทียม ต่อมาราวต้นศตวรรษที่แล้วเริ่มมีการนำโลหะชนิดต่างๆ มาใช้งานทาง ทันตกรรม และเมื่อมีเหล็กสเตนเลส (stainless steel) ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีความทนทานต่อการ กัดกร่อนได้ดี จึงมีการนำมาใช้เป็นอวัยวะเทียมต่างๆ เช่นเดียวกันกับในอดีต แพทย์ปัจจุบันมักจะ เสาะหาวิธีการต่างๆ เพื่อรักษาหรือพัฒนาคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยให้ดีขึ้น ด้วยการหาสิ่งทดแทน ส่วนต่างๆ ของร่างกายที่สูญเสียไป หรือไม่สามารถทำหน้าที่ของมันได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อไม่นานมานี้ แพทย์มีความจำเป็นที่จะต้องใช้วัสดุทั่วไป ที่ไม่ได้ผลิตมาสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ เช่น หัวใจเทียมในระยะแรกๆ ต้องใช้โพลิยูรีเทนที่ใช้ทำชุดชั้นในสตรี ซึ่งมีความยืดหยุ่น ดัดงอได้ดี มีสมบัติตามต้องการ และหลังจากที่วัสดุชนิดนี้ถูกเลือกมาใช้เป็นวัสดุฝังในทรวงอกแล้ว ก็ได้มีการนำวัสดุชนิดนี้มาใช้เป็นวัสดุยัดไส้ที่นอนต่างๆ จากความต้องการวัสดุที่มีลักษณะพิเศษสำหรับการใช้งานด้านการแพทย์ ทำให้เกิดแรงจูงใจ ในกลุ่มนักวิจัยด้านวัสดุ เคมี เคมีวิศวกรรม และนักวิจัยสาขาอื่นๆ และหันมาให้ความสนใจ ในการพัฒนาหรือประดิษฐ์วัสดุทางการแพทย์ที่มีสมบัติพิเศษ เหมาะสำหรับการใช้งานเฉพาะอย่าง วัสดุสังเคราะห์ใหม่ๆ ที่นำมาใช้งาน ได้แก่ วัสดุโพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ และวัสดุที่ได้จากการดัดแปร สารจากธรรมชาติ ซึ่งจะออกแบบมาเพื่อการใช้งานต่างๆ เช่น การใช้งานด้านกระดูกและข้อ ทันตกรรม ระบบการปลดปล่อยยา และใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง (scaffold) สำหรับงานด้านวิศวกรรม เนื้อเยื่อ เป็นต้น ชาว อเมริกันมากกว่า 10 ล้านคน มีวัสดุหรืออุปกรณ์ทางการแพทย์ในร่างกายอย่างน้อย 1 ชนิด อุตสาหกรรมด้านวัสดุและอุปกรณ์ ทางการแพทย์นี้มียอดขายประมาณ 5 หมื่นล้านเหรียญสหรัฐฯต่อปี ทั้งๆ ที่ตลาดมีขนาดใหญ่แต่นักประดิษฐ์ผลิตภัณฑ์ด้านนี้ส่วนใหญ่ ถูกบังคับให้ทำงานกับวัสดุทางการแพทย์แบบดั้งเดิมที่เป็นที่รู้จักกันดี เช่น เหล็กสเตนเลส โลหะผสมโครเมียม เซรามิกส์ คอมโพสิท บางชนิด และ พลาสติกในอุตสาหกรรม เป็นต้น Joachim B. Kohn แห่ง Rutgers University ชี้แจงว่า พื้นผิวของวัสดุเหล่านี้ไม่มีสมบัติ ทางชีวภาพที่เหมาะสมสำหรับเนื้อเยื่อที่อยู่ล้อมรอบมัน จึงมักเกิดปฏิกิริยาตอบสนองจากร่างกาย ที่เรียกว่า foreign-body response เล็กน้อยในบริเวณที่ฝังวัสดุ

"วัสดุทางการแพทย์ที่ต้องการ ควรเป็นวัสดุชนิดใหม่ที่ออกแบบจากความเข้าใจในเรื่องกลไกการควบคุมปฏิกิริยา ระหว่างวัสดุและเซลล์" Dr. Kohn จาก New Jersey Center for Biomaterials กล่าว ทีมวิจัยของเขากำลังทำวิจัยเกี่ยวกับการ เตรียมวัสดุฝังในรุ่นใหม่ ให้มีทั้งสมบัติทางกายภาพ เชิงกล และทางเคมี ใกล้เคียงกับความต้องการในแต่ละการใช้งานมากที่สุด วัสดุชนิดใหม่ล่าสุดที่ได้จะนำมา ทำเป็นโครงสร้างสำหรับส่งเสริมการเจริญของเนื้อเยื่อ ซึ่งมีลักษณะเป็นโครงสร้าง 3 มิติที่เซลล์ชอบที่จะ เจริญเข้าไปข้างใน โครงสร้าง ของวัสดุนั้น หลังจากที่เซลล์สามารถเจริญเข้าไปแล้ว จะจัดเรียงโครงสร้างของเนื้อเยื่อ และทำหน้าที่ของ เนื้อเยื่อชนิดนั้น

โพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ในร่างกายกำลังเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานหลายชนิด เช่น การรักษาโรคกระดูกและข้อ ใช้เป็นวัสดุ โครงสร้างสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อ หรือการใช้งานด้านอื่นๆ การรักษากระดูกบางครั้งแพทย์ต้องการใช้วัสดุดังกล่าว เป็นตัวยึดกระดูก ให้อยู่กับที่เป็นการชั่วคราว จนกว่าร่างกายจะสมานแผลได้เองทำให้กระดูกเชื่อมติดกัน โดยต้องการให้วัสดุนั้นค่อยๆ สลายตัวไป โดยไม่ต้องทำการผ่าตัดเอาวัสดุตัวยึดออกหลังจากแผลหายดีแล้ว ซึ่งวิธีการนี้จะทำให้ผู้ป่วยประหยัดค่าใช้จ่าย รวมทั้งลดความเจ็บปวด และความเสี่ยงต่างๆ จากการผ่าตัดครั้งที่สอง นอกจากนี้ Dr. Kohn ชี้ให้เห็นว่าวัสดุที่ย่อยสลายได้ในร่างกาย ดูจะเป็นทางเลือกเดียว ในบางกรณี เช่น ศัลยกรรมหลอดเลือดต้องการวัสดุที่ย่อยสลายได้ในร่างกาย เนื่องจากวัสดุที่ไม่ย่อยสลายนั้นจะกินเนื้อที่ทำให้การ เจริญของเนื่อเยื่อใหม่เป็นไปอย่างไม่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม วัสดุที่ย่อยสลายได้ชนิดใหม่ๆ ควรจะผ่านการศึกษาความเป็นพิษ อย่างละเอียดเนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการย่อยสลายจะเข้าสู่ร่างกายผู้ป่วย

ไหมละลายสังเคราะห์รุ่นแรกๆ ที่ผลิตสู่เชิงพาณิชย์เริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 1970 เป็นสารประเภท poly(glycolic acid) (PGA) จะย่อยสลาย ในร่างกายและมีความแข็งแรงลดลงภายในระยะเวลา 2-4 สัปดาห์ เท่านั้นซึ่งเร็วเกินไปสำหรับการใช้งานในบางกรณี เพื่อขยาย ขอบเขตการใช้งานให้มากขึ้นจึงมีการพัฒนาเป็นโคโพลิเมอร์ของ PGA และ poly(lactic acid) (PLA) ซึ่ง PLA เป็นโมเลกุลที่ชอบ น้ำน้อยกว่า PGA จะเป็นตัวช่วยควบคุมปริมาณการดูดน้ำของโคโพลิเมอร์ชนิดนี้ ซึ่งจะสามารถลดอัตราเร็วของการสลายตัวของ โพลิเมอร์ได้เมื่อเทียบกับ PGA ปัจจุบัน PLA, PGA และโคโพลิเมอร์ของสองตัวนี้ เป็นวัสดุเชิงพาณิชย์ที่แพร่หลายมากกว่า โพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ชนิดอื่นๆ ซึ่งวัสดุในกลุ่มนี้มีการนำมาใช้เป็นเข็มยึดกระดูก เป็นเมมเบรนสำหรับรักษาโรคเหงือก และอื่นๆ แต่วัสดุกลุ่มนี้อาจจะไม่เหมาะนักสำหรับทำเป็นวัสดุโครงสร้างที่ใช้งานด้าน วิศวกรรมเนื้อเยื่อ

การเสาะหาวัสดุโครงสร้างที่เหมาะสมสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อ เป็นงานวิจัยที่นักวิจัยหลายกลุ่มให้ความสนใจ ทีมงานของ Dr. Kohn กำลังศึกษาการใช้ polycarbonates ตัวใหม่ในการรักษากระดูก ซึ่งทดลองในสัตว์ พบว่า polycarbonates ที่ได้จาก desaminotyrosyltyrosine ethyl ester [poly(DTE carbonate)] และ โพลิเมอร์ที่ได้จาก hexyl ester analog สนับสนุนการเจริญ ของกระดูกใหม่ตลอด 1 ปีที่ติดตามผล ซึ่งแตกต่างจากตัวอย่าง PLA ที่ใช้เป็นวัสดุอ้างอิง กลุ่มผู้วิจัยได้รายงานว่า PLA ทำให้เกิด foreign-body response เล็กน้อย และเกิดชั้นของเนื้อเยื่อที่มีลักษณะเป็นเส้นใย (fibrous tissue) ล้อมรอบชิ้นงาน PLA ที่ฝังไว้ ส่งผลให้ กระดูกไม่สามารถเชื่อมติดกับวัสดุได้ ลักษณะการตอบสนองของเนื้อเยื่อในลักษณะนี้จะไม่พบเมื่อใช้ polycarbonate ฝังในกระดูก การศึกษาในลักษณะที่ใกล้เคียงกันโดยนักวิจัยจาก New Jersey Medical School พบว่าความแตกต่างของโครงสร้าง ของโพลิเมอร์ เพียงเล็กน้อยมีผลกระทบอย่างมากต่อปฏิกิริยาระหว่างกระดูกกับพื้นผิวของวัสดุฝังใน หากเปรียบเทียบเข็มยึดกระดูกที่ทำด้วย poly(DTE carbonate) กับ butyl, hexyl และ octyl ester analogs คณะวิจัยพบความแตกต่างที่คาดไม่ถึงของโพลิเมอร์เหล่านี้ ถึงแม้ว่าโพลิเมอร์ทั้ง 4 ชนิดนี้จะมีโครงสร้างทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน แต่ poly(DTE carbonate) ให้ผลการตอบสนองของกระดูกที่ดีที่สุด วัสดุชนิดใหม่นี้กำลังอยู่ในระหว่างการพิจารณาโดย FDA เพื่อการใช้งานในคลินิกต่อไป

อ่านบทความนี้ต่อที่ >> http://www.mtec.or.th/index.php?option=com_content&task=view&id=99&Itemid=36

งานวิจัยข้อเข่าเทียม

งานวิจัยข้อเข่าเทียม
ฉบับที่ : 12 / 2549
โดย : อ. ดร.ชัญญาพันธ์ วิรุฬห์ศรีอ. ดร.ไพรัช ตั้งพรประเสริฐ
>http://newsletters.eng.chula.ac.th/?q=node/112

เมื่อพูดถึงคณะวิศวกรรมศาสตร์ หลายท่านคงนึกถึงภาพของการเรียนการสอนและการทำวิจัยที่เกี่ยวกับเครื่องจักรกล เครื่องยนต์กลไกต่างๆ แต่วันนี้เราจะพาท่านไปรู้จักกับอีกด้านหนึ่งของงานวิจัยด้านวิศวกรรมศาสตร์ ที่เป็นการนำความรู้ทางทางวิศวกรรมไปใช้กับงานทางด้านการแพทย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งผู้ที่จะมาพูดคุยกับเราในเรื่องนี้คือ อาจารย์ ดร.ชัญญาพันธ์ วิรุฬห์ศรี และ อาจารย์ ดร.ไพรัช ตั้งพรประเสริฐ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งทั้งสองท่านมีความสนใจในการทำข้อต่อเทียมเพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยที่ต้องทำการเปลี่ยนข้อต่อต่างๆของร่างกาย เช่น เข่า สะโพก เป็นต้นอาจารย์ ดร.ชัญญาพันธ์ “เริ่มแรกได้คุยกับเพื่อนที่เป็นแพทย์ ซึ่งเค้าเล่าให้ฟังถึงปัญหาด้านการแพทย์ เลยรู้สึกว่าความรู้ด้าน Mechanic ที่ตนเองเรียนมานั้นสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานทางด้านนี้ได้ เริ่มทำจริงๆ มาได้ปีกว่าๆ ซึ่งไม่ได้จบมาทางด้าน Biomechanic โดยตรง แต่นำศาสตร์ทางด้าน Mechanic มาใช้ และการได้คุยกับหมอแล้วทำให้รู้ปัญหาด้านข้อต่อมากขึ้น ซึ่งตอนนี้ในเมืองไทยได้นำเข้าข้อต่อเทียมต่างๆ ทั้งหมด อย่างเช่นการผ่าตัดข้อเข่าครั้งหนึ่งต้องเสียค่าใช้จ่ายประมาณ 60,000 – 100,000 บาท รู้สึกว่าแพงเกินไป”
อาจารย์ ดร.ไพรัช “สำหรับผมตอนอยู่ที่ญี่ปุ่น ห้อง Lab จะมีสองส่วน ส่วนหนึ่งจะเป็นทางด้าน Manufacturing ซึ่งผมเรียนทางด้านนี้ อีกส่วนหนึ่งจะเป็นทางด้าน Robot ช่วยทางด้านการผ่าตัด โดยส่วนตัวผมเองก็สนใจทางด้านนี้ด้วย จึงติดภาพมาว่าอยากจะทำงานที่เกี่ยวข้องกับการแพทย์ พอกลับมาผมจึงสนใจอยากทำทางด้านนี้” และนั่นคือจุดเริ่มต้นที่ทำให้อาจารย์ทั้งสองท่านหันมาสนใจงานวิจัยทางด้านวิศวกรรมชีวเวช คืองานวิศวกรรมที่มีความเกี่ยวเนื่องทางด้านการแพทย์ โดยงานที่ทั้งสองท่านให้ความสนใจทำเป็นอันดับแรกคือการทำข้อเข่าเทียม“ตอนนี้มีโครงการที่คิดจะทำ คือออกแบบและสามารถผลิตข้อเข่าเทียมให้ได้ด้วยตนเอง เป็นแบบของคนไทย ไม่ยึดติดกับของต่างประเทศ ทำให้เราสามารถผลิตได้ด้วยตนเอง ทำได้ภายในประเทศด้วย เนื่องจากตอนนี้ข้อเข่าเทียมที่ใช้กันประเทศไทยเป็นการนำเข้ามาจากยุโรปและอเมริกา ซึ่งมีหลายขนาดแต่ไม่เข้ากับสัดส่วนของคนไทย หรือคนเอเชีย ซึ่งจากงานวิจัยของนักวิจัยในทวีปเอเชียไม่ว่าจะเป็นเกาหลี ญี่ปุ่น ไต้หวัน หรืออินเดีย ต่างก็พบว่าข้อเข่าเทียมจากยุโรป และอเมริกานั้นมีความไม่เหมาะกับสรีระของคนในประเทศนั้นๆ จึงคิดว่าถึงเวลาที่คนไทยคนจะผลิตข้อเข่าเทียมของตนเองเพื่อให้เหมาะกับสรีระของคนไทย”
“การออกแบบและผลิตแบ่งเป็น 4 ขั้นตอนคร่าวๆ คือ ขั้นตอนที่หนึ่ง เก็บข้อมูลทางด้ายกายวิภาคของข้อเข่าคนไทย ไม่ว่าจะเป็นรูปร่างของส่วนโค้งเว้า ขนาดสัดส่วนความกว้างความยาว โดยได้ความร่วมมือจากภาควิชาออร์โธปิดิกส์ คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย”
“ขั้นตอนที่สอง ก็จะเป็นการเอาข้อมูลของโมเดลที่ได้มาวิเคราะห์การเคลื่อนไหว การเดิน การนั่ง การยืน ทั้งของผู้ป่วยและของคนปกติด้วย วิเคราะห์ทางด้าน Dynamic เช่น วัดว่าการนั่งและลุกขึ้นยืนเกิด force เท่าไหร่ที่หัวเข่า และความเร็วของ joint เท่าไหร่ ซึ่งจะวัดโดยใช้พวก Motion capture system มีติดมาร์กเกอร์ไปที่ข้อเข่า แล้วถ่ายภาพ ดูว่าขณะนั่งแล้วลุกการเคลื่อนไหวมีความเร็วเกิดขึ้นเท่าไหร่ ความเร่งเกิดขึ้นเท่าไหร่ แล้วคำนวณหา force ออกมา ซึ่งตอนนี้เราพอจะทำได้เป็น 2 มิติ แต่จริงๆ แล้วขาคนเดินแล้วจะมีการบิดเกิดขึ้น จึงควรจะต้องใช้กล้องหลายๆ ตัวในการวัด ซึ่งจะช่วยให้มีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น”
“ขั้นตอนที่สาม เป็นขั้นตอนของการออกแบบหน้าตาของข้อเข่าเทียม โดยนำข้อมูลมาออกแบบ Conceptual design ว่าควรจะเป็นอย่างไร ซึ่งที่เราคิดไว้ คือการเลียนแบบธรรมชาติ คือ ความเร็วที่เราวัด ความเร่งที่เราวัด แรงที่เกิดขึ้น นี่คือธรรมชาติ การออกแบบก่อนใส่และหลังใส่ ทำอย่างไรให้ force ที่เกิดขึ้น ความเร็วที่เกิดขึ้น เหมือนเดิม ตัวข้อต่อต้องเป็นอย่างไร”
“ขั้นตอนที่สี่ เป็นขั้นตอนของการการผลิต วัสดุที่ใช้ส่วนใหญ่เป็น Biocompatible Material เช่น โคบอลโครเมี่ยม พลาสติกชนิด Ultra high molecular weight polyethylene และไทเทเนียมอัลลอย คือนำเข้าวัสดุเหล่านี้เข้ามาก่อนแล้วผลิตเป็นรูปร่างข้อต่อเอง ต้องศึกษาว่าวัสดุเหล่านี้ต้องผลิตอย่างไร ต้องมีการทำวิจัยก่อน เพราะปกติประเทศเราไม่ค่อยได้ขึ้นรูปวัสดุเหล่านี้อยู่แล้ว ถ้าเป็นโลหะ เหล็กหรืออลูมิเนียม เราส่งให้โรงกลึงทั่วไปเค้าทำเค้าก็ทำได้ แต่ถ้าเป็นวัสดุที่ใช้กับร่างกายคน เช่น ไทเทเนียมอัลลอยแล้ว เวลาขึ้นรูป จะทำได้ยากเพราะจะมีค่าการนำความร้อนของชิ้นงานต่ำ ทำให้มีดสึก และเกิด vibration จะได้ผิวชิ้นงานที่ไม่ดี ซึ่งจะทำให้นำไปใช้งานไม่ได้”

แม้ในขณะนี้จะทำวิจัยเกี่ยวกับข้อเข่าเทียม แต่ความสนใจของการทำวิจัยทางด้านนี้ไม่ได้มุ่งเน้นไปที่ข้อเข่าเทียมแต่เพียงอย่างเดียว“จริงๆ แล้วเราไม่ได้เน้นที่ทางด้านข้อเข่าเพียงอย่างเดียว เรามีความสนใจทางด้านการออกแบบระบบดามกระดูกสันหลังด้วย เป็นการพยายามออกแบบระบบดามกระดูกสันหลังที่เลียนแบบธรรมชาติ สำหรับผู้ป่วยที่หมอนรองกระดูกเสื่อม ตัวหมอนรองกระดูกจะไปทับเส้นประสาททำให้เกิดอาการปวดหลัง และวิธีการรักษาโดยทั่วไปในปัจจุบัน คือหมอจะผ่าตัดเอาหมอนรองกระดูกออก แล้วนำกระดูกส่วนอื่นบดแล้วใส่เข้าไปแทน จากนั้นก็ทำการดามยึดกระดูกให้แน่น ไม่ให้เคลื่อนไหว ก็จะสามารถลดการเจ็บปวดได้ แต่หมอก็บอกว่าคนไข้ที่ดามกระดูกด้วยวิธีนี้ มักจะต้องกลับมารักษาอีก เพราะหมอนรองกระดูกข้อถัดไปเสื่อม ที่เป็นเช่นนี้ก็เนื่องจากการดามกระดูกสันหลังแบบเดิมนี้ผิดธรรมชาติและทำให้หมองรองกระดูกข้อที่ติดกันรับ load มากเกินไป เป็นสาเหตุให้หมอนรองกระดูกข้อต่อมาเสียไปด้วย ดังนั้นจึงมีความคิดที่จะออกแบบตัวดามว่าทำอย่างไรที่จะทำให้สามารถเกิดเคลื่อนไหวที่ Flexible กว่าวิธีการรักษาแบบเดิมในลักษณะของ Dynamic Stabilization ซึ่งตอนนี้อยู่ในขั้นตอนของการออกแบบ ทำไฟไนต์เอลิเมนต์ และออฟติไมเซชัน โดยพยายามหารูปร่างหน้าตาของระบบการดามกระดูกสันหลังที่ให้คุณสมบัติที่ใกล้เคียงกับหมอนรองกระดูกธรรมชาติ”
“นอกจากนี้ยังมีการออกแบบและผลิตข้อสะโพกเทียม ก็กำลังอยู่ในขั้นตอนการออกแบบอยู่ ก็ใช้หลักการเดียวกันกับการออกแบบข้อเข่าเทียม”
“แต่ที่อยากทำเรื่องเข่าและสะโพกก่อน เพราะถ้าโครงการสำเร็จขึ้นมาก็สามารถผลิตได้จริง นำไปใช้ได้เลย เพราะอย่างที่โรงพยาบาลจุฬาฯ มีการผ่าทุกวัน โดยเฉลี่ยแล้ววันละ 1 หรือ 2 ราย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นที่คนสูงอายุ ปีหนึ่งประมาณ 400 – 500 ชิ้น อย่างเข่านี่ค่าใช้จ่ายทั้งหมดประมาณ 70,000 – 80,000 บาท ต่อราย”
สุดท้ายนี้สิ่งที่อาจารย์ทั้งสองท่านอยากฝากไว้ก็คือ“จริงๆ แล้ว เป้าหมายของกลุ่มวิจัยเราคือ อยากทำออกมาแล้วมีผู้ใช้และผู้ใช้สามารถใช้งานได้จริง เพราะตอนนี้อย่างแพทย์เองก็คาดหวังว่าถ้าทีมหมอและวิศวฯ ช่วยกันทำจนสามารถสร้างผลงานออกมาได้ ก็จะเริ่มต้นนำไปใช้กับที่โรงพยาบาลจุฬาฯ แต่การที่จะทำอะไรออกมาได้ดีจนกระทั่งผลิตและใช้ได้จริงนั้น จำเป็นที่จะต้องได้รับการสนับสนุนจากมหาวิทยาลัยและรัฐบาล เพราะค่อนข้างต้องใช้เงินทุนสูงมากในการทำวิจัยทางด้านนี้ ตัวอย่างเช่นงานวิจัยเหล่านี้ ต้องการเก็บข้อมูลการถ่ายภาพ MRI หรือ CT เป็นจำนวนหลายร้อยข้อมูล และนำมาสร้างเป็น 3D MODEL และวัดขนาดต่างๆ ซึ่งต้องมีโปรแกรมเฉพาะทางมาช่วย ส่วน Motion capture system ก็ต้องเป็นเครื่องมือที่มีกล้องหลายตัวและมีความละเอียดสูง แล้วยังมีเครื่องมือที่จะใช้ในการผลิต และวัสดุที่ใช้ในการวิจัยก็มีราคาแพง ซึ่งเป็นเงินหลักหลายล้านบาท ตอนนี้เราก็กำลังพยายามหาแหล่งเงินทุนอยู่”

เครื่องกระตุ้นกล้ามเนื้ออ่อนแรง

ม.มหิดลเจ๋งวิจัย-พัฒนา'ไอพีจี'สำเร็จ (เดลินิวส์ 3 มี.ค.)
"ม.มหิดล"สุดเจ๋ง!วิจัยและพัฒนาเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าชนิดฝังลงในร่างกาย หรือ ไอพีจีสำเร็จ เป็นอีกทางเลือกของการบรรเทาโรคของผู้ป่วย ช่วยคนหูหนวกให้ได้ยิน บรรเทาอาการสั่นของโรคพาร์คินสัน โรคลมชักอาการเจ็บปวดเรื้อรัง การควบคุมร่างกายของผู้ป่วยอัมพาต ราคาถูกกว่าต่างประเทศหลายเท่าตัว พร้อมทดสอบกับผู้ป่วยที่สนใจในปี 2553 ที่ห้องประชุมศาสตราจารย์เกียรติคุณนที รักษ์พลเมือง สำนักงานอธิการบดี มหา วิทยาลัยมหิดล ศาลายา อ.พุทธมณฑล จ.นคร ปฐม เมื่อเวลา 11.30 น. วันที่ 2 มี.ค. ศ.คลินิก นพ.ปิยะสกล สกลสัตยาทร อธิการบดีมหา วิทยาลัยมหิดล ดร.เซง เลิศมโนรัตน์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและชีวการแพทย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และหัวหน้าโครงการวิจัยเพื่อพัฒนาเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าชนิดฝังลงในร่างกาย (IMPLANTABLE PULSE GENENATOR หรือ IPG) ร่วมแถลงผลงานการวิจัยและพัฒนา เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าชนิดฝังลงในร่างกาย เพื่อช่วยกระตุ้นระบบประสาทหรือกล้ามเนื้อด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นอีกวิธีหนึ่งของการบรรเทาโรคที่ดีที่สุดสำหรับโรคที่ ยังไม่มียารักษา และเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าเพื่อขับปัสสาวะ สำหรับผู้ป่วยอัมพาต ซึ่งได้รับรางวัล “Neural Engineering Excellence Award, the 2nd International IEEEEngineering in Medicine and Biology Society Conference on Neural Engineering, rlington, USAเมื่อปี พ.ศ. 2548” ศ.คลินิก นพ.ปิยะสกล กล่าวว่า หลักการคือใช้เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าแบบฝังลงในร่างกาย ส่งสัญญาณไฟฟ้าไปกระตุ้นระบบประสาทหรือกล้ามเนื้อในจุดที่ต้องการ ซึ่งจะช่วยบรรเทาอาการของโรคต่าง ๆ เช่น ช่วยคนหูหนวกให้ได้ยิน โดยการกระตุ้น COCHLEAR การบรรเทาอาการสั่นของโรคพาร์คินสัน โดยการกระตุ้นสมองการบรรเทาอาการโรคลมชัก โดยการกระตุ้นเส้นประสาท VAGUS การกระตุ้นไขสันหลังเพื่อบรรเทาอาการเจ็บปวดเรื้อรัง การควบคุมร่างกายของผู้ป่วยอัมพาต เช่น การยืน การเดิน การหายใจ การขับปัสสาวะโครงการนี้เกิดจากความร่วมมือของ 6 คณะ คือ คณะวิศว กรรมศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ คณะสัตวแพทย์ศาสตร์ คณะกายภาพบำบัด คณะแพทย์ศาสตร์รพ.รามาธิบดี และศิริราชพยาบาล เครื่อง IPG นี้ได้พัฒนาเทคโนโลยีมาจากเครื่องกระตุ้นของต่างประเทศ แต่ดีกว่าที่ไม่ต้องผ่าตัดเปลี่ยนถ่านทุกปี ที่สำคัญราคาถูกกว่าหลายเท่าตัว และพร้อมที่จะทดสอบกับผู้ป่วยที่สนใจในปี 2553 ภายใต้การดูแลของคณาจารย์จากคณะแพทย์ศาสตร์ทั้งจากรามาธิบดีและศิริราชอธิการบดีมหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวต่อว่า นอกจากเครื่อง IPG แล้ว คณะวิศว กรรมศาสตร์และกายภาพบำบัดยังได้พัฒนาเครื่องกระตุ้นไฟฟ้า สำหรับช่วยบำบัดผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองตีบหรือแตก เพราะผู้ป่วยส่วนใหญ่มักจะมีความพิการหลงเหลืออยู่ ได้แก่ อัมพฤกษ์ อัมพาต กล้ามเนื้อลีบ ฝ่อ และเกร็ง ซึ่งจำเป็นต้องได้รับการกายภาพบำบัดเพื่อฟื้นฟูสมรรถภาพทางร่างกาย การกระตุ้นกล้ามเนื้อด้วย ไฟฟ้า จะช่วยให้ผู้ป่วยฟื้นฟูร่างกายได้ หากได้รับการกระตุ้นกล้ามเนื้อแต่เนิ่น ๆ ที่สำคัญคือมีขนาดเล็กกะทัดรัด พกพาไปได้ทุกสถานที่ราคาถูกกว่า ของต่างประเทศกว่า 300% ขณะนี้อยู่ระหว่างการทดลองใช้ที่คณะกายภาพบำบัดมหา วิทยาลัยมหิดล และ รพ.ศิริราช ภายในสิ้นปีนี้จะได้ผลิตและมอบให้กับ รพ.ของรัฐได้นำไปทดลองใช้และคาดว่าอนาคตผู้ป่วยอาจจะสามารถ มีเครื่อง ไว้ใช้ในบ้านตัวเอง.

ที่มา
1.เครื่องกระตุ้นกล้ามเนื้ออ่อนแรง ผลงาน ดร.เซง เลิศมโนรัตน์ ->>สำนักข่าวไทย
2.ดู>>ข่าวย้อนหลังที่: http://news.impaqmsn.com/articles.aspx?id=252283&ch=gn1
3.กลไกทำงานวิชาการแบบสหวิทยาการ
>Source: http://gotoknow.org/blog/council/197635

เครื่องตรวจวัดแอลกอฮอล์พกพา

นักวิจัยผลิตเครื่องตรวจวัดแอลกอฮอล์พกพา ลดการนำเข้าจาก ตปท.โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์ 2 เมษายน 2551 16:58 น. ดร.อดิศร เตือนตรานนท์ หน่วยหน้าหน่วยปฏิบัติการวิจัยนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องกลจุลภาค ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ หรือเนคเทค สำนักงานพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กล่าวว่าได้วิจัยพัฒนาเครื่องวัดแอลกอฮอล์จากลมหายใจแบบพกพาขึ้นมาเอง ราคาเพียง 8,000 บาท ซึ่งจะลดการนำเข้าจากต่างประเทศที่ราคาสูงกว่าถึง 5 เท่า โดยคุณสมบัติพิเศษของเครื่องนี้จะใช้วัดค่าแอลกอฮอล์ ที่ให้ค่าใกล้เคียงกับที่นำเข้า พร้อมระบุตัวเลขปริมาณแอลกอฮอล์ในระดับลมหายใจที่เกิน 50 มิลลิกรัมเปอร์เซ็นต์ รวมทั้งมีไฟเรืองแสง และสัญญาณแสงเตือนผู้ที่มีระดับแอลกอฮอล์เกินมาตรฐาน นอกจากนี้ ยังกินไฟน้อย โดยแบตเตอรีที่ใช้จะวัดได้ถึง 900 ครั้ง อย่างไรก็ตามจะเตรียมแจกจ่ายเครื่องวัดแอลกอฮอล์ ในลมหายใจแบบพกพาให้กับตำรวจ 100 เครื่อง ในช่วงเทศกาลสงกรานต์ ซึ่งมั่นใจว่าจะลดอุบัติเหตุในช่วงเทศกาลดังกล่าวได้เป็นอย่างดี
อ่านต่อเรื่องที่เกี่ยงข้อง...
1 หนังสือแนะนำ "นาโนเทคโนโลยี่ จิ๋วแต่แจ๋ว"โดย ดร.อดิศร เตือนตรานนท์ สำนักพิมพ์ Nation Books
2 “SMART HEALTH”MEM Lab NSTDA:นำเสนอผลงานเด่นทางด้าน “SMART HEALTH” ดร.อดิศร เตือนตรานนท์
3.งานสัมมนา NAC2009
>>http://www.nstda.or.th/nac2009/index.php>>http://www.nstda.or.th/nac2009/video-archives-14-Mar-CC309.php

ระบบนำส่งยารักษามะเร็ง

การพัฒนาระบบนำส่งยารักษาโรคมะเร็ง
Wednesday, 13 May 2009 14:56
รศ ดร สมลักษณ์ คงเมือง
คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัย ศิลปากร

การพัฒนาระบบยาในปัจจุบันมีการศึกษากันอย่างแพร่หลาย และมีการพัฒนาการที่รวดเร็ว โดยมากจะเน้นกับตัวยาที่มีการรักษาโรคที่สำคัญ เช่น โรคมะเร็ง เป็นต้น พบว่าสถิติในประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อ คศ 2008 มีมะเร็งที่พบบ่อย 4 ชนิดได้แก่ มะเร็งเต้านม มะเร็งปอด มะเร็งลำใส้ และ มะเร็งต่อมลูกหมาก ซึ่ง มีการเพิ่มจำนวนผู้ป่วยอีก 50 % ของจำนวนคนไข้เดิม
ในการรักษาโรคมะเร็ง กระบวนการการคิดค้นยา มีวัตถุประสงค์เพื่อ ประโยชน์ในการรักษาให้ได้มีประสิทธิภาพสูงสุด โดยลดอาการข้างเคียงต่างๆ ที่เกิดขึ้น ปัญหาที่พบมากสำหรับกลุ่มยารักษาโรคมะเร็งคือเรื่องของ low therapeutic index ของตัวยา ซึ่งจะมีผลต่อความเป็นพิษของยานั้นๆ จึงมีนำเสนอแนวทางการแก้ปัญหานี้ โดยสามารถทำได้ใน สอง ลักษณะได้แก่

1. สังเคราะห์ยาให้มีความจำเพาะกับเซลล์มะเร็ง ยาบางชนิดสามารถสังเคราะห์ได้เช่น imatinib mesylate , gefitnib, trastuzumab และ cetuximab โดยยาในกลุ่มนี้จะเป็นยาประเภท monoclonal antibody มีความสามารถจับเฉพาะกับเซลที่ต้องการรักษาได้ โดย จะไม่มีผลกระทบ หรือ ผลน้อยต่อเซลปกติของร่างกาย ทำให้เป็นที่ต้องการของการรักษาเป็นอย่างมาก จึงมีการศึกษาด้านนี้เป็นจำนวนมากในปัจจุบัน ซึ่งคาดว่าจะมียาในกลุ่มนี้ออกจำหน่ายในอนาคตอันใกล้

2. การนำยารักษามะเร็งที่มีอยู่แล้ว มาบรรจุในระบบนำส่งยาที่เหมาะสม เพื่อจะทำให้ยาออกฤทธิ์ได้ดี และป้องกันความเป็นพิษของยาต่อเนื้อเยื่อปกติ การศึกษาในประเภทนี้มีการศึกษาเป็นจำนวนมาก โดยเน้นเรื่องของการเตรียมระบบนำส่ง หรือ ตัวพา(carrier) เพื่อนำยาไปยังบริเวณต่างๆที่ต้องการออกฤทธิ์ ทั้งนี้สามารถแบ่งการศึกษาเป็น 2 ประเภท ได้แก่
2.1 การนำส่งยาแบบ passive targeting ได้แก่การนำส่งยา โดย อาศัยตัวพา(carrier) พาตัวยาสำคัญไปยังบริวณต้องการ ซึ่งเป็นไปตามลักษณะขนิดมะเร็งที่เกิดขึ้น โดยจะอาศัยปัจจัยของการเกิดมะเร็งมาเกี่ยวข้องได้แก่ กระบวนการ angiogenesis คือมีการขยายและเพิ่มจำนวนของเส้นเลือดบริเวณเซลมะเร็ง ทำให้เซลมะเร็งได้รับสารอาหารมากขึ้น จากปริมาณของเลือดที่เข้ามาหล่อเลี้ยงมากขึ้น ในกระบวนการนี้จะมีความเกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาณ ของ growth factor หลายชนิด ส่งผลให้หลอดเลือดมีอาการอักเสบ และ บวม มากกว่าปกติ ในบริเวณที่เป็นมะเร็ง ซึ่งการอักเสบ บวมก่อให้เกิดหลอดเลือดบริเวณนั้น เกิดการขยายตัว ทำให้ผนังของเส้นเลือดบริเวณดังกล่าว บางลง และบางแห่งอาจจะมีรอยรั่วเกิดขึ้น ส่งผลทำให้ ตัวยาที่บรรจุในตัวพา สามารถหลุดเข้าสู่บริเวณเซลที่เป็นมะเร็ง แล้วสามารถนำยาให้ออกฤทธิ์ได้ ตัวพาในกรณีนี้มักจะมีประโยชน์ในแง่ของ การเพิ่มการละลายของตัวยาสำคัญหรือ สามารถทำให้ตัวยาสำคัญสามารถอยู่ในระบบหลอดเลือดนานมากขึ้น
2.2 การนำส่งยาแบบ active targeting ได้แก่ ใช้ตัวพาที่มีความสามารถพิเศษในการนำส่งยาไปเฉพาะที่ได้ หรือบริเวณเป้าหมาย ซึ่งปัจจุบัน เทคโนโลยีที่ใช้ได้แก่ การใช้nanotechonology มาประยุกต์ รวมถึงการใช้สารในกลุ่ม polymer ที่ลักษณะพิเศษ นอกจากนี้แล้วจะมีการนำส่งบางส่วนของสารพันธุกรรม เพื่อช่วยในการยับยั้งการเปลี่ยนแปลงของเซลมะเร็ง อาจจะอยู่ในลักษณะของ SiRNA หรือ Antisense oligodeoxynucleotide เป็นต้น

>ติดตามรายละอียดต่อที่