วัสดุแทนกระดูกทำด้วยพรินเตอร์3มิติสั่งตัดเฉพาะบุคคล

งานวิจัย มจธ. สุดล้ำ ใช้เทคโนโลยีพิมพ์สามมิติ สร้างวัสดุทดแทนกระดูกพรุน ออกแบบเฉพาะบุคคล พลิกโฉมการรักษาผู้ป่วยโรคกระดูกและการศัลยกรรมขากรรไกร รุกจดสิทธิบัตรส่งขายตลาดโลก

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)  เปิดตัวนวัตกรรมวัสดุทดแทนกระดูกพรุนพิมพ์ด้วยเทคโนโลยีสามมิติ จากการออกแบบโครงสร้างวัสดุพรุนจากกระบวนการพิมพ์สามมิติ เพิ่มคุณสมบัติเชิงกลและเชิงชีวภาพสำหรับเป็นวัสดุทดแทนกระดูก พัฒนาระบบวางแผนการผ่าตัดแบบดิจิทัลและกระดูกเทียมเฉพาะบุคคล สำหรับศัลยกรรมกระดูกและใบหน้า ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติและปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) พัฒนาโดยทีมวิจัย มีรศ. ดร.พชรพิชญ์ พรหมอุปถัมภ์ อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และ ผู้บริหารระดับสูงด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรม (Chief Technology Officer : CTO) บริษัท ออสซีโอแล็บส์ จำกัด ธุรกิจที่แยกตัว (Spin-off) ของ มจธ. เป็นหัวหน้าโครงการฯ เป็นการบุกเบิกในวงการศัลยกรรมกระดูก นวัตกรรม เพื่อแก้ไขข้อจำกัดการรักษาแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะปัญหาการติดเชื้อซ้ำสูง ช่วยให้กระดูกของผู้ป่วยยึดติดกันได้ดี มีความแม่นยำทางกายวิภาคของวัสดุทดแทนกระดูกที่ใช้กันทั่วไปจากเดิมที่ใช้ กระดูกบริจาคหรือซีเมนต์ทางการแพทย์

รศ. ดร.พชรพิชญ์ กล่าวว่างานวิจัยนี้สะท้อนความสำเร็จทางการแพทย์ในเคสที่มีความท้าทายสูง อาทิ ผู้ป่วยข้อเท้าเสื่อมที่มีภาวะกระดูกติดเชื้อจากโรงพยาบาลตรัง และผู้ป่วยกระดูกหักที่กระดูกไม่ติดกันจากอุบัติเหตุในโรงพยาบาลสงขลานครินทร์ ทั้งหมด 7 ราย ประสบความสำเร็จในการรักษา กลับมาเดินได้ตามปกติ แสดงว่าวัสดุหรืออุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นปรับใช้กับกระดูกได้หลากหลายชิ้นทั่วร่างกาย 

จุดเด่นของนวัตกรรม คือKnow-how การออกแบบกระดูกเทียมเฉพาะบุคคลให้เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้งานได้ดี เหมาะสมกับแผนการรักษาที่แพทย์วางไว้และใช้งานได้จริง ประกอบกับโครงสร้างวัสดุพรุนที่ทำจาก 3D Printing เป็นตัวเข้ามาเสริมการเกาะของกระดูก เข้าใจ Pain Point ของแพทย์

“เมื่อก่อนแพทย์จะวางแผนรักษาโดยอิงกับอุปกรณ์ที่มีอยู่ แต่เมื่อมีเทคโนโลยีวัสดุพรุนฯ 3D Printing ออกแบบเฉพาะบุคคล ทำให้แพทย์มีทางเลือกการรักษาได้มากขึ้น วางแผนการรักษาได้อย่างยืดหยุ่น”

ความสำเร็จนี้ ดำเนินไปถึงขั้นยื่นจดสิทธิบัตรในประเทศสหรัฐอเมริกา ร่วมกับ นายแพทย์จรวด จำปา แพทย์โรงพยาบาลตรัง เพื่อขยายการใช้งานอุปกรณ์สู่ระดับนานาชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับโรคเบาหวานที่ถือเป็นปัญหาสาธารณสุขสำคัญทั่วโลก

รศ. ดร.พชรพิชญ์ เล่าว่า จากงานวิจัยขั้นพื้นฐานเมื่อ 2 ปีก่อน ทีมวิจัยเชื่อว่าน่าจะต่อยอดเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้ ปัจจุบันพัฒนาและนำไปใช้จริงกับผู้ป่วยแล้ว

ในเชิงธุรกิจบริษัทฯ เตรียมขยายผลการใช้เทคโนโลยีไปสู่กลุ่มผู้ป่วยกลุ่มอื่นที่ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้ได้ เช่น กลุ่มผู้ป่วยปากแหว่งเพดานโหว่ที่พบราว 0.1% ของประชากร หรือ 60,000 คน ผู้ป่วยกลุ่มนี้ต้องผ่าตัดหลายครั้ง ตั้งแต่วัยเด็กจนถึงอายุ 18–20 ปี ขั้นตอนสุดท้ายคือผ่าตัดแก้ไขการสบฟัน ซึ่งใช้เทคโนโลยีวัสดุทดแทนกระดูกเสริมผลลัพธ์การรักษาได้ ปัจจุบันทีมวิจัยได้พัฒนาปัญญาประดิษฐ์ (AI) กับการออกแบบวิเคราะห์ใบหน้า เพื่อให้ตอบโจทย์ได้ครอบคลุมยิ่งขึ้น

ข้อเท้าเสื่อมเป็นปัญหาสุขภาพที่ซับซ้อน ส่งผลกระทบต่อคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยอย่างมาก สาเหตุสำคัญจากอุบัติเหตุ โรคเบาหวาน และ การติดเชื้อในข้อ รวมถึงภาวะโรคเรื้อรังต่าง ๆ ที่ทำลาย หรือทำให้สูญเสียเนื้อกระดูกในข้อเท้าอย่างรุนแรง ผู้ป่วยต้องเผชิญความเจ็บปวด เดินลำบาก เป็นอุปสรรคการใช้ชีวิตประจำวัน ปัจจุบันการผ่าตัดกำจัดกระดูกที่เสียหาย ใช้ bone graft ทดแทนโพรงกระดูกที่สูญเสียไป แต่เต็มไปด้วยข้อจำกัด วัสดุแบบเดิม ไม่สามารถทำเฉพาะบุคคล ต้องปรับแต่งด้วยมือ ให้เข้ากับความบกพร่องของกระดูกแต่ละราย เกิดความเสี่ยงการยึดติดที่ไม่เหมาะสม กระทบต่อความมั่นคงของกระดูกในระยะยาว การใช้กระดูกบริจาค (allograft) ก็มีข้อจำกัดเช่น ความเสี่ยงในการถ่ายทอดโรค การตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และข้อจำกัดด้านปริมาณ ซึ่งทำให้ผู้ป่วยบางรายต้องรับการผ่าตัดซ้ำ อาจนำไปสู่การสูญเสียอวัยวะถาวร

#วัสดุทดแทนกระดูกพรุนพิมพ์ด้วยเทคโนโลยีสามมิติ  #3D Printing ออกแบบเฉพาะบุคคล