อาจารย์ มจธ. วิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ทางเลือกในอนาคตสำหรับผู้ป่วยที่ต้องปลูกถ่ายกระดูก
ในปัจจุบันเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเข้ามามีบทบาทและเป็นทางเลือกให้กับการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ สำหรับการใช้งานในหลายๆ รูปแบบ อาทิ ชิ้นส่วนยานยนต์ ชิ้นส่วนอากาศยาน และการผลิตชิ้นส่วนใช้งานทางการแพทย์ เป็นต้น ซึ่งการผลิตชิ้นงานด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิตินั้น ยังสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับชิ้นงานที่ผลิตได้อย่างมากอีกด้วย
ดร.พชรพิชญ์ พรหมอุปถัมภ์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) กล่าวว่า เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ไม่ใช่เรื่องใหม่ใน ประเทศซีกโลกตะวันตกที่ได้มีการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลายในวัตถุประสงค์ต่าง ๆ ซึ่งโดยมากมักใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอากาศยานที่ต้องการชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนและต้องการความแม่นยำในการผลิตสูง จึงเล็งเห็นว่าเป็นเทคโนโลยีที่สามารถนำมาปรับใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอุปกรณ์ปลูกถ่ายที่ใช้ทางการแพทย์เพื่อเป็นทางเลือกในการรักษาให้กับผู้ป่วยในประเทศไทยได้
ด้วยความเชี่ยวชาญในด้านกลศาสตร์ของวัสดุ ที่เป็นแขนงวิชาหนึ่งในด้านวิศวกรรมศาสตร์ จึงได้เริ่มต้นศึกษาวิจัยการนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะสำหรับผู้ป่วยที่จำเป็นต้องปลูกถ่ายกระดูก เพื่อเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่จะสามารถพัฒนาให้ผู้ป่วยได้รับการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น เนื่องจากการผลิตแผ่นกระดูกเทียมจะมีโครงสร้างบางอย่างที่ไม่สามารถออกแบบและผลิตได้โดยง่ายเพราะมีรูปแบบเฉพาะ ดังนั้นการนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมาปรับใช้จะทำให้การผลิตอุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะได้อุปกรณ์ที่มีขนาดและรูปร่างเฉพาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละบุคคลได้และมีประสิทธิภาพในการรักษามากยิ่งขึ้น โดยการศึกษาวิจัยต้องอาศัยการทำงานร่วมกับอาจารย์แพทย์ที่มีความเชี่ยวชาญ ซึ่งปัจจุบันมีความร่วมมือกับคณะทันตแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ภายใต้โครงการศึกษา อุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ นั้น ประกอบด้วยโครงการวิจัยย่อยหลายโครงการซึ่งดำเนินการคู่ขนานกันไป ซึ่งหนึ่งในโครงการนั้น ได้แก่ โครงการการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างภายในจากการคำนวณขั้นสูง ซึ่งเป็นโครงการศึกษาวิจัยเพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับวิเคราะห์โครงสร้างความพรุนและรูปแบบการโค้งของโลหะที่เหมาะสมกับโครงสร้างของกระดูกตัวอย่างที่ผ่านการทำ CT Scan เฉพาะบุคคล ทำให้คุณสมบัติทางกลและกายภาพระหว่างวัสดุทดแทนกระดูกและกระดูกจริงมีค่าใกล้เคียงกัน โดยคำนึงถึงสภาวะที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะ ที่จะถูกนำเข้าสู่ร่างกายของผู้ป่วย ซึ่งมีการไหลเวียนของเลือดภายในร่างกายของผู้ป่วยเป็นปัจจัยสำคัญที่จะส่งผลต่อการทำให้เซลล์เนื้อเยื่อยึดเกาะกับวัสดุ โดยผลลัพธ์ของโครงสร้างความพรุนที่เหมาะสมที่ได้มาจากการจำลองโดยซอฟต์แวร์ จะถูกนำไปผลิตเป็นอุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติได้ต่อไป
ดร.พชรพิชญ์ กล่าวเสริมว่า การนำเอาแนวคิดทางด้านวิศวกรรมศาสตร์มาช่วยแก้ไขปัญหาทางการแพทย์ด้วยซอฟต์แวร์ตัวนี้จะสามารถย่นระยะเวลาในการศึกษาวิจัยได้ เนื่องจากสามารถทดสอบและจำลองเพื่อหาชุดของผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นสำหรับโครงสร้างความพรุนและการโค้งตัวของวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการนำไปผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ได้ในจำนวนที่มากขึ้นและรวดเร็วมากยิ่งขึ้น เนื่องจากไม่จำเป็นต้องผลิตชิ้นส่วนจำลองเพื่อมาทำการทดลองจริงสำหรับทุกๆตัวอย่างที่สามารถคิดค้นได้
ดร.พชรพิชญ์ กล่าวทิ้งท้าย ว่า หากผลงานอุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะจากเครื่องพิมพ์ 3 มิตินี้ สามารถผลิตได้สำเร็จจะสามารถทำให้ประเทศไทยสามารถลดการนำเข้าอุปกรณ์ปลูกถ่ายจากต่างประเทศได้ ทำให้ผู้ป่วยสามารถเข้าถึงการรักษาที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพสูง โดยไม่ต้องมีค่าใช้จ่ายที่สูงเกินไปนอกจากนี้จะสามารถต่อยอดเป็นองค์ความรู้ที่สามารถส่งต่อเพื่อการผลิตเชิงพาณิชย์ และเพื่อการศึกษาสำหรับผู้เรียนที่มีความสนใจได้ อีกทั้งยังเป็นการสร้างแนวทางในการประกอบอาชีพใหม่ให้แก่อุตสาหกรรมการผลิตเดิมในประเทศ ให้สามารถสร้างผลงานที่มีคุณภาพ ความซับซ้อนของชิ้นงาน และมีมูลค่าที่สูงมากได้ ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ที่เป็นเทคนิคการผลิตใหม่ๆ ที่อุตสาหกรรมการผลิตทุกแขนงสามารถเข้าถึงได้อย่างไม่จำกัด
อุปกรณ์ปลูกถ่ายประเภทโลหะจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ: การเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างภายในจากการคำนวณขั้นสูง เป็นผลงานวิจัยที่ได้รับทุนช่วยเหลือทางด้านวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยมูลนิธิโทเรเพื่อการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ ประเทศไทย ซึ่งการดำเนินงานในขณะนี้อยู่ในระหว่างการพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อช่วยวิเคราะห์โครงสร้างความพรุนและรูปแบบการโค้งของโลหะที่เหมาะสมสำหรับการนำไปผลิตเป็นผลงานจริงในอนาคต
ที่มา: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
