จากแป้งและน้ำตาล สู่อุปกรณ์ช่วยชีวิต

จากแป้งและน้ำตาล สู่อุปกรณ์ช่วยชีวิต

จากแป้งและน้ำตาล สู่อุปกรณ์ช่วยชีวิต

ข่าวอุบัติเหตุจากการขับขี่รถยนต์แม้กระทั่งการออกกำลังกายเราจะได้ยินกันบ่อยมากในบางครั้งอาจถึงขั้นกระดูกหักหรือพิการก็มี ซึ่งวิวัฒนาการทางการแพทย์ในปัจจุบันทำให้เราสามารถเชื่อมกระดูกที่หักไปกลับมาได้เหมือนเดิม แต่ในผู้ป่วยบางรายต้องผ่าตัดซ้ำๆหลายๆครั้งจนร่างกายบอบช้ำกระทบต่อเนื้อเยื่อของเรา

วันนี้ผมเลยอยากจะเล่าถึง การบรรจบกันของเทคโนโลยีชีวภาพและเทคโนโลยีสิ่งพิมพ์สามมิติหรือ3D Printing ที่จะช่วยให้รักษาฟื้นฟูผู้ป่วยได้ง่ายขึ้นและลดขั้นตอนการผ่าตัดลง

ท่านผู้อ่านคงจะรู้จักพลาสติกชีวภาพที่เรียกว่าพลาสติก PLA (Polylactic Acid)กันดีอยู่แล้ว ซึ่งพลาสติกPLAส่วนมากจะใช้ในการผลิตเป็นบรรจุภัณฑ์ใช้แล้วทิ้งอย่างเช่น แก้วพลาสติก หรือกล่องบรรจุอาหารพลาสติก เพราะพลาสติกPLAมีคุณสมบัติสำคัญ คือ สามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติเมื่ออยู่ในสภาวะเหมาะสม ช่วยลดขยะที่จะต้องกำจัดลงได้

ที่สำคัญอีกประเด็น คือ พลาสติกPLAถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ทดแทนพลาสติกที่ผลิตจากน้ำมันปิโตรเลียม ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษโดยเฉพาะก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิต โดยพลาสติกPLAนี้สามารถผลิตได้จากผลผลิตทางการเกษตรในบ้านเรา เช่น แป้งจากมันสำปะหลังและน้ำตาลจากอ้อย นำไปผ่านการหมักและกระบวนการเคมีให้กลายเป็นพลาสติกขึ้นมา ซึ่งโดยรวมแล้วเป็นกระบวนการที่ปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่า แถมยังช่วยสร้างมูลค่าให้กับสินค้าการเกษตรให้เพิ่มสูงขึ้นด้วย

และอีกเทคโนโลยีหนึ่งที่ท่านผู้อ่านน่าจะรู้จักอีกเช่นกัน คือ เทคโนโลยีการพิมพ์แบบสามมิติ หรือ 3D Printing ซึ่งคาดกันว่าจะเป็นเทคโนโลยีแห่งยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมIndustry4.0 โดย 3D Printingนี้ ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยวงการอุตสาหกรรมการผลิตให้สามารถสร้างชิ้นงานต้นแบบ (Prototype)ได้รวดเร็ว ก่อนที่จะนำไปผลิตเป็นสินค้าล็อตใหญ่ๆ ต่อไป ซึ่งหากต้องการปรับแก้ชิ้นงานต้นแบบก็สามารถปริ้นท์ใหม่ได้โดยใช้เวลาน้อยกว่าการสร้างแม่พิมพ์และการหล่อชิ้นงานขึ้นมาใหม่ ประหยัดได้ทั้งเวลาและต้นทุน ลดความสิ้นเปลืองลงได้ จากข้อดีในจุดนี้เองจึงทำให้มีการนำ 3D Printingไปประยุกต์ใช้ในวงการอื่นๆ อีกมากมายหลายแขนง ไม่ว่าจะเป็นการผลิตชิ้นงานเล็กๆ อย่างเครื่องประดับ ของเล่น ไปจนถึงชิ้นงานใหญ่ๆ อย่างส่วนประกอบของรถยนต์และเครื่องบิน

นับว่านวัตกรรมทั้งสองต่างก็มีประโยชน์กันคนละด้าน ซึ่งตอนนี้ได้มีการนำทั้งสองมาประยุกต์ใช้งานร่วมกัน โดยพลาสติกPLAได้รับความนิยมในการนำมาใช้เป็นวัสดุการพิมพ์สำหรับ 3D Printingเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวไม่สูงมาก สามารถนำมาหลอมผ่านหัวฉีดเพื่อพิมพ์เป็นชิ้นงานสามมิติได้ง่าย และเนื่องจากPLAผลิตมาจากน้ำตาลหรือแป้ง เวลาทำการหลอมพลาสติกเพื่อฉีดผ่านหัวฉีดจึงมีกลิ่นคล้ายน้ำตาลละลาย ต่างจากพลาสติกที่ผลิตจากปิโตรเลียมเมื่อนำมาใช้กับเครื่อง 3D Printingแล้วมักเกิดกลิ่นและละอองควันที่มีอันตรายต่อผู้ใช้งานสูงกว่า

ในวงการแพทย์มีการนำพลาสติก PLAมาใช้ในการผลิตชิ้นงานต่างๆ ด้วย 3D Printing เช่น ชิ้นส่วนของนิ้วมือ แขนเทียม และขาเทียม ที่สามารถออกแบบให้มีรูปร่างและขนาดที่เหมาะสมเฉพาะเจาะจงกับผู้ป่วยที่พิการในแต่ละราย และยังถูกนำไปใช้พิมพ์เป็นวัสดุเฝือก ที่มีข้อดีกว่าเฝือกทั่วไป คือ น้ำหนักเบาสามารถออกแบบให้มีลักษณะโปร่งเพื่อให้อากาศถ่ายเท มีช่องว่างให้ล้างทำความสะอาดผิวหนังของผู้ป่วยได้ง่ายกว่า

พลาสติก PLA ยังถูกนำไปพิมพ์เป็นข้อต่อช่วยสมานหรือสกรูสำหรับฝังในร่างกายผู้ป่วย (Surgical screw)เพื่อช่วยซ่อมแซมอวัยวะที่ได้รับผลกระทบจากอุบัติเหตุทางร่างกาย โดยชิ้นงานจากพลาสติกPLAมีคุณสมบัติที่ดี คือ สามารถย่อยสลายได้ในร่างกาย ทำให้ไม่ต้องผ่าตัดผู้ป่วยซ้ำเพื่อเอาข้อต่อหรือสกรูนั้นออก ช่วยลดการบาดเจ็บลงได้

นอกจากนี้พลาสติก PLA ยังถูกนำไปใช้ในการผลิตสินค้าอื่นๆ อีกมากมายหลายประเภท เช่น โมเดลหุ่นโชว์ เครื่องประดับ ของตกแต่งบ้าน เคสสำหรับใส่มือถือ ซึ่งสินค้าเหล่านี้บางชิ้นอาจถูกทิ้งหลังใช้งานได้ไม่นาน การใช้พลาสติกPLAที่ย่อยสลายได้มาเป็นวัสดุในการผลิตก็จะช่วยลดปริมาณขยะลงได้มาก

มิติใหม่ในยุครู้ทันเทคโนโลยีจึงมีการนำนวัตกรรมพลาสติกชีวภาพและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี3D Printingมาประยุกต์ใช้ร่วมกัน นอกจากจะช่วยลดโลกร้อนแล้วยังช่วยให้เรามีชีวิตที่ดีขึ้นจากอุบัติเหตุต่างๆ โดยไม่ต้องเจ็บตัวเพิ่มจากการผ่าตัดซ้ำด้วย

เรื่องนี้เป็นโอกาสของประเทศไทยที่ควรได้รับการพัฒนาและสนับสนุนจากทุกภาคส่วนครับ