“ขดลวดค้ำยันหลอดเลือดแดงคาโรติดจากวัสดุฉลาดที่ขยายตัวได้เองสำหรับการป้องกันโรคหลอดเลือดสมอง” ผลงานของ 3 นักศึกษา จาก 2 คณะ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ประกอบด้วย นายธราธิป แสงอรุณ (ตะวัน) ชั้นปีที่ 2 ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล นายพลาจักษณ์ ปานเกษม (ซี) ชั้นปีที่ 2 ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ และ นายจิรพนธ์ เส็งหนองแบน (โชกุน) ชั้นปีที่ 1 สาขาวิชาการบูรณาการการออกแบบด้วยพหุปัญญา คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบ โดยมี รศ. ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ และ หัวหน้าห้องปฏิบัติการทดสอบและวิเคราะห์วัสดุฉลาดและวัสดุชั้นสูง (SMART LAB) มจธ. เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา ได้รับรางวัลชนะเลิศ กลุ่มพลังงาน วัสดุ และเคมีชีวภาพ จากเวทีการประกวดสิ่งประดิษฐ์ระดับเยาวชน Thailand New Gen Inventors Award 2024: I-New Gen Award 2024 ในงานวันนักประดิษฐ์ ประจำปี 2567 จัดโดย สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) เมื่อต้นปี 2567 ที่ผ่านมา ซึ่งทั้งสามคนนอกจากจะเป็นรุ่นพี่รุ่นน้องต่างคณะที่ได้มาทำผลงานร่วมกันแล้ว ยังเป็นรุ่นพี่รุ่นน้องจากโรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี และเคยทำผลงานร่วมกันมาก่อนตั้งแต่ชั้นมัธยม เพราะต่างก็เป็นเด็กสายวิทย์ที่ชื่นชอบทำงานวิจัย และส่งเข้าประกวดแข่งขันตามเวทีต่าง ๆ นำมาสู่การทำงานร่วมกันอีกครั้งในระดับมหาวิทยาลัย และจากจุดเริ่มต้นของผลงานชิ้นนี้ ได้ปูพื้นฐานให้นักศึกษาทั้งสามคนได้เก็บเกี่ยวความรู้และประสบการณ์ในการก้าวสู่การเป็น “นักวิจัยด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมชีวภาพ” เพื่อทำงานด้านการแพทย์ในอนาคต

นายธราธิป แสงอรุณ หรือ ตะวัน นักศึกษาชั้นปีที่ 2 ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล กล่าวว่า ตนเองมีความสนใจเกี่ยวกับเรื่องของวัสดุศาสตร์ ผลงานที่ผ่านมา ส่วนใหญ่เป็นเรื่องยางพารา เช่น ยางพาราประยุกต์เป็นแผ่นปูพื้นและสนับเข่าสำหรับผู้สูงอายุ เป็นผลงานที่ทำร่วมกับ ซี ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมชั้นเรียน ม.ปลาย ด้วยกัน และเคยส่งไปประกวดแข่งขันทั้งในประเทศและต่างประเทศ ด้วยความชอบวัสดุศาสตร์เป็นทุนเดิม จึงได้เลือกเรียนต่อในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องมือและวัสดุ แต่หลังจากมารู้จักวิศวกรรมเครื่องกลแล้ว เห็นว่าเป็นวิชาที่มีความหลากหลาย และมีเรื่องของวัสดุศาสตร์อยู่ด้วย ซึ่งห้องปฎิบัติการที่นี่ มีองค์ความรู้หลายอย่าง ทำให้เรามองเห็นภาพการทำงานวิจัยที่ใหญ่ขึ้น พอขึ้นปี 2 จึงได้ย้ายมาเรียนที่ภาควิศวกรรมเครื่องกล เพื่อที่จะได้ทำโครงงานได้กว้างขึ้น อีกทั้งการได้มีอาจารย์ที่ปรึกษา มีรุ่นพี่สตาร์ทอัพ (บริษัท สมาร์ทเมด กรุ๊ป 2019 จํากัด) และพี่ ๆ นักวิจัยในห้องปฏิบัติการสามารถให้คำปรึกษาแนะนำเมื่อมีปัญหา หรือ ต้องการคำชี้แนะได้ตลอดเวลา ช่วยให้การต่อยอดผลงานขดลวดค้ำยันหลอดเลือดแดงคาโรติดฯ ที่ทางทีมกำลังพัฒนาทำได้อย่างรวดเร็ว และสามารถเป็นไปตามแผนที่กำหนดไว้ได้

“จุดร่วมของเราทั้ง 3 คน คือ มีความสนใจและชื่นชอบในการทำงานวิจัยอยู่แล้ว ประกอบกับ พวกเราต่างก็มาจากที่เดียวกัน และเคยทำงานร่วมกันมาก่อน อีกทั้งมองว่า งานชิ้นนี้จะเป็นประโยชน์ให้กับคนไทยไม่มากก็น้อย” นายพลาจักษณ์ ปานเกษม หรือ ซี นักศึกษาชั้นปีที่ 2 ภาควิชาวิศวกรรมโยธา เล่าให้ฟังว่า ถึงแม้ตนเองจะเลือกเรียนในภาควิชาวิศวกรรมโยธา แต่ส่วนตัวนั้น ก็มีความสนใจเกี่ยวกับวัสดุศาสตร์อยู่เช่นกัน และมองว่านอกจากยางพาราแล้ว ยังมีวัสดุอื่นๆ อีก เช่น ปูนซีเมนต์ หรือ คอนกรีต ซึ่งในประเทศไทยยังมีความจำเป็นต้องใช้ และคิดว่าน่าจะตอบโจทย์ตนเองได้มากกว่า ซึ่งตอนนั้นไม่ทราบว่าวิศวกรรมเครื่องกลเป็นสาขาหลักของการต่อยอดไปสู่วิศวกรรมชีวภาพและวิศวกรรมทางการแพทย์ ซึ่งตนเองก็มองว่าเป็นสิ่งที่น่าสนใจ และถึงแม้จะเลือกเรียนวิศวกรรมโยธา แต่ก็มาร่วมทำวิจัยงานชิ้นนี้ด้วยกัน นอกจากนี้ ยังทำให้เรียนรู้ว่าการคิดค้นนวัตกรรม หรือ งานวิจัยต่าง ๆ ต้องนึกถึงเรื่องการต่อยอดในเชิงธุรกิจด้วย ถึงจะทำให้งานไปต่อได้ และการได้โอกาสจากอาจารย์ให้เข้าร่วมฟังการอบรมเกี่ยวกับกฎหมายต่าง ๆ และได้พบเจอนักลงทุน ทำให้รู้สึกว่าตนเองมีความรู้หลากหลายขึ้น รู้ว่าการไปเป็นสตาร์ทอัพต้องทำอย่างไร และสามารถนำมาใช้ต่อยอดกับงานที่กำลังทำอยู่ได้

ด้าน นายจิรพนธ์ เส็งหนองแบน หรือ โชกุน นักศึกษาชั้นปีที่ 1 สาขาวิชาการบูรณาการการออกแบบด้วยพหุปัญญา (MIDI) ในฐานะรุ่นน้องจากรั้วจุฬาภรณ์ฯ ที่ได้ตามรุ่นพี่มาเรียนต่อที่บางมด แม้จะอยู่ต่างคณะ แต่ก็มาร่วมทำงานวิจัย กล่าวว่า สาเหตุที่ร่วมทำวิจัยเรื่องนี้ เพราะมีความน่าสนใจ และจากการสูญเสียคุณตา ด้วยโรคหลอดเลือดสมองตีบ จึงเป็นแรงบันดาลใจที่เข้ามาร่วมทำงานวิจัยนี้ ส่วนสาเหตุที่เลือกเรียนต่อคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์และการออกแบบ เพราะเป็นคนไม่ชอบวิชาการมากนัก ชอบแนว creative, design thinking และธุรกิจ มากกว่า ซึ่งรู้สึกว่า เวลาที่ตนใช้ความคิดด้านเหล่านี้ จะทำให้คิดอะไรได้มากขึ้น แล้วประกอบกับคณะที่เรียนมีเรื่องเกี่ยวกับเทคโนโลยี ดีไซน์ และธุรกิจด้วย

“ตอนอยู่ที่โรงเรียน มีทำโครงงานนวัตกรรมส่งประกวดมาก่อน ซึ่งก็เป็นงานด้านวัสดุเช่นกัน แต่จะเน้นไปในเชิงความคิดสร้างสรรค์และบูรณาการร่วมกับการฟื้นฟูสิ่งแวดล้อม อาทิ การพัฒนาวัสดุปลูกที่สามารถลอยน้ำได้ และเลียนแบบโครงสร้างของผลไม้ที่มีอยู่ในธรรมชาติ (เช่น ผลจิกทะเลที่สามารถลอยน้ำได้) โดยวัสดุปลูกจะช่วยให้พืชเติบโตได้ เวลาที่ลอยเข้าไปในพื้นที่ป่าชายเลนที่เป็นพื้นที่โล่งด้านใน ผลงานชิ้นนี้ได้มีโอกาสไปแข่งขันในเวทีโครงงานวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์สำหรับเยาวชน หรือ Regeneron ISEF และ งานวิจัยชิ้นที่ 2 เป็นการพัฒนาวัสดุปลูกที่ใช้ทางอากาศ คือ การปล่อยเมล็ดพืชทางอากาศ และใช้แรงในการแตกกระจายของรูปทรงเลียนแบบผลน้อยหน่าเครือ ซึ่งจะกระจายเมล็ดไปในทิศทางที่ไกลมาก ทำให้ฟื้นฟูป่าที่ถูกไฟไหม้ขึ้นมาได้ ซึ่งผลงานชิ้นนี้ได้รางวัลที่ 2 จากเวที Regeneron ISEF ที่เข้าร่วมแข่งขันถึง 2 ปีซ้อน ณ ประเทศสหรัฐอเมริกา”

ในส่วนของการพัฒนา “ขดลวดค้ำยันหลอดเลือดแดงคาโรติดจากวัสดุฉลาดที่ขยายตัวได้เองสำหรับการป้องกันโรคหลอดเลือดสมอง” นั้น ธราธิป ในฐานะหัวหน้าทีม กล่าวว่า หลอดเลือดแดงคาโรติด (carotid artery) เป็นหลอดเลือดแดงใหญ่ทั้งข้างซ้ายและขวาบริเวณคอ เป็นหลอดเลือดที่แตกแขนงโดยตรง มาจากหลอดเลือดใหญ่บริเวณทรวงอก ทำหน้าที่ไปเลี้ยงสมอง ถ้าหลอดเลือดนี้มีอาการตีบ หรือ มีลิ่มเลือดไปอุดตันที่ส่วนปลาย จะทำให้เลือดไปเลี้ยงสมองได้ไม่ดี หรือ อุดตัน เป็นผลทำให้สมองขาดเลือด ส่งผลให้เกิดโรคหลอดเลือดสมองตีบ ตามมา แต่ปัจจุบันอุปกรณ์ในการรักษาส่วนใหญ่นำเข้าจากต่างประเทศ และมีราคาแพง เป็นอุปสรรคต่อการเข้าถึงการรักษา ประกอบกับ ได้รับโจทย์จากแพทย์ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง สาขาวิชารังสีวินิจฉัย ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ว่า ด้วยสรีระของคนเอเชียมีความแตกต่างจากคนยุโรป การใช้อุปกรณ์ที่ทำขึ้นในต่างประเทศอาจไม่เหมาะกับสรีระของคนไทยนัก จึงชักชวนเพื่อน ๆ มาทำด้วยกัน โดยนำต้นแบบเวอร์ชั่น 1 ของ รุ่นพี่ SMART LAB พัฒนาไว้ มาพัฒนารูปแบบใหม่ และออกแบบให้แตกต่างจากรูปแบบเดิมที่ใช้กันอยู่ และให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยเราเริ่มพัฒนาเป็นเวอร์ชั่น 2 เมื่อปลายปี 2566 และได้รับรางวัลชนะเลิศ จาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา

พลาจักษณ์ กล่าวเพิ่มเติมว่า เพราะหลอดเลือดของคนจะมีลักษณะค่อย ๆ เล็กลง ถ้าเราให้แรงที่เท่ากันตลอดทั้งเส้นในรัศมีที่เท่ากัน พื้นที่หน้าตัดของขดลวดตลอดทั้งขดลวดมีขนาดเท่ากัน แปลว่า ช่อง หรือ หลอดเลือดที่มีขนาดเล็กกว่าจะได้รับแรงที่มากขึ้น จนอาจเกิดความเสียหายต่อหลอดเลือดได้ เลยต้องมีการคำนวนถึงเรื่องดังกล่าว จึงได้ออกแบบเวอร์ชั่น 2 ที่มีลักษณะเรียวปลาย หรือ สโลป ซึ่งเป็นสูตรที่เราพัฒนาขึ้นเอง โดยเราได้ศึกษาค้นคว้าจากเอกสารวิจัยเกี่ยวกับสรีระของหลอดเลือดคาโรติด จนมีไอเดียว่า การออกแบบขั้นตอนลายสานลักษณะนี้ จะทำงานได้ดีกว่า และลดอาการบาดเจ็บได้ เมื่อได้ต้นแบบแล้ว จะต้องนำมาคำนวณค่าแรงว่า เราต้องการเท่าไหร่ เวลาที่เอาไปใส่ในเส้นเลือด เพราะอุปกรณ์ชิ้นนี้จะอยู่ในเส้นเลือดตรงบริเวณนั้นไปตลอดชีวิต เช่น หากต้องการให้ขดลวดทำงานในอุณหภูมิ 37 องศาในร่างกาย จะต้องให้แรงเท่าไหร่ ซึ่งการควบคุมแรงนี้ ขึ้นอยู่กับ 2 ปัจจัย คือ การออกแบบขั้นตอนของอุปกรณ์ และตัวลวดที่ใช้มีแรงมาก หรือ แรงน้อย

“เมื่อออกแบบให้ลักษณะของขดลวดมีความเรียวที่ปลาย หรือ สโลป วิธีการผลิตต่าง ๆ ก็ต้องเปลี่ยนรูปแบบ การทำงานจะมีความยากขึ้น เราจึงต้องมีการแบ่งหน้าที่กัน โดย ธราธิป จะดูเรื่องของการใช้งานจริงว่าจะต้องมีอะไรบ้าง และทดสอบให้ตรงกับที่ อย.กำหนด ส่วน พลาจักษณ์ จะเป็นคนออกแบบชิ้นงาน รูปแบบลายสาน ออกแบบขั้นตอน ขณะที่ จิรพนธ์ จะช่วยเรื่องการสานลวด การออกแบบตัวโม และมองภาพรวมทิศทางความเป็นไปได้กับการใช้งานจริง ศึกษาค้นคว้าความเป็นไปได้ มูลค่าของชิ้นงานในตลาด ข้อมูลทั้งในเชิง ธุรกิจ และ งานวิจัย” ตะวัน กล่าวเสริมท้าย

ทางด้าน รศ. ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ และหัวหน้าห้องปฏิบัติการทดสอบและวิเคราะห์วัสดุฉลาดและวัสดุชั้นสูง (SMART LAB) กล่าวว่า เราเป็นห้องปฎิบัติการที่พัฒนาเกี่ยวกับอุปกรณ์การแพทย์ เน้นเรื่องของการเอาวัสดุฉลาดมาใช้ในกระบวนการรักษาแบบบาดเจ็บน้อยที่สุด เราจึงใช้วิธีการรักษาผ่านสายสวน ซึ่งสามารถนำพาอุปกรณ์การรักษาเข้าไปถึงทุกจุดของร่างกายที่ต้องการ ทางห้องปฎิบัติการได้ให้ความสนใจเรื่องนี้ มาตั้งแต่ ปี ค.ศ. 2015 โดยเริ่มทำงานวิจัยและมีการลงนามบันทึกความร่วมมือกับ คณะแพทย์ต่าง ๆ เช่น รพ.ศิริราช รพ.รามาธิบดี และ คณะแพทย์ใหญ่ ๆ เริ่มจากการคิดค้นนวัตกรรมและออกแบบพัฒนาสายสวนกับโรคหัวใจ โรคหลอดเลือดสมอง และต่อยอดจนไปถึงจัดตั้งเป็นสตาร์ทอัพขึ้น ชื่อว่า บริษัท สมาร์ทเมทกรุ๊ป 2019 ขณะนี้อยู่ระหว่างการเตรียมสร้างโรงงาน

สำหรับผลงานขดลวดฯ เวอร์ชั่น 2 ของ นักศึกษายังอยู่ระดับเทียร์ 3 (Tier 3) คือ ระดับของการออกแบบ ทำต้นแบบ และทดสอบ (ยังไม่ใช้กับสิ่งมีชีวิต) โดยจะต้องผลิตต้นแบบในปริมาณมาก เพื่อส่งไปทดสอบที่ประเทศอินเดีย เป็นการทดสอบความปลอดภัย ตามที่ อย.กำหนดกว่า 15 รายการ ก่อนที่จะไปทดสอบกับสิ่งมีชีวิต อาทิ ทดสอบสมบัติทางกล การระคายเคือง และทดสอบการเข้ากันได้ทางชีวภาพ เป็นต้น ตัวอย่างรายละเอียดการทดสอบ เช่น การอยู่ในอุณหภูมิที่ 37 องศาจะมีแรงดันกลับเท่าไหร่ และถ้าต่อกับสายสวนจะมีแรงต้านเท่าไหร่ หรือ มีแรงต้านทานทางโค้งในเส้นเลือดเท่าไหร่ ตามที่ อย.กำหนด ซึ่งหลังจากนี้ ทางทีมนักศึกษาก็จะยังคงพัฒนาผลงานต่อไป ตามแผนที่วางไว้ เพื่อให้สิ่งที่ออกแบบมาสามารถผ่านการทดสอบในระดับเทียร์ 5 (Tier 5) ที่จะต้องผลิตในสถานที่จริงต่อไป โดยตั้งเป้าที่จะใช้ในมนุษย์ภายในปลายปี 2568

ปัจจุบันมีคนไทยที่ป่วยเป็นโรคหลอดเลือดสมองคาโรติดตีบค่อนข้างมาก ปีหนึ่ง ๆ กว่า 100,000 คน และยังพบว่า มีจำนวนของผู้ป่วยเพิ่มขึ้นทุกปี เพราะจำนวนผู้สูงอายุในไทยมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น และอันตรายจากโรคนี้เริ่มจะเกิดขึ้นกับคนที่มีอายุที่น้อยลงเรื่อย ๆ เพราะอาหารการกิน โดยกลุ่มคนเป็นโรคหลอดเลือดสมองคาโรติดตีบจะมีอัตราการเสียชีวิต 15% และ อีก15-20% ในกลุ่มคนที่เป็นโรคนี้ จะเกิดอาการอัมพฤกษ์ หรือ อัมพาต

“อุปกรณ์ชิ้นนี้ มีมูลค่าทางการตลาดทั่วโลกกว่า 4,000 ล้านบาท เนื่องจากอุปกรณ์มีราคาสูงถึง 100,000 บาทต่อชิ้น หากไทยสามารถผลิตได้เองในประเทศ ราคาจะถูกลงเฉลี่ยชิ้นละ 60,000 กว่าบาท จะช่วยให้คนไทยสามารถเข้าถึงอุปกรณ์ชิ้นนี้ได้มากขึ้น ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการพัฒนาอุปกรณ์ชิ้นนี้ ไม่ใช่เพียงให้มีขนาดที่เข้ากับสรีระของคนไทยและคนเอเชียเท่านั้น แต่ต้องการให้คนไทยเข้าถึงอุปกรณ์มากขึ้น ด้วยราคาที่ถูกลง เพิ่มคุณภาพชีวิตให้กับคนไทย และช่วยลดต้นทุนการนำเข้าอุปกรณ์ทางการแพทย์ราคาแพง เราจึงต้องออกแบบให้แตกต่างจากที่มีอยู่ในต่างประเทศ นั้นคือ ขั้นตอนและขนาดที่เข้ากับสรีระคนไทย และยังเป็นอุปกรณ์ที่ไทยจะเป็นผู้ผลิตขึ้นเพียงแห่งเดียวในอาเซียน” รศ.ดร.อนรรฆ กล่าวทิ้งท้าย