posttoday

นวัตกรรมระบบวงจร ส่งยาผ่านผิวหนัง แทนการฉีดอินซูลินในผู้ป่วยเบาหวาน

01 กันยายน 2561

โรคเบาหวานเกิดขึ้นได้กับกลุ่มคนทุกเพศ ทุกวัย และทุกช่วงอายุ โดยพบในกลุ่มผู้สูงอายุ 60-69 ปี มากที่สุด

โดย วราภรณ์

โรคเบาหวานเกิดขึ้นได้กับกลุ่มคนทุกเพศ ทุกวัย และทุกช่วงอายุ โดยพบในกลุ่มผู้สูงอายุ 60-69 ปี มากที่สุด ซึ่งทางสมาพันธ์เบาหวานนานาชาติคาดการณ์ว่าในอีก 22 ปีข้างหน้า (ปี 2583) จำนวนผู้ป่วยเบาหวานจะเพิ่มเป็น 642 ล้านรายทั่วโลก

สำหรับประเทศไทยมีผู้ป่วยมากเป็นอันดับ 4 ของโลก รองจากจีน อินเดีย และญี่ปุ่น ซึ่งปี 2583 แนวโน้มจะเพิ่มขึ้นเป็น 5.3 ล้านราย จากเดิมในปี 2560 มีผู้ป่วย 4.4 ล้านราย

ที่สนใจมากกว่านั้นคือในแต่ละวันมีผู้เสียชีวิตจากโรคเบาหวาน 200 คน หรือ 8 ราย/ชั่วโมง การรักษาในปัจจุบันนิยมรับประทานยาหรือฉีดอินซูลินเข้ากระแสเลือด

2 เพื่อนซี้เมกเกอร์ไฟแรงนำโดยรวมรัตน์ ได้ผลรักษา และ ศุภณัฐ วัจนรัตน์จากภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) สนใจผลิตวงจรรวมเป็นของตนเอง ภายใต้แนวคิดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดประโยชน์ในวงกว้าง ผุดไอเดีย “นวัตกรรมวงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนัง” โดยมี ศ.ดร.อภินันท์ ธนชยานนท์ เป็นที่ปรึกษาโครงการ

รวมรัตน์ บอกถึงที่มาของนวัตกรรมว่า โรคเบาหวานที่พบบ่อยมีอยู่ 2 ชนิด คือ โรคเบาหวานชนิดที่ 1 ที่เกิดจากร่างกายทำลายเซลล์ของตัวเองที่ทำหน้าที่ผลิตอินซูลินโดยปฏิกิริยาอิมมูน ซึ่งมักจะพบในเด็กและผู้ใหญ่วัยต้น ส่วนโรคเบาหวานชนิดที่ 2 คือ เกิดจากภาวะดื้ออินซูลิน ส่วนใหญ่จะพบในผู้ใหญ่อายุ 30 ปีขึ้นไป

นวัตกรรมระบบวงจร ส่งยาผ่านผิวหนัง แทนการฉีดอินซูลินในผู้ป่วยเบาหวาน

การรักษานอกจากจะต้องควบคุมอาหารแล้ว ยังจำเป็นต้องฉีดอินซูลินหลายครั้งในหนึ่งวัน ปัจจุบันประเทศไทยต้องสูญเสียค่าใช้จ่ายในการรักษาโรคเบาหวานปีละกว่า 47,596 ล้านบาท การรักษาโรคเบาหวานด้วยการฉีดอินซูลินเข้าสู่ร่างกายนั้น ทำให้ผู้ป่วยจำนวนไม่น้อยต้องทนต่อความเจ็บปวดจากแผลที่เกิดขึ้นจากการฉีดยาในบริเวณเดิมซ้ำๆ เข็มแล้วเข็มเล่า จึงเกิดแรงบันดาลใจที่จะวิจัยพัฒนาและสร้างสรรค์นวัตกรรมชีวการแพทย์เพื่อทดแทนการใช้เข็มฉีดยา โดยการนำทฤษฎีการใช้กระแสไฟฟ้าส่งยาเข้าสู่ผิวหนัง (Iontophoresis Theory) ซึ่งทฤษฎีนี้วงการแพทย์ของสหรัฐอเมริกาก็ให้การยอมรับกัน

“วงจรที่เราออกแบบนั้นเป็นวงจรที่ใช้จ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ผิวหนัง และต้องสามารถควบคุมปริมาณกระแสและปริมาณยาที่เข้าสู่ผิวหนังได้ ถึงแม้ว่าตัวแปรต่างๆ บนผิวหนังที่มีผลกับวงจรจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา แต่กระแสที่จ่ายยังคงต้องคงที่อยู่เสมอ

เราได้เริ่มการออกแบบโปรแกรมจำลอง ด้วยการวางแผนให้มีส่วนประกอบหลักของนวัตกรรม 2 ส่วน คือ 1.วงจรวัดค่าตัวแปรทางไฟฟ้าบนผิวหนัง คือความต้านทานทางไฟฟ้าของผิวหนัง ที่จะมีผลอย่างมาก เนื่องจากทำหน้าที่เพื่อปรับกระแสที่จ่ายไฟฟ้าให้เข้ากับผิวหนัง โดยเป็นตัวชี้ปริมาณยาที่จ่ายเข้าสู่ร่างกาย

และ 2.วงจรที่จ่ายกระแสไฟฟ้าแบบ Pulse เข้าสู่ผิวหนัง เพื่อที่จะทำให้ตัวยาฉีดเข้าสู่ผิวหนังโดยการดูดซึม ซึ่งในส่วนนี้ความยากคือต้องออกแบบวงจรให้คงที่ไม่ให้เปลี่ยนแปลงไปตามความต้านทานของผิวหนังที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โดยทั้งสองวงจรนี้จะเชื่อมต่อการทำงานร่วมกันอยู่ในวงจรรวมสำหรับส่งยาผ่านผิวหนัง”

นวัตกรรมระบบวงจร ส่งยาผ่านผิวหนัง แทนการฉีดอินซูลินในผู้ป่วยเบาหวาน

ด้าน ศุภณัฐ หนึ่งในสมาชิกของทีมวิจัย บอกถึงวิธีใช้งานและคุณประโยชน์ของนวัตกรรมว่า การออกแบบวงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนังที่ได้ออกแบบในโปรแกรมจำลองวิธีการใช้งานคือ ทุกครั้งก่อนแปะวงจรลงบนร่างกายต้องทำความสะอาดพื้นผิวของแผ่นวงจรด้วยแอลกอฮอล์ หลังจากนั้นทาตัวยาอินซูลินบนผิวหนังและนำแผ่นวงจรแปะทับตัวยา พร้อมกดปุ่มเปิดบนวงจรรวมที่พวกเขาได้ออกแบบไว้ วงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนังก็จะทำงานแบบอัตโนมัติ

“สำหรับคุณประโยชน์ของวงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนัง ไม่เพียงแต่มีประโยชน์ทางการแพทย์ที่ช่วยให้ผู้ป่วยโรคเบาหวานไม่ต้องทนเจ็บกับการฉีดยาซ้ำที่เดิมเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์ในด้านอื่นๆ คือเป็นนวัตกรรมที่นำเทคโนโลยีใกล้ตัวมาใช้ให้เกิดประโยชน์แก่คนในวงกว้าง เทคโนโลยีวงจรรวมนั้นนับเป็นสิ่งมีคุณค่า และสิ่งสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจฐานเทคโนโลยีของประเทศและโลก”

ศ.ดร.อภินันท์ กล่าวทิ้งท้ายว่า วงจรรวมนับเป็นหัวใจที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด อุตสาหกรรมการออกแบบวงจรรวมเป็นอุตสาหกรรมสร้างสรรค์ที่มีการลงทุนต่ำ แต่สร้างมูลค่าเพิ่มทางเศรษฐกิจสูงมาก

“ประเทศใดมีการพัฒนาวงจรรวมที่ก้าวล้ำ ก็จะสามารถสร้างส่วนแบ่งทางเศรษฐกิจในตลาดโลกได้มหาศาล จึงอยากเห็นภาครัฐให้การสนับสนุนการสร้างอุตสาหกรรมการออกแบบวงจรรวมภายในประเทศไทยอย่างจริงจัง เพื่อให้เป็นกลจักรสำคัญในการขับเคลื่อนการพัฒนาประเทศไทยให้เจริญก้าวหน้า
ต่อไปในอนาคต”