วช. ให้รางวัลการวิจัยแห่งชาติ นวัตกรรมเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุฝังในด้านศัลยกรรมกระดูก มจธ. ก้าวสู่ Start up

สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ให้รางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2564 : รางวัลผลงานวิจัย ระดับดีมาก สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย แก่ รศ.ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี จากผลงานอิทธิพลของกระบวนการปรับผิวด้วยวิธีการพ่นอนุภาคละเอียดบนโลหะไทเนียม Ti6Al4V เพื่อลดความเสียหายและเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทางการแพทย์ด้านศัลยกรรมกระดูก

รองศาสตราจารย์ ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการวัสดุฉลาด แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เล่าว่า คณะนักวิจัยได้เล็งเห็นปัญหาของผู้ป่วยและแพทย์ด้านการศัลยกรรมกระดูก เกี่ยวกับอุปกรณ์แผ่นดามกระดูกและสกรูยึดกระดูกที่ใช้ในการรักษาภาวะกระดูกหัก ที่มีราคาแพง ต้องนำเข้าจากต่างประเทศสูงถึงร้อยละ 95  อีกทั้งมีความหนาและไม่ทนทานต่อการดัดงอ ส่งผลให้แพทย์ผู้ผ่าตัดใช้งานได้ยาก ผู้ป่วยมีความกังวลกับความบวมนูนของผิวหนังจากการใส่อุปกรณ์ หากใส่เป็นเวลานาน จะเกิดปัญหาสกรูยึดกระดูกหลวมคลอนตามมา

นำไปสู่การประยุกต์ใช้เทคนิคปรับสภาพผิวด้วยการยิงอนุภาคละเอียด (Fine Shot Peening) ที่ใช้งานกับชิ้นส่วนโลหะ มาใช้กับร่างกายมนุษย์อย่างปลอดภัย เพื่อแก้ไขความหนาของแผ่นดามกระดูกและการหลวมคลอนของสกรูยึดกระดูก โดยได้รับการสนับสนุนเทคโนโลยีจากผู้เชี่ยวชาญด้านการยิงผิวประเทศญี่ปุ่น และทุนสนับสนุนการวิจัย จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ จนนวัตกรรมเป็นที่น่าพอใจ เป็นประโยชน์ทั้งทางการแพทย์ และในด้านอื่น ๆ เช่น การปรับผิววัสดุที่ใช้ในงานอากาศยาน การปรับสภาพผิววัสดุแม่พิมพ์พลาสติก โลหะในภาคอุตสาหกรรม หากสามารถลดปริมาณวัสดุและมูลค่าการนำเข้าได้ จะเป็นประโยชน์ต่อรัฐ ในการกระจายโอกาสการรักษาที่มีประสิทธิภาพต่อไป

“ปัจจุบันได้ต่อยอดนวัตกรรมไปใช้ในเชิงพาณิชย์แล้ว โดยบริษัท สมาร์ทเมดกรุ๊ป 2019 จำกัด ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์อัพ ภายใต้ความร่วมมือของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ต่อยอดเป็นวัสดุฝังในแบบเฉพาะทางเสริมความแข็งแรงพิเศษ เช่น แผ่นไทเทนียมรักษากระดูกไหปลาร้า อุปกรณ์เคลื่อนกรามสำหรับผู้ป่วยโรคปากแหว่งเพดานโหว่ สกรูสำหรับการผ่าตัดกระดูกชนิด Self-taping เป็นต้น ” รองศาสตราจารย์ ดร.อนรรฆ กล่าว

วิธีการ คือ การใช้อนุภาคของแข็งขนาดเล็กประมาณไมโครเมตร ซึ่งมีความแข็งมากกว่าโลหะ และมีความปลอดภัยต่อการใช้งานกับร่างกายมนุษย์ เช่น ซิลิก้า และเหล็กกล้าไร้สนิม มาผ่านเครื่องมือที่ออกแบบขึ้น โดยใช้แรงดันอากาศผ่านหัวพ่นยิงขนาดเล็ก ทำการยิงพ่นผิวโลหะไทเทเนียม ที่ได้ทำการขึ้นรูปเป็นแผ่นดามกระดูกและสกรูยึดกระดูก โดยการปรับเงื่อนไขต่าง ๆ ในกระบวนการ เพื่อให้สามารถสร้างความเค้นตกค้างที่ผิวของวัสดุ ทำให้ความแข็งแรงต่อต้านแรงดัดของวัสดุนั้นเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก และสามารถปรับค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานของผิวของอุปกรณ์ได้ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของขนาดชิ้นงาน ทำให้สามารถออกแบบแผ่นดามกระดูกที่มีความหนาน้อยลงร้อยละ 10 และสกรูยึดกระดูกสามารถยึดกระดูกแน่นขึ้นมากกว่าร้อยละ 70

ด้าน ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ กล่าวว่า วช. มีนโยบายสนับสนุนให้สถาบันการศึกษาของไทยพัฒนานวัตกรรม เพื่อตอบสนองการแก้ปัญหาด้านต่าง ๆ เช่น การแพทย์ การเกษตร สิ่งแวดล้อม  ตามความเร่งด่วน นวัตกรรมหลายประเภทสามารถผลิตออกมาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ได้ ดังนั้น วช.ได้เล็งเห็นถึงประโยชน์ของงานวิจัยชิ้นนี้ ที่สร้างคุณูปการและเกิดประโยชน์ในเชิงวิชาการ เศรษฐกิจ ชุมชน สังคม และเชิงนโยบายอย่างต่อเนื่อง เป็นแบบอย่างแก่นักวิจัยรุ่นหลัง จึงได้มอบรางวัลแก่งานวิจัยในครั้งนี้