นวัตกรรมระบบวงจรส่งยาผ่านผิวหนัง แทนการฉีดอินซูลินในผู้ป่วยเบาหวาน

 โรคเบาหวาน เกิดขึ้นได้กับกลุ่มคนทุกเพศ ทุกวัย และทุกช่วงอายุ โดยพบในกลุ่มผู้สูงอายุ 60 -69 ปี มากที่สุด ซึ่งทางสมาพันธ์เบาหวานนานาชาติ (International Diabetes Federation: IDF) คาดการณ์ว่าในอีก 22 ปีข้างหน้า (ปี 2583) จำนวนผู้ป่วยเบาหวานจะเพิ่มเป็น 642 ล้านรายทั่วโลก สำหรับประเทศไทยมีผู้ป่วยมากเป็นอันดับ 4 ของโลก รองจาก จีน อินเดีย และญี่ปุ่น ซึ่งปี 2583 แนวโน้มจะเพิ่มขึ้นเป็น 5.3 ล้านราย จากเดิมในปี 2560 มีผู้ป่วย 4.4 ล้านราย ในแต่ละวันมีผู้เสียชีวิตจากโรคเบาหวาน 200 คน หรือ 8 รายต่อชั่วโมง การรักษาในปัจจุบันนิยมรับประทานยาหรือฉีดอินซูลินเข้ากระแสเลือด

          สองสหายเมคเกอร์ไฟแรงโดย รวมรัตน์ ได้ผลรักษา และ ศุภณัฐ วัจนรัตน์ จากภาควิชาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) คนรุ่นใหม่ที่ชื่นชอบเทคโนโลยีด้านอิเล็กทรอนิสก์และมีความตั้งใจอยากผลิตวงจรรวมเป็นของตนเอง ภายใต้แนวคิดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดประโยชน์ในวงกว้าง ผุดไอเดีย “นวัตกรรมวงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนัง” โดยมี ศ.ดร.อภินันท์ ธนชยานนท์ เป็นที่ปรึกษาโครงการ

        รวมรัตน์ ได้ผลรักษา หรือ อ๋อม เมคเกอร์หนุ่มวัย 23 ปี บอกถึงที่มาของนวัตกรรม ว่า “โรคเบาหวานที่พบบ่อยมีอยู่ 2 ชนิด คือ โรคเบาหวานชนิดที่ 1 ที่เกิดจากร่างกายทำลายเซลล์ของตัวเองที่ทำหน้าที่ผลิตอินซูลินโดยปฏิกิริยาอิมมูน ซึ่งมักจะพบในเด็กและผู้ใหญ่วัยต้น ส่วนโรคเบาหวานชนิดที่ 2 คือ เกิดจากภาวะดื้ออินซูลิน ส่วนใหญ่จะพบในผู้ใหญ่อายุ 30 ปีขึ้นไป การรักษานอกจากจะต้องควบคุมอาหารแล้ว ยังจำเป็นต้องฉีดอินซูลินหลายครั้งในหนึ่งวัน  ปัจจุบันประเทศไทยต้องสูญเสียค่าใช้จ่ายในการรักษาโรคเบาหวานปีละกว่า 47,596 ล้านบาท  การรักษาโรคเบาหวานด้วยการฉีดอินซูลินเข้าสู่ร่างกายนั้น ทำให้ผู้ป่วยจำนวนไม่น้อยต้องทนต่อความเจ็บปวดจากแผลที่เกิดขึ้นจากการฉีดยาในบริเวณเดิมซ้ำ ๆ เข็มแล้วเข็มเล่า จึงเกิดแรงบันดาลใจที่จะวิจัยพัฒนาและสร้างสรรค์นวัตกรรมชีวการแพทย์เพื่อทดแทนการใช้เข็มฉีดยา โดยการนำทฤษฎีการใช้กระแสไฟฟ้าส่งยาเข้าสู่ผิวหนัง (Iontophoresis Theory) ซึ่งทฤษฎีนี้วงการแพทย์ของสหรัฐอเมริกาก็ให้การยอมรับกัน       

 วงจรที่เราออกแบบนั้นเป็นวงจรที่ใช้จ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ผิวหนัง และต้องสามารถควบคุมปริมาณกระแสและปริมาณยาที่เข้าสู่ผิวหนังได้ ถึงแม้ว่าตัวแปรต่าง ๆ บนผิวหนังที่มีผลกับวงจรจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา แต่กระแสที่จ่ายยังคงต้องคงที่อยู่เสมอ ซึ่งเราได้เริ่มการออกแบบโปรแกรมจำลอง ด้วยการวางแผนให้มีส่วนประกอบหลักของนวัตกรรม 2 ส่วน คือ 1.วงจรวัดค่าตัวแปรทางไฟฟ้าบนผิวหนัง คือ ความต้านทานทางไฟฟ้าของผิวหนัง ที่จะมีผลอย่างมาก เนื่องจากทำหน้าที่เพื่อปรับกระแสที่จ่ายไฟฟ้าให้เข้ากับผิวหนัง โดยเป็นตัวชี้ปริมาณยาที่จ่ายเข้าสู่ร่างกาย และ 2.วงจรที่จ่ายกระแสไฟฟ้าแบบ Pulse เข้าสู่ผิวหนัง เพื่อที่จะทำให้ตัวยาฉีดเข้าสู่ผิวหนังโดยการดูดซึม ซึ่งในส่วนนี้ความยาก คือต้องออกแบบวงจรให้คงที่ไม่ให้เปลี่ยนแปลงไปตามความต้านทานของผิวหนังที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โดยทั้ง 2 วงจรนี้จะเชื่อมต่อการทำงานร่วมกัน อยู่ใน”วงจรรวมสำหรับส่งยาผ่านผิวหนัง”

          ศุภณัฐ วัจนรัตน์ หรือ เต้ วัย 23 ปี หนึ่งในสมาชิกของทีมวิจัย บอกถึงวิธีใช้งานและคุณประโยชน์ของนวัตกรรม ว่า “การออกแบบวงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนังที่เราได้ออกแบบในโปรแกรมจำลอง วิธีการใช้งาน คือทุกครั้งก่อนแปะวงจรลงบนร่างกายต้องทำความสะอาดพื้นผิวของแผ่นวงจรด้วยแอลกอฮอล์ หลังจากนั้นทาตัวยาอินซูลินบนผิวหนังและนำแผ่นวงจรแปะทับตัวยา พร้อมกดปุ่มเปิดบนวงจรรวมที่เราได้ออกแบบไว้ วงจรรวมสำหรับระบบส่งยาผ่านผิวหนังก็จะทำงานแบบอัตโนมัติ”

ศ.ดร.อภินันท์ ธนชยานนท์ ที่ปรึกษาโครงการ กล่าวทิ้งท้ายว่า “วงจรรวมนับเป็นหัวใจที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด อุตสาหกรรมการออกแบบวงจรรวม เป็นอุตสาหกรรมสร้างสรรค์ที่มีการลงทุนต่ำ แต่สร้างมูลค่าเพิ่มทางเศรษฐกิจสูงมาก ประเทศใดมีการพัฒนาวงจรรวมที่ก้าวล้ำ ก็จะสามารถสร้างส่วนแบ่งทางเศรษฐกิจในตลาดโลกได้มหาศาล จึงอยากเห็นภาครัฐให้การสนับสนุนการสร้างอุตสาหกรรมการออกแบบวงจรรวมภายในประเทศไทยอย่างจริงจัง เพื่อให้เป็นกลจักรสำคัญในการขับเคลื่อนการพัฒนาประเทศไทยให้เจริญก้าวหน้าต่อไปในอนาคต