นักวิจัยพัฒนากระบวนการผลิตอุปกรณ์การแพทย์จากวัสดุต้านแบคทีเรีย |
2021-07-21
นักวิจัยจาก University of Nottingham ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติแบบใหม่เพื่อค้นหาวิธีการผลิตชิ้นส่วนอวัยวะเทียมและอุปกรณ์การแพทย์อื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติในตัวแบบ built-in โดยผลลัพธ์ที่ได้นั้นมีรูปร่างและความทนทานที่ดีกว่าการผลิตแบบเดิมพร้อมกับช่วยลดความเสี่ยงของการติดเชื้อจากแบคทีเรียอีกด้วย
Dr. Yinfeng He จาก Centre for Additive Manufacturing หัวหน้านักวิจัยของโครงการนี้ กล่าวว่า “อุปกรณ์การแพทย์ที่ถูกผลิตเป็นจำนวนมากส่วนใหญ่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการเฉพาะบุคคลที่ซับซ้อนของผู้ใช้ได้ ในขณะเดียวกัน การพิมพ์วัสดุสามมิติด้วยวัสดุชนิดเดียวนั้นก็มีข้อจำกัดด้านการออกแบบที่ไม่สามารถรองรับคุณสมบัติทางชีววิทยาหรือคุณสมบัติเชิงกลหลายอย่างได้”
ทีมของเขาจึงได้พัฒนากระบวนการออกแบบที่สามารถใช้ร่วมกับอุปกรณ์การแพทย์ที่ผลิตจากการพิมพ์สามมิติและต้องการรูปร่างและคุณสมบัติที่ดัดแปลงได้ โดยอาจนำไปใช้ในการเปลี่ยนชิ้นส่วนเฉพาะอย่างอวัยวะเทียมหรือข้อต่อที่พอดีตัวกับผู้ป่วย “เราได้ใช้เทคนิคการผลิตด้วยวัสดุหลายชนิดพร้อมกับระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถรวมเอาคุณสมบัติที่ซับซ้อนเข้าไว้ด้วยกันเพื่อช่วยพัฒนาความเป็นอยู่ของผู้ป่วยได้”
นักวิจัยได้อาศัย algorithm พิเศษเพื่ออกแบบและผลิตชิ้นส่วนสามมิติที่ทำจากวัสดุพอลิเมอร์สองชนิดที่มีความแข็งแตกต่างกันที่ช่วยป้องกันการสะสมของชั้นฟิล์มแบคทีเรีย ซึ่งการใช้วัสดุแบบนี้ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงแตกต่างกันได้ นอกจากนี้ทางทีมวิจัยยังใช้เทคนิคความละเอียดสูง (3D orbitSIMS) เพื่อทำแผนที่สามมิติของคุณสมบัติทางเคมีของชิ้นส่วนที่ได้และทดสอบพันธะต่าง ๆ ทั่วทั้งชิ้นส่วนเพื่อยืนยันว่าอุปกรณ์ที่ได้จะไม่แตกหัก
งานวิจัยนี้ดำเนินการโดย Centre for Additive Manufacturing (CfAM) และได้รับทุนสนับสนุนจาก Engineering and Physical Sciences Research Council และผลการค้นพบนั้นถูกตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Science ภายใต้ชื่อบทความ “Exploiting generative design for 3D printing of bacterial biofilm resistant composite devices”