‘อุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบน’ นวัตกรรมใหม่ทางการแพทย์ สู่การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของการรักษาโรคหัวใจวายเฉียบพลัน ฝีมือนักวิจัยไทยจากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการวัสดุฉลาด มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และคณะ

ภาวะหัวใจล้มเหลวไม่ใช่โรคใดโรคหนึ่ง แต่เป็นกลุ่มของอาการที่เกิดได้จากหลายโรคและหลายสาเหตุ ซึ่งนำไปสู่ภาวะหัวใจล้มเหลวในที่สุด ในปัจจุบันมีผู้เป็นภาวะหัวใจล้มเหลวชนิดหัวใจบีบตัวปกติ (Heart failure with preserved ejection fraction; HFpEF) สูงถึง 350,000 คน และมีผู้เสียชีวิตมากว่า 59,000 คนต่อปี

“ภาวะหัวใจล้มเหลวชนิดหัวใจบีบตัวปกติ” จะมีปริมาณเลือดที่สูบฉีดไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกายต่อปริมาณเลือดทั้งหมดมากกว่า 50% เนื่องจากหัวใจห้องล่างมีปัญหาในจังหวะการบีบตัว เพื่อส่งเลือดไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย และไม่สามารถคลายตัวกลับมาได้เหมือนเดิม ส่งผลให้เกิดความดันที่สูงขึ้น จนเลือดสามารถไหลย้อนกลับไปยังปอด เกิดอาการน้ำท่วมปอด บวมน้ำตามข้อต่างๆ หายใจลำบาก และในผู้ป่วยบางรายอาจถึงขั้นไม่สามารถนอนราบได้

ขณะที่การรักษาในปัจจุบันแพทย์จะเน้นไปที่การรักษาที่ช่วยบรรเทาอาการเพียงเท่านั้น เช่น การกินยาขับปัสสาวะ เพื่อเป็นการเอาน้ำในร่างกายออกไป ซึ่งเป็นการรักษาที่ไม่ตรงจุดและไม่สามารถช่วยลดอัตราการเสียชีวิตของกลุ่มดังกล่าวได้ อีกทั้งการเข้าพักรักษาตัวในโรงพยาบาลจะต้องใช้เวลา 7-13 วัน และมีค่ารักษาพยาบาลเฉลี่ยอยู่ที่ 120,000 บาทต่อครั้ง

ต่อมาทางทีมแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านหัวใจและทีมแพทย์ศัลยกรรมโรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ทำการเจาะรูบริเวณผนังหัวใจห้องบน เพื่อทำการระบายความดันที่สูงจากหัวใจห้องซ้ายบนไปยังความดันต่ำทางหัวใจห้องขวาบน เพื่อลดภาระการทำงานของหัวใจ แต่การรักษาด้วยวิธีดังกล่าวเมื่อเวลาผ่านไป หัวใจจะสามารถสร้างเนื้อเยื่อกลับมาปิดรูนั้นได้อีกครั้ง ทำให้แพทย์ต้องผ่าตัดซ้ำ

ความสำเร็จของนักวิจัยไทยในครั้งนี้ได้นับการเปิดเผยจากรศ.ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการวัสดุฉลาด มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ว่า จากปัญหาดังกล่าวจึงได้พัฒนา “อุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบน” ซึ่งถือเป็นนวัตกรรมใหม่ที่ยังไม่เคยมีการใช้มาก่อน โดยอุปกรณ์นี้ได้พัฒนาต่อยอดมาจากอุปกรณ์อุดรูรั่วที่ผนังหัวใจห้องบนที่เราได้วิจัยขึ้นมาก่อนหน้านี้ นำมาประยุกต์ใช้ ซึ่งมีหลักการผลิตที่คล้ายกัน ทำให้ผู้วิจัยมีความเชี่ยวชาญในการออกแบบและการทดสอบอุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบนเป็นอย่างดี

โดยมจธ.มีความร่วมมือกับทีมแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านหัวใจและทีมแพทย์ศัลยกรรมโรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล ทำการออกแบบ พัฒนา และผลิตอุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบน ด้วยการส่งผ่านสายสวนเพื่อลดความดันในห้องหัวใจของผู้ป่วยภาวะหัวใจล้มเหลวให้กลับมาอยู่ในสภาวะปกติ และถ่างขยายผนังกั้นห้องบนและซ้าย โดยไม่ทำให้หัวใจสร้างเนื้อเยื่อกลับมาปิดได้อีก และไม่ต้องผ่าตัดซ้ำ

“งานวิจัยนี้ เน้นการออกแบบอุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบน โดยทำการลดขนาดความหนาของจานด้านซ้ายให้ขนานกับผนังหัวใจฝั่งซ้ายมากที่สุด เพื่อป้องกันการรบกวนการไหลของเลือดซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดลิ่มเลือด และเพิ่มส่วนโค้งที่จานด้านขวาของอุปกรณ์เพื่อให้พอดีกับผนังหัวใจฝั่งขวาที่มีความหนามากกว่าผนังหัวใจฝั่งซ้าย โดยการออกแบบทั้งหมดได้ออกแบบให้อุปกรณ์มีส่วนโค้งตามข้อต่อต่างๆ ของอุปกรณ์ เพื่อง่ายต่อการติดตั้ง โดยอุปกรณ์จะผลิตจากโลหะผสมจำรูปนิกเกิล-ไทเทเนียม (Nitinol) ที่มีความยืดหยุ่นสูง และสามารถกลับสู่รูปร่างเดิมได้ด้วยตัวมันเอง ซึ่งเป็นข้อดีที่เราสามารถติดตั้งอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ๆ เข้าไปในสายสวนที่มีขนาดเล็กได้ และนำไปติดตั้งที่หัวใจผ่านทางหลอดเลือดดำบริเวณขา โดยไม่ต้องทำการผ่าตัดทรวงอก ช่วยผู้ป่วยให้มีบาดแผลจากการผ่าตัดด้วยสายสวนน้อยลง ผู้ป่วยสามารถรักษาตัวและกลับไปใช้ชีวิตประจำวันตามปกติได้รวดเร็วมากยิ่งขึ้น”

รศ.ดร.อนรรฆ กล่าวอีกว่า อุปกรณ์นี้ได้ทำการทดสอบสมบัติทางกลและทางชีวภาพตามมาตรฐานการทดสอบสากล และผลิตตัวอย่างอุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบน เพื่อเตรียมยื่นขอทำวิจัยในสัตว์ทดลอง (Animal Test) และการทดสอบในมนุษย์ (Clinical trial) เพื่อให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ชิ้นนี้จะสามารถใช้งานกับมนุษย์ได้อย่างปลอดภัยและมีคุณภาพเทียบเท่าระดับสากล

ปัจจุบันได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ในการนำอุปกรณ์ชิ้นนี้ทดสอบมาตรฐานตามเกณฑ์ของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) และคาดว่าจะสามารถทดสอบการใช้ในมนุษย์ได้ภายในเวลา 18 เดือน

ทั้งนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นการพัฒนาต่อยอดจากผลงานวิจัยเรื่อง “สมบัติทางกลและการขึ้นรูปโลหะผสมจำรูปสำหรับการใช้งานทางด้านการแพทย์และทันตกรรม” โดย รศ. ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ , นายณัฐนัย วรวิจิตราพันธ์ นักวิจัยและนักศึกษาปริญญาโท หลักสูตรวิศวกรรมชีวภาพ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ร่วมกับโรงพยาบาลรามาธิบดี

อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันอุปกรณ์ถ่างขยายผนังหัวใจห้องบนนี้ยังไม่มีการใช้งานในเชิงพาณิชย์ แม้แต่ในต่างประเทศมีนักวิจัยพัฒนาอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายกันอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการและยังอยู่ในขั้นการทดสอบในมนุษย์เท่านั้น และคาดว่าเมื่ออุปกรณ์ชิ้นนี้ออกสู่ตลาดจะมีราคาสูงถึง 60,000 บาทต่อชิ้น เฉพาะค่าอุปกรณ์ที่ไม่รวมสายสวนและค่ารักษาพยาบาลต่างๆ ซึ่งจากสถิติมีผู้ป่วยที่มีความต้องการรักษามากถึงปีละ 350,000 คน

“ดังนั้น หากไทยสามารถผลิตขึ้นเองได้ภายในประเทศ ก็จะเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งยิ่งใหญ่ของการรักษาโรคหัวใจวายเฉียบพลัน และช่วยลดภาระการนำเข้าอุปกรณ์ทางการแพทย์และช่วยให้คนไทยมีโอกาสเข้าถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ดีและเหมาะสมกับสรีระของคนเอเชียมากยิ่งขึ้น” รศ.ดร.อนรรฆ กล่าวในตอนท้าย