อุปกรณ์ทางการแพทย์ไม่ได้หมายถึงเพียงเครื่องมือที่หมอใช้กันในโรงพยาบาลเพียงเท่านั้น ยังคงรวมถึง Prosthetics หรือกายอุปกรณ์เทียม และกายอุปกรณ์เสริม เป็นอุปกรณ์ที่ทำขึ้นเพื่อใช้กับอวัยวะภายนอก นำมาดัดแปลงลักษณะโครงสร้างให้ตรงกับสรีระ เพื่อการทำหน้าที่ทดแทนส่วนของอวัยวะที่เสียหาย ขาดหาย หรือไม่เคยมีอยู่เลย โดยกายอุปกรณ์เทียมนั้น มีทั้งแขนเทียม ขาเทียม นิ้วมือและนิ้วเท้าเทียม สามารถใช้ได้กับมนุษย์และสัตว์ ซึ่งสัตว์หลายชนิดได้สูญเสียแขนขา หรืออวัยวะสำหรับการดำรงชีวิต การเคลื่อนไหว ปัจจุบันเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าไปมาก ทำให้ทีมสัตวแพทย์เลือกใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติในการผลิต “กายอุปกรณ์เทียมและกายอุปกรณ์เสริม” ที่มีคุณภาพสูงเพื่อคืนชีวิตที่สมบูรณ์ ให้แก่สัตว์ได้หลากหลายชนิด มาดูกันว่า Prosthetics ใช้สัตว์กับอะไรแล้วบ้าง
1. Dogs
Prosthetics ที่ใช้กับสุนัขนั้นมีการทำขึ้นในลักษณะของขาเทียม เฉพาะส่วนที่เสียหายไป หรือมีลักษณะแบบล้อคู่ ยกตัวอย่างเช่น สุนัขเกิดมีกระดูกที่เท้าขวาหลังหายไป แม้ว่าสุนัขสามารถมีชีวิตอยู่ได้ด้วยสามขา หากมีครบสี่ขาก็น่าเป็นสิ่งที่ดี ซึ่งปัจจุบันสร้างอวัยวะเทียมจาก 3D Printer เป็นเรื่องที่เข้าถึงได้ง่ายมากขึ้น เพียงทำด้วยการสแกนขาที่มี และสร้างไฟล์ 3 มิติ จากนั้นจึงนำมาขึ้นต้นแบบแรกเพื่อทดสอบความพอดี ซึ่งทำจากพลาสติกและโลหะ ทำให้สามารถวิ่งได้สะดวกสบายขึ้น นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่ใส่ภายในร่างกาย เช่น แผ่นดาม น็อต เป็นต้น หรือชิ้นส่วนกระดูก มักทำมาจากวัสดุโลหะ อย่างไทเทเนียม
2. Cats
ลูกแมวอายุ 4 เดือน เกิดความผิดปกติกับกระดูกขาหน้าข้างหนึ่ง โดยรักษาด้วยการใช้ 3D Printer ที่สามารถพิมพ์ชิ้นส่วน 3 มิติได้เหมาะสมและเข้ากันพอดี การพิมพ์ 3 มิติทำให้การเคลื่อนไหวของอุ้งเท้าทำหน้าที่ได้อย่างปกติ โดยไม่ต้องทำขาเทียม แต่ยังให้การเคลื่อนไหวได้ดีในขณะที่สวมใส่อวัยวะเทียม ต้นแบบนี้ถูกสร้างขึ้นด้วยพลาสติกเพื่อให้ต้นทุนต่ำ ลดภาระของเจ้าของสัตว์เลี้ยง ผลิตภัณฑ์ต้องมีเสถียรภาพและมีความทนทาน ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญมากสำหรับสัตว์ที่ยังอยู่ในระยะแรกของการใส่ขาเทียมและอุ้งเท้า ถ้าไม่เช่นนั้นขาหรืออุ้งเท้าที่หายไปอาจทำให้ร่างกายผิดปกติเมื่อร่างกายโตขึ้น
Prosthetics ยังมีทั้งวัสดุที่ฝังภายในร่างกายและอาศัยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติให้มีประสิทธิภาพสูงสุด ด้วยกระบวนการ DMLS (Direct Metal Laser Sintering) จากวัสดุโลหะ เพื่อปลูกถ่ายหัวเข่าขนาดเล็ก จะต้องมีขนาดเล็กประมาณขนาดของข้อต่อนิ้วของมนุษย์ แต่ซับซ้อนมาก ต้องมีรูพรุน แข็งแรง ทนทาน และมีพื้นผิวที่หลากหลาย เพื่อให้แน่ใจว่าจะรวมเข้ากับกระดูกที่มีอยู่อย่างสมบูรณ์ ต้องพอดีกับสรีระเดิมด้วย
3. Duck
เป็ดที่เกิดมาพร้อมกับเท้าซ้ายที่เสียรูปไป ไม่สามารถเดินเหมือนเป็ดธรรมดาทั่วๆ ไปและทำให้มีอาการเจ็บปวดอย่างมาก ดังนั้นการรักษาที่ง่ายที่สุดคือ ตัดเท้าที่มีปัญหาออกแล้วทำอวัยวะทดแทน โดยสแกนเท้าซ้ายของเป็ดที่เกิดมาพร้อมกัน อธิบายง่ายๆ คือเลือกตัวที่เป็นพี่น้องกันนั่นเอง เพราะจะมีโครงสร้างร่างกายที่ใกล้เคียงกัน ทำให้เมื่อสแกนขามาใช้เป็นโมเดล 3 มิติและพิมพ์ส่วนสำหรับเท้าข้างที่ต้องการนั้นจะทำให้ขาเทียมมีความพอดี ก็สามารถเดินได้เหมือนเป็ดอีกครั้ง นอกจากนี้การพิมพ์ 3 มิติยังสามารถออกแบบให้ว่ายน้ำได้ เนื่องจาก Prosthetics นี้มีการปรับแต่งได้ง่ายและรวดเร็ว
4. Crab
ปูเสฉวนเป็นสัตว์ที่มีขนาดเล็ก ประมาณ 1-6 เซนติเมตร มีขาทั้งหมด 10 ขา ไม่มีเปลือกแข็งแบบปูหรือกุ้ง จึงต้องอาศัยในเปลือกหอยเปล่า โผล่เฉพาะหัวและขา 2 คู่ออกจากเปลือก ส่วนขาอีก 2 คู่ใช้ยึดกับเปลือกหอย กินซากพืช ซากสัตว์เป็นอาหาร มักอาศัยอยู่ตามหาดทรายชายทะเล เพราะฉะนั้นการเลี้ยงปูเสฉวน นอกจากฆ่าปูแล้วยังเป็นการทำร้ายระบบนิเวศ ทำลายความสมบูรณ์ของวัฏจักรธรรมชาติ รังแกชายหาด และส่งผลต่อการท่องเที่ยว นอกจากนี้ยังมีการเก็บเปลืกหอยกลับไปนั้นคือการทำลายบ้านของปูเสฉวน เนื่องจากปูเสฉนวนไม่มีโครงร่างเป็นเปลือกแข็งเหมือนปูชนิดอื่น จึงต้องอาศัยอยู่ในเปลือกหอยฝาเดียวโดยแบกไว้บนหลัง ตัวเมียจะวางไข่ในทะเล เมื่อลูกปูเจริญขึ้นก็จะหาเปลือกหอยขนาดเล็กที่ตายแล้วเข้าอาศัยป้องกันภัย เมื่อขนาดใหญ่ขึ้นก็สลัดเปลือกหอยเดิมออกและเปลี่ยนเปลือกใหม่ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น
ในปัจจุบันเกิดวิกฤตที่อยู่อาศัยสำหรับปูเสฉวน มีปัญหาการขาดแคลนเปลือกหอยในมหาสมุทรสำหรับปูเหล่านี้ที่ไม่ได้มีเปลือกหอยของตัวเอง แต่ต้องอาศัยเปลือกหอยจากธรรมชาติหามาเป็นบ้าน ซึ่งมีจำนวนน้อยมาก จึงมีแนวโน้มที่จะใช้ขยะกระป๋อง ท่อ ขวด หรือสิ่งอื่นๆ เป็นบ้านชั่วคราว ดังนั้นการขาดแคลนนี้จึงเป็นแรงบันดาลใจให้สร้างเปลือกหอยเทียม และมีรูปร่างที่สวยจากเครื่อง 3D Printer นั่นเอง
5. Horse
สัตว์ส่วนใหญ่มักจะมีปัญหา หรือโรคที่เกี่ยวกับกระดูกไม่ต่างจากมนุษย์เลย ดังนั้นสัตว์ก็มีความจำเป็นในการใช้อวัยวะเทียมจากการพิมพ์ 3 มิติเช่นกัน ซึ่งโรคที่เกิดขึ้นกับม้าหรือโดยทั่วไปมักอยู่ที่บริเวณข้อเท้าที่เชื่อมต่อกับกีบ ส่งผลให้เกิดอาการปวดและอักเสบระหว่างกีบและกระดูก หากไม่ได้รับการรักษาก็จะไม่สามารถเดินได้อีกต่อไป ทำให้ทีมสัตวแพทย์ใช้การพิมพ์โลหะ 3 มิติจากวัสดุไทเทเนียมพิมพ์รองเท้าม้า ดังนั้นการใช้ 3D printing ในการรักษาจึงเข้ามาบทบาทสำคัญในการผลิต Prosthetics ในกรณีต่างๆ อย่างมากมาย
6. Eagle
นกอินทรีย์ได้รับบาดเจ็บบริเวณจะงอยปาก เพราะถูกยิงที่ใบหน้าโดยผู้ลักลอบล่าสัตว์ ถึงแม้ว่านกอินทรีย์จะรอดชีวิตมาได้ แต่การดำรงชีวิตของนกอินทรีย์ที่เป็นนักล่านั้นก็ไม่สามารถดูแลตัวเองและหาอาหารกินด้วยตัวเอง เนื่องจากมีเพียงปากด้านล่างเท่านั้น อาจคล้ายกับการพยายามเอาตัวรอดโดยมีกระดูกขากรรไกรข้างเดียว
เมื่อทีมวิศวกรเสนอการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติให้ช่วยรักษานกอินทรีย์แก่ทีมสัตวแพทย์ ด้วยการสแกนแบบสามมิติและใช้ซอฟต์แวร์เพื่อปรับแต่ง 3D Model จากนั้นพิมพ์ด้วยวัสดุ nylon-polymer และนำมาติดตั้งบนปากนกที่เหลือ โดยใช้ตัวยึดโลหะไทเทเนียม สามารถกลับมาดำรงชีวิตนักล่าและหาอาหารกินได้ด้วยตัวเองอีกครั้งด้วยปากนกสังเคราะห์ เนื่องจากการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้สามารถออกแบบใหม่ได้อย่างรวดเร็วและยืดหยุ่น จะงอยปากเทียมจึงได้รับการดัดแปลงให้เหมาะกับสรีระเดิมตามธรรมชาติ ทำให้นกอินทรีย์ปรับตัวเข้ากับปากใหม่ได้ไม่ยาก
7. Chicken and Baby Chicken
ปัจจุบันเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติใช้บ่อยครั้งในสาขาการแพทย์ หลายครั้งเพื่อผลิตขาเทียมที่กำหนดเอง แต่สาขาสัตวแพทย์ก็ใช้เทคโนโลยี 3D Printing เพื่อสร้างแขนขาเทียมและอุปกรณ์สำหรับสัตว์ปีกอย่างเช่นไก่ด้วยเช่นกัน ไก่ตัวหนึ่งกำลังทรมานจากเอ็นที่เสียหาย ซึ่งทำให้ขาข้างนั้นไร้ประโยชน์ ทำให้เจ้าของพามารักษา โดยทีมสัตวแพทย์จะแก้ไขด้วยการตัดขาที่เสียเสียออก และผลิตขาเทียมพลาสติก 3 มิติที่พิมพ์ออกมาเฉพาะสรีระนี้ให้ใหม่ ทางทีมสัตวแพทย์อธิบายถึงเหตุผลที่ต้องตัดขาทิ้งว่าการที่เท้าของไก่มีเส้นเอ็นหดตัวผิดปกติทำให้เสี่ยงต่อการเป็นแผลและการติดเชื้อ เห็นได้ชัดว่าการพิมพ์ 3 มิติมีความเหมาะสมต่อการทำหน้าที่เป็นอวัยวะเทียมบนขาไก่ได้อย่างดี
8. Toucans
นกทูแคน (Toucans) วัยเพียงหนึ่งขวบที่ต้องสูญเสียจะงอยปากจากการกระทำของมนุษย์ จนทำให้ปากบนหายไป ซึ่งจะงอยปากของนกทูแคนไม่เพียงมีความสำคัญต่อความสามารถในการหาอาหารและป้องกันตัวเอง แต่ยังจำเป็นต่อการหาคู่ครองด้วยเช่นกัน เนื่องจากตัวเมียจะเลือกสีตามปากของตัวผู้ แม้ว่าจะเรียนรู้ที่จะใช้จะงอยปากด้านล่างเพื่อเลี้ยงตัวเอง แต่นี่ไม่ใช่ทางออกระยะยาวของการดำรงชีวิต ทีมสัตวแพทย์จึงลงความเห็นโดยการทำปากเทียมให้กับนกทูแคน ด้วยเครื่อง 3D Scanner และ 3D Printer เพื่อให้ได้น้ำหนักและตรงกับขนาดจะงอยเดิม สิ่งที่ยากก็คือการติดจะงอยเทียมกับตอของปากนกที่เหลือโดยใช้หมุดยึด เนื่องจากโครงสร้างปากมีลักษณะคล้ายแซนวิช รวมไปถึงเส้นเลือด เส้นประสาท และเนื้อเยื่อ ในบริเวณปาก
(https://abc7news.com/957295/)
9. Alligator
Alligator เป็นสัตว์เลื้อยคลานที่ถูกจัดอยู่ในตระกูลเดียวกับจระเข้ มีโคนหางเป็นกล้ามเนื้อมัดใหญ่และแข็งแรงเรียกว่า บ้องตัน ใช้ในการฟาดเพื่อป้องกันตัว ลักษณะหางแบนยาวใช้โบกว่ายน้ำ ดังนั้นหากจระเข้ที่ไม่มีหาง ก็จะไม่สามารถว่ายน้ำได้และหาอาหารได้ จนกระทั่งมีการประดิษฐ์หางเทียมพิเศษสำหรับ Alligator ขึ้นด้วยการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเข้ามาช่วยในการรักษา โดยเลือกใช้ PLA, Nylon หรือวัสดุ Flexible ที่มีความคล้าย Silicone สำหรับการทำ 3D Printing Prosthetics ซึ่งเป็นเรื่องที่น่ายินดีอย่างมากเมื่อ Alligator สามารถปรับตัวเข้ากับหางใหม่ได้อย่างรวดเร็ว จนสามารถว่ายน้ำและดำรงชีวิตเหมือนกับ Alligator ตัวอื่นๆ
10. Guinea Pig
11. Sheep
แกะเนื้อพันธุ์คาทาดิน (katahdin) เป็นแกะเนื้อที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดี สามารถเลี้ยงปล่อยตามทุ่งหญ้าธรรมชาติได้โดยไม่ต้องเสริมอาหาร สามารถผลัดขนได้เมื่ออากาศร้อน การทารุณกรรมและถูกทอดทิ้งของสัตว์เลี้ยงในฟาร์มยังมีให้เห็นอย่างต่อเนื่อง และนี่เป็นอีกหนึ่งกรณีที่โชคดีได้รับความช่วยเหลือและให้ที่พักพิงสำหรับแกะตัวนี้ โดยแกะมีอาการบาดเจ็บที่บริเวณขาหลัง จนในที่สุดได้มีการผลิตขาเทียมขึ้น ซึ่งเป็นขาเทียมแบบ 3 มิติ ใช้เป็นวัสดุเกรดวิศวกรรมเพื่อสร้างอวัยวะเทียม ได้ผ่านการทดสอบสวมใส่ให้กระชับกับต้นขา
วิธีการทำต้นแบบขาเทียมจาก 3D Printing ง่ายและรวดเร็วนี้ทำให้ขาเทียมสามมิติที่พิมพ์ออกมานั้นเพิ่มคุณค่าและเปลี่ยนแปลงชีวิตของสัตว์ต่างๆ ให้มีคุณภาพชีวิตที่ดีมากขึ้น
(https://www.pinterest.com/pin/311381761712311956/)
12. Penguin
เนื่องจากเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติยังคงคุณค่าในเชิงบวกต่ออุตสาหกรรมการแพทย์ การผลิตอุปกรณ์ขาเทียมที่ออกแบบมาเฉพาะสรีระให้กับเพนกวินผู้โชคร้าย เพราะขาที่ได้รับบาดเจ็บจนต้องถูกตัด ทีมสัตวแพทย์จึงผลิตอุปกรณ์ prosthetics ช่วยเหลือให้กลับมาเดินได้อีกครั้ง โดยการสร้างเท้าสำหรับเพนกวินเพื่อช่วยให้ยืน เดิน และว่ายน้ำได้ปกติ จากการออกแบบและสร้างแบบจำลอง 3 มิติสำหรับเท้านกเพนกวินเทียมนั่นเอง
สำหรับ 3D Printing นั้นไม่ได้จำกัดเฉพาะการผลิต prosthetics ให้แก่มนุษย์เพียงเท่านั้น อันที่จริงมีสัตว์อีกหลากหลายชนิด ทั้งสัตว์เลี้ยงในบ้านและสัตว์ป่าที่ได้รับโอกาสการช่วยชีวิตด้วยการพิมพ์ 3 มิติ
(https://www.pinterest.ch/pin/442197257144958829/)
13. Peacock
นกยูงมีอาการบวม เป็นน้ำเหลืองอย่างรุนแรงที่ข้อเท้าข้างหนึ่ง จนทำให้ต้องสูญเสียเท้าข้างนั้นไป ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ทำให้สามารถช่วยนกยูงที่สูญเสียเท้าไปนั้นได้มีเท้าเทียม ซึ่งเป็น prosthetics foot ที่ผลิตขึ้นด้วย 3D Printer และนำมาตกแต่งเพิ่มเติมให้พอดีกับตอข้อเท้าที่เหลืออยู่เดิม การนำมาประกอบกันนี้ทำให้นกยูงต้องฝึกหัดให้ชินกับเท้าใหม่ในระยะแรก แต่อย่างน้อยก็ทำให้นกยูงตัวกลับมีความสุขแน่นอน
14. Tortoise
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาคงได้เห็นการช่วยเหลือสัตว์ด้วย 3D Printing Prosthetics ตั้งแต่สุนัข แมว ม้า เป็ด และแม้แต่นก ซึ่งการพิมพ์ 3 มิติทำให้เจ้าของสัตว์เลี้ยง หรือทีมสัตวแพทย์เข้าถึงเทคโนโลยีและราคาได้ง่าย ทำให้เกิดหนทางและโอกาสที่จะรักษาและเปลี่ยนแปลงชีวิตของสัตว์เหล่านี้ รวมถึงภัยธรรมชาติต่างๆ ที่ทำให้สัตว์ได้รับบาดเจ็บ อย่างเช่นเต่าตัวนี้ที่ถูกไฟไหม้ ทำให้กระดองได้รับความเสียหาย ซึ่งได้รับความร่วมมือจากสัตวแพทย์ นักออกแบบ 3D และศัลยแพทย์ ในการทำกระดองเต่าเทียมที่สมบูรณ์ เพราะกระดองเต่านอกจากทำหน้าที่ปกคลุมส่วนต่างๆ ของร่างกายแล้ว ยังมีแคลเซียมที่ประกอบด้วยกระดูกในชั้นหนังเชื่อมรวมกับกระดูกซี่โครง กระดูกสันหลัง บางส่วนของกระดูกหัวไหล่ และกระดูกหน้าอก เนื่องจากกระดูกสันหลังส่วนลำตัวเชื่อมรวมกับกระดอง กระดูกสันหลังในส่วนลำตัวจึงเคลื่อนไหวไม่ได้ ดังนั้นเต่าจึงจำเป็นต้องมีกระดองเทียม เพื่อปกกันอันตราย และการติดเชื้อต่างๆ
บทความอื่นๆ ที่น่าสนใจ หน้ากากป้องกันเพื่อสุขอนามัย Mask 3D Printing
2 thoughts on “อุปกรณ์ทางการแพทย์ และอวัยวะเทียมของสัตว์ Prosthetics 3D Printing”
เครื่องปริ๊นสำหรับสัตว์ อย่างตัวอย่างที่แนะนำมามีไหมครับ ที่สามารถใช้สำหรับคนได้ด้วย สัตว์ได้ด้วยน่ะครับ
สำหรับชิ้นส่วนทั่วไปที่เห็นตามหน้าข่าว จะเป็นเครื่อง FDM 3D Printer ทั่วไป ตามท้องตลาดเลยครับ ไม่ได้เฉพาะเจาะจง ส่วนวัสดุที่เห็นจะเป็น PLA กับ ABS เป็นหลักครับ