วิศวกรรมเคมี สจล. คิดค้น “เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูง…แบบเคลื่อนที่ได้” เป็นครั้งแรกของโลก การันตีด้วยรางวัลเหรียญทองระดับโลกจากเจนีวา และรางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2567 ชี้ ต้นทุนต่ำ มุ่งเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของคนไทยจากโรคระบบทางเดินหายใจ พร้อมเสริมศักยภาพโรงพยาบาลขนาดกลาง-เล็กในภูมิภาค ให้สามารถพึ่งพาตนเองได้
รศ. ดร.คมสัน มาลีสี อธิการบดีสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) กล่าวว่า สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) โดย ทีมวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี ซึ่งมี “ผศ. ดร.ณัฐพล ฤกษ์เกษมสันติ์” เป็นหัวหน้าโครงการ ได้คิดค้นนวัตกรรมเป็นครั้งแรกของโลก ” เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูง…แบบเคลื่อนที่ได้” (Mobile High-Flow Oxygen Concentrator) โดยได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ซึ่งเป็นที่น่ายินดีที่ผลงานวิทยาศาสตร์-ชีวการแพทย์ของคนไทยเป็นที่ประจักษ์บนเวทีโลก โดยคว้ารางวัลเหรียญทองระดับโลกจากงานสิ่งประดิษฐ์นานาชาติ เจนีวา 2023 และยังได้รับรางวัลงานวิจัยแห่งชาติ ปี 2567 ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์ จาก วช. ด้วย
“ผลงานดังกล่าวตอกย้ำถึงความเป็นเลิศในการเป็นผู้นำนวัตกรรมระดับโลก ดังวิสัยทัศน์ของ สจล. นวัตกรรมต้นแบบนี้ออกแบบมาเชื่อมต่อตรงกับเครื่องจ่ายออกซิเจนแก่ผู้ป่วยได้ ทั้งแบบอัตราการไหลสูง (High Flow), แบบ Positive Pressure Ventilator รวมถึงเครื่องช่วยหายใจประเภทต่างๆ ในโรงพยาบาล ด้วยประสิทธิภาพและมีต้นทุนต่ำ จึงตอบโจทย์สำหรับโรงพยาบาลขนาดกลางและขนาดเล็กในภูมิภาค ที่มีจำนวนเตียงน้อย หรืองบประมาณน้อย ยกระดับคุณภาพบริการทางการแพทย์สู่ยุคใหม่และตอบรับอุตสาหกรรมการแพทย์ครบวงจร (Medical Hub) ของไทย ตลอดจนการพัฒนาที่ยั่งยืนตาม SDG3 การมีสุขภาพและความเป็นอยู่ดี โดยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของคนไทยจากโรคทางระบบทางเดินหายใจได้อีกมาก และ SDG10 ลดความเหลื่อมล้ำเพื่อให้ประชาชนได้เข้าถึงเทคโนโลยีการบำบัดรักษา”
ทั้งนี้จากข้อมูลทางการแพทย์ นอกจากโควิดแล้ว ประเทศไทยยังมีผู้ป่วยโรคระบบทางเดินหายใจอีกหลายโรคที่จำเป็นต้องใช้ “เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูง…แบบเคลื่อนที่ได้” ในการบำบัดรักษาอาการวิกฤติ เช่น โรคไอกรน ที่กำลังระบาดในหลายจังหวัด โรควัณโรคปอด โรคปอดอักเสบ โรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง ผู้ป่วยติดเชื้อเรื้อรังของเยื่อหุ้มกระดูก โลหิตจางเนื่องจากเสียเลือดมาก โรคคาร์บอนมอนนอคไซด์เป็นพิษ / การสำลักควันไฟ รวมถึงอาการกล้ามเนื้อปอดเป็นอัมพาตชั่วคราวจากการติดเชื้อ “คลอสทรีเดียม โบทูลินัม” ที่มักเกิดจากการกินอาหารที่มีเชื้อปนเปื้อนอยู่ เช่น หน่อไม้ปี๊บ เป็นต้น โรคกลุ่มนี้มักจะเป็นกับผู้ป่วยต่างจังหวัด ทำให้การเข้าสู่ระบบการรักษาในโรงพยาบาลขนาดใหญ่ที่มีระบบอุปกรณ์พร้อมในตัวเมืองเป็นไปได้ล่าช้า ซึ่งทำให้ผู้ป่วยมักเสียชีวิตในช่วงการนำส่งโรงพยาบาล
ผศ. ดร.ณัฐพล ฤกษ์เกษมสันติ์ อาจารย์ประจำภาควิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) หัวหน้าโครงการวิจัยฯ กล่าวว่า จากการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสโควิด-19 ต่อเนื่องมา และโรคระบบทางเดินหายใจที่เพิ่มสูงขึ้นจากพฤติกรรมในการใช้ชีวิต มลพิษทางอากาศ PM2.5 การประกอบอาชีพที่มีความเสี่ยง และโรคระบาด เช่น โรคไอกรนในขณะนี้ ทำให้ความต้องการใช้ออกซิเจนทางการแพทย์พุ่งสูงขึ้น เกิดปัญหาการขาดแคลนออกซิเจนสำหรับดูแลผู้ป่วยในโรงพยาบาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยขั้นวิกฤตที่ไวรัสทำลายเนื้อเยื้อในปอดจนเหลือน้อยลงมาก ไม่สามารถหายใจด้วยตนเองได้ จำเป็นต้องใช้ “เครื่องช่วยหายใจอัตราการไหลสูง” (High-Flow Nasal Cannula) กับระบบออกซิเจนเหลว ซึ่งจะมีใช้กันในโรงพยาบาลขนาดใหญ่ ที่มีจำนวนเพียง 20% เท่านั้นที่สามารถลงทุนสร้างระบบในการติดตั้งถังเก็บออกซิเจนเหลว เดินท่อก๊าซความดันสูง และต้องพึ่งพาบริษัทผู้ผลิตมาส่งออกซิเจนเหลวให้ รวมทั้งต้องจัดตั้งสถานีทำความเย็นขนาดใหญ่ ซึ่งใช้พลังงานสูงสำหรับระบบทำความเย็นเพื่อรักษาอุณหภูมิในถังให้ต่ำกว่าจุดเดือดของออกซิเจนอยู่ตลอดเวลา
อุปสรรคของโรงพยาบาลขนาดกลางและขนาดเล็ก ในหลายภูมิภาคของไทยจำนวนกว่า 700 แห่ง จึงไม่สามารถดูแลรักษาผู้ป่วยขั้นวิกฤต โรคระบบทางเดินหายใจได้ เนื่องจากมีงบการลงทุนน้อย หรือแม้จะมีงบพอแต่จำนวนเตียงน้อยก็สร้างไม่ได้เนื่องจากเอกชนเห็นว่าขาดความคุ้มค่าที่จะติดตั้งระบบออกซิเจนเหลว ดังนั้น นวัตกรรมนี้จึงเป็นทางเลือกสำหรับ รพ.ขนาดกลางและเล็กทดแทนการใช้ระบบออกซิเจนเหลว
ทีมวิจัยฯ ได้พัฒนาต้นแบบนวัตกรรมดังกล่าว ด้วยหลักการเทคโนโลยีการดูดซับสลับความดัน (Molecular Sieve) มีระบบเก็บสำรองออกซิเจนภายในเพื่อให้สามารถผลิตออกซิเจนบริสุทธิ์แก่ผู้ป่วยได้อย่างต่อเนื่อง ในอัตราการผลิตและแรงดันที่สูงขึ้นเพียงพอกับการใช้ร่วมกับ เครื่องช่วยหายใจอัตราการไหลสูง ในการใช้งาน สามารถเชื่อมต่อสายออกซิเจนบนหัวจ่ายออกซิเจนที่มีมาตรฐานเดียวกับหัวจ่ายออกซิเจนเหลวของโรงพยาบาล สั่งการผ่านหน้าจอและแสดงผลแบบ Real-Time ได้ทันที ใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน ประหยัดพลังงาน ปลอดภัย เคลื่อนย้ายง่าย ทำงานได้ตลอด 24 ชม. จึงเพิ่มความสะดวกในการใช้งานแก่บุคลากรทางการแพทย์และโรงพยาบาล
จากการใช้งานจริงในโรงพยาบาลภูมิพลอดุลยเดช พบว่า “เครื่องผลิตออกซิเจนการแพทย์กำลังสูง…แบบเคลื่อนที่ได้” มีจุดเด่นในประสิทธิภาพการผลิตออกซิเจนได้ที่ความบริสุทธิ์มากกว่าร้อยละ 85 โดยปริมาตรที่อัตราการไหลมากกว่า 40 ลิตรต่อนาที และที่แรงดันไม่น้อยกว่า 3.7 บรรยากาศ สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวกด้วยบุคลากรเพียง 1 คน เพื่อรองรับกับการปฏิบัติงานในโรงพยาบาลขนาดกลางและโรงพยาบาลขนาดเล็ก และที่สำคัญคือเป็นเครื่องมือช่วยให้บุคคลากรการแพทย์สามารถเพิ่มโอกาสการฟื้นตัวเร็วและการรอดชีวิตแก่ผู้ป่วยมากขึ้น
รศ. ดร.สมยศ เกียรติวณิชวิไล คณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์ สจล. กล่าวว่า ประโยชน์ของนวัตกรรมนี้จะช่วยเสริมสร้างความมั่นคงทางสาธารณสุขและสุขภาพที่ดีทั่วไทยด้วยนวัตกรรม เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีต้นทุนต่ำ ที่จะสนับสนุนโรงพยาบาลขนาดกลางและขนาดเล็กทั้งในกรุงเทพฯและต่างจังหวัดให้สามารถ “พึ่งพาตนเองในการผลิตออกซิเจนทางการแพทย์” ได้เอง ประหยัดการลงทุน ช่วยลดการนำเข้าอุปกรณ์ราคาแพง ลดปัญหาการขาดแคลนออกซิเจน ช่วยให้แพทย์และบุคลากรได้ใช้เทคโนโลยีพัฒนาคุณภาพชีวิตของคนไทยในภูมิภาค
