3D Printing นวัตกรรมเปลี่ยนโลกที่จะเข้ามาช่วยชีวิตคนในหลายมิติ

หลาย ๆ คนคงเคยได้ยินชื่อนวัตกรรม 3D Printing กันมานานแล้วใช่ไหมคะ เพราะเทคโนโลยีนี้มีมาตั้งแต่ปี 1980 แล้ว วิธีการคือเราต้องมีโมเดล 3D ที่สร้างจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ อย่างเช่น Autocad จากนั้นก็สั่งปรินท์โมเดลจากเครื่องพิมพ์สามมิติด้วยวัสดุที่ต่างกันออกไปแล้วแต่การใช้งาน เช่น ไนลอน, โพลีเมอร์เหลว, โลหะ เป็นต้นค่ะ

ซึ่งตอนนี้เทคโนโลยี 3D Printing พัฒนาล้ำหน้าไปมาก ๆ แล้วนะคะ ทั้งใช้ผลิตอวัยวะเทียม ใช้ผลิตเนื้อสัตว์สำหรับทาน ไปจนถึงใช้สร้างบ้านเลยทีเดียว น่าสนใจใช่ไหมล่ะคะ ลองไปอ่านรายละเอียดกันเลยดีกว่าค่ะ

3D Bioprinting มิติใหม่ของการปลูกถ่ายอวัยวะ

พอพูดถึงการปลูกถ่ายอวัยวะแล้ว หลาย ๆ คนคงนึกถึงการเอาอวัยวะบางส่วนของคุณ A มาใส่ในร่างกายคุณ B เท่านี้ใช่ไหมคะ แต่ที่จริงแล้วกว่าคุณหมอจะปลูกถ่ายอวัยวะ 1 อย่างได้ นอกจากจะต้องมีอวัยวะใหม่เพื่อปลูกถ่าย ยังต้องอาศัยความเข้ากันได้ระหว่างเนื้อเยื่อของผู้ปลูกถ่ายกับผู้รอรับการปลูกถ่ายด้วยค่ะ

รวมถึงอีกหลายปัจจัย อย่างหลังปลูกถ่ายแล้ว อวัยวะที่ได้รับการปลูกถ่ายอาจเจอการต่อต้านจากร่างกายเลยต้องทานยารักษาซึ่งอาจทำให้เกิดโรคแทรกซ้อน หรือจะเป็นเรื่องของเวลาเก็บรักษาอวัยวะที่สามารถอยู่นอกร่างกายได้เพียง 4-6 ชั่วโมงเท่านั้นค่ะ

แต่ยังมีอุปสรรคสำคัญคือปริมาณผู้บริจาคอวัยวะไม่สมดุลกับผู้รอได้รับการปลูกถ่ายค่ะ ปัจจุบันเลยมีจำนวนผู้รอการปลูกถ่ายประมาณ 5,700 คน แต่จำนวนผู้ที่ได้รับการปลูกถ่ายแล้วมีแค่ 200 กว่าคน จากผู้บริจาคอวัยวะเพียง 90 กว่าคนเท่านั้นค่ะ (ข้อมูลเมื่อเดือนเมษายน พ.ศ. 2564)

ดังนั้นเลยมีผู้พัฒนา 3D Bioprinting หรือการนำ ‘เนื้อเยื่อ’ มาพิมพ์สามมิติเพื่อสร้างอวัยวะของคนขึ้นมาใหม่ค่ะ ซึ่ง 3D Bioprinting นั้นสร้างขึ้นมาจากเนื้อเยื่อของผู้ที่รอการปลูกถ่าย ทำให้ช่วยแก้ปัญหาเรื่องของเนื้อเยื่อไม่เข้ากัน รวมถึงตัดปัญหาที่ต้องรออวัยวะใหม่จากการบริจาคด้วยค่ะ

ซึ่ง ณ ตอนนี้มีประมาณ 3 เคสที่ทำสำเร็จไปแล้วนะคะ แต่ส่วนใหญ่เป็นการทำอวัยวะจำลองขนาดเล็กเพื่อศึกษาก่อนทำการพิมพ์และปลูกถ่ายอวัยวะขนาดจริงค่ะ

เคสแรก มีนักวิทยาศาสตร์ชาวอิสราเอลสร้างหัวใจเทียมขนาดประมาณ 2.5 เซนติเมตร เทียบแล้วเล็กกว่าหัวใจของคนทั่วไปถึง 4 เท่า แต่โครงสร้างข้างในใกล้เคียงกับหัวใจของคนมาก เพราะนำเซลล์เนื้อเยื่อของคนไข้มาใช้เป็นหมึกชีวภาพ (Bio-ink) สำหรับขึ้นรูปเป็นหัวใจค่ะ

เคสที่สอง ดร. Anthony Atala คุณหมอประจำโรงพยาบาล Boston’s Children ที่สหรัฐอเมริกา ได้ใช้เซลล์ของคนไข้มาพิมพ์กระเพาะปัสสาวะใหม่แทนอันเดิมที่ติดเชื้ออยู่ ซึ่งอวัยวะชิ้นนั้นยังอยู่ในร่างกายของเขามาจนถึงปัจจุบันเลยค่ะ

เคสที่สาม ทีมนักวิจัยจาก Rice University รัฐ Texas สร้างปอดจำลองขนาดเล็กขึ้นมา เพื่อพัฒนาเป็นปอดเทียมหรือถุงลมเทียมสำหรับผู้ป่วยโรคปอดค่ะ 

นอกจากนี้ยังมีการพิมพ์ตับมนุษย์ขนาดเล็ก และการพิมพ์เนื้อเยื่อจำลองของคนเพื่อใช้ทดสอบหายารักษาโควิด-19 ด้วยนะคะ

ยังไงก็ตาม เคสที่สามารถปลูกถ่ายอวัยวะกับคนจริง ๆ ยังเกิดขึ้นได้น้อยอยู่นะคะ เพราะร่างกายคนเราค่อนข้างซับซ้อน ทีมนักวิจัยเลยเลือกทำ 3D Bioprinting สำหรับอวัยวะที่ซับซ้อนน้อยเป็นหลักค่ะ

3D Printing กับการปฏิวัติวงการอาหาร

ล่าสุด บริษัท Redefine Meat ได้คิดค้นวิธีสร้างเนื้อสัตว์จากเครื่องพิมพ์สามมิติ เรียกว่า Alt-Steak ซึ่งมีลักษณะ กลิ่นและรสชาติเหมือนสเต๊กเนื้อวัวแท้ โดยบริษัทจากอิสราเอลได้พัฒนาหมึกพิมพ์สำหรับ

ปรินท์เนื้อสัตว์ขึ้นมาจากวัตถุดิบหลายชิด เช่น ถั่วเหลือง โปรตีนถั่ว ไขมันมะพร้าว และน้ำมันดอกทานตะวัน เรียกอีกอย่างว่าเป็น Plant-based Meat หรือเนื้อสัตว์ที่ทำจากพืชนั่นเองค่ะ

ตัวเครื่องพิมพ์จะมีสูตรการพิมพ์แยกกัน 3 ส่วนคือ Alt-Muscle, Alt-Fat และ Alt-Blood โดยตัวเครื่องพิมพ์สามมิติจะพิมพ์โครงสร้างกล้ามเนื้อของวัวขึ้นมาให้เหมือนจริงมากที่สุด ทั้งกล้ามเนื้อ เลือด และไขมัน แต่ด้วยความที่เป็นวัตถุดิบจากพืชเลยไม่มีคอเลสเตอรอล ดีต่อสุขภาพแน่นอนค่ะ

ในตอนนี้เครื่องพิมพ์สามารถผลิตเนื้อได้ประมาณ 13 ปอนด์/ชั่วโมง ทางบริษัทเลยกำลังวางแผนออกรุ่นใหม่ที่สามารถพิมพ์ได้มากขึ้นเป็น 44 ปอนด์/ชั่วโมงค่ะ แถมไม่แน่ว่าในอนาคตตัว Alt-Steak อาจจะมีราคาเทียบเท่ากับเนื้อสัตว์ และถูกกว่า Plant-based Meat ในท้องตลาดตอนนี้ก็ได้นะคะ ยังไงก็คงต้องรอทางบริษัทออกมาประกาศราคาอีกทีค่ะ

นอกจากนี้ยังมีข่าวว่าเจ้าหน้าที่บริหารบริษัท Redefine Meat มีแพลนวางขายเครื่องพิมพ์สามมิติด้วยนะคะ ส่วนคู่แข่งอย่างบริษัท Nova Meat ก็ได้พัฒนาเนื้อสัตว์จากเครื่องพิมพ์สามมิติด้วยเหมือนกันค่ะ แต่จะใช้ส่วนผสมจากโปรตีนข้าว โปรตีนถั่ว และเส้นใยจากสาหร่ายเป็นหลัก ที่สำคัญ ทางบริษัทกำลังระดมทุนพัฒนาตัวเครื่องพิมพ์สามมิติ และมีแผนผลิตเนื้ออกไก่สามมิติรวมถึงสเต๊กทูน่าจากพืชด้วยค่ะ

ส่วนบริษัทฟ้าสต์ฟู้ดชื่อดังอย่าง KFC ก็ไม่พลาดที่จะใช้เทคโนโลยีนี้ผลิตนักเก็ตด้วยเหมือนกัน โดยได้ร่วมมือกับบริษัท 3D Bioprinting Solutions ค่ะ เรียกได้ว่าเทคโนโลยี 3D Printing นี้มีข้อดีมาก ๆ นอกจากจะช่วยลดการใช้พลังงานในการผลิตแล้ว ยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้มากกว่าการผลิตเนื้อสัตว์จากฟาร์มด้วยนะคะ

3D Printing กับการก่อสร้างอาคารที่ใช้อยู่อาศัยได้จริง

ในอนาคตการก่อสร้างอาคารต่าง ๆ จะสามารถทำได้รวดเร็วและมีค่าใช้จ่ายถูกลง วิธีการก็ไม่ยากเพียงเริ่มต้นจากการใช้คนจำนวนหนึ่งมาติดตั้งเครื่องพิมพ์สามมิติ หลังจากนั้นเครื่องพิมพ์จะสามารถทำงานได้ด้วยตัวเอง โดยใช้คนคอยดูแลอย่างใกล้ชิดเพียงคนเดียว ทำให้ช่วยลดความเสี่ยงของพนักงานก่อสร้าง และคนไร้บ้านก็จะมีที่อยู่อาศัยมากขึ้นนะคะ 

ลองมาดูอาคารตัวอย่างที่สร้างจาก 3D Printing กันดีกว่าค่ะ

ประเทศจีนมีการสร้างบ้าน 400 ตารางเมตร ทนแรงแผ่นดินไหวถึง 8 ริกเตอร์ โดยใช้เวลาสร้างแค่ 15 วัน

รัฐดูไบมีการสร้างอาคารสองชั้นความสูง 9.5 เมตรที่ได้รับการบันทึกลง Guinness World Records ว่าเป็นอาคารขนาดใหญ่ที่สุดในโลกจากเครื่องพิมพ์สามมิติ ซึ่งใช้เวลาสร้างเพียง 2 วันเท่านั้น

นอกจากนี้ ยังมีการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติมาสร้างบ้านพัก 50 หลังในเขตแผ่นดินไหวของประเทศเม็กซิโก เพื่อให้คนไร้บ้านมาอยู่อาศัยด้วยนะคะ

เป็นยังไงกันบ้างคะ สำหรับเทคโนโลยี 3D Printing ที่จริงแล้วเราสามารถใช้เครื่องพิมพ์สามมิติไปผลิตอีกหลายอย่างเลยนะคะ เช่น ใช้ทำ Swab สำหรับตรวจโควิด-19 หรือใช้ทำชิ้นส่วนของยานอวกาศ ซึ่งเราเชื่อว่าในอนาคตเทคโนโลยีนี้จะใช้สร้างนวัตกรรมที่น่าสนใจขึ้นมาได้อีกมากมายแน่นอนค่ะ

แสดงความเห็น