MIT เปิดตัว ‘แคปซูลอัจฉริยะ’ ส่งสัญญาณได้จากในกระเพาะ เพื่อยืนยันว่าผู้ป่วยกินยาแล้ว ทางออกใหม่แก้วิกฤตลืมทานยา

ในโลกของการแพทย์สมัยใหม่ แม้เราจะมีความก้าวหน้าในการคิดค้นตัวยาที่มีประสิทธิภาพสูงเพียงใด แต่กำแพงที่ใหญ่ที่สุดที่กั้นขวางความสำเร็จในการรักษาไม่ใช่เรื่องของชีวเคมี แต่กลับเป็นเรื่องของพฤติกรรมมนุษย์ ปัญหาการไม่รับประทานยาตามแพทย์สั่ง เป็นวิกฤตเงียบที่สร้างความสูญเสียมหาศาล ทั้งในแง่ของชีวิตผู้ป่วยที่เสียชีวิตโดยป้องกันได้นับแสนรายต่อปี และในแง่เศรษฐกิจที่ระบบสาธารณสุขต้องสูญเสียเม็ดเงินไปหลายพันล้านดอลลาร์จากการรักษาที่ล้มเหลว

เพื่อทลายกำแพงนี้ ทีมวิศวกรจาก สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) จึงได้พัฒนานวัตกรรมล่าสุด เป็น 'แคปซูลยาอัจฉริยะ' ที่ไม่ได้มีดีแค่ตัวยา แต่สามารถส่งสัญญาณบอกแพทย์ได้ว่าคนไข้ได้กลืนยาลงท้องไปแล้วจริงๆ ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญที่จะเข้ามาอุดช่องโหว่ของการติดตามผลการรักษาในอนาคต

จากอุปสรรคสู่การออกแบบที่ท้าทาย

Giovanni Traverso รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลจาก MIT และแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านทางเดินอาหาร หัวหน้าทีมวิจัยชุดนี้ระบุว่า ที่ผ่านมามีความพยายามแก้ปัญหานี้ด้วยการสร้างแคปซูลที่ปล่อยยาได้ยาวนาน ซึ่งอยู่ในร่างกายได้เป็นสัปดาห์ แต่วิธีนี้ใช้ไม่ได้กับยาทุกชนิด ดังนั้นโจทย์ใหม่จึงไม่ใช่การเปลี่ยนตัวยา แต่เป็นการหาทางช่วยให้แพทย์และผู้ป่วยมั่นใจได้ว่ามีการรับประทานยาเกิดขึ้นจริง

แนวคิดเรื่องการใช้คลื่นวิทยุ (Radio Frequency - RF) เพื่อติดตามยาไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ความท้าทายในอดีตคืออุปกรณ์ส่งสัญญาณมักทำจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่แข็งและไม่ย่อยสลาย ซึ่งเสี่ยงต่อการเข้าไปอุดตันในทางเดินอาหารหากต้องใช้งานเป็นประจำ ทีม MIT จึงต้องออกแบบระบบใหม่ทั้งหมด โดยมีหัวใจสำคัญคือต้องเป็นอุปกรณ์ที่ปลอดภัย และ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ 

เมื่อยาเม็ดคุยกับโลกภายนอกได้

นวัตกรรมที่ทีม MIT พัฒนาขึ้นคือการฝังระบบเสาอากาศ RF แบบพิเศษเข้าไปในแคปซูลยาปกติ โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ภายในตัวเม็ดยา

1. ทีมวิจัยเลือกใช้สังกะสี (Zinc) มาทำเป็นเสาอากาศ โดยฝังตัวอยู่ในอนุภาคของ “เซลลูโลส” วัสดุเหล่านี้ถูกเลือกมาอย่างพิถีพิถันเนื่องจากมีความปลอดภัยสูง เป็นมิตรต่อร่างกาย และที่สำคัญคือสามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ
2. เสาอากาศที่ทำจากสังกะสีและเซลลูโลสจะถูกม้วนเก็บไว้ภายในแคปซูลพร้อมกับตัวยา เปลือกนอกของแคปซูลทำจากเจลาตินเคลือบด้วยชั้นป้องกันพิเศษ (อาจเป็นโมลิบดีนัมหรือทังสเตน) เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณถูกส่งออกมาก่อนเวลาอันควร
3. เมื่อผู้ป่วยกลืนแคปซูลลงไป น้ำย่อยในกระเพาะอาหารจะละลายเปลือกเจลาตินออก ปลดปล่อยตัวยาเข้าสู่ร่างกายพร้อมกับเสาอากาศที่คลายตัวออกมา เสาอากาศนี้จะทำหน้าที่รับสัญญาณวิทยุจากเครื่องรับภายนอก และสะท้อนสัญญาณกลับเพื่อยืนยันว่ายาได้เข้าสู่กระเพาะอาหารเรียบร้อยแล้ว โดยกระบวนการทั้งหมดนี้จะเกิดขึ้นและส่งข้อมูลยืนยันได้ภายใน 10 นาทีหลังการกลืน

Zero Waste ในร่างกาย ปลอดภัย ไม่ตกค้าง

ความกังวลใหญ่สุดของอุปกรณ์ชนิดทานได้คือการตกค้างในร่างกาย ทีมวิจัยยืนยันว่าระบบนี้ออกแบบมาให้เป็นมิตรต่อระบบทางเดินอาหารอย่างแท้จริง ส่วนประกอบเกือบทั้งหมด รวมถึงเสาอากาศสังกะสีและเซลลูโลส จะย่อยสลายไปเองภายในระยะเวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์

ส่วนประกอบเดียวที่ไม่ย่อยสลายคือชิป RF ขนาดจิ๋ว ซึ่งเป็นชิปมาตรฐานที่มีขนาดเพียง 400 x 400 ไมโครเมตร (เล็กกว่าเม็ดทราย) ด้วยขนาดที่เล็กมากนี้ ทำให้มันสามารถเดินทางผ่านระบบทางเดินอาหารและถูกขับถ่ายออกมาตามธรรมชาติได้อย่างปลอดภัย โดยไม่ก่อให้เกิดการอุดตันหรือผลข้างเคียงใดๆ

มุ่งเน้นกลุ่มเสี่ยงสูง

แม้เทคโนโลยีนี้จะดูเหมือนสามารถใช้ได้กับทุกคน แต่ในเชิงกลยุทธ์และการแพทย์ ทีมวิจัยวางแผนที่จะนำไปใช้กับกลุ่มผู้ป่วยที่มีความเสี่ยงสูงเป็นลำดับแรก ซึ่งประกอบด้วย

• ผู้ป่วยปลูกถ่ายอวัยวะ ซึ่งต้องทานยากดภูมิคุ้มกันอย่างเคร่งครัด หากลืมทานยา ร่างกายอาจต่อต้านและทำลายอวัยวะใหม่ที่เพิ่งได้รับ
• ผู้ป่วยโรคติดเชื้อร้ายแรง เช่น วัณโรค หรือ HIV ที่ต้องอาศัยวินัยการทานยาต่อเนื่องยาวนานเพื่อควบคุมโรคและป้องกันเชื้อดื้อยา
• ผู้ป่วยที่มีขดลวดค้ำยัน (Stent) ซึ่งต้องทานยาป้องกันลิ่มเลือดอุดตัน
• ผู้ป่วยจิตเวช ซึ่งอาการของโรคอาจทำให้ความสามารถในการจดจำหรือวินัยในการดูแลตัวเองลดลง

อนาคตของการรักษาแบบ Personalized

จากการทดสอบในสัตว์ทดลอง (หมู) พบว่าระบบสามารถส่งสัญญาณผ่านเนื้อเยื่อกระเพาะอาหารออกมายังเครื่องรับที่อยู่ห่างออกไปได้ถึง 2 ฟุต (ประมาณ 60 เซนติเมตร) ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานจริง

วิสัยทัศน์ของทีมวิจัยคือการพัฒนาเครื่องรับสัญญาณให้เป็น อุปกรณ์สวมใส่ที่ผู้ป่วยพกพาได้ง่าย เมื่อทานยาเข้าไป อุปกรณ์นี้จะรับรู้ได้ทันทีและส่งข้อมูลไปยังสมาร์ทโฟนหรือระบบคลาวด์ของโรงพยาบาล ทำให้แพทย์สามารถมอนิเตอร์คนไข้ได้แบบ Real-time และสามารถแจ้งเตือนหากคนไข้ลืมทานยาได้ทันท่วงที

ปัจจุบันโครงการนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากองค์กรยักษ์ใหญ่ทั้ง Novo Nordisk และ ARPA-H ของรัฐบาลสหรัฐฯ โดยทีมงานกำลังเตรียมความพร้อมสำหรับการทดสอบทางคลินิกในมนุษย์ ซึ่งหากประสบความสำเร็จ นี่จะไม่ใช่แค่ชัยชนะทางวิศวกรรม แต่จะเป็นการปฏิวัติมาตรฐานการดูแลรักษาผู้ป่วยครั้งสำคัญ ที่เทคโนโลยีช่วยเชื่อมต่อระหว่างยา และ คน ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ที่มา: News MIT