คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ พัฒนาเครื่องแบ่งและบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ (Automated Vaccine) ดูดและบรรจุวัคซีนแอสตราเซเนกาลงเข็มฉีดยาได้อย่างแม่นยำ รวดเร็ว ปลอดภัย ช่วยเพิ่มจำนวนผู้ได้รับวัคซีนอีก 20 % นำร่องใช้เครื่องต้นแบบแล้วที่ศูนย์บริการวัคซีนจุฬาฯ วางแผนผลิตเครื่องเพิ่มเพื่อเสริมทัพเจ้าหน้าที่ด่านหน้าในหลายจุดฉีดวัคซีน เร็วๆ นี้
การกระจายวัคซีนสู่ประชาชนจำนวนมากอย่างทั่วถึงเป็นปัญหาใหญ่ที่ต้องเร่งดำเนินการเพื่อควบคุมการแพร่ระบาดของโรคโควิด-19 ให้เร็วที่สุด แต่ด้วยข้อจำกัดหลายประการ ทั้งรูปแบบของวัคซีนแอสตราเซเนกา ที่ต้องมีการแบ่งใส่เข็มฉีดวัคซีนให้แต่ละคนในปริมาณเท่าๆ กัน อีกทั้งบุคลากรการแพทย์ที่ต้องรับหน้าที่ฉีดวัคซีนให้ประชาชนเป็นจำนวนมากในแต่ละวัน เหล่านี้เป็นโจทย์ที่ทางคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ขบคิดหาทางออกและได้พัฒนาเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ (Automated Vaccine) ที่มีความแม่นยำ ในการแบ่งวัคซีน ช่วยเพิ่มปริมาณผู้รับวัคซีนได้อีก 20 % และแบ่งเบาความเหนื่อยล้าของบุคลากรการแพทย์
“นี่เป็นนวัตกรรมของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยที่ตอบโจทย์ความจำเป็นและนโยบายเร่งด่วน ในโครงการฉีดวัคซีนให้ครอบคลุมถึงประชาชนให้ได้มากที่สุด นวัตกรรมนี้ช่วยลดการสูญเสียวัคซีน ซึ่งนำไปฉีดให้คนได้เพิ่มขึ้น ช่วยทำให้การใช้วัคซีนของประเทศไทยมีความคุ้มค่าและมีประสิทธิผลอย่างแท้จริง”
ศาสตราจารย์ นพ.ดร.นรินทร์ หิรัญสุทธิกุล รองอธิการบดีด้านการติดตามและประเมินผลยุทธศาสตร์ แผนการงบประมาณ และสุขภาวะ และประธานโครงการจัดบริการฉีดวัคซีนป้องกัน โควิด-19 จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (CU VP) กล่าวถึงความสำคัญของนวัตกรรมนี้ต่อสถานการณ์ปัจจุบัน
กำเนิดแนวคิดเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ (Automated Vaccine)
นโยบายของกระทรวงสาธารณสุขกำหนดให้ “แอสตราเซเนกา” เป็นวัคซีนหลักของประเทศ ซึ่งจะมีการนำมาใช้ฉีดประชาชนชาวไทยจำนวน 61 ล้านโดส โดยบุคลากรการแพทย์เป็นผู้ฉีด แอสตราเซนเนกาเป็นวัคซีนประเภท multiple dose คือหนึ่งขวดบรรจุ 10 โดส หรือฉีดได้ 10 คน แต่ทางบริษัทผู้ผลิตวัคซีนเติมปริมาตรวัคซีนให้เป็น 13 โดสในแต่ละขวด เนื่องจากแต่ละรอบที่บุคลากรการแพทย์ดูดวัคซีนขึ้นมาจะมีการสูญเสียวัคซีน จึงทำให้ใส่ส่วนเกินมา ซึ่งปริมาณส่วนที่เพิ่มเข้ามานี้เป็นโอกาสในการกระจายวัคซีนเพิ่มขึ้น ดังนั้น ที่ผ่านมากระทรวงสาธารณสุขจึงได้มีการจัดฝึกบุคลากรการแพทย์จากสถาบันบำราศนราดูรให้ดูดวัคซีนออกจากขวดให้ได้มากกว่า 10 โดส ซึ่งบางครั้งก็ได้ 11-12 โดส ไม่แน่นอน
“ในฐานะที่เราอยู่ในคณะวิศวกรรมศาสตร์ซึ่งประดิษฐ์นวัตกรรมอยู่แล้ว เราเห็นว่าเรื่องนี้เครื่องจักรกลสามารถทำงานแทนมนุษย์ได้ เราจึงประดิษฐ์เครื่องที่ดึงวัคซีนออกมาจากขวดได้เป็นจำนวน 12 โดสอย่างเม่นยำ ทำให้แต่ละขวด สามารถฉีดวัคซีนได้ 12 คน นอกจากนี้ ในแต่ละเข็มจะมีปริมาณวัคซีนที่ถูกต้องเท่ากันด้วย” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จุฑามาศ รัตนวราภรณ์ ประธานหลักสูตรวิศวกรรมชีวเวช คณะวิศวกรรมศาสตร์ ผู้พัฒนาเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ ร่วมกับอาจารย์ศรันย์ กีรติหัตถยากร สำนักบริหารหลักสูตรวิศวกรรมนานาชาติ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ กล่าว
“ปัจจุบันวัคซีนมีจำนวนจำกัด การที่เราสามารถเพิ่มการฉีดวัคซีนได้ 20% ตรงนี้มีคุณประโยชน์กับประเทศชาติมาก” ผศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวเน้น
หลักการทำงานของเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ
คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ร่วมมือกับกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข และภาคเอกชนหลายแห่ง ผลิตและพัฒนาเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนด้วยระบบอัตโนมัติ ให้มีความปลอดภัย ปลอดการปนเปื้อน และมีประสิทธิภาพสูงสุด ที่สำคัญใช้งานง่ายโดยมีเจ้าหน้าที่ควบคุมเครื่องเพียงคนเดียวเท่านั้นและไม่จำเป็นต้องเป็นแพทย์
“เจ้าหน้าที่จะเตรียมเข็มฉีดยาวางไว้บนแท่นจำนวน 12 หลอด จากนั้นนำขวดวัคซีนวางไว้ในจุดที่กำหนดบนสายพานหัวดูดสุญญากาศของเครื่องแบ่งจะดูดวัคซีนจำนวน 6.5 มิลลิลิตรออกจากขวดจนหมด มาใส่ไว้ในกระบอกไซริงค์ฉีดยาขนาด 10 มิลลิลิตร ด้วยหลักการดูดของเหลวโดย Air Cushion วัคซีนจะไม่สัมผัสกับหัวดูดโดยตรงจึงหมดห่วงเรื่องการปนเปื้อน จากนั้นเครื่องจะแบ่งบรรจุวัคซีนลงเข็มฉีดยาตามจำนวนที่กำหนดไว้ คือ 0.5 มิลลิลิตรเท่ากันทั้ง 12 หลอด และมีการเปลี่ยน ตัวเข็มและกระบอกไซริงค์ทุกครั้ง ปลอดภัยไม่ปนเปื้อนแน่นอน” ผศ.ดร.จุฑามาศ อธิบายกระบวนการทำงานของเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ
“เครื่องทำงานแบบระบบสายพาน ทำให้แบ่งบรรจุวัคซีนลงหลอดฉีดยาได้อย่างต่อเนื่องรวดเร็วใช้เวลาประมาณ 4 นาที จากนั้นปิดหลอดด้วยเข็มฉีดยา และนำมาเก็บใส่ถาดบรรจุวัคซีนเพื่อนำไปฉีดได้ทันที ซึ่งตรงนี้ช่วยแบ่งเบาภาระเจ้าหน้าที่บุคลากรการแพทย์ด่านหน้าในการดูดวัคซีนออกจากขวดได้มาก ลดเวลาทำงานในส่วนนี้ เพิ่มโอกาสให้ผู้รับฉีดวัคซีนเพิ่มขึ้น 20% ในหนึ่งวันสามารถเพิ่มการฉีดได้ถึง 1,700 โดส”
ผศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวว่าหลักการทำงานของเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติสามารถนำไปประยุกต์ ตั้งค่าใช้กับการแบ่งบรรจุวัคซีนทางเลือกอื่นๆ ที่มาในรูปแบบ multiple dose ได้เช่นเดียวกัน
ปัจจุบัน เครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติต้นแบบมีการนำร่องใช้งานจริงแล้วที่ศูนย์บริการวัคซีน จุฬาฯ ซึ่งขั้นต่อไป ผศ.ดร.จุฑามาศ เผยว่าได้เตรียมแผนการผลิตอีกจำนวน 100 เครื่อง เพื่อจัดสรรกระจายไปยังจุดฉีดวัคซีนใหญ่ๆ ที่มีปริมาณการฉีดวัคซีนมากกว่า 1,000 โดสต่อวัน เช่น จุดฉีดวัคซีนที่สถานีกลางบางซื่อ หรือโรงพยาบาลประจำจังหวัดต่างๆ นอกจากนี้ ยังเล็งโอกาสการส่งออกนวัตกรรมไปยังประเทศเพื่อนบ้านที่มีการใช้วัคซีนคล้ายๆ กันกับประเทศไทย ซึ่งอยู่ระหว่างหารือและรอความชัดเจนจากกระทรวงสาธารณสุข
ทั้งนี้ เครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติยังสามารถต่อยอดใช้กับวัคซีนชนิด mRNA ชนิดอื่น เช่น วัคซีนไฟเซอร์ ซึ่งทีมวิจัยกำลังพัฒนาโดยใช้หลักการเดียวกันโดยมีการปรับเปลี่ยนในบางชิ้นส่วนเท่านั้น
“นี่เป็นนวัตกรรมของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยที่ตอบโจทย์ความจำเป็นและนโยบายเร่งด่วน ในโครงการฉีดวัคซีนให้ครอบคลุมถึงประชาชนให้ได้มากที่สุด นวัตกรรมนี้ช่วยลดการสูญเสียวัคซีน ซึ่งนำไปฉีดให้คนได้เพิ่มขึ้น ช่วยทำให้การใช้วัคซีนของประเทศไทยมีความคุ้มค่าและมีประสิทธิผลอย่างแท้จริง”
ศาสตราจารย์ นพ.ดร.นรินทร์ หิรัญสุทธิกุล รองอธิการบดีด้านการติดตามและประเมินผลยุทธศาสตร์ แผนการงบประมาณ และสุขภาวะ และประธานโครงการจัดบริการฉีดวัคซีนป้องกัน โควิด-19 จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (CU VP) กล่าวถึงความสำคัญของนวัตกรรมนี้ต่อสถานการณ์ปัจจุบัน
กำเนิดแนวคิดเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ (Automated Vaccine)
นโยบายของกระทรวงสาธารณสุขกำหนดให้ “แอสตราเซเนกา” เป็นวัคซีนหลักของประเทศ ซึ่งจะมีการนำมาใช้ฉีดประชาชนชาวไทยจำนวน 61 ล้านโดส โดยบุคลากรการแพทย์เป็นผู้ฉีด แอสตราเซนเนกาเป็นวัคซีนประเภท multiple dose คือหนึ่งขวดบรรจุ 10 โดส หรือฉีดได้ 10 คน แต่ทางบริษัทผู้ผลิตวัคซีนเติมปริมาตรวัคซีนให้เป็น 13 โดสในแต่ละขวด เนื่องจากแต่ละรอบที่บุคลากรการแพทย์ดูดวัคซีนขึ้นมาจะมีการสูญเสียวัคซีน จึงทำให้ใส่ส่วนเกินมา ซึ่งปริมาณส่วนที่เพิ่มเข้ามานี้เป็นโอกาสในการกระจายวัคซีนเพิ่มขึ้น ดังนั้น ที่ผ่านมากระทรวงสาธารณสุขจึงได้มีการจัดฝึกบุคลากรการแพทย์จากสถาบันบำราศนราดูรให้ดูดวัคซีนออกจากขวดให้ได้มากกว่า 10 โดส ซึ่งบางครั้งก็ได้ 11-12 โดส ไม่แน่นอน
“ในฐานะที่เราอยู่ในคณะวิศวกรรมศาสตร์ซึ่งประดิษฐ์นวัตกรรมอยู่แล้ว เราเห็นว่าเรื่องนี้เครื่องจักรกลสามารถทำงานแทนมนุษย์ได้ เราจึงประดิษฐ์เครื่องที่ดึงวัคซีนออกมาจากขวดได้เป็นจำนวน 12 โดสอย่างเม่นยำ ทำให้แต่ละขวด สามารถฉีดวัคซีนได้ 12 คน นอกจากนี้ ในแต่ละเข็มจะมีปริมาณวัคซีนที่ถูกต้องเท่ากันด้วย” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จุฑามาศ รัตนวราภรณ์ ประธานหลักสูตรวิศวกรรมชีวเวช คณะวิศวกรรมศาสตร์ ผู้พัฒนาเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ ร่วมกับอาจารย์ศรันย์ กีรติหัตถยากร สำนักบริหารหลักสูตรวิศวกรรมนานาชาติ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ กล่าว
“ปัจจุบันวัคซีนมีจำนวนจำกัด การที่เราสามารถเพิ่มการฉีดวัคซีนได้ 20% ตรงนี้มีคุณประโยชน์กับประเทศชาติมาก” ผศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวเน้น
หลักการทำงานของเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ
คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ร่วมมือกับกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข และภาคเอกชนหลายแห่ง ผลิตและพัฒนาเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนด้วยระบบอัตโนมัติ ให้มีความปลอดภัย ปลอดการปนเปื้อน และมีประสิทธิภาพสูงสุด ที่สำคัญใช้งานง่ายโดยมีเจ้าหน้าที่ควบคุมเครื่องเพียงคนเดียวเท่านั้นและไม่จำเป็นต้องเป็นแพทย์
“เจ้าหน้าที่จะเตรียมเข็มฉีดยาวางไว้บนแท่นจำนวน 12 หลอด จากนั้นนำขวดวัคซีนวางไว้ในจุดที่กำหนดบนสายพานหัวดูดสุญญากาศของเครื่องแบ่งจะดูดวัคซีนจำนวน 6.5 มิลลิลิตรออกจากขวดจนหมด มาใส่ไว้ในกระบอกไซริงค์ฉีดยาขนาด 10 มิลลิลิตร ด้วยหลักการดูดของเหลวโดย Air Cushion วัคซีนจะไม่สัมผัสกับหัวดูดโดยตรงจึงหมดห่วงเรื่องการปนเปื้อน จากนั้นเครื่องจะแบ่งบรรจุวัคซีนลงเข็มฉีดยาตามจำนวนที่กำหนดไว้ คือ 0.5 มิลลิลิตรเท่ากันทั้ง 12 หลอด และมีการเปลี่ยน ตัวเข็มและกระบอกไซริงค์ทุกครั้ง ปลอดภัยไม่ปนเปื้อนแน่นอน” ผศ.ดร.จุฑามาศ อธิบายกระบวนการทำงานของเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติ
“เครื่องทำงานแบบระบบสายพาน ทำให้แบ่งบรรจุวัคซีนลงหลอดฉีดยาได้อย่างต่อเนื่องรวดเร็วใช้เวลาประมาณ 4 นาที จากนั้นปิดหลอดด้วยเข็มฉีดยา และนำมาเก็บใส่ถาดบรรจุวัคซีนเพื่อนำไปฉีดได้ทันที ซึ่งตรงนี้ช่วยแบ่งเบาภาระเจ้าหน้าที่บุคลากรการแพทย์ด่านหน้าในการดูดวัคซีนออกจากขวดได้มาก ลดเวลาทำงานในส่วนนี้ เพิ่มโอกาสให้ผู้รับฉีดวัคซีนเพิ่มขึ้น 20% ในหนึ่งวันสามารถเพิ่มการฉีดได้ถึง 1,700 โดส”
ผศ.ดร.จุฑามาศ กล่าวว่าหลักการทำงานของเครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติสามารถนำไปประยุกต์ ตั้งค่าใช้กับการแบ่งบรรจุวัคซีนทางเลือกอื่นๆ ที่มาในรูปแบบ multiple dose ได้เช่นเดียวกัน
ปัจจุบัน เครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติต้นแบบมีการนำร่องใช้งานจริงแล้วที่ศูนย์บริการวัคซีน จุฬาฯ ซึ่งขั้นต่อไป ผศ.ดร.จุฑามาศ เผยว่าได้เตรียมแผนการผลิตอีกจำนวน 100 เครื่อง เพื่อจัดสรรกระจายไปยังจุดฉีดวัคซีนใหญ่ๆ ที่มีปริมาณการฉีดวัคซีนมากกว่า 1,000 โดสต่อวัน เช่น จุดฉีดวัคซีนที่สถานีกลางบางซื่อ หรือโรงพยาบาลประจำจังหวัดต่างๆ นอกจากนี้ ยังเล็งโอกาสการส่งออกนวัตกรรมไปยังประเทศเพื่อนบ้านที่มีการใช้วัคซีนคล้ายๆ กันกับประเทศไทย ซึ่งอยู่ระหว่างหารือและรอความชัดเจนจากกระทรวงสาธารณสุข
ทั้งนี้ เครื่องแบ่งบรรจุวัคซีนอัตโนมัติยังสามารถต่อยอดใช้กับวัคซีนชนิด mRNA ชนิดอื่น เช่น วัคซีนไฟเซอร์ ซึ่งทีมวิจัยกำลังพัฒนาโดยใช้หลักการเดียวกันโดยมีการปรับเปลี่ยนในบางชิ้นส่วนเท่านั้น