เซนเซอร์อัจฉริยะตรวจวัดระดับน้ำตาลสะสมในเลือด

มีผู้ป่วยโรคเบาหวานประมาณ 422 ล้านคนทั่วโลก ส่วนใหญ่อยู่ในประเทศที่มีรายได้น้อยและปานกลาง และผู้เสียชีวิต 1.5 ล้านคนมีสาเหตุโดยตรงจากโรคเบาหวานในแต่ละปี โรคเบาหวานเป็นโรคเรื้อรังที่มีระดับน้ำตาลในเลือดสูง 

ซึ่งนำไปสู่ความเสียหายร้ายแรงต่อหัวใจ หลอดเลือด ตา ไต และเส้นประสาทเมื่อเวลาผ่านไป โรคเบาหวานชนิดที่ 2 (Type 2 diabetes) เป็นชนิดที่พบได้บ่อยที่สุด มักเป็นในผู้ใหญ่ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อร่างกายดื้อต่ออินซูลินหรือสร้างอินซูลินได้ไม่เพียงพอ ในช่วง 3 ทศวรรษที่ผ่านมา ความชุกของโรคเบาหวานประเภท 2 เพิ่มขึ้นอย่างมากในทุกประเทศทั่วโลก 

เบาหวานชนิดที่ 1 (Type 1 diabetes) เดิมเรียกว่า เบาหวานในเด็กหรือเบาหวานขึ้นกับอินซูลิน เป็นภาวะเรื้อรังที่ตับอ่อนผลิตอินซูลินได้เองเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย การเข้าถึงการรักษาราคาย่อมเยา รวมถึงอินซูลิน เป็นสิ่งสำคัญต่อการอยู่รอดสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน

การตรวจระดับน้ำตาลในเลือดหรือที่เรียกว่าน้ำตาลในเลือดเป็นส่วนสำคัญของแผนการดูแลผู้ป่วยโรคเบาหวาน ผู้ป่วยอาจต้องไปพบแพทย์หลายครั้งต่อปีเพื่อรับการทดสอบ แม้ว่าการติดต่อกับแพทย์เป็นสิ่งสำคัญในการวางแผนการรักษา 

ผู้ป่วยสามารถและควรตรวจระดับน้ำตาลในเลือดด้วยตัวเองในกรณีที่แพทย์แนะนำ การตรวจระดับน้ำตาลในเลือดด้วยตนเองมีความสำคัญต่อการรักษาของผู้ป่วย ช่วยให้ผู้ป่วยเรียนรู้วิธีจัดการระดับน้ำตาลในเลือดโดยไม่จำกัดช่วงเวลาหรือสถานที่

เซนเซอร์อัจฉริยะสำหรับวัดน้ำตาลสะสมในเลือด (MyA1C) ถูกพัฒนาขึ้นโดย ศาสตราจารย์ ดร.เกศรา ณ บางช้าง วิทยาลัยแพทยศาสตร์นานาชาติจุฬาภรณ์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ และคณะผู้วิจัย เพื่อใช้ในการตรวจวินิจฉัยเบาหวาน และใช้ประเมินเพื่อควบคุมการรักษาในผู้ป่วยเบาหวาน (Point-of-Care test)

การตรวจวัดระดับน้ำตาลสะสมในเลือดซึ่งเป็นน้ำตาลกลูโคสที่จับกับเม็ดเลือดแดง (Hemoglobin A1c: HbA1c) ซึ่งค่าการวัดมีความเสถียร แสดงถึงปริมาณน้ำตาลในเลือดเฉลี่ยในช่วงเวลา 2-3 เดือน 

โดยไม่ส่งผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ โดยเฉพาะอาหาร เหมือนเช่นการวัดระดับน้ำตาลกลูโคสในเลือดซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานที่ใช้ในการวินิจฉัยและควบคุมเบาหวานในปัจจุบัน ซึ่งจะต้องงดอาหาร 8-12 ชั่วโมงก่อนการตรวจ  

ปกติแล้ววิธีมาตรฐานที่ใช้วัดระดับ HbA1c ต้องการการวิเคราะห์เฉพาะในห้องปฏิบัติการโดยเครื่องมือที่ซับซ้อน คือ โครมาโตกราฟีความดันสูง (High Pressure Liquid Chromatography) ซึ่งมีราคาแพง ใช้ปริมาณเลือดมาก

อีกทั้งใช้เวลาในการวิเคราะห์นาน ผู้ป่วยจะต้องมารับการตรวจที่โรงพยาบาลหรือห้องปฏิบัติการเฉพาะ และต้องรอผลการตรวจประมาณ 1 วัน ซึ่งไม่สะดวกในทางปฏิบัติ

ชุดตรวจที่พัฒนาขึ้น ได้ถูกออกแบบให้ใช้งานง่าย สะดวก ให้ผลรวดเร็ว ถูกต้อง แม่นยำ และจำเพาะเจาะจงสูง สามารถวัดระดับฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) ในเลือดได้พร้อม ๆ กับระดับ HbA1c มีราคาต่ำ และคุ้มค่ากับการใช้งาน (Cost-effective)

โดยใช้ปริมาณเลือดที่เจาะจากปลายนิ้วเพียง 20 ไมโครลิตร ผู้ป่วยเบาหวานสามารถตรวจระดับ HbA1c ของตนเองได้อย่างสม่ำเสมอเองที่บ้าน เพื่อใช้เป็นข้อมูลแก่แพทย์ในการรักษา ให้ผลการทดสอบทันทีภายในเวลา 30 วินาที  

การตรวจใช้หลักการของการวัดการนำกระแสไฟฟ้าของ HbA1c ที่จำเพาะเจาะจงและมีความไวสูง โดยมีตัววัด (Sensor) ที่เชื่อมต่อกับอเล็กโทรดที่ทำจากคาร์บอนทิวบ์ที่เคลือบด้วยอนุภาคนาโนทองคำ (Gold nanoparticle) ที่เตรียมจากเปลือกผลเสาวรส (Green chemistry)

ซึ่งเป็นส่วนที่ไม่ต้องการและจะต้องกำจัดทิ้งไป แทนการใช้กระบวนการสังเคราะห์ตามวิธีทั่วไปทางเคมีซึ่งต้องใช้สารเคมีที่เป็นพิษ ค่าใช้จ่ายในการตรวจต่ำมากเมื่อเทียบกับเครื่องตรวจในลักษณะเดียวกันที่ขายทั้งเครื่องเพื่อตรวจ HbA1c โดยเฉพาะ โดยมีราคาตั้งแต่ 5,000-12,000 บาท

ส่วนเครื่องที่วิจัยและพัฒนาขึ้นสามารถประยุกต์ใช้กับการตรวจหลายชนิดในเครื่องมือเดียวกันในรูปแบบของโทรศัพท์มือถือ (Smart phone) ที่ใช้อยู่ในชีวิตประจำวันของผู้ใช้เอง และเพียง Download Appli-cation เฉพาะของการทดสอบ

โดยผู้ใช้ซื้อเพียงตัววัดสัญญาณไฟฟ้า ราคาไม่เกิน 300 บาท ใช้ได้อย่างน้อย 500 ครั้ง และขั้วไฟฟ้า (Electrode: สีฟ้า.o4kr) ที่จำเพาะต่อการตรวจวัด HbA1c ราคาประมาณ 10 บาท ใช้ครั้งเดียว และหยดเลือดจากปลายนิ้วเพื่อทดสอบ  

นอกจากนี้ ข้อได้เปรียบของเซนเซอร์อัจฉริยะก็คือ ในอนาคตผู้ใช้จะยังสามารถ Download Applica-tions สำหรับการทดสอบอื่น ๆ ที่คณะผู้วิจัยพัฒนาขึ้นโดยใช้โทรศัพท์มือถือเดียวกันเป็น Platform

เช่น การตรวจภาวะโรคไต (Microalbumin) การตรวจ Tumor markers ของมะเร็งชนิดต่าง ๆ การตรวจภาวะสมองเสื่อม และการตรวจสารตกค้างยาฆ่าแมลงในปักและผลไม้ เป็นต้น 

การตรวจน้ำตาลในเลือดให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการจัดการโรคเบาหวาน สามารถช่วยผู้ป่วยติดตามผลของยาเบาหวานต่อระดับน้ำตาลในเลือด ระบุระดับน้ำตาลในเลือดว่าสูงหรือต่ำ

ติดตามความคืบหน้าในการบรรลุเป้าหมายการรักษาโดยรวมของผู้ป่วย เรียนรู้ว่าการรับประทานอาหารและการออกกำลังกายส่งผลต่อระดับน้ำตาลในเลือดอย่างไร ทำความเข้าใจว่าปัจจัยอื่นๆ 

เช่น ความเจ็บป่วยหรือความเครียดส่งผลต่อระดับน้ำตาลในเลือดอย่างไร แพทย์ผู้ดูแลจะแจ้งให้ทราบว่าต้องตรวจระดับน้ำตาลในเลือดบ่อยแค่ไหน ความถี่ของการตรวจมักขึ้นอยู่กับชนิดของโรคเบาหวานที่ผู้ป่วยเป็นและแผนการรักษาของผู้ป่วยแต่ละราย

ผลงาน “เซนเซอร์อัจฉริยะตรวจวัดระดับน้ำตาลสะสมในเลือด (MyA1c)” โดย ศาสตราจารย์ ดร.เกศรา ณ บางช้าง วิทยาลัยแพทยศาสตร์นานาชาติจุฬาภรณ์ (หัวหน้าทีมวิจัย) รองศาสตราจารย์ ดร.ชิราวุฒิ เพชรเย็น, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. เบญจมาภรณ์ ตั้งนรวิชญ์ และ น.ส. ขนิษฐา พลสันติ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

แหล่งทุนวิจัย สำนักงานงานวิจัยแห่งชาติ (วช.) ได้รับรางวัลเหรียญทองเกียรติยศ (Gold Medal with the Congratulations of the Jury) จากเวทีการประกวดสิ่งประดิษฐ์และนวัตกรรม The 48th International Exhibition of Inventions Geneva