ทีมนักวิจัยญี่ปุ่นและจีนพัฒนาสเตนต์หลอดเลือดพิมพ์ 4 มิติ ที่สามารถกางขยายตัวเองได้เมื่ออยู่ในอุณหภูมิร่างกาย ลดความจำเป็นในการให้ความร้อนจากภายนอก และอาจทำให้การรักษาโรคหัวใจมีความปลอดภัยและรุกล้ำน้อยลง

โรคหัวใจและหลอดเลือดเป็นปัญหาสาธารณสุขสำคัญของโลก ภาวะต่างๆ เช่น โรคหลอดเลือดหัวใจตีบ ลิ่มเลือดอุดตัน หรือหลอดเลือดแตก มักต้องรักษาด้วยการใส่สเตนต์เพื่อเปิดทางเดินเลือด อย่างไรก็ตาม สเตนต์แบบเดิมจำนวนมากต้องอาศัยขั้นตอนซับซ้อนและอุปกรณ์ช่วยกางตัว ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงและภาระต่อทั้งผู้ป่วยและทีมแพทย์

ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Shinjiro Umezu จาก Waseda University ประเทศญี่ปุ่น ชี้ให้เห็นศักยภาพของสเตนต์ยุคใหม่ที่ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมของร่างกายโดยอัตโนมัติจึงพัฒนาสเตนต์ต้นแบบจากพอลิเมอร์ผสมชนิดจดจำรูปร่าง (shape-memory polymer composite) ฐานโพลีแคโปรแลคโตน โดยใช้เทคโนโลยี 4D printing แบบ projection micro-stereolithography อาศัยแสงอัลตราไวโอเลตสร้างโครงสร้างระดับไมโครที่มีความละเอียดสูงสำหรับหลอดเลือดโคโรนารี

จุดเด่นสำคัญคือ การปรับอุณหภูมิเปลี่ยนผ่านของวัสดุให้อยู่ที่ประมาณ 37 องศาเซลเซียส ซึ่งเทียบเท่าอุณหภูมิร่างกายมนุษย์ โดยใช้ diethyl phthalate เป็นสารเพิ่มความยืดหยุ่น ส่งผลให้สเตนต์สามารถคืนรูปและกางตัวได้อย่างรวดเร็วทันทีที่อยู่ในร่างกาย โดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติมจากภายนอก

ผลการจำลองด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์และแบบจำลองการคลายความเค้นเชิงหนืด-ยืดหยุ่น แสดงให้เห็นว่าสเตนต์สามารถสร้างสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นเชิงกลและแรงดันรัศมีได้อย่างเหมาะสม พร้อมความสอดคล้องทางชีวกลศาสตร์ในระยะยาว

การทดสอบในหลอดทดลองกับเซลล์หลอดเลือดจากสายสะดือมนุษย์พบว่า มีความเป็นพิษต่ำและรองรับการเจริญของเซลล์ได้ดี ขณะที่การทดลองฝังในสัตว์ทดลอง (หนู) ชี้ถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้ทางคลินิกในอนาคต

ศาสตราจารย์ Umezu ระบุว่า เทคโนโลยีนี้เป็นแพลตฟอร์มที่แข็งแรงสำหรับสเตนต์แบบปรับตัวได้รุ่นใหม่ ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมคุณสมบัติเชิงกล ควบคุมการกางตัวอย่างชาญฉลาด และผสานเข้ากับสรีรวิทยาของมนุษย์ได้ราบรื่นยิ่งขึ้น อีกทั้งลดความจำเป็นของขั้นตอนซับซ้อน

นอกจากนี้ แนวทางดังกล่าวยังเปิดโอกาสสู่การออกแบบสเตนต์เฉพาะบุคคลให้เหมาะกับโครงสร้างหลอดเลือดที่แตกต่างกันในผู้ป่วยแต่ละราย และอาจต่อยอดสู่การพัฒนาอุปกรณ์ฝังในร่างกายชนิดอื่นที่ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมทางชีวภาพโดยธรรมชาติ

นักวิจัยเชื่อว่า หากพัฒนาและทดสอบในมนุษย์ได้สำเร็จ สเตนต์ 4 มิติชนิดนี้อาจช่วยลดการพึ่งพาอุปกรณ์เสริมระหว่างหัตถการ ทำให้การรักษาโรคหลอดเลือดมีความปลอดภัย รวดเร็ว และเป็นมิตรต่อผู้ป่วยมากยิ่งขึ้นในอนาคต