อุปกรณ์ป้องกันในช่องปาก (mouth guard) สร้างสมดุลระหว่างการป้องกันและการสวมใส่ที่สบายได้อย่างไร?

หน้าที่การป้องกันของเครื่องป้องกันช่องปากขึ้นอยู่กับความสามารถของวัสดุที่ใช้ทำเครื่องป้องกันในการรับและกระจายพลังงานจากแรงกระแทก อย่างไรก็ตาม การเพิ่มความหนาของเครื่องป้องกันจะส่งผลให้ความสบายและการทำงานลดลง แม้ว่าการเพิ่มความหนาของชั้นวัสดุเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE) หรือเอทิลีนไวนิลอะซิเตต (EVA) อาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกระจายแรง แต่ก็ทำให้เกิดปริมาตรภายในช่องปากเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่สำคัญดังนี้:

สมาคมทันตแพทย์อเมริกัน (American Dental Association) แนะนำให้มีความหนาของผิวบดเคี้ยว (occlusal thickness) เท่ากับหรือมากกว่า 3 มม. เพื่อรักษามาตรฐานพื้นฐานของการทำงานของช่องปาก ซึ่งเป็นมาตรฐานที่อุปกรณ์ป้องกันฟันแบบสำเร็จรูป (stock guards) ส่วนใหญ่มีอยู่ แต่ไม่มีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมใดๆ

ช่องว่างในการปฏิบัติตาม: ตัวอย่างจากโลกแห่งความเป็นจริงที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความไม่สบายตัวกับการไม่ใช้อุปกรณ์ป้องกันช่องปากในกีฬาที่มีการปะทะกัน

มูทการ์ดแบบสำเร็จรูปส่วนใหญ่ไม่พอดีกับช่องปากอย่างเหมาะสม และไม่มีการป้องกันที่น่าเชื่อถือเท่าใดนัก มูทการ์ดเหล่านี้โดยทั่วไปมีความหนา 3 ถึง 5 มิลลิเมตร และออกแบบมาให้พอดีกับคนส่วนใหญ่ แต่ผลที่ตามมาก็คือไม่สามารถพอดีกับรูปร่างของช่องปากทุกแบบได้ นี่คือสาเหตุที่ทำให้มูทการ์ดหลุดออกขณะเล่นกีฬา ผู้ใช้จึงเริ่มบังคับขบฟันโดยไม่รู้ตัวเพื่อให้มูทการ์ดคงอยู่ในตำแหน่ง ซึ่งส่งผลให้การพูดและการหายใจลำบากยิ่งขึ้น งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า มีผู้เล่นฟุตบอลและฮอกกี้มากกว่าครึ่งหนึ่งที่เลิกใช้มูทการ์ดโดยสิ้นเชิง เมื่อมีการสำรวจความคิดเห็นของผู้ใช้เกี่ยวกับมูทการ์ด พบว่า 80% ระบุว่ามูทการ์ดรู้สึกใหญ่เกินไปเมื่อใส่ในช่องปาก ปัญหาหลักคือมูทการ์ดมีความแข็งเกินไป ความหนาที่เพิ่มขึ้นนั้นมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันช่องปาก แต่เมื่อความหนาเพิ่มขึ้น มูทการ์ดจะสามารถดูดซับแรงกระแทกได้ดีมาก อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้หมายความว่าพลังงานส่วนหนึ่งจะถูกถ่ายโอนไปยังศีรษะมากขึ้นในระหว่างการกระแทก

มูทการ์ดแบบต้มแล้วกัด: มีการปรับแต่งบางส่วน แต่ยังคงมีข้อจำกัดด้านอุณหภูมิและการสบฟันเสมอ

อุปกรณ์ป้องกันฟันแบบต้มแล้วบีบ (Boil-and-bite mouthguards) ประกอบด้วยวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่มีลักษณะคล้ายโฟม ซึ่งจะถูกขึ้นรูปให้พอดีกับฟันหลังจากนำไปต้มแล้ว แม้ว่าอุปกรณ์ชนิดนี้จะดีกว่าอุปกรณ์ป้องกันฟันราคาถูกที่พบได้ตามร้านขายอุปกรณ์กีฬา แต่ก็ยังมีข้อบกพร่องหลายประการ วัสดุจะเริ่มสูญเสียโครงสร้างและรูปร่างเมื่ออุณหภูมิสูงถึงประมาณ 45°C ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญสำหรับการเล่นกีฬากลางแจ้งภายใต้แสงแดด อุปกรณ์ป้องกันฟันประเภทนี้มีประสิทธิภาพในการดูดซับแรงกระแทกน้อยกว่าอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นเฉพาะบุคคลประมาณ 15% ผู้ใช้หลายคนบ่นว่าไม่สามารถกัดลงบนอุปกรณ์ได้ตามที่ควรจะเป็น ซึ่งเป็นข้อร้องเรียนที่พบได้บ่อย โดยเฉพาะในหมู่นักบาสเกตบอล ประมาณ 41% ของนักบาสเกตบอลระบุว่า ขณะกระโดด พวกเขารู้สึกว่าฟันของตนเคลื่อนออกจากตำแหน่งเดิม ซึ่งถือเป็นปัญหาใหญ่มาก เนื่องจากหน้าที่หลักของอุปกรณ์ป้องกันฟันคือการช่วยป้องกันไม่ให้เกิดปัญหานี้ อุปกรณ์ป้องกันฟันเหล่านี้จะสูญเสียประสิทธิภาพในการป้องกันแรงกระแทกและความสบายลงเรื่อยๆ เมื่อวัสดุสึกกร่อนไปหลังใช้งานมาแล้วสามเดือน และหลังจากนั้น จะให้การป้องกันแรงกระแทกได้น้อยลงอย่างเห็นได้ชัด และแน่นอนว่าจะไม่รู้สึกสบายเท่าเดิม

"อุปกรณ์ป้องกันช่องปากที่ออกแบบเฉพาะสำหรับคุณ": ได้รับการพิสูจน์ทางคลินิกแล้วว่าสามารถต้านแรงกระแทกได้อย่างมีประสิทธิภาพและให้ความสบายในการใช้งาน

อุปกรณ์ป้องกันช่องปากระดับมืออาชีพสำหรับทันตแพทย์ส่วนใหญ่ผลิตจากวัสดุ EVA พิเศษที่มีความหนา 2–3 มม. ในบางบริเวณ และผ่านกระบวนการขึ้นรูปแบบสุญญากาศ ซึ่งอุปกรณ์ป้องกันช่องปากประเภทนี้สามารถกระจายแรงกระแทกทั่วทั้งช่องปากได้ดีกว่าอุปกรณ์ป้องกันช่องปากแบบต้มแล้วกัดที่ขายตามร้านทั่วไปถึง 40% และไม่รู้สึกหนาหรืออึดอัดเกินไป ผู้ผลิตบางรายใช้เทคโนโลยีการสแกนแบบดิจิทัลเพื่อสร้างช่องระบายอากาศขนาดเล็กบนส่วนบนของอุปกรณ์ป้องกันช่องปาก ช่องระบายอากาศเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสามารถช่วยเพิ่มการไหลเวียนของอากาศได้สูงสุดถึง 27% ระหว่างการทำกิจกรรมอย่างเข้มข้น จึงทำให้การหายใจเป็นไปได้ง่ายขึ้น อุปกรณ์ป้องกันช่องปากแบบกำหนดเฉพาะสำหรับการต่อสู้และการฝึกซ้อมส่วนใหญ่มีข้อได้เปรียบสำคัญคือช่วยให้ผู้ใช้สามารถพูดได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และลดอาการปวดบริเวณฟันจากการกัดแน่นในระหว่างการต่อสู้ สิ่งที่น่าประทับใจและมีประสิทธิภาพที่สุดเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้ไม่ใช่ความหนาของวัสดุ แต่คือตำแหน่งการจัดวางวัสดุซึ่งมีความสำคัญต่อโครงสร้างโดยรวมของอุปกรณ์ป้องกันช่องปาก

TPE เทียบกับ EVA: ความหนา การกระจายพลังงาน และความเข้ากันได้ต่อช่องปาก

โฟม EVA ที่ใช้ในอุปกรณ์ป้องกันช่องปากได้รับการยอมรับเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมมาเป็นเวลาหลายปีแล้ว โฟม EVA ทำหน้าที่อะไร? มันสามารถดูดซับแรงกระแทก และส่งผลให้ลดความเสี่ยงจากการบาดเจ็บจากแรงกระแทกโดยตรง แต่ปัญหาคือ เพื่อให้โฟม EVA สามารถดูดซับแรงกระแทกได้อย่างเพียงพอ จำเป็นต้องมีความหนาอย่างน้อย 4–5 มิลลิเมตร ชั้นโฟม EVA ที่หนาและแข็งจึงทำให้ผู้ใช้พูด หายใจ หรือขยับขากรรไกรได้อย่างไม่สะดวก ในทางกลับกัน เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE) ให้ระดับการป้องกันแรงกระแทกเทียบเท่ากัน แต่ต้องใช้เพียงความหนา 2–3 มิลลิเมตรเท่านั้น ในการทดสอบแรงกระแทกในห้องปฏิบัติการ TPE ยังคงกระจายตัวได้มากกว่า 90% และยังไม่จำกัดการเคลื่อนไหวของขากรรไกร หรือกระตุ้นให้เกิดอาการคลื่นไส้หรือสะท้อนการอาเจียน (gag reflex) แม้จะกระจายตัวมากกว่า 90% ก็ตาม ความสามารถของ TPE ในการออกแบบให้เข้ารูปกับช่องปากยังช่วยให้อุปกรณ์ป้องกันช่องปากคงอยู่ในตำแหน่งเดิมได้อย่างมั่นคงแม้ในระหว่างกิจกรรมทางกายที่รุนแรงมากที่สุด อุปกรณ์ป้องกันช่องปากแบบโฟม EVA อาจมีราคาถูกกว่า แต่นั่นคือเหตุผลที่ผู้เชี่ยวชาญด้านประสิทธิภาพสูงส่วนใหญ่ในทุกอุตสาหกรรมกีฬาที่มีการปะทะและแรงกระแทกสูง ได้เปลี่ยนมาใช้ TPE แทน นอกจากนี้ TPE ยังทำให้อุปกรณ์ป้องกันช่องปากมีขนาดกะทัดรัดลง และปรับรูปร่างให้สอดคล้องกับช่องปากของนักกีฬาแต่ละคนได้อย่างเฉพาะเจาะจง กล่าวอย่างง่ายๆ คือ อุปกรณ์ป้องกันช่องปากแบบ TPE คือสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งเมื่อมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการแข่งขันกีฬา

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพด้านความสบาย: การหายใจ การพูด และความมั่นคงของขากรรไกรในการใช้งานจริง การรักษาทางเดินหายใจ: เกณฑ์มาตรฐาน ASTM F2993-22 สำหรับความต้านทานการไหลของอากาศในหมวดหมู่ของอุปกรณ์ป้องกันช่องปาก สำหรับอุปกรณ์ป้องกันที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานระยะยาว ความสามารถในการระบายอากาศที่ดีถือเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากการไหลของอากาศมีความสำคัญต่อการรับรู้ของผู้ใช้เกี่ยวกับความปลอดภัยและความสบาย หากการไหลของอากาศถูกจำกัด ความรู้สึกว่าต้องใช้แรงมากขึ้นจะเกิดขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลง และโอกาสที่ผู้ใช้จะถอดอุปกรณ์ออกมากขึ้นตามไปด้วย ตามมาตรฐาน ASTM F2993-22 ประเภทของเครื่องป้องกันช่องปากจะมีผลอย่างมากต่อการไหลของอากาศ ตัวอย่างเช่น เครื่องป้องกันช่องปากแบบพร้อมใช้งาน (off-the-shelf guards) เป็นที่ทราบกันดีว่าก่อให้เกิดความต้านทานมากขึ้นประมาณ 35% เนื่องจากการผลิตที่ไม่ดีและปัญหาการระบายอากาศบริเวณส่วนเพดานปากของเครื่องป้องกัน ในทางกลับกัน เครื่องป้องกันช่องปากแบบทำขึ้นเฉพาะบุคคล (custom fitted guards) เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถปฏิบัติตามมาตรฐาน ASTM ได้โดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพในการป้องกันแรงกระแทก ซึ่งหมายความว่าเครื่องป้องกันดังกล่าวสอดคล้องกับข้อกำหนดขั้นต่ำด้านความต้านทาน และมอบความสามารถในการหายใจผ่านจมูกให้กับนักกีฬาที่แข่งขัน ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญและเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ทั้งนี้ เครื่องป้องกันช่องปากที่สอดคล้องกับมาตรฐานในสภาพแวดล้อมการแข่งขันจะให้ปริมาณการไหลของอากาศแก่ผู้ใช้มากกว่าคู่แข่งที่ไม่สอดคล้องกับมาตรฐานถึงประมาณ 66%

การออกแบบช่องระบายอากาศที่มีนวัตกรรมแสดงให้เห็นว่าไม่สามารถยอม compromise ได้จริงๆ ระหว่างการรักษาตำแหน่งขากรรไกรให้อยู่ในภาวะเป็นกลางกับการให้ผู้ใช้หายใจได้อย่างเพียงพอ ช่องไหลเวียนอากาศที่ออกแบบเฉพาะสำหรับผู้ใช้แต่ละรายนั้นมีประสิทธิภาพมากที่สุด เนื่องจากสามารถผสานสองปัจจัยนี้เข้าด้วยกันได้อย่างลงตัวและมีประสิทธิผล

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดจึงมีการ compromise ระหว่างปัจจัยด้านการป้องกันกับปัจจัยด้านความสบายในการออกแบบเครื่องป้องกันช่องปาก?

การ compromise นี้เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้วัสดุมากขึ้นจะช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับแรงกระแทก แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้ความเสี่ยงต่อการขาดอากาศ การสื่อสารบกพร่อง และความตึงของขากรรไกรเพิ่มขึ้น

ควรมีการใช้วัสดุปริมาณเท่าใดในการออกแบบเครื่องป้องกันช่องปาก เพื่อให้มั่นใจว่าฟังก์ชันการทำงานอื่นๆ ของช่องปากจะไม่ถูกขัดขวาง?

ตามสมาคมทันตแพทย์แห่งสหรัฐอเมริกา (American Dental Association) ความหนาสูงสุดของบริเวณที่สัมผัสกันของฟัน (occlusal thickness) ที่จะให้การป้องกันอย่างเพียงพอโดยยังคงอนุญาตให้ฟังก์ชันการทำงานอื่นๆ ของช่องปากดำเนินไปได้คือไม่เกิน 3 มิลลิเมตร

เหตุใดเครื่องป้องกันช่องปากจึงยังไม่ได้รับการใช้งานจากนักกีฬาจำนวนไม่น้อย?

สาเหตุหลักที่ทำให้อัตราการไม่ปฏิบัติตามสูงคือ ความผิดปกติของขากรรไกร ความยากลำบากในการหายใจ การสื่อสารบกพร่อง และการเกิดแรงเสียดทานจากเครื่องป้องกันช่องปากที่ออกแบบมาไม่ดี

ประเภทของเครื่องป้องกันช่องปากใดเหมาะสมที่สุดในแง่ของความสบายและปัจจัยด้านการป้องกัน?

โดยการออกแบบและเนื่องจากวัสดุที่ใช้มีคุณภาพดีขึ้น เครื่องป้องกันช่องปากแบบทำขึ้นเฉพาะบุคคลจึงให้การป้องกันแรงกระแทกได้ดีที่สุด รวมทั้งความสบายและการพอดีกับร่างกายที่ดีที่สุด

เหตุใดจึงนิยมใช้ TPE มากกว่า EVA ในการผลิตเครื่องป้องกันช่องปาก?

TPE ให้การป้องกันด้วยความหนาน้อยลง มีความสามารถในการปรับตัวเข้ากับรูปร่างกายได้ดีขึ้น และให้ความสบายที่เหนือกว่า โดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพในการกระจายแรงกระแทกอย่างเพียงพอ