นวัตกรรมทางการแพทย์ วัสดุอุปกรณ์ เครื่องมือทางการแพทย์

  • หน้าแรก
  • นวัตกรรมทางการแพทย์ วัสดุอุปกรณ์ เครื่องมือทางการแพทย์

การพัฒนาหน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5  Development of Antiviral and Anti PM 2.5 Facial Mask from Fibrous Membrane     

08 มีนาคม,2565 | Piroonruk Art-han

การพัฒนาหน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5  Development of Antiviral and Anti PM 2.5 Facial Mask from Fibrous Membrane

ชื่อผลงาน :

1.หน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 5 ทรงสี่เหลี่ยม (Flat shape) หรือ หน้ากากอนามัย n-Breeze M02

2.หน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit shape) หรือ หน้ากากอนามัย n-Breeze M03

3.หน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยนาโนสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit shape) หรือ หน้ากากอนามัย N-Breeze Anti PM 2.5

ที่มาและความสำคัญของโครงการ :

การระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 หรือโรคโควิด 19 ทำให้เกิดความตื่นตระหนกและความเสียหายเชิงเศรษฐกิจในวงกว้าง ซึ่งชี้ให้เห็นความต้องการอย่างเร่งด่วนสำหรับมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสนี้ การพัฒนาวัคซีนสำหรับต้านเชื้อไวรัสโคโรนาเป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยเวลา ซึ่งทำให้การรักษาไม่ทันเวลาในกรณีที่มีการระบาดของเชื้ออย่างรวดเร็ว อีกทั้งไวรัสโคโรนาสามารถกลายพันธุ์ง่ายเพราะมีโครงสร้างไม่ซับซ้อน มีโอกาสที่เชื้อจะพัฒนาและกลับมาระบาดได้อีก โดยความรุนแรงขึ้นอยู่กับไวรัสแต่ละสายพันธุ์ แต่อาการโดยทั่วไปคือ โรคทางระบบทางเดินหายใจ มีไข้ ไอ จาม มีน้ำมูก ซึ่งไวรัสนี้สามารถติดได้จากคนสู่คนผ่านทางการสัมผัสละอองเสมหะ (droplets) ที่มีเชื้อไวรัสเข้าทางตา จมูก ปาก (รูปที่1) ดังนั้นจะเห็นว่าการใช้หน้ากากอนามัยนับเป็นแนวทางหนึ่งที่สามารถป้องกันการรับเชื้อไวรัสเข้าสู่ร่างกาย และช่วยชะลออัตราการขยายตัวของจำนวนผู้ป่วยได้

แม้ประเทศไทยจะมีห่วงโซ่การพัฒนาหน้ากากอนามัยสำหรับการกรองละเอียดในอากาศค่อนข้างจะครบวงจร แต่ยังเป็นการเริ่มต้นที่การนำเข้าแผ่นเมมเบรนสำหรับการกรองรูปแบบต่างๆ เพื่อมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์หน้ากาก เนื่องจากไม่มีเทคโนโลยีในการผลิตแผ่นเมมเบรนขั้นสูง และยังขาดการวิจัยพัฒนาที่มุ่งเน้นการผลิตในอุตสาหกรรมและใช้งานได้จริง จึงเป็นเหตุให้ประเทศไทยสูญเสียดุลการค้าและเป็นผู้ตามในด้านนวัตกรรมการกรอง ประกอบกับตลอดช่วงหลายปีที่ผ่านมา ประเทศไทยต้องเผชิญกับปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM 2.5 เฉลี่ยทั้งปีและเฉลี่ย 24 ชั่วโมงสูงเกินค่ามาตรฐานในช่วงฤดูแล้งระหว่างเดือนธันวาคมถึงเมษายน และยิ่งทวีความรุนแรงมากยิ่งขึ้นทุกปี ก่อให้เกิดปัญหาด้านสุขภาพทางระบบทางเดินหายใจ จึงเริ่มมีการผลิตหน้ากากกันฝุ่นละอองเพิ่มมากขึ้น แต่ก็ยังไม่มีเทคโนโลยีแผ่นกรองที่สามารถทั้งกรองอนุภาคฝุ่นละอองและเชื้อไวรัสได้ มีรายงานพบว่าเชื้อก่อโรคที่แพร่กระจายอยู่ในอากาศมักสะสมบนหน้ากากอนามัย ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเป็นแหล่งสะสมและแพร่กระจายของเชื้อโรค ดังนั้นหน้ากากสำหรับกรองจึงควรคำนึงถึงการป้องกันและกำจัดเชื้อก่อโรคด้วย อีกทั้งจากความวิตกกังวลของประชาชนทำให้เกิดการกักตุนหน้ากากอนามัยสำหรับบุคคลมากขึ้น ส่งผลให้สินค้าขาดตลาด และที่สำคัญประเทศไทยยังไม่คุ้นเคยกับมาตรฐานการผลิตหน้ากาก ทำให้หน้ากากอนามัยตามท้องตลาดนั้นไม่ได้มีคุณสมบัติตรงตามมาตรฐานสากล โครงการนี้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาแผ่นกรองเส้นใยสำหรับการกรองละเอียดได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งเมื่อนำมาประกอบเป็นหน้ากากอนามัยสำหรับบุคคลแล้ว สามารถทั้งป้องกันเชื้อจุลชีพและกรองไวรัสขนาดเล็ก (Viral filtration efficiency, VFE) อ้างอิงมาตรฐาน Modified ASTM F2101 และให้ประสิทธิภาพในการกรองอนุภาคขนาดเล็ก (Particle filtration efficiency, PFE) 0.1 และ 0.6 ไมครอน อ้างอิงมาตรฐาน ASTM F2299 และมาตรฐาน EN149:FFP1 ตามลำดับ หรืออนุภาค Sodium Chloride ขนาด 0.26 ไมครอน อ้างอิงมาตรฐาน 42 CFR Part 84 ทั้งทรงสี่เหลี่ยม (Flat) และทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit) ที่เบา สบาย สวมใส่ง่าย หายใจสะดวก

ผลผลิตจากงานวิจัย :

ผลผลิตสุดท้ายที่ได้จากการวิจัยประกอบด้วยต้นแบบระดับอุตสาหกรรม (Manufacturing Prototype) ดังนี้

1.ต้นแบบระดับอุตสาหกรรมหน้ากากจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงสี่เหลี่ยม (Flat shape) สำหรับใช้ในการกรองละเอียดโดยมีประสิทธิภาพการกรองฝุ่นขนาด1 ไมครอน Particle Filtration Efficiency (PFE) อ้างอิงมาตรฐาน ASTM F2299 ได้มากกว่า 98% (อ้างอิงมาตรฐาน ASTM F2100-19) และประสิทธิภาพการป้องกันละอองไอจามที่มีเชื้อไวรัสขนาด 3 ไมครอน Viral Filtration Efficiency (VFE) อ้างอิงมาตรฐาน Modified ASTM F2101 ได้มากกว่า 98% ได้รับการรับรองประสิทธิภาพจากหน่วยงานทดสอบที่ได้มาตรฐานสากล (Nelson Labs) และมีผลการทดสอบภาคสนามการสำรวจความพึงพอใจทั่วไปการใช้งานหน้ากาก

2.ต้นแบบระดับอุตสาหกรรมหน้ากากจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit shape) สำหรับใช้ในการกรองละเอียดโดยมีประสิทธิภาพการกรองฝุ่น (Sodium Chloride) ขนาด26 ไมครอน (PFE) อ้างอิงมาตรฐาน 42 CFR Part 84 ได้มากกว่า 95% (อ้างอิงมาตรฐาน NIOSH N95) และประสิทธิภาพการป้องกันละอองไอจามที่มีเชื้อไวรัสขนาด 3 ไมครอน VFE อ้างอิงมาตรฐาน Modified ASTM F2101 ได้มากกว่า 98% จำนวน ได้รับการรับรอง ประสิทธิภาพจากหน่วยงานทดสอบที่ได้มาตรฐานสากล (Nelson Labs) และมีผลการทดสอบภาคสนามการสำรวจความพึงพอใจทั่วไปการใช้งานหน้ากาก

3.ต้นแบบระดับอุตสาหกรรมหน้ากากจากแผ่นกรองเส้นใยนาโนสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit shape) โดยใช้นาโนเทคโนโลยีขั้นสูงและเทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่ง (Electrospinning) สำหรับใช้ในการกรองละเอียดโดยมีประสิทธิภาพการกรองฝุ่นขนาด5 ไมครอน (PFE) ตามวิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM F2299 ได้มากกว่า 80% (อ้างอิงมาตรฐาน EN149:FFP1) และประสิทธิภาพการป้องกันละอองไอจามที่มีเชื้อไวรัสขนาด 3 ไมครอน VFE อ้างอิงมาตรฐาน Modified ASTM F2101 ได้มากกว่า 98% ได้รับการรับรองประสิทธิภาพจากหน่วยงานทดสอบที่ได้มาตรฐานสากล (Nelson Labs) และมีผลการทดสอบภาคสนามการสำรวจความพึงพอใจทั่วไปการใช้งานหน้ากาก

การนำไปใช้ประโยชน์ :

โครงการนี้มีเป้าหมายสำหรับการประยุกต์ใช้ทางด้านการกรองละเอียดสำหรับผลิตภัณฑ์หน้ากากอนามัยเพื่อการกำจัดและป้องกันการติดเชื้อไวรัสผ่านทางอากาศ อันประกอบไปด้วย หน้ากากและแผ่นกรองอากาศเส้นใยนาโนมัลติฟังก์ชันต้านเชื้อไวรัส แบคทีเรียและฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM 2.5 ด้วยการกรองละเอียดในอากาศ ซึ่งสามารถนำไปขยายผลให้เกิดผลกระทบและประโยชน์ ดังนี้

1.ด้านเศรษฐกิจ

มูลค่าเพิ่มแก่ผลิตภัณฑ์หรือบริการ: การเพิ่มมูลค่ากับผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี เม็ดพลาสติก และระบบกรองประมาณ 100 – 1,000 ล้านบาท

มูลค่าการส่งออก: สามารถส่งออกหน้ากากจากแผ่นเมมเบรนเส้นใยสำหรับการกรองละเอียด

มูลค่าที่เกิดจากการลดการนำเข้า: ลดการนำเข้าหน้ากากจากแผ่นเมมเบรนเส้นใยสำหรับการกรองละเอียด

การจ้างงาน: สามารถกระตุ้นการผลิตสินค้านวัตกรรมด้านการกรองและเพิ่มอัตราการจ้างงานด้านสังคม

2.ด้านสุขภาพอนามัย: ลดการแพร่เชื้อไวรัส โรคติดเชื้อทางเดินหายใจ โรคมือเท้าปาก โรคหวัด

3.ด้านคุณภาพชีวิต/ความเป็นอยู่: ลดการเจ็บป่วย การขาดงาน การขาดเรียน และการดูแลรักษา

4.ด้านการศึกษา/การเรียนรู้: สามารถกระตุ้นการเรียนรู้ผ่านเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้น โดยเชื่อมโยงกับการใช้ประโยชน์จากการกรองละเอียดในชีวิตประจำวันอื่นๆ

5.ด้านสิ่งแวดล้อม: ลดเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคทางระบบทางเดินหายใจ

6.หน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 5 ทรงสี่เหลี่ยม (Flat shape) หรือ หน้ากากอนามัย n-Breeze M02

7.หน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit shape) หรือ หน้ากากอนามัย n-Breeze M03

8.หน้ากากอนามัยจากแผ่นกรองเส้นใยนาโนสมบัติพิเศษต้านเชื้อไวรัสและฝุ่น PM 2.5 ทรงเข้ารูปกับใบหน้า (Facial fit shape) หรือ หน้ากากอนามัย N-Breeze Anti PM 2.5



วันที่เผยแพร่ : -
เผยแพร่โดย : Piroonruk Art-han (แก้ไขครั้งล่าสุดเมื่อ 09 มีนาคม,2565)
จำนวนครั้งที่อ่าน : 44 ครั้ง

ผลงานวิจัยโดย

ดร.วรล อินทะสันตา

หน่วยงาน : ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
เบอร์ติดต่อ : -
อีเมล : -