การพัฒนาสมบัติไฮโดรเจลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส/โพลีเอทิลีนไกลคอลจากกากมะพร้าวเหลือทิ้งเพื่อใช้เป็นวัสดุปิดแผลโดยการฉายรังสีแกมมา
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
กชกร คล่องเเคล่ว, บุญญารักษ์ ภิรมย์แก้ว, แพรพลอย เกียรติสุขศรี
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สุรนันท์ อนันตชัยศิลป์, ธนกร ความหมั่น
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานนี้จัดทำขึ้นเพื่อพัฒนาสมบัติไฮโดรเจลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส/โพลีเอทิลีนไกลคอลจากกากมะพร้าวเหลือทิ้งเพื่อใช้เป็นวัสดุปิดแผลโดยการฉายรังสีแกมมา โดยไฮโดรเจล (Hydrogel) เป็นพอลิเมอร์เชื่อมขวาง (Crosslinked polymer) ลักษณะโครงร่างตาข่ายสามมิติ มีคุณสมบัติเด่นคือสามารถบวมตัวในตัวทำละลายที่เหมาะสม และหดตัวได้เมื่อมีการสูญเสียโมเลกุลของน้ำออกไป ซึ่งวัสดุปิดแผลจากไฮโดรเจล มีความสามารถในการบรรเทาความเจ็บปวด ลดการอักเสบของแผล ดูดซึมและกักเก็บสารคัดหลั่งที่มีอยู่มากจากแผลได้ในปริมาณมาก ต้นทุนต่ำ ไม่ติดแผลง่ายตอนนำออกจากแผล และสามารถนำไปพัฒนาต่อยอดได้ง่าย (Elbadawy A., et cl. 2017)(Enas M. 2015) ไฮโดรเจลทางการค้าส่วนใหญ่เตรียมจากพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่มีสารตั้งต้นจากปิโตรเลียมที่มีความแข็งแรงสูง แต่ย่อยสลายได้ยาก และมีมอนอเมอร์ตกค้างในชิ้นงานซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม จึงมีการศึกษาวิจัยเพื่อนำเอาวัสดุทางธรรมชาติ อย่างคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ซึ่งเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้และไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม มาเป็นวัตถุดิบในการเตรียมไฮโดรเจล (Khanittha Charoenlarp et al., 2021) เนื่องจากกากมะพร้าวเป็นของเสียทางการเกษตรที่มีปริมาณมาก ซึ่งภายในประกอบไปด้วยใยมะพร้าวที่มีปริมาณเซลลูโลสสูง จึงเหมาะกับการนำมาเป็นสารตั้งต้นของสารคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (Carboxymethyl cellulose, CMC) เพื่อนำมาสังเคราะห์เป็นไฮโดรเจลดูดซับน้ำยิ่งยวด (Superabsorbent polymer, SAP) ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยมีการพัฒนาความสามารถการดูดซับน้ำของ ไฮโดรเจลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ด้วยโพลีเอทีลีนไกลคอล และจาก Elbadawy A., et cl. 2017 ไฮโดรเจลโพลีเอทีลีนไกลคอลเพิ่มอัตราการหายของแผล หรือจะกล่าวอีกนัยคือทำให้แผลหายรวดเร็วยิ่งขึ้น
การฉายรังสีแกมมาเป็นกระบวนการทําไร้เชื้อที่มีประสิทธิภาพสูง และมีจุดเด่นที่เหนือกว่าการทําไร้เชื้อวิธีอื่น ดังนี้ รังสีแกมมามีความสามารถในการแพร่ผ่านได้สูง เกิดปฏิกิริยาทางเคมีต่ำ ไม่ก่อให้เกิดการตกค้าง เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในระหว่างการฉายรังสีแกมมาเล็กน้อย เป็นกระบวนการที่เสร็จสิ้นในขั้นตอนเดียว และมีความคุ้มค่าเมื่อเปรียบเทียบราคากับประสิทธิภาพ (Chaowalit M., 2013) อีกทั้งการฉายรังสีแกมมาบน ไฮโดรเจลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส/โพลีเอทิลีนไกลคอล (Carboxymethyl cellulose (CMC)/polyethylene glycol (PEG) hydrogel) ทำให้เกิดการ cross-linked ของสายโพลิเมอร์เพิ่มขึ้น (Enas M. 2015) ส่งผลให้ความสามารถในการดูดซับน้ำของไฮโดรเจลเพิ่มขึ้น โดยการฉายรังสีแกมมาบน ไฮโดรเจลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส/โพลีเอทิลีนไกลคอลในปริมาณที่ต่างกันจะถูกวิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันเคมีโดย FTIR spectroscopy ความสามารถในการดูดซับน้ำ การย่อยสลาย ลักษณะทางสัณฐานวิทยาโดย SEM และคุณสมบัติอื่น ๆ เพื่อหาปริมาณรังสีแกมมาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำวัสดุปิดแผลจากไฮโดรเจลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส /โพลีเอทิลีนไกลคอล
บรรณานุกรม
Elbadawy A. Kamoun ,*, El-Refaie S. Kenawy , Xin Chen, (2017) A review on polymeric hydrogel membranes for wound dressing applications: PVA-based hydrogel dressings.
Enas M. Ahmed, (2015), Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review
Chaowalit M., 2013. View of การฉายรังสีแกมมา : กระบวนการทำไร้เชื้อสำหรับผลิตภัณฑ์สมุนไพร (tci-thaijo.org)
Khanittha Charoenlarp et al., 2021. View of Properties of Hydrogel Films from Carboxymethylcellulose and Aloe vera (Linn.) Burm. f. (tci-thaijo.org)