การผลิตลูกตาเทียมกล๊าสเซรามิกจากเปลือกไข่

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

จุฑารัตน์ นาคดี, ปานฤทัย ชัยสิน, จุฑาศินี อาศัยนา

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

จิรัชญา อายะวรรณา

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนราชสีมาวิทยาลัย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

เมื่อมีผู้ป่วยได้รับอุบัติเหตุทางสายตา หรือ เป็นผู้มีสภาวะไร้ดวงตาตั้งแต่กำเนิด จำเป็นต้องเข้ารับการผ่าตัดใส่ลูกตาเทียม เพื่อแทนที่ปริมาตรของเบ้าตาที่หายไป ช่วยพยุงไม่ให้ใบหน้าบิดเบี้ยว เพิ่มสมรรถภาพการใช้ชีวิตในประจำวันได้อย่างมั่นใจ และเพื่อความเสมือนจริงเป็นธรรมชาติ ซึ่งความหลากหลายของวัสดุและลักษณะของลูกตาเทียมในปัจจุบัน สามารถจำแนกได้เป็น 2 แบบ (รูปที่ 1) คือ 1. ลูกตาเทียมทรงกลมตัน (PMMA, Glass) หาง่ายราคาถูก แต่เคลื่อนที่หลุดง่าย เนื้อเยื่อเบ้าตาไม่สามารถยึดเกาะได้นาน และต้องผ่าตัดเปลี่ยนบ่อย 2.ลูกตาเทียมทรงกลมพรุน (Al2O3, PE, HA) เนื้อเยื่อเบ้าตายึดเกาะได้นาน หลุดยาก เคลื่อนไหวดี แต่ถ้าผิวขรุขระจะเสียดสีเนื้อเยื่อเสียหาย ติดเชื้อ และราคาสูง ในการเลือกใช้งานลูกตาเทียมที่เหมาะสมจึงต้องคำนึงถึง ความสามรถในการยึดเกาะของลูกตาเทียมกับเนื้อเยื่อเบ้าตา เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่หลุดและเกิดการติดเชื้อหลังผ่าตัด มีอายุการใช้งานนาน และไม่ทำปฏิกิริยาต่อร่างกายทำให้เกิดโรคร้าย

แก้วเป็นวัสดุที่มีความเฉื่อยต่อการทำปฏิกิริยาและมีคุณสมบัติที่หลากหลายจากการกำหนดและปรับปรุงองค์ประกอบของวัตถุดิบตั้งต้นที่นำมาเป็นส่วนผสมในการหลอมแก้ว ทำให้แก้วสามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย แก้วที่มีความพรุนตัว (Porous glass) จนมีรูปร่างที่มองเห็นคล้ายโฟมหรือที่เรียกว่า “โฟมแก้ว (Glass foam)” เป็นอีกโครงสร้างหนึ่งที่กำลังได้รับความสนใจในการพัฒนาวัสดุแก้วให้สามารถใช้งานได้มากขึ้นทั้งในเชิงโครงสร้างและทางชีวภาพ การเลือกผลิตลูกตาเทียมทรงกลมพรุนจากแก้วแคลเซียมซิลิเกต (SiO2-CaO-NaO2) ซึ่งมีความเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่อร่างกาย สามารถลดปัญหาการติดเชื้อหลังผ่าตัดและมีความคงทนใช้งานได้ระยะยาว แก้วแคลเซียมซิลิเกต (SiO2-CaO-NaO2) มีสารแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เป็นวัตถุดิบหลักที่สำคัญแต่มีราคาแพง จึงต้องการหาวัสดุใหม่ทดแทน

การมีปริมาณของขยะมูลฝอยจากภาคครัวเรือนเพิ่มมากขึ้นในปัจจุบัน เป็นที่มาของแนวคิดการนำเปลือกไข่ที่เป็นขยะจากการบริโภคประจำวันมาใช้ร่วมกันในการผลิตโฟมแก้ว เนื่องจากเปลือกไข่มีองค์ประกอบของแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งนอกจากจะเป็นการเพิ่มแนวทางการใช้ประโยชน์ของวัสดุแก้วให้หลากหลายมากขึ้นแล้ว ยังช่วยลดปริมาณขยะจากการบริโภคประจำวันได้จากการนำเปลือกไข่มาใช้งาน เราจึงได้ทำการศึกษา วัสดุทางชีวภาพกล๊าสเซรามิกพรุนจากแก้วแคลเซียมซิลิเกต โดยเปรียบเทียบการใช้แคลเซียมคาร์บอเนต สังเคราะห์จากจากเปลือกไข่และสารเชิงพาณิชย์ พร้อมทั้งศึกษาโครงสร้างทางจุลภาพ ความพรุนตัว และทดสอบความเข้ากันได้กับของเหลวจำลองในร่างกาย (SBF)