การศึกษาประสิทธิภาพและคุณสมบัติเชิงกลของจีโอพอลิเมอร์สังเคราะห์จากเถ้าแกลบและเถ้าชานอ้อย ร่วมด้วยพอลิแลคติกแอซิดเพื่อประยุกต์เป็นวัสดุทดแทนกระดูกสำหรับผู้ป่วยภาวะกระดูกหัก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สาลินี มีศรีเนตร, วณิชา ศิริมหานิล

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

พรพรรณ โฉมวงษ์, นววรรณ บางโป่ง

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย ปทุมธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในแต่ละปีประเทศไทยมีจำนวนผู้ป่วยบาดเจ็บกระดูกหักสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้วัสดุทดแทนกระดูกยังคงเป็นที่ต้องการอยู่มาก ซึ่งโดยปกติแล้วนิยมใช้วัสดุทดแทนกระดูกจากโลหะ แต่เมื่อมันอยู่ในร่างกายมนุษย์เป็นเวลานานจะเกิดการกัดกร่อน จากสภาวะกรดอ่อน ๆ ในร่างกาย มีผลให้เกิดการแตกหักเสียหายก่อนหมดอายุการใช้งาน จากการศึกษาพบว่าจีโอพอลิเมอร์นั้นมีสารประกอบจำพวกซิลิกา อลูมินา ที่สามารถเข้ากันกับร่างกายมนุษย์ได้ คงทนต่อการสารละลายในร่างกาย มีการเหนี่ยวนำให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อกระดูก และสลายตัวได้เมื่อมีเนื้อเยื่อใหม่เข้ามาแทนที่ ทางคณะผู้จัดทำจึงได้สังเคราะห์จีโอพอลิเมอร์จากเถ้าลอย เถ้าแกลบ และเถ้าชานอ้อย ซึ่งวัสดุที่มีซิลิกาและอลูมินามาก นอกจากนี้ยังเป็นของเหลือทิ้งจากกระบวนการเผา ผสมร่วมกับพอลิแลคติกแอซิดที่จะช่วยให้จีโอพอลิเมอร์สามารถเข้ากับเนื้อเยื่อได้ดียิ่งขึ้นโดยการทดลองเริ่มจากการหาอัตราส่วนที่เหมาะสมของวัสดุที่นำมาขึ้นรูป จากนั้นนำไปทดสอบกำลังรับแรงอัด เพื่อหาสูตรที่ดีที่สุด ทดสอบประสิทธิภาพการดูดซึมน้ำ การขนส่งยาปฏิชีวนะ อัตราการเสื่อมสลาย และความเป็นพิษต่อเซลล์ด้วยวิธี MTT ตามมาตรฐาน ISO 10993 – 5 พบว่าจีโอพอลิเมอร์ที่ผสมจากเถ้าแกลบต่อเถ้าชานอ้อยในอัตราส่วน 2 : 1 ร่วมกับพอลิแลคติกแอซิดร้อยละ 10 โดยมวล ทำให้ชิ้นงานมีกำลังรับแรงอัดมากที่สุดอยู่ที่ 75.38 MPa เมื่อนำไปทดสอบประสิทธิภาพการดูดซึมน้ำและอัตราการเสื่อมสลาย พบว่าอยู่ ในเกณฑ์มาตรฐานอีกทั้งยังไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์ไฟโบรบลาสต์เมื่อทดสอบด้วยวิธีMTT