สวทช.คว้ารางวัลนักเทคโนโลยีดีเด่น ไมโครนีดเดิล-โฟมไทเทเนียม

นักวิจัย นาโนเทค สวทช. พาผลงานวิจัย “กระบวนการผลิตเข็มขนาดไมครอนแบบรวดเร็วและสามารถปรับเปลี่ยนฟีเจอร์” คว้ารางวัลนักเทคโนโลยีดีเด่น ประจำปี พ.ศ. 2567 จัดขึ้นโดยสมาคมการจัดการธุรกิจแห่งประเทศไทย (TMA) ร่วมกับมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์

พร้อมกับผลงาน “โฟมไทเทเนียมบริสุทธิ์แบบเซลล์เปิด” จากนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. ร่วมผ่านเข้ารอบสุดท้าย 

ดร.ไพศาล ขันชัยทิศ จากทีมวิจัยระบบหุ่นยนต์และเข็มระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช. กล่าวว่า ไมโครนีดเดิล หรือเข็มขนาดไมโครเมตร เป็นนวัตกรรมที่กำลังเปลี่ยนแปลงวงการแพทย์และการดูแลสุขภาพอย่างกว้างขวาง เทคโนโลยีนี้มีขนาดเล็กมาก 

โดยเข็มมีขนาดเพียงหนึ่งในสิบของเส้นผมมนุษย์ และมีปลายเข็มที่เล็กมากจนสามารถเจาะผ่านชั้นผิวหนังเพื่อส่งสารสำคัญได้โดยไม่สร้างความเจ็บปวด ไม่ทำให้เกิดบาดแผล หรือทิ้งร่องรอยใด ๆไว้บนผิวหนัง การพัฒนาไมโครนีดเดิลจึงนับเป็นนวัตกรรมที่ตอบสนองความต้องการของทั้งวงการแพทย์และความต้องการของผู้บริโภค 

โดยเฉพาะกลุ่มที่ต้องการหลีกเลี่ยงการใช้เข็มฉีดยาแบบดั้งเดิม เช่น ผู้ที่มีความกลัวเข็ม หรือผู้ที่ต้องได้รับการฉีดวัคซีนหรือยาบ่อยครั้ง แต่อุปสรรคสำคัญที่ทำให้การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้งานในเชิงอุตสาหกรรมได้ยากคือกระบวนการผลิตในปัจจุบัน

ซึ่งยังมีความซับซ้อนและมีต้นทุนสูง การผลิตเข็มขนาดเล็กในจำนวนมากอย่างรวดเร็วและมีความแม่นยำในระดับไมโครเมตรเป็นสิ่งที่ต้องการเทคโนโลยีเฉพาะทาง การแก้ปัญหาในด้านการผลิตจึงกลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการนำเทคโนโลยีไมโครนีดเดิลไปสู่การใช้งานจริง

ผลงานวิจัยเรื่อง กระบวนการผลิตเข็มขนาดไมครอนแบบรวดเร็วและสามารถปรับเปลี่ยนฟีเจอร์ ถือเป็นก้าวสำคัญในการยกระดับกระบวนการผลิตไมโครนีดเดิลให้รวดเร็วขึ้น สามารถผลิตได้ในปริมาณที่มากขึ้น และปรับแต่งคุณสมบัติของเข็มได้ตามต้องการ เทคโนโลยีการผลิตใหม่นี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มความเร็วในการผลิตมากขึ้นถึง 25 เท่าของวิธีการเดิม 

แต่ยังสามารถปรับแต่งรูปร่างของเข็ม ขนาด ความยาว จำนวนเข็มต่อพื้นที่ และคุณสมบัติอื่น ๆ ได้อย่างยืดหยุ่น ทำให้สามารถออกแบบไมโครนีดเดิลที่เหมาะสมกับการใช้งานเฉพาะด้าน เช่น การนำส่งยาแก้ปวด สารบำรุงผิว คลื่นแสงหรือคลื่นไฟฟ้าเข้าสู่ร่างกาย หรือแม้กระทั่งการใช้ไมโครนีดเดิลเพื่อวัดค่าทางชีวภาพในร่างกายของผู้ป่วยได้

นอกจากนี้ ยังเป็นมิตรกับการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ช่วยให้สามารถผลิตไมโครนีดเดิลในปริมาณมากได้ในเวลาอันสั้น พร้อมทั้งมีคุณภาพสูงและผ่านการรับรองมาตรฐาน ISO 13485 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลสำหรับเครื่องมือแพทย์

หนึ่งในนวัตกรรมที่โดดเด่นของเทคโนโลยีไมโครนีดเดิลนี้คือ "ไมโครสไปก์เทคโนโลยี" ซึ่งเป็นชื่อเรียกของเทคโนโลยีการผลิตไมโครนีดเดิลบนแผ่นวัสดุ ไมโครสไปก์เทคโนโลยีสามารถนำไปใช้พัฒนาผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไม่ว่าจะเป็นด้านเครื่องสำอาง เครื่องมือแพทย์ หรือผลิตภัณฑ์บำรุงผิว อาทิ  แผ่นไมโครนีดเดิลสำหรับนำส่งยาแก้ปวด แผ่นลดเลือนริ้วรอย หรืออุปกรณ์นำส่งสารบำรุงผิว ที่สามารถส่งสารผ่านผิวหนังได้โดยไม่ทำให้เจ็บปวด และไม่ทิ้งร่องรอยบนผิวหนัง นอกจากนี้ ยังมีศักยภาพในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ในอนาคต เช่น การตรวจวัดสารชีวภาพภายในร่างกาย หรือการนำส่งวัคซีนเข้าสู่ร่างกาย

ดร.อัญชลี มโนนุกุล จากทีมวิจัยโลหะผสมและการผลิตอัจฉริยะ กลุ่มวิจัยกระบวนการทางวัสดุและการผลิตอัตโนมัติ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช. กล่าวว่า ผลงานวิจัยเรื่อง โครงการกระบวนการผลิตโฟมไทเทเนียมบริสุทธิ์แบบเซลล์เปิด

โดยใช้กระบวนการชุบสารแขวนลอย บนต้นแบบโฟมพอลิเมอร์และถ่ายทอดเทคโนโลยีเพื่อผลิตเชิงพาณิชย์ เป็นการต่อยอดผลงานวิจัยของเอ็มเทคเอง สู่โครงการร่วมวิจัยระหว่างเอ็มเทคและบริษัท ไทเซ โคเกียว (ประเทศไทย) จำกัด 

แผ่นหรือก้อนไทเทเนียม เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับเครื่องทำน้ำด่าง โดยเฉพาะในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งในอดีตใช้แผ่นไทเทเนียมที่เจาะรูจำนวนมากมาต่อกัน เนื่องจากแผ่นไทเทเนียมมีพื้นที่จำเพาะต่ำ ทำให้อัตราในการทำปฏิกิริยาต่ำ และการผลิตที่ควบคุมไม่ดี ทำให้ชิ้นงานเปราะ จึงเกิดเป็นโจทย์วิจัยในการพัฒนากระบวนการผลิตโฟมไทเทเนียมที่ลดการปนเปื้อนระหว่างกระบวนการผลิตและผลิตได้จริง 

จุดเด่นของการวิจัยและพัฒนานี้คือ การคัดเลือกสารเพิ่มความหนืดและต้นแบบที่เหมาะสม ไม่ปนเปื้อนกับไทเทเนียม, การควบคุมกระบวนการผลิตให้สามารถผลิตโฟมไทเทเนียมที่คงรูป มีรูพรุนสม่ำเสมอ และมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี

การปรับกระบวนการผลิตจากระดับห้องปฏิบัติการสู่ระดับประลองและการผลิตเชิงพาณิชย์ และกระบวนการผลิตต้องไม่ปล่อยมลภาวะเป็นพิษและปลอดภัยสำหรับผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งท้ายที่สุดแล้ว นำสู่โฟมไทเทเนียมที่ทำให้เครื่องทำน้ำด่างมีขนาดเล็กลง และอัตราการผลิตน้ำด่างสูงขึ้น

ในขณะเดียวกัน จากศักยภาพของทีมวิจัยทำให้เอ็มเทคเป็นหนึ่งในผู้นำของโลกด้านการเผาผนึกผงไทเทเนียม ซึ่งถือเป็นกระบวนการที่ยากและซับซ้อนมากที่สุด

โดยมีผลงานวิจัยและถ่ายทอดเทคโนโลยีด้านการเผาผนึกไทเทเนียมสู่ภาคอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ก่อตั้งห้องปฏิบัติการเฉพาะทางการฉีดขึ้นรูปโลหะผงในปี พ.ศ. 2547 นำสู่โรงงานสาธิตเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปโลหะผงแบบครบวงจรแห่งแรกและยังคงเป็นแห่งเดียวในประเทศไทย มี ดร.อัญชลี มโนนุกุล เป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการฯ ตั้งแต่ก่อตั้งจนถึงปัจจุบัน