แม้ว่าเราจะเรียกวัสดุที่ผมจะนำเสนอต่อไปนี้ว่าเป็นวัสดุฉลาดก็ตาม แต่ในมุมมองวิศวกรการกัดกร่อน (Corrosion Engineer) อย่างผมก็ยังมองว่า สรรพสิ่งทั้งหลายต้องกลับไปที่จุดเริ่มต้นของมัน นั่นคือ ต้องมีการเสื่อมสลายในที่สุด เนื่องจากว่ามันครบองค์ประกอบของการกัดกร่อนนั่นเอง (ใครที่เค็มๆ ระวังให้ดี อัตราการกัดกร่อนจะเร็วมากเลยล่ะ...ล้อเล่น)
สเต็นท์ (Stent) สำหรับขยายเส้นเลือดให้สามารถใช้งานได้เป็นปกติ
ในปัจจุบันนี้ได้มีการผลิตวัสดุขึ้นใช้ทดแทนชิ้นส่วนหรืออวัยวะบางส่วนของร่างกายมนุษย์ที่ทรุดโทรมไปตามกาลเวลา หรือถูกทำลายจากเชื้อโรค รวมทั้งอุบัติเหตุ ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ในปัจจุบัน นักวัสดุสามารถที่จะสร้างชิ้นส่วนทดแทนเหล่านั้นให้สามารถใช้งานร่วมกับเนื้อเยื่อและสารละลายที่อยู่ในร่างกายของมนุษย์ได้โดยไม่มีความเป็นพิษกับร่างกาย ซึ่งเราได้ตั้งฉายาของวัสดุทดแทนบางประเภทว่า วัสดุฉลาด (Smart materials) ซึ่งหมายถึงวัสดุที่มีความสามารถในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก เช่น มีรูปร่างเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ หรือมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อมีความเค้น เป็นต้น ซึ่งโลหะจำรูป (shape memory alloys - SMA) ก็จัดเป็นหนึ่งในวัสดุฉลาด ด้วยเหตุที่วัสดุสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงถึงระดับหนึ่ง และวัสดุที่จะนำเสนอต่อไปนี้ นิยมใช้กันอย่างมากในทางการแพทย์ คือ โลหะจำรูปผสมระหว่างไทเทเนียมและนิกเกิล (Nitinol)
จากการทดลองก็พบว่าโลหะผสมนิกเกิลกับไทเทเนียมแสดงสมบัติการคืนตัวของความเครียด (Recovery strain) โดดเด่นกว่าโลหะผสมชนิดอื่น นั่นคือนิกเกิลไทเทเนียมมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างที่เด่นชัดมากกว่าโลหะผสมอื่น โดยสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างด้วยการเหนี่ยวนำจากความร้อน หรือมีสมบัติยืดหยุ่นยิ่งยวด (superelastic) ซึ่งสองสิ่งนี้เป็นสมบัติสำคัญที่โลหะผสมอย่างนิกเกิลไทเทเนียม หรือโลหะจำรูปชนิดอื่น ๆ มีติดตัว
การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์
เนื่องจากปัจจุบันมีการผลิตโลหะจำรูปออกมาหลากหลายรูปแบบไม่ว่าจะเป็น เส้น ขด แท่ง ฯ จึงทำให้เกิดการประยุกต์ใช้อย่างหลากหลาย เช่น stent
สเต็นท์ - อุปกรณ์ถ่างหรือขยายหลอดเลือด (Stent) มีรูปร่างลักษณะเป็นขดลวดตาข่ายทรงกระบอก ผลิตจากสเตนเลสหรือโลหะจำรูปก็ได้ ในกรณีที่เป็นสเต็นท์ที่ทำจากสเตนเลส แพทย์จะยึดอุปกรณ์นี้ติดกับลูกโป่งหรือบอลลูน (balloon) ด้วยลวดและสอดเข้าทางเส้นเลือดในร่างกายจนถึงหลอดเลือดของอวัยวะเป้าหมาย จากนั้นแพทย์จะอัดลมเข้าไปในลูกโป่งเพื่อให้ลูกโป่งพองตัวออกเพื่อดันสเต็นท์ให้ขยายตัวออกติดผนังของหลอดเลือด จากนั้นแพทย์จะปล่อยลมออกจากลูกโป่ง และถอนเส้นลวดที่ยึดสเต็นท์ออกมา แต่ในกรณีสเต็นท์ที่ทำจากโลหะจำรูป แพทย์ไม่ต้องยึดสเต็นท์เข้ากับลูกโป่ง เพราะเมื่อเลือกใช้โลหะจำรูปที่ออกแบบให้มีการเปลี่ยนรูปร่างที่อุณหภูมิประมาณ 37 องศาเซลเซียสแล้ว สเต็นท์ที่เข้าไปอยู่ในร่างกายจะขยายตัวออกมาดันติดผนังหลอดเลือดได้เอง
โปรดติดตามตอนต่อไป.........................
ตอนที่ 2 http://siamkaewkumsai.blogspot.com/2010/10/sma-nitinol.html
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น