ให้ความรู้เกี่ยวกับการซักแห้งที่บ้าน

วิศวกรที่นี่ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อัด (CO2) เพื่อผลักสารเคมีเข้าไปในพลาสติกที่มักใช้แทนกระดูก ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติม เทคโนโลยีนี้สามารถใช้กับพลาสติกหลายชนิดที่ปล่อยยาตั้งแต่ยาปฏิชีวนะไปจนถึงสารต่อต้านเนื้องอกเข้าสู่ร่างกาย David Tomasko รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีแห่งรัฐโอไฮโออธิบายว่า CO2 ที่มีความดันสูงและอุณหภูมิสูงนั้นไม่ใช่ทั้งก๊าซหรือของเหลว แต่เป็นที่รู้จักกันว่าเป็น "ของไหลวิกฤตยิ่งยวด" ของไหลวิกฤตยิ่งยวดมักจะใช้ในอุตสาหกรรมเพราะสามารถแทรกซึมวัสดุต่างๆ เช่น ก๊าซ แต่สามารถละลายสารบางอย่างได้ เช่น จาระบี และสารเคมีอื่นๆ เช่น ของเหลว David Tomasko รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีแห่งรัฐโอไฮโอกล่าวว่า "แม้ว่า CO2 ที่วิกฤตยิ่งยวดได้รับการพัฒนามาเป็นเวลานานเพื่อสกัดโมเลกุล แต่งานนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถนำมาใช้ในทางตรงข้ามได้" การศึกษายังเผยให้เห็นว่าวิศวกรสามารถควบคุมความดันของ CO2 เพื่อเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของพลาสติกและสร้างช่องว่างที่อาจทำให้วัสดุสามารถบรรจุยาในปริมาณที่มากกว่าปกติได้ Tomasko และ John Lannutti รองศาสตราจารย์ด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Taryn Sproule และ Hongbo Li และนักศึกษาระดับปริญญาตรี J. Alex Lee ได้เผยแพร่ผลงานของพวกเขาในวารสาร Journal of Supercritical Fluids ฉบับล่าสุด CO2 ที่วิกฤติยิ่งยวดกำลังได้รับความนิยมในฐานะสารซักแห้งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและตัวทำละลายย้อมสีสิ่งทอ แต่ความสามารถของของเหลวในการฆ่าเชื้อพื้นผิวของของไหลนั้นสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างรากฟันเทียมที่ใช้งานทางการแพทย์ ปัจจุบัน การปลูกถ่ายได้รับการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน รังสี หรือสารเคมีที่สามารถทำให้ยาที่ฝังไว้มีประสิทธิภาพน้อยลง Tomasko อธิบาย การทดสอบเบื้องต้นของวิศวกรกับสารละลายโปรตีนบ่งชี้ว่า CO2 ที่วิกฤตยิ่งยวดอาจทำให้ยาไม่เสียหาย พวกเขาใช้การเคลือบของสารละลายโปรตีนบนแผ่นพลาสติกขนาดสลึงด้วยก้านสำลี แล้ววางดิสก์ไว้ในถังแก้ว ซึ่งเติมด้วย CO2 ที่วิกฤตยิ่งยวด โปรตีนมีตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเรืองแสง การซักแห้ง ดังนั้นนักวิจัยจึงสามารถติดตามว่าโปรตีนเจาะพลาสติกได้ดีเพียงใดโดยการตรวจสอบภาพตัดขวางของวัสดุภายใต้กล้องจุลทรรศน์ในแสงอัลตราไวโอเลต กล้องจุลทรรศน์แสดงให้เห็นว่าโปรตีนรอดชีวิตจากกระบวนการฝังตัวและก่อตัวเป็นชั้น 30 ไมโครเมตรหรือหนึ่งในล้านของหนึ่งเมตรใต้พื้นผิวของพลาสติก แม้ว่าพลาสติก - โพลิเมทิลเมทาคริเลตหรือ PMMA - จะไม่ได้รับความเสียหายจากกระบวนการนี้ แต่ภายในของดิสก์ก็เกิดฟองขึ้นเป็นเนื้อสัมผัสคล้ายชีสสวิส โดยมีช่องว่างเปิดอยู่ภายใน ยิ่งวิศวกรปิด CO2 แรงดันสูงได้เร็วเท่าไร วัสดุก็ยิ่งมีฟองมากขึ้นเท่านั้น การลดความดันอย่างช้าๆ ให้ผลตรงกันข้าม Tomasko มองเห็นว่าช่องว่างดังกล่าวภายในวัสดุปลูกถ่ายอาจมีประโยชน์สำหรับการบรรจุยาในปริมาณที่มากเกินจำเป็นสำหรับการบำบัดระยะยาว ทุกวันนี้ การปลูกถ่ายทางการแพทย์ใช้สำหรับการรองรับเชิงกลเมื่อเนื้อเยื่อหรือกระดูกถูกเอาออก วิสัยทัศน์ของนักวิจัยคือการส่งยาแบบ "piggyback" ไปยังกลไกทางกลนี้ รากฟันเทียมอาจชุบด้วยยาเพื่อป้องกันการอักเสบหรือการติดเชื้อหลังการผ่าตัด หรือในกรณีที่ผู้ป่วยได้รับการผ่าตัดเอากระดูกออกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการรักษามะเร็ง แพทย์อาจจำเป็นต้องจ่ายยาต้านเนื้องอกจากการปลูกถ่ายเป็นระยะเวลานานขึ้น Tomasko อธิบาย เขาทำงานร่วมกับ David Powell ผู้ช่วยศาสตราจารย์คลินิกด้านโสต ศอ นาสิกวิทยา เพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ในการใช้รากฟันเทียมดังกล่าวสำหรับผู้ป่วยที่ได้รับการผ่าตัดใบหน้า นับตั้งแต่เสร็จสิ้นการศึกษาเบื้องต้น วิศวกรได้เริ่มใช้จานแก้วที่มีรูพรุนเพื่อจ่ายสารละลายโปรตีนลงบน PMMA แทนการใช้สำลี ถึงกระนั้น พวกเขาพบว่าโปรตีนไม่ทะลุผ่าน PMMA ได้เท่าๆ กัน แต่ก่อตัวเป็นกลุ่มก้อนแทน ผลกระทบที่ Tomasko สงสัยว่าเกิดจากสายโซ่โพลิเมอร์ที่อัดกันแน่นซึ่งประกอบกันเป็นพลาสติก "เราคิดว่าคาร์บอนไดออกไซด์จะหล่อลื่นโซ่โพลิเมอร์ ดังนั้นโมเลกุลของโปรตีนจึงสามารถเล็ดรอดเข้าไปได้" เขากล่าว สำหรับขั้นตอนต่อไปในการวิจัยนี้ วิศวกรจะทำงานร่วมกับพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและพิจารณาว่ายายังคงมีประสิทธิภาพหรือไม่หลังจากฝังตัวกับของเหลวที่วิกฤตยิ่งยวด