‘หมวกแรงดันบวก-ลบ’  ลดการแพร่เชื้อ‘โควิด’

สถานการณ์ในประเทศไทยที่ทุกคนยังเข้าไม่ถึงวัคซีน อีกทั้งการกลายพันธุ์ใหม่ๆ ของไวรัสโควิดก็กำลังจะมาถึง

ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม (อว.) จึงได้ร่วมกับเครือข่ายพัฒนา “nSPHERE หมวกแรงดันบวก-ลบ” นวัตกรรมลดการแพร่กระจายเชื้อ ออกมาเป็นอุปกรณ์ส่วนบุคคล นำมาใช้ซ้ำได้ เตรียมถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่เอกชน กระจายการผลิตออกไป

หมวกแรงดันบวก-ลบ Cr.สวทช.

ดร.ไพศาล ขันชัยทิศ หัวหน้าทีมวิจัยเข็มระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซ็นเซอร์ระดับนาโน นาโนเทค สวทช. ผู้ริเริ่ม“nSPHERE หมวกแรงดันบวก-ลบ” กล่าวว่า

“หลักการคือ ระบบการกรองประสิทธิภาพสูงร่วมกับการควบคุมความดันภายในหมวกให้สูงหรือต่ำกว่าภายนอก เพื่อลดการเล็ดลอดของละอองไอจามเชื้อไวรัสโคโรน่า โดยที่หมวกแรงดันบวก nSPHERE(+) เหมาะกับบุคลากรทางการแพทย์จะมีความดันภายในสูงกว่าภายนอก ขณะที่ หมวกแรงดันลบ nSPHERE(-) เหมาะกับผู้ป่วยที่ติดเชื้อหรือกลุ่มเสี่ยงที่มีความดันภายในหมวกต่ำกว่าภายนอก เป็นหลักการเดียวกับการควบคุมเชื้อในโรงพยาบาล

• การออกแบบเป็นเรื่องสำคัญ

ดร.ไพศาล บอกว่า อากาศที่เข้าและออกจะถูกกรองด้วยการดูดอากาศผ่านฟิลเตอร์ โดยเน้นให้อากาศขาออกจากหมวกสะอาดที่สุด ในทางกลับกัน หมวกแบบบวก จะเน้นให้อากาศขาเข้าสะอาดที่สุด

“ในตอนแรก นักวิจัยออกแบบหมวกให้ใช้ครั้งเดียวทิ้ง คือ ทิ้งหมวกทั้งใบ ฟิลเตอร์ เซนเซอร์ และ พัดลมดูดอากาศ เพื่อให้มั่นใจว่า ฟิลเตอร์จะไม่รั่วระหว่างการใช้งาน และไม่สะสมเชื้อไวรัส

เพราะข้อกำหนดของการใช้ PAPR นั้น ควรเป็นอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล แต่เนื่องจากราคาค่อนข้างแพง จึงเปลี่ยนมาเป็นกำหนดระยะเวลาใช้งานต่อหมวกหนึ่งใบไว้ โดยมีชุดทำความสะอาดด้วย UV/Ozone ให้ด้วย”

ที่สำคัญ หมวกใบนี้ยังมีเซนเซอร์วัดความดันภายในหมวกด้วย

ดร.ไพศาล ขันชัยทิศ Cr.สวทช.

“เราพบว่า บรรยากาศภายนอกหมวกมีความดันขึ้นลงตลอดเวลา เราจึงติด เซนเซอร์ วัดค่าเอาไว้ เพราะถ้าความดันในหมวกสูงหรือต่ำเกินไปจะทำให้อึดอัด ไม่สบาย หูอื้อ ขาดอากาศหายใจ จึงมีระบบการเตือนเมื่อความดันภายในหมวกไม่เป็นไปตามกำหนด โดยมีการวัดความดันภายในและภายนอกหมวกเปรียบเทียบกันตลอดเวลา

จุดนี้เอง กลายเป็นจุดเด่นของ nSPHERE ทำให้การเคลื่อนย้ายผู้ติดเชื้อทำได้จริงในเชิงปฏิบัติ เนื่องจากการเข้าออกจากห้อง การเข้าลิฟต์ หรือ พาหนะโดยสาร มีความแตกต่างความดันอยู่ตลอดเวลา ซึ่งในระบบเดิมจะไม่มีสัญญาณเตือน แต่ nSPHERE ให้ความสำคัญ ณ จุดนี้มากเป็นพิเศษ”

• ราคาแพงไหม จะได้ใช้เมื่อไร

หัวหน้าทีมวิจัยมีความคิดเห็นว่า ในเรื่องความปลอดภัยเราไม่ควรประนีประนอม แต่ก็จำเป็นต้องเลือกใช้วัสดุราคาประหยัด

“หากกระบวนการผลิตหมวกสามารถทำได้ง่าย ลงทุนไม่สูงเกินไป เราก็จะสามารถ่ายทอดเทคโนโลยีได้ง่าย นำไปสู่การใช้ประโยชน์ในวงกว้างได้อย่างทันท่วงที โดย nSPHERE ครบชุด (หมวกเเละคอนโทรลเลอร์) มีมูลค่า 2,500 บาท แบ่งออกเป็น คอนโทรลเลอร์ 2000 บาท (ใช้ซ้ำได้) และหมวก 500 บาท ซึ่งเป็นแบบใช้แล้วทิ้ง ระยะเวลาการใช้สะสม 24 ชม.

เราได้ส่งนวัตกรรม nSPHERE นี้ ไปทดสอบมาตรฐานแล้ว แต่เป็นนวัตกรรมที่มีข้อบ่งใช้ใหม่ จึงต้องมีการประยุกต์ใช้มาตรฐานใกล้เคียงตามข้อมูลที่ CDC และ OSHA กำหนดเป็นไกด์ไลน์ไว้ อาทิ มาตรฐาน ISO 14644-3 ที่ใช้กับห้อง Clean Room ที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่

แต่หมวกของเรามีปริมาตรช่องอากาศไม่ถึงลูกบาศก์ฟุต ในทางปฏิบัติจริง จึงต้องใช้กรอบกรณีพิเศษ ซึ่งสามารถผ่านมาตรฐานในระดับที่สูงกว่าเกณฑ์ที่ CDC กำหนดหลายเท่าตัว นอกจากนี้ยังนำหมวกไปทดสอบความปลอดภัยด้านไฟฟ้า และการแผ่รังสีรบกวน ที่ศูนย์ทดสอบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (PTEC) ด้วย

เมื่อรวบรวมผลการทดสอบมาตรฐานเหล่านี้พร้อมกับการทดสอบที่นาโนเทค สวทช. สร้างขึ้นเอง เช่น เทคนิคการใช้การกระเจิงแสงเลเซอร์ต่อละอองฝุ่นจำลอง และการใช้กล้อง thermal camera ช่วยระบุตำแหน่งจุดอับทำให้ร้อนเมื่อสวมใส่ ก็ทำให้สร้างความเชื่อมั่นในนวัตกรรมนี้ได้มากยิ่งขึ้น ปัจจุบันมีการนำไปใช้งาน รวมถึงการใช้ในเชิงสาธิตกว่า 900 ชุด ใน 37 หน่วยงานและสถานพยาบาลทั่วประเทศ"

หมวกแรงดันบวก-ลบ Cr.สวทช.

• กำลังการผลิตอาจไม่เพียงพอ

“เราพยายามจะตอบเรื่อง speed และ scale ให้ได้ จากเริ่มแรกผลิตได้ไม่กี่สิบใบต่อวัน จนตอนนี้เราได้กว่า 100 ใบ กำลังขยายกำลังผลิตสู่พันธมิตร เช่น วิทยาลัยเทคนิคในแต่ละภูมิภาค เช่น วิทยาลัยเทคนิคสุราษฎร์ธานี, วิทยาลัยเทคนิคเชียงใหม่, วิทยาลัยเทคนิคหนองคาย, วิทยาลัยเทคนิคอยุธยา ตั้งเป้าไว้ที่ 800 ใบต่อวันครับ

ขั้นตอนต่อไปคือ การถ่ายทอดเทคโนโลยี ให้ผู้อื่นสามารถนำไปผลิตได้ จะช่วยลดความเสี่ยง ลดการแพร่กระจายเชื้อ เกิดประโยชน์กับประชาชนได้มากขึ้น ขณะเดียวกัน นวัตกรรมไทยในราคาที่เอื้อมถึง ก็จะเป็นเม็ดเงินที่สร้างรายได้กับผู้ผลิตไทย รวมถึงกลายเป็นเงินภาษีกลับคืนให้ประเทศ ส่งต่อเป็นงบประมาณให้เกิดงานวิจัยไทยได้อีก จะทำให้ยั่งยืนได้

มีหลายครั้งที่คุณหมอ พยาบาล โทรมาบอกว่า "ถ้าไม่ได้หมวกน่าจะติดไปแล้ว" เป็นการยืนยันว่า นวัตกรรมที่เราทำน่าจะมีประโยชน์จริงๆ ถ้าเราถ่ายทอดเทคโนโลยีเสร็จ ทดสอบกับสถาบันบำราศนราดูรแล้ว จะผลักดันให้เป็นอุปกรณ์เครื่องมือแพทย์ตามนิยามของ อย. ตอนนี้เราร่วมมือกับรพ.เวชศาสตร์เขตร้อน ม.มหิดลทำการทดสอบอยู่ครับ” ดร.ไพศาลกล่าว