‘ไฮโดรเจลไฮบริด’ ประตูสู่ผิวหนังเทียมในอนาคต

โดย...ธนเสฏฐ์ ศิริวัฒนาดิเรก

สำหรับคุณผู้อ่านคนใดที่ใช้คอนแทคเลนส์เป็นประจำ คงเข้าใจดีถึงความสำคัญที่ต้องคอยเปลี่ยนคอนแทคเลนส์ทุกๆ วัน ทั้งยังต้องคอยแช่มันเอาไว้ในน้ำตลอด เพื่อป้องกันไม่ให้เลนส์แห้ง ซึ่งคอนแทคเลนส์นับว่าเป็นหนึ่งในนวัตกรรมที่ผลิตขึ้นจากไฮโดรเจล ซึ่งล่าสุด ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ในสหรัฐอเมริกา ได้ค้นพบวิธีการแก้ไขข้อจำกัดของไฮโดรเจลที่ต้องได้รับความชุ่มชื้นตลอดเวลาแล้ว

ปกติแล้วการระเหยของน้ำภายในไฮโดรเจลจะเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์สัมผัสกับอากาศ แต่เมื่อปีที่ผ่านมา ทีมนักวิจัยได้ค้นพบวิธีการป้องกันไม่ให้ไฮโดรเจลแห้ง ด้วยการเคลือบไฮโดรเจลด้วยโพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นเข้าไป ซึ่งชั้นเลเยอร์ด้านนอกที่ถูกสร้างขึ้นใหม่นี้จะช่วยป้องกันการระเหยของน้ำ ทำให้ไฮโดรเจลยังคงชุ่มชื้นตลอดเวลาแม้ว่าจะสัมผัสกับอากาศ ในขณะเดียวกันชั้นโพลีเมอร์ที่เคลือบเข้าไปนี้จะทำให้ไฮโดรเจลมีความแข็งแรง ยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น รวมทั้งยังคงความสามารถในการทำงานแบบเต็มประสิทธิภาพเอาไว้ได้

ทีมนักวิจัยเรียกนวัตกรรมใหม่ของพวกเขาว่า “ไฮโดรเจลไฮบริด”

Xuanhe Zhao จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ หัวหน้าทีมพัฒนาโปรเจกต์นี้ กล่าวว่า ไอเดียดังกล่าวได้รับแรงบันดาลใจมาจากผิวหนังของมนุษย์ ซึ่งผิวหนังด้านนอกของเราหลายชั้นนั้นถูกสร้างขึ้นเพื่อปกป้องไม่ให้สิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ร่างกาย ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เปรียบเสมือนโล่ที่ป้องกันไม่ให้กล้ามเนื้อ และอวัยวะภายในแห้ง

ทีมงานได้ทดสอบประสิทธิภาพของไฮโดรเจลไฮบริด ด้วยการสร้างช่องภายในไฮโดรเจลไฮบริด ที่เลียนแบบเส้นเลือดในร่างกายมนุษย์ ก่อนจะเติมของเหลวให้เต็ม และฝังวงจรไฟฟ้าเพื่อทำหน้าที่คล้ายสื่อประสาทในร่างกายมนุษย์ จากนั้นได้นำไฮโดรเจนไฮบริดไปวางไว้ใต้แสงยูวีในห้องปฏิบัติการเป็นเวลานาน 48 ชั่วโมง ซึ่งผลการทดลองพบว่ามวลของวัตถุชิ้นดังกล่าวยังคงอยู่เกือบครบเท่าเดิมก่อนการทดลอง นั่นหมายความว่าไฮโดรเจนไฮบริดสามารถกักเก็บความชื้นได้จริงอย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนั้น ทีมนักวิจัยยังทำการทดสอบอีกว่า ต้องใช้แรงเท่าไหร่ในการแยกชั้นโพลีเมอร์ออกจากชั้นไฮโดรเจลเพื่อวัดความแข็งแรงของมัน ซึ่งผลการทดลองต้องใช้แรงถึง 1,000 จูล/ตารางเมตร ถึงจะแยกชั้นทั้งสองออกจากกันได้ ซึ่งมากกว่าการแยกชั้นหนังกำพร้าออกจากชั้นหนังแท้ของมนุษย์หลายเท่า นั่นแปลว่าวัสดุใหม่นี้มีความแข็งแรงมากกว่าผิวหนังของมนุษย์เสียอีก

ทีมนักวิจัยคาดหวังว่า พวกเขาจะพัฒนาวัสดุนี้ไปสู่การใช้งานที่หลากหลายขึ้น ไม่ใช่แค่คอนแทคเลนส์ที่ไม่ต้องคอยเปลี่ยนทุกวัน แต่ไฮโดรเจลไฮบริดนี้สามารถต่อยอดไปสู่การสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้ ผิวหนังเทียมในอนาคต ผิวหนังของหุ่นยนต์ หรือแม้กระทั่งผ้าพันแผลอัจฉริยะที่สามารถส่งยาเข้าไปรักษาบาดแผลได้เลย