การออกแบบและพัฒนาส่วนส่งยาผ่านทางผิวหนังสำหรับเข็มฉีดยาขนาดไมครอนประเภทกลวง

Abstract

เข็มฉีดยาขนาดไมครอนกำลังได้รับความสนใจเป็นอันมากเนื่องจากสามารถนำส่งยาโดยไม่ทำให้ผู้ใช้รู้สึกเจ็บปวดเหมือนการฉีดยาด้วยเข็มฉีดยาทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเข็มฉีดยาขนาดไมครอนประเภทกลวงสามารถบรรจุยาที่เป็นของเหลวและนำส่งยาได้ในปริมาณมากคล้ายกับเข็มฉีดยาที่ใช้ในปัจจุบัน แต่มีเข็มที่มีขนาดเล็กกว่า โดยทั่วไปเข็มฉีดยาขนาดไมครอนประเภทกลวงนั้นประกอบด้วยแผ่นเข็มขนาดจุลภาคที่ตรงกลางมีท่อให้ยาไหลผ่าน และต่อเข้ากับส่วนส่งยาที่กักเก็บยา และใช้ความดันนำส่งยาเข้าสู่ร่างกายทำให้มีความซับซ้อนในการใช้งานและมีต้นทุนสูง งานวิจัยนี้จึงนำเสนอเข็มฉีดยาขนาดไมครอนประเภทกลวงที่มีลักษณะเป็นแผ่นที่มีเข็มจำนวนมากที่สามารถนำส่งยาโดยการกดด้วยนิ้วหัวแม่โป้ง ซึ่งเข็มฉีดยาขนาดไมครอนประเภทกลวงที่ทางคณะวิจัยนำเสนอประกอบด้วยแผ่นเข็มขนาดไมครอนที่มีเข็มขนาดไมครอนจำนวนหลายสิบเข็มและฝาปิด ที่สามารถบรรจุยาก่อนใช้ฝาปิดปิด ทั้งนี้งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการออกแบบและพัฒนากลไกการล็อคของฝาปิดและฝาปิดที่ทำจากพลาสติกชนิดโพลีเอทีลีน และมีราคาถูกเหมาะสำหรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ทางคณะวิจัยได้ออกแบบกลไกดังกล่าวให้มีลักษณะเป็นฝาปิดที่สามารถประกอบเข้ากับแผ่นเข็มขนาดไมครอนโดยการกด อนึ่งในการออกแบบฝาปิดนั้นได้นำโปรแกรม ANSYS มาใช้ในการวิเคราะห์การยุบตัวของฝาปิดที่เกิดจากแรงกดจากนิ้วหัวแม่โป้ง ในขณะที่ใช้แรงกดของนิ้วโป้งที่น้อยที่สุด (แรง 10 นิวตัน) ฝาปิดต้องยุบตัวได้อย่างน้อย110ไมโครลิตร และส่วนส่งยาต้องไม่เสียหายที่แรงกดของนิ้วโป้งที่มากที่สุด (แรง 60 นิวตัน) โดยจากการจำลองฝาปิดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 22 มิลลิเมตรและสูง 1 มิลลิเมตร และปรับเปลี่ยนความหนาของฝาปิดจาก 0.1, ถึง 0.8 มิลลิเมตรตามลำดับ พบว่าที่ความหนาเท่ากับ 0.4 มิลลิเมตรนั้นเหมาะสมสำหรับสร้างเป็นฝาปิดมากที่สุด การขึ้นรูปส่วนส่งยาจะใช้การขึ้นรูปโดยการฉีดพลาสติก จากการทดสอบเบื้องต้นส่วนส่งยาที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดพลาสติกพบว่าส่วนส่งยาสามารถทนที่มากกว่าแรงกดจากนิ้วที่มากที่สุด(60 N)โดยไม่เกิดการเสียหายจึงทำการปรับปรุงขนาดของส่วนส่งยาเพื่อให้ส่งยาได้ในปริมาณมากขึ้นเปลี่ยนความหนาของส่วนส่งยา เส้นผ่านศูนย์กลาง และความสูงให้เท่ากับ 0.2, 20 และ 2 มิลลิเมตรตามลำดับ และในการทดสอบกลไกการล็อคพบว่าสามารถเก็บยาที่เป็นของเหลวโดยไม่รั่วที่รอบการหมุน 3000รอบต่อนาที