“มทร.พระนคร”วิจัยวัสดุทันตกรรม “ลิเทียมไดซิลิเกต”ต้นทุนต่ำ-ลดนำเข้า

การนำวัสดุเซรามิกมาใช้ในทางทันตกรรมเพื่อใช้ในงานครอบฟันและฟันปลอมติดแน่นมีความต้องการสูงขึ้น และได้ถูกพัฒนาขึ้นมาหลายชนิดในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา เนื่องจากวัสดุชนิดนี้มีความสวยงาม ให้สีธรรมชาติเหมือนฟันและมีความแข็งแรง แต่ข้อจำกัดคือ ราคาสูง และต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ ผศ.ดร.วิไลวรรณ ลีนะกุล อาจารย์สาขาวิชาวัสดุศาสตร์อุตสาหกรรม คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร ศึกษาโครงสร้างกายภาพและสมบัติเชิงกลของแก้วเซรามิก ชนิดลิเทียมไดซิลิเกต สำหรับการประยุกต์ใช้ในทางทันตกรรม (The studying of Microstructure and Mechanical Properties of Lithium disilicate Glass-ceramic System For Dental Applications) โดยนำเซรามิกที่มีความแข็งแรงสูงมาใช้ในการบูรณะฟัน สามารถรับแรงบดเคี้ยวได้ดี มีสีสันสวยใส แสงสามารถทะลุผ่านและสะท้อนออกมาได้ใกล้เคียงกับฟันธรรมชาติมากขึ้น ที่สำคัญราคาไม่สูงเกินไป ผศ.ดร.วิไลวรรณ กล่าวว่า แก้วเซรามิกชนิดลิเทียมไดซิลิเกต เป็นวัสดุซึ่งถูกจัดอยู่ในกลุ่มของเซรามิก ที่มีการพัฒนาให้มีความแข็งแรงมากขึ้น โดยเพิ่มปริมาณของวัฏภาคผลึกด้วยขบวนการที่เรียกว่า การอบร้อน (ceraming) ซึ่งเป็นกระบวนการควบคุมการเกิดผลึก (controlled crystallization) ด้วยกระบวนการทางความร้อน (heat treatment) ร่วมกับการใสสารสร้างนิวเคลียส (nucleating agent) ไวในเซรามิกให้เป็นจุดเริ่มต้นของขบวนการเกิดผลึก (crystallization) เมื่อนำเซรามิกนี้ไปหลอมที่อุณหภูมิและระยะเวลาที่กำหนดจะเกิดผลึกที่มีรูปร่างกลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน (homogeneity) และมีปริมาณผลึกจำนวนมากกระจายอยู่ในชั้นเซรามิก ปริมาณของผลึกที่เพิ่มขึ้นนี้ส่งผลให้ความแข็งแรงของเซรามิกเพิ่มมากขึ้นเชนกัน ซึ่งเพียงพอที่นำมาใช้ทำครอบฟันเซรามิกทั้งซี่ได แก้วเซรามิกชนิดลิเทียมไดซิลิเกต (Lithium disilicate glass ceramic) มีคุณสมบัติที่โดดเด่นกว่าแก้วเซรามิก ชนิดอื่นคือ เป็นวัสดุที่มีผลึกรูปร่างคลายเข็ม (needle-like) มีความหนาแน่นของผลึกในเซรามิกประมาณรอยละ 60.0 โดยปริมาตร ผลึกชนิดนี้ไมทำให้ความโปร่งแสงของเซรามิกเสียไปดังเช่นเซรามิกทั่วไป นั่นหมายถึงไม่ทำให้วัสดุทึบแสงไม่สวยงามนั่นเอง

ที่สำคัญคือ ผลึกชนิดนี้มีผลทำให้แก้วเซรามิกที่ได้มีสีใกล้เคียงฟันธรรมชาติมากที่สุด ด้วยสมบัติที่มีความหนาแน่นสูง และสวยงามจึงเป็นวัสดุหนึ่งที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในทางทันตกรรม สามารถนำมาใช้ในการบูรณะฟันได้หลายประเภท เช่น ครอบฟัน สะพานฟัน หรือวีเนียร์

โดยขั้นตอนการวิจัยได้นำแก้วที่มีส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ซิลิกาและลิเทียม มาหลอมด้วยวิธีการหลอมแบบดั้งเดิม จากนั้นทำให้เกิดการตกผลึกด้วยการอาศัยกระบวนการทางความร้อนเพื่อให้เกิดผลึกของลิเทียมไดซิลิเกต พร้อมทั้งเติมสารให้สีเพื่อทำให้แก้วเซรามิกทันตกรรมที่ได้มีสีที่ใกล้เคียงฟันธรรมชาติมากที่สุด จากนั้นศึกษาผลที่เกิดจากการเติมสารต่อสมบัติทางกายภาพ ทางกล รวมถึงโครงสร้างทางจุลภาคที่เป็นสมบัติสำคัญต่อการนำไปใช้เป็นวัสดุทางทันตกรรม เช่น ความแข็ง สี การขึ้นรูป ความเป็นพิษ ก่อนนำมาผลิตเป็นวัสดุครอบฟันเซรามิก ผศ.ดร.วิไลวรรณกล่าวอีกว่า จากผลการทดลองพบว่า สามารถสังเคราะห์แก้วเซรามิกชนิดไดลิเทียมซิลิเกตได้ โดยมีสีของชิ้นงานใกล้เคียงกับชิ้นงานฟันธรรมชาติสามเฉดสี นอกจากนั้น ยังสามารถนำไปขึ้นรูปชิ้นงานฟันโดยโรงงาน ได้ลักษณะฟันที่มีรูปทรงได้ตามต้องการของโรงงาน และเมื่อทดสอบสมบัติทางกลและกายภาพมีค่าใกล้เคียงกับชิ้นงานฟันทางการค้า ในขณะที่การทดสอบสมบัติความเป็นพิษพบว่า ชิ้นงานที่สังเคราะห์ได้มีความเข้ากันได้ดีทางชีววิทยา และไม่เกิดความเป็นพิษเมื่อทดสอบกับสารตัวอย่างทุกชิ้นงาน อย่างไรก็ตาม ผู้วิจัยคาดหวังว่าโครงการประดิษฐ์แก้วเซรามิกระบบลิเทียมและซิลิเกตนี้ จะสามารถผลิตต้นแบบที่มีจุดขายที่โดดเด่นคือ เป็นแก้วเซรามิกที่เตรียมด้วยเทคนิคที่ง่าย ใช้ต้นทุนการผลิตต่ำ และสามารถผลิตได้ในประเทศ และลดนำเข้า สามารถสร้างประโยชน์ทั้งในเชิงพัฒนาคุณภาพชีวิตของประชากรภายในประเทศ เพิ่มโอกาสให้แก่ผู้ป่วยที่มีปัญหาทางด้านทันตกรรมได้มีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น จนคว้ารางวัล นักวิจัยรุ่นใหม่ “ระดับดีเด่น” สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ประจำปี 2560 จากเครือข่ายวิจัยประชาชื่น ผู้สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมที่ โทรศัพท์ 089-266-2485