ท่อซิลิโคนใช้ทำอะไรได้บ้าง

การใช้งานท่อซิลิโคนในอุตสาหกรรมยาและเภสัชกรรม

ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความปลอดภัยของท่อซิลิโคนในอุปกรณ์การแพทย์

ท่อซิลิโคนทางการแพทย์มีคุณสมบัติตามมาตรฐาน USP (United States Pharmacopeia) Class VI ซึ่งรับประกันว่าไม่มีพิษในการใช้งานในอุปกรณ์ฝังร่างกาย เช่น สายสวนและเครื่องช่วยหายใจ คุณสมบัติที่ไม่ดูดน้ำของซิลิโคนยังช่วยลดการยึดติดของแบคทีเรีย ลดความเสี่ยงต่อการติดเชื้อระหว่างสัมผัสกับเนื้อเยื่อหรือผิวหนังเป็นเวลานาน

ท่อซิลิโคนในระบบส่งยาและระบบให้น้ำเกลือ (IV)

ด้วยคุณสมบัติการทนต่อการงอซ้ำๆ ได้ดีเยี่ยม ท่อซิลิโคนจึงเหมาะสำหรับใช้ในปั๊มแบบ peristaltic ที่ใช้ในการส่งสารเคมีบำบัดและสารน้ำทางหลอดเลือดดำโดยไม่รั่วไหล นอกจากนี้ ความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซของท่อซิลิโคนยังช่วยให้การเติมออกซิเจนแม่นยำในระบบ extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) ซึ่งมีความสำคัญต่อการช่วยชีวิตทารกแรกเกิด

บทบาทในระบบปฏิกรณ์ชีภาพ (Bioreactors) การวิจัยในห้องทดลอง และการถ่ายโอนของเหลวภายใต้สภาพปลอดเชื้อ

ท่อซิลิโคนที่มีความบริสุทธิ์สูงช่วยให้สามารถถ่ายโอนชีวภัณฑ์ที่ไวต่อสิ่งแวดล้อม เช่น เซลล์เพาะเลี้ยงและแอนติบอดีโมโนโคลนอลในสภาพแวดล้อมของ bioreactor ได้อย่างปลอดเชื้อ ความใสของท่อช่วยให้สามารถตรวจสอบการเคลื่อนที่ของของเหลวแบบเรียลไทม์ในระบบอัตโนมัติที่ใช้ในการผลิตวัคซีนและยารักษาโรคจากยีนได้

ความเข้ากันได้กับวิธีการฆ่าเชื้อในสถานบริการสุขภาพ

ท่อซิลิโคนสามารถทนต่อการฆ่าเชื้อด้วยเครื่อง Autoclave ได้มากกว่า 500 รอบที่อุณหภูมิ 121°C โดยไม่เสียโครงสร้าง เมื่อเทียบกับ PVC และลาเท็กซ์ นอกจากนี้ยังคงความสมบูรณ์หลังการฆ่าเชื้อด้วยรังสีแกมมา ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในเครื่องมือผ่าตัดแบบใช้ครั้งเดียวที่ต้องการการฆ่าเชื้อขั้นสุดท้าย

สารปนเปื้อนและสารสกัด: การรับประกันความบริสุทธิ์ในซิลิโคนทางการแพทย์

การปฏิบัติตามการทดสอบตามมาตรฐาน ISO 10993-18 ยืนยันว่ามีการปล่อยคาร์บอนอินทรีย์รวมต่ำกว่า 0.1% ในท่อซิลิโคนเกรดเภสัชกรรม สูตรขั้นสูงช่วยกำจัดสารตกค้างจากตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของ EMA และ FDA สำหรับการผลิตยาชีวภาพ

การประยุกต์ใช้ท่อซิลิโคนเกรดอาหารในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

ท่อซิลิโคนที่เป็นไปตามมาตรฐาน FDA สำหรับกระบวนการผลิตอาหารที่ปลอดภัย

ท่อซิลิโคนที่ได้รับการรับรองให้ใช้ในงานที่สัมผัสอาหารได้ตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดที่กำหนดโดยองค์การอาหารและยาสหรัฐอเมริกา (US FDA) สำหรับการสัมผัสกับผลิตภัณฑ์อาหารจริง สิ่งที่ทำให้วัสดุชนิดนี้โดดเด่นคือความเสถียรทางเคมีที่ยังคงไว้ได้แม้ผ่านการใช้งานเป็นเวลานาน ยิ่งไปกว่านั้นยังไม่มีสารอันตรายใดๆ ไหลปนเปื้อนเข้าไปในสิ่งที่เคลื่อนผ่านท่อ ผิวด้านในของท่อนั้นมีความเรียบมาก ซึ่งช่วยลดการสะสมของแบคทีเรียลงได้ประมาณสามในสี่ เมื่อเทียบกับวัสดุรุ่นเก่าที่มักจะกักเก็บจุลินทรีย์ไว้ในรูพรุนตามรายงานวิจัยจาก Food Safety Journal ในปี 2023 ด้วยเหตุผลดังกล่าว โรงงานหลายแห่งจึงเลือกใช้ท่อนี้ในการลำเลียงสินค้า เช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของนม ไซรัปหนืด และเครื่องดื่มที่มีกรด เพื่อไม่ต้องกังวลถึงความเสี่ยงด้านการปนเปื้อน นอกจากนี้ ท่อยังสามารถทนต่อการทำความสะอาดตามรอบการใช้งานปกติที่ต้องใช้ไอน้ำอุณหภูมิสูงประมาณ 121 องศาเซลเซียสได้ดี ท่อสามารถรักษาโครงสร้างและความแข็งแรงไว้ได้แม้จะต้องเผชิญกับสภาพการใช้งานที่รุนแรง จึงเหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการทำความสะอาดอย่างเข้มงวดเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน NSF/3A ที่โรงงานแปรรูปอาหารส่วนใหญ่จำเป็นต้องปฏิบัติตาม

ประสิทธิภาพในระบบจ่ายเครื่องดื่ม เครื่องดื่มนม และระบบจัดการของเหลว

ท่อซิลิโคนสามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิ -60°C ถึง 200°C ทนต่อการบิดงอขณะเติมเครื่องดื่มที่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำผลไม้ และเบียร์คราฟต์ความเร็วสูง ในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์นม คุณสมบัติที่ได้รวมถึง:

• ทำงานโดยไม่มีกลิ่นรบกวน : ป้องกันการปนเปื้อนของรสชาติในขั้นตอนการทำให้เนื้อสารสม่ำเสมอของนม
• ความต้านทานต่อคราบ : ทนต่อสารทำความสะอาด CIP (Clean-in-Place) ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนโดยไม่เกิดการเปลี่ยนสี
• ทนต่อการสึกหรอได้ดี : มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าท่อ PVC ถึง 40% ในระบบสายพานลำเลียง

การฟื้นตัวจากการบีบอัดที่แข็งแรงช่วยให้ความแม่นยำของอัตราการไหลอยู่ในระดับ ±2% ในการดำเนินการอัตโนมัติแบบต่อเนื่อง นอกจากนี้คุณสมบัติด้านไดอิเล็กตริกยังช่วยป้องกันการสะสมของไฟฟ้าสถิตย์ขณะลำเลียงวัตถุดิบแห้ง เช่น เครื่องเทศและสารเติมแต่งในรูปผง

การใช้งานท่อซิลิโคนในอุตสาหกรรมภายใต้สภาวะสุดท้าย

ทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำในสภาพแวดล้อมที่ใช้งานหนัก

ท่อซิลิโคนมีความน่าเชื่อถือในการใช้งานภายใต้อุณหภูมิที่ผันผวนตั้งแต่ -60°C ถึง 230°C ซึ่งดีกว่าโพลิเมอร์ส่วนใหญ่ในด้านความเสถียรทางความร้อน ทำให้เป็นวัสดุที่จำเป็นในอุตสาหกรรมหลอมโลหะ โรงงานเคมี และโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน ตัวอย่างเช่น ท่อซิลิโคนที่ทนความร้อนได้ดีจะยังคงรูปร่างเดิมในระบบหมุนเวียนก๊าซไอเสียที่ทำงานภายใต้อุณหภูมิสูงกว่า 150°C

ความทนทานและความยืดหยุ่นภายใต้แรงเครียดทางกล

ท่อซิลิโคนมีความสามารถในการดูดซับการสั่นสะเทือนได้ดี และสามารถงอไป-กลับได้หลายพันครั้งโดยไม่เกิดรอยร้าวหรือการแตกหัก ตามการศึกษาที่เผยแพร่ในปี 2022 เกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุ ท่อเหล่านี้ยังคงความยืดหยุ่นไว้ได้ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ แม้จะถูกกดบีบซ้ำแล้วซ้ำเล่าถึงหนึ่งล้านครั้ง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้ในระบบไฮดรอลิกของเครื่องจักรและอุปกรณ์ขนาดใหญ่ นอกจากนี้ วัสดุยังมีความแข็งแรงทนทานไม่น้อย โดยมีค่าความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำประมาณ 5 กิโลนิวตันต่อเมตร ซึ่งหมายความว่าสามารถทนต่อสิ่งที่หยาบคายอย่างเช่นอนุภาคทรายและปูนซีเมนต์ที่ถูกเคลื่อนย้ายผ่านระบบลำเลียงลมในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ค่อนข้างดี

กรณีศึกษา: ระบบถ่ายโอนของไหลในอุตสาหกรรมยานยนต์และอากาศยาน

ท่อซิลิโคนมีการนำไปใช้ในงานวิศวกรรมยานยนต์อย่างหลากหลาย โดยเฉพาะในระบบทำความเย็นและเทอร์โบชาร์จเจอร์ เนื่องจากทนต่อสารหล่อลื่นได้ดี และสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ร้อนและเย็นซ้ำๆ ได้โดยไม่เสื่อมสภาพ เมื่อพิจารณาถึงการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ วัสดุนี้ก็โดดเด่นไม่แพ้กัน เพราะมีน้ำหนักเบาและมีคุณสมบัติทนไฟตามมาตรฐาน FAA ซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในการหุ้มท่อเชื้อเพลิงในเครื่องบิน ตัวอย่างที่น่าสนใจคือ ยานสำรวจดาวอังคารขององค์การนาซา (NASA's Mars Rover) ซึ่งยานสำรวจลำนี้ใช้ท่อซิลิโคนในการส่งถ่ายของเหลวไฮดรอลิก แม้ว่าจะต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่แปรปรวนอย่างรุนแรงบนพื้นผิวดาวอังคาร ซึ่งมีช่วงระหว่างประมาณลบ 70 องศาเซลเซียส ถึงบวก 120 องศาเซลเซียส

การใช้งานท่อซิลิโคนในห้องปฏิบัติการและงานวิจัย

การใช้งานในเครื่องมือวิเคราะห์ ไมโครฟลูอิดิกส์ และระบบอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ

พนักงานห้องทดลองมีความชื่นชมท่อซิลิโคนเป็นอย่างมาก เนื่องจากท่อซิลิโคนไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี สามารถดัดโค้งได้ง่าย และมองเห็นของเหลวที่ไหลผ่านได้ เมื่อใช้ในอุปกรณ์โครมาโทกราฟีแบบก๊าซ (gas chromatography equipment) และเครื่องมวลสเปกโตรมิเตอร์ (mass spec machines) วัสดุนี้ช่วยรักษาความสะอาดของตัวอย่าง แม้แต่ในสภาพที่มีตัวทำละลายรุนแรงที่อาจทำให้วัสดุอื่นเสื่อมสภาพได้ ความยืดหยุ่นของวัสดุทำให้เหมาะสำหรับช่องทางของไหลขนาดเล็กมาก ที่นักวิจัยใช้ในการทดลองปริมาณของเหลวที่น้อยมาก เช่น งานด้านการจัดลำดับดีเอ็นเอ (DNA sequencing) หรือโครงการพัฒนายาใหม่ๆ การศึกษาเมื่อปีที่แล้วพบว่า ซิลิโคนสามารถคงตัวโดยไม่เสื่อมสภาพในตัวทำละลายมากกว่า 60 ชนิด ซึ่งดีกว่าทั้งยางและพีวีซี (PVC) ที่มีอยู่ในตลาด สำหรับระบบอัตโนมัติก็ตาม ความสามารถของซิลิโคนในการดัดโค้งแน่นหนาโดยไม่เกิดรอยบุบมีความสำคัญมาก ห้องทดลองที่ใช้หุ่นยนต์ในการเคลื่อนย้ายของเหลวได้รับประโยชน์จากคุณสมบัตินี้ เนื่องจากเครื่องจักรของพวกเขาต้องการท่อที่ไม่พังหรือยุบตัวภายใต้แรงดันในระหว่างการทดสอบที่มีความเร็วสูง

ความต้องการซิลิคอนความบริสุทธิ์สูงเพิ่มขึ้นในงานวิจัยเชิงแม่นยำ

ตลาดท่อซิลิโคนที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน USP Class VI มีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีประมาณ 22 เปอร์เซ็นต์นับตั้งแต่ปี 2020 โดยมีสาเหตุหลักมาจากการที่ห้องปฏิบัติการต้องการวัสดุที่มีความสะอาดสูงมากสำหรับงานเพาะเลี้ยงเซลล์และขั้นตอนการทดสอบที่ละเอียดอ่อน นักวิจัยส่วนใหญ่ยืนยันว่าจะต้องใช้ท่อที่มีระดับสารที่สามารถชะล้างออกได้ (leachable content) ต่ำกว่า 5 ส่วนในล้านส่วน (ppm) เพื่อป้องกันปัญหาการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการศึกษาโปรตีนหรือเมื่อทำงานกับเซลล์ต้นกำเนิด (stem cells) นอกจากนี้ รุ่นใหม่อย่างท่อซิลิโคนที่ใสเป็นพิเศษยังสามารถส่งผ่านแสงที่มองเห็นได้มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับการสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นภายในอุปกรณ์ชิปอวัยวะ (organ chip devices) ที่มีขนาดเล็กจิ๋ว อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ท่อประเภทนี้ได้รับความนิยมในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมคือการที่มันสามารถปฏิบัติตามมาตรฐาน FDA 21 CFR Part 11 ในการเก็บรักษาข้อมูลอย่างสมบูรณ์ สิ่งที่สำคัญมากสำหรับห้องปฏิบัติการหลายแห่งคือท่อที่ทนต่อการฆ่าเชื้อด้วยเครื่อง Autoclave บางชนิดยังคงความแข็งแรงไว้ได้ประมาณ 98% ของค่าความแข็งแรงเดิมแม้ว่าจะผ่านการฆ่าเชื้อถึง 50 รอบที่อุณหภูมิ 121 องศาเซลเซียส ซึ่งหมายความว่านักวิทยาศาสตร์ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนท่อระหว่างการทดลองที่ดำเนินไปเป็นเวลานานบ่อยครั้ง ช่วยประหยัดทั้งเวลาและค่าใช้จ่าย

คำถามที่พบบ่อย

ท่อซิลิโคนเหมาะสำหรับการใช้งานทางการแพทย์อย่างไร

ท่อซิลิโคนมีคุณสมบัติเข้ากันได้กับร่างกาย (biocompatible) และเป็นไปตามมาตรฐาน USP Class VI ซึ่งทำให้ไม่มีพิษต่อร่างกาย จึงสามารถใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ได้ นอกจากนี้ คุณสมบัติกันน้ำของซิลิโคนยังช่วยลดการยึดติดของแบคทีเรีย ช่วยลดความเสี่ยงจากการติดเชื้อ

ท่อซิลิโคนสามารถใช้ในกระบวนการผลิตอาหารได้หรือไม่

ได้ ท่อซิลิโคนสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมอาหารมีคุณสมบัติตามมาตรฐานขององค์การอาหารและยาสหรัฐอเมริกา (FDA) ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีสารอันตรายปนเปื้อนเข้าไปในผลิตภัณฑ์อาหาร จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับอาหาร เช่น นม น้ำเชื่อม และเครื่องดื่มที่มีความเป็นกรด

ขีดจำกัดอุณหภูมิของท่อซิลิโคนคือเท่าไร

ท่อซิลิโคนสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิระหว่าง -60°C ถึง 230°C ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาวะอุณหภูมิที่รุนแรงในงานอุตสาหกรรมต่างๆ

ท่อซิลิโคนสามารถใช้ร่วมกับวิธีการทำให้ปราศจากเชื้อได้หลายวิธีหรือไม่

ได้ ท่อซิลิโคนสามารถทนต่อการทำให้ปราศจากเชื้อด้วยวิธีอัตโนมัติ (autoclave) มากกว่า 500 รอบ และยังคงสภาพสมบูรณ์หลังจากการให้รังสีแกมมา ซึ่งทำให้สามารถใช้ร่วมกับวิธีการทำให้ปราศจากเชื้อที่ใช้ในสถานพยาบาลต่างๆ ได้