คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมกับ กระทรวงการอุดมศึกษาวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดย ศูนย์ความเป็นเลิศชีววิทยาศาสตร์ (องค์การมหาชน) หรือ ทีเซลส์ (TCELS) ร่วมกับหน่วยงานพันธมิตรได้แก่ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา (มทร.ล้านนา)​ และสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) โดยการสนับสนุนของสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ภายใต้สังกัด กระทรวงการอุดมศึกษาวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ได้ดำเนินการพัฒนา “นวัตกรรมหน้ากากผ้านาโนกันไรฝุ่น WIN-Masks” โดยใช้ผ้ากันไรฝุ่นศิริราชชนิดทอแน่น ที่มีรูผ้า (Pore size) ขนาด 4-5 ไมครอน ที่สามารถกรองฝุ่นและละอองฝอยจากเสมหะขนาดเล็กได้ ซักล้างได้ มีคุณภาพมาตรฐานที่ผ่านการทดสอบจากห้องปฏิบัติการ นอกจากนั้น ยังเคลือบสารนาโนกันน้ำ (water repellent) เพื่อป้องกันการซึมผ่านของละอองไอจาม และ ZnO ที่มีคุณสมบัติยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย เพื่อเป็นหน้ากากทางเลือกให้กับบุคลกรทางการแพทย์ที่ไม่ได้สัมผัสกับผู้ป่วย (confirm cases) โดยตรง ตลอดจนเจ้าหน้าที่ที่ปฏิบัติงานในพื้นที่ความเสี่ยงต่ำและประชาชนที่ต้องอยู่ในกลุ่มชน หรือ พบปะผู้คนจำนวนมาก ซึ่งนอกจากจะเป็นการป้องกันการระบาดของไวรัสโคโรนาแล้ว ยังเป็นการลดขยะปนเปื้อนจากหน้ากากอนามัยแบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง (disposable) ได้อีกด้วย
 
          โดยศูนย์ความเป็นเลิศด้านชีววิทยาศาสตร์ หรือ ทีเซลส์ (TCELS) มีแผนที่จะถ่ายทอดเทคโนโลยีให้กับโรงงานผลิตหน้ากากผ้าที่ได้มาตรฐาน ขยายผลการผลิตนวัตกรรมหน้ากาก WIN-Masks โดยอาศัยกลไก Crowd Funding เพื่อขยายผลการผลิตให้กับประชาชน ในระยะต่อไปด้วย
ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับ COVID-19

• ไวรัส COVID-19 มีขนาด 0.05-0.2 ไมครอน ขนาดเฉลี่ย 0.1 ไมครอน
• ติดต่อผ่านการสูดดมละอองฝอยจากเสมหะ (Droplet) ที่มีเชื้อไวรัสปะปนอยู่ หรือสัมผัสเสมหะหรือสารคัดหลั่งที่มีเชื้อไวรัส แล้วมาสัมผัสจมูกปากหรือขยี้ตา ดังนั้น การป้องกันการติดเชื้อไวรัสนอกจากการสวมหน้ากากอนามัยแล้ว ต้องร่วมกับการล้างมือ ทุกครั้งอย่างน้อย 20 วินาทีก่อนสัมผัสจมูกปากหรือขยี้ตา
• ละอองฝอย (Droplet) จากเสมหะที่ไอ (coughs) จาม (sneezes) มีขนาด > 5-10 ไมครอน แต่ส่วนใหญ่มีขนาด 50 ถึง 100 ไมครอน ขนาด 100 ไมครอน มีระยะรัศมีเคลื่อนที่ได้ไกล 1-2 เมตร ขนาด 50 ไมครอน มีระยะรัศมีเคลื่อนที่ได้ไกลถึง 4 เมตร และละอองฝอยขนาด 5 ไมครอน อาจมีระยะรัศมีได้ไกล > 8 เมตร
• ผู้ที่ได้รับเชื้อ แต่ไม่แสดงอาการสามารถแพร่เชื้อได้ แต่มีปริมาณเชื้อและโอกาสแพร่เชื้อได้ต่ำกว่าผู้ที่แสดงอาการ
• การพูดคุย 5 นาทีสามารถพ่น ละอองฝอยได้ถึง 3,000 หยด (Droplets) กระจายในระยะรัศมีไม่เกิน 1 เมตร ดังนั้นการหลีกเลี่ยงไปในที่ชุมชนจึงเป็นวิธีที่สำคัญในการป้องกันการติดเชื้อ
• ความรุนแรงของโรคขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อไวรัสที่เข้าไปสู่เนื้อปอดและภูมิต้านทานของผู้รับเชื้อ
• จากการศึกษาเทียบเคียงด้วยโคโรนาไวรัสสายพันธุ์อื่นๆ พบว่าเชื้อมีชีวิตอยู่ในสิ่งแวดล้อม บนพื้นผิวทั่วไป เช่น เหล็ก แก้ว พลาสติก ที่อุณหภูมิปกติได้นานสูงสุดถึง 9 วัน และที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ได้ 4-96 ชั่วโมง หากเชื้ออยู่ในตู้เย็น หรือ สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 4 องศาเซลเซียส อยู่ได้นานกว่า 1 เดือน สามารถทำความสะอาดฆ่าเชื้อได้ด้วยแอลกอฮอล์ 70% และ 0.1% sodium hypochlorite

 
การเลือกใช้หน้ากากผ้าในการป้องกันไวรัส COVID-19 ต้องพิจารณาคุณสมบัติที่สำคัญดังนี้

1. ประสิทธิภาพการกรองอนุภาคของหน้ากาก (Particle filtration efficiency: PFE) ที่สามารถป้องกันหรือกรองฝุ่นละอองฝอยขนาด 5 ไมครอนได้
2. สามารถป้องกันการซึมผ่านของละอองฝอยเสมหะ หรือ สารคัดหลั่งที่เป็นของเหลว (Fluid resistance) จากภายนอกสู่ผู้สวมใส่และจากเสมหะผู้สวมใส่สู่ภายนอกได้
3. ความกระชับของหน้ากาก (Fit test) สามารถสวมใส่ได้แนบกับใบหน้า ป้องกันอากาศจากภายนอกเข้าได้
4. มีการซึมผ่านของอากาศได้ดี (Permeability Test) ไม่ทำให้การหายใจลำบาก
5. สามารถซักซ้ำได้โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติทั้ง 4 ด้าน

 
คุณสมบัติผ้ากันไรฝุ่นศิริราช

• ทําจากผ้าทอแน่นพิเศษ (Tightly woven) โดยใช้เส้นด้ายขนาดจิ๋ว (Microfibers) ให้มีจํานวนเส้นด้าย (Thread count) มากกว่า 270 เส้น/ตร.นิ้ว
• มีขนาดรูผ้า (Pore size) 4-5 ไมครอน ซึ่งเล็กกว่าละอองฝอยของเสมหะ (droplet)

 
ส่วนประกอบ 3 ชิ้นที่สำคัญของหน้ากากอนามัยจากผ้านาโนกันไรฝุ่น WIN-Masks

     1. ผ้ากันไรฝุ่นศิริราชเคลือบสาร Nano มีคุณสมบัติกันน้ำ และกรองฝุ่นละอองฝอยขนาด 5 ไมครอนได้
     2. ผ้าไมโครไฟเบอร์ 
     3. ผ้า cotton ผสม ZnO คุณสมบัติดูดซับสารคัดหลั่ง และยับยั้งเชื้อแบคทีเรียที่มาจากผู้ใช้  
การออกแบบและดีไซน์ เพื่อให้แนบกับใบหน้าและสวมใส่สบาย

• แนวคิดและรูปแบบในการออกแบบ หน้ากาก WIN-Masks ออกแบบโดย ทีมออกแบบของ ทีเซลส์ (TCELS) มุ่งเน้นการออกแบบที่ทันสมัยและสวมใส่สบาย มี 3 ขนาด คือ Small Medium และ Large

 
ผลการทดสอบคุณสมบัติหน้ากาก WIN-Masks

• ประสิทธิภาพการกรองอนุภาคของหน้ากาก (Particle filtration efficiency)
  • เบื้องต้น หน้ากากต้นแบบสามารถป้องกันหรือกรองฝุ่นละออง PM 2.5 ได้ 65% ซึ่งมีค่าใกล้เคียง Surgical mask ทั่วไป และกำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาให้สามารถกรองฝุ่น PM 2.5 ได้ไม่ต่ำกว่า 80% ในชุดส่งมอบหน้ากาก 5,000 ชิ้น

• ความสามารถในการป้องกันการซึมผ่านของเหลว (Fluid resistance)
  • ผลการทดสอบโดยการหยดน้ำลงบนพื้นผิวผ้ากรองไรฝุ่นที่เคลือบด้วยสารนาโน  พบลักษณะน้ำกลิ้งบนใบบัว โดยที่น้ำไม่ซึมไปในเนื้อผ้า
• ความกระชับของหน้ากากเมื่อสวมใส่ (Fit test)
  • ค่า Fit efficiency คือ การทดสอบประสิทธิภาพการกรองอากาศจากภายนอกเมื่อสวมใส่ในคนทั่วไป พบว่า WIN-Masks สามารถป้องกันอากาศจากภายนอกเข้าได้ประมาณ 68% ซึ่งดีกว่าหน้ากากอนามัยทั่วไปที่สามารถป้องกันอากาศจากภายนอกได้เพียง 62%
  • ค่า Fit Factor เท่ากับ 3.11 หมายความว่า อากาศภายในหน้ากากมีความสะอาดมากกว่าอากาศภายนอก 3 เท่า ซึ่งมีค่าดีกว่า หน้ากากอนามัยทั่วไป (Surgical Mask) ซึ่งได้ค่า 2.65
• ทดสอบการซึมผ่านของอากาศ (Permeability Test)
  • ผลทดสอบการซึมผ่านของอากาศ ของผ้ากันไรฝุ่นศิริราช ตามมาตรฐาน  ISO 9237 : 1995 (E) โดยสถาบันพัฒนาสิ่งทอ แห่งประเทศไทย ได้ค่าเฉลี่ย 0.709 ลูกบาศก์เซนติเมตร ต่อตารางเซนติเมตร ต่อวินาที (โดยค่า = 0 แปลว่าไม่สามารถซึมผ่านได้ ค่า = 1 แปลว่ามีอากาศซึมผ่านที่ดีมาก)
  • ทดสอบการหายใจด้วยอาสาสมัครในสภาพการทำงานในที่ร่ม พบว่าสามารถใส่ได้นานไม่รู้สึกอึดอัด
• สามารถซักซ้ำได้ หลายครั้งโดยไม่สูญเสียคุณสมบัติ
  • ผลการทดสอบคุณสมบัติหลังการสักซ้ำที่
    • 0 ครั้ง มีประสิทธิภาพการกรองที่อนุภาค 0.3 ไมครอน ประมาณ 34%
    • 30 ครั้ง มีประสิทธิภาพการกรองที่อนุภาค 0.3 ไมครอน ประมาณ 45%

 
หมายเหตุ : ประสิทธิภาพการกรองดีขึ้นหลังผ่านการซัก อาจเป็นเพราะการพองตัวและเป็นขุยของใยผ้าฝ้าย ซึ่งสามารถดักจับฝุ่นได้ดีขึ้น
 
หน้ากากอนามัย WIN-Masks ควรใช้กับกลุ่มเสี่ยงใด

• กลุ่มบุคลากรทางการแพทย์ ที่ให้บริการผู้ป่วยทั่วไป ทั้งที่ผู้ป่วยนอกและผู้ป่วยใน และไม่ได้ดูแลผู้ป่วย (confirm cases) อย่างใกล้ชิด เช่น แพทย์ พยาบาล เภสัชกร พนักงานเคลื่อนย้าย เจ้าหน้าที่เวชระเบียนประชาสัมพันธ์และการเงิน เป็นต้น
• กลุ่มบุคลากร (Non Healthcare) ที่ต้องให้บริการประชาชนจำนวนมากแบบเผชิญหน้า   ( Face to Face) เช่น พนักงานบนเครื่องบิน คนขับแท็กซี่ และพนักงานท่าอากาศยาน เป็นต้น
• ประชาชนทั่วไป ที่ต้องอยู่ในกลุ่มชน หรือ พบปะผู้คนจำนวนมาก
• อย่างไรก็ตามการป้องกันการติดเชื้อไวรัสนอกจากการสวมหน้ากากแล้ว ต้องร่วมกับการล้างมือ ทุกครั้ง หรือ ล้างด้วย 70% แอลกอฮอล์ อย่างน้อย 20 วินาที ก่อนสัมผัส จมูกปาก หรือ ขยี้ตา และการปฏิบัติสุขอนามัยอย่างเคร่งครัด กินร้อน ช้อนฉัน แยกภาชนะบรรจุอาหาร ไม่ใช้อุปกรณ์การรับประทานอาหารร่วมกัน และการหลีกเลี่ยงไปในที่ชุมชนคนหมู่มาก คือ วิธีที่สำคัญในการป้องกันการติดเชื้อ

 
ข้อควรระมัดระวังและการเก็บรักษา ทำความสะอาด

• หากใส่หน้ากาก มีอาการหายใจไม่สะดวก แน่นหน้าอก อ่อนเพลีย ให้ถอดหน้ากากออก
• เมื่อหน้ากากฉีก ขาดชำรุด หรือ ปนเปื้อนด้วยเสมหะ หรือ สารคัดหลั่ง ควรเปลี่ยนหน้ากากอันใหม่
• หน้ากากผ้าใช้แล้ว ควรใส่ถุงพลาสติก หรือ ถุงซิปล็อค เพื่อปิดปากถุงให้แน่นสนิทและนําไปซักทำความสะอาด
• การทำความสะอาดใช้น้ำยาทำความสะอาดทั่วไปด้วยน้ำอุ่นและใช้ภาชนะทำความสะอาดแยกจากผ้าทั่วไป
• หลังทำความสะอาด ไม่ควรรีดด้วยเตารีด เพราะจะทำให้สารนาโนที่เคลือบผิวผ้ากันไรฝุ่นเสื่อมสภาพได้