ตรวจข้อสอบ > ติณห์ บุญญกาศ > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 48 นาที

Back

# คำถาม คำตอบ ถูก / ผิด สาเหตุ/ขยายความ ทฤษฎีหลักคิด/อ้างอิงในการตอบ คะแนนเต็ม ให้คะแนน
1


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

ความดันโลหิตสูง

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล)

มีคุณสมบัติพิเศษ การจำรูปร่าง ซึ่งทำให้สามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้หลังจากถูกดัดหรือบิด

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนชั่วคราวและการย่อยสลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะสลายตัวไปเองหลังจากเวลาที่กำหนด หลอดเลือดสามารถกลับคืนสู่สภาพปกติได้ภายหลังการรักษา

-ทฤษฎีการสลายตัวทางชีวภาพ (Biodegradation Theory) อธิบายถึงกระบวนการที่วัสดุสลายตัวโดยกระบวนการทางชีวภาพในร่างกาย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดภาวะแทรกซ้อนในระยะยาว -ทฤษฎีการลดภาวะแทรกซ้อนในระยะยาว (Long-term Complications Reduction Theory) ขดลวดโลหะที่คงอยู่ในร่างกายสามารถกระตุ้นการอักเสบหรือลิ่มเลือด การที่ขดลวดที่ย่อยสลายได้จะสลายตัวไปช่วยลดความเสี่ยงนี้ -ทฤษฎีการลดความต้องการในการผ่าตัดซ้ำ (Secondary Surgery Reduction Theory) การที่ขดลวดย่อยสลายได้โดยไม่ต้องทำการผ่าตัดซ้ำจะลดความต้องการในการผ่าตัดเพิ่มเติม -ทฤษฎีการฟื้นฟูเนื้อเยื่อ (Tissue Regeneration Theory) การที่ไม่มีวัสดุถาวรอยู่ในร่างกายจะช่วยให้เนื้อเยื่อสามารถฟื้นฟูและเติบโตได้ดีขึ้น Serruys, P. W., et al. (2016). "A critical appraisal of the ABSORB bioresorbable scaffold: lessons learned from the present and future perspectives." Journal of the American College of Cardiology, 68(23), 2459-2472.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

ความแข็งแรงทางกลมีจำกัด

PLA/PGA มักมีความแข็งแรงน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์ที่ไม่ย่อยสลายทางชีวภาพ ซึ่งทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานสูงหรือการรับน้ำหนักมาก และมีการจำกัดการใช้งานในบางประเภทของผลิตภัณฑ์ เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ต้องสัมผัสกับอุณหภูมิสูงหรือต้องการความยืดหยุ่นสูง เนื่องจาก PLA/PGA อาจไม่สามารถทนต่อสภาวะดังกล่าวได้ดี

-An overview of mechanical properties of biodegradable polymers and natural fibre materials. -Degradation Behavior of Poly(Lactide-Co-Glycolide) Monolayers Investigated by Langmuir Technique: Accelerating Effect

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพไฮบริด

วัสดุชีวภาพไฮบริดคือวัสดุที่รวมข้อดีของวัสดุชีวภาพหลายประเภทเข้าด้วยกัน เพื่อสร้างวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ดีกว่า ในการใช้งานทางการแพทย์ โดยเฉพาะในด้านหัวใจและหลอดเลือด -การผสมผสานระหว่างวัสดุที่มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง เช่น คอลลาเจน กับวัสดุที่มีความแข็งแรง เช่น โพลีเมอร์ -การผสมผสานระหว่างโลหะและโพลีเมอร์เพื่อให้มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นที่เหมาะสม

-Synergistic Effect (ผลการเสริมกัน) การรวมวัสดุหลายประเภทจะช่วยเสริมคุณสมบัติที่ดีของแต่ละวัสดุและลดข้อเสียของแต่ละวัสดุ -Functional Gradients (การปรับคุณสมบัติ) การออกแบบวัสดุที่มการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีหรือทางกายภาพในรูปแบบเฉพาะเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน -Multifunctionality (การทำงานหลายอย่าง) วัสดุไฮบริดสามารถออกแบบให้มีความสามารถหลายประการ เช่น การปล่อยยา การยึดเกาะของเซลล์ และการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลศาสตร์ -Boccaccini, A. R., & Maquet, V. (2003). Bioresorbable and Bioactive Polymer/Bioglass® Composites with Tailored Pore Structure for Tissue Engineering Applications. Composites Science and Technology. -Ramakrishna, S., Mayer, J., Wintermantel, E., & Leong, K. W. (2001). Biomedical applications of polymer-composite materials: a review. Composites Science and Technology.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

เปลี่ยนหน่วยอุณหภูมิจากเซลเซียสเป็นฟาเรนไฮต์

F=(9/5 xC)+32 โดยที่ C คืออุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส และ F คืออุณหภูมิในหน่วยฟาเรนไฮต์ F=(9/5 x50)+32 F=122°F

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

90.43 กรัม

หามวลของขดลวดหลังจากผ่านไป 4 เดือนโดยใช้สูตรของการสลายตัวแบบ exponential

หามวลของขดลวดหลังจากผ่านไป 4 เดือนโดยใช้สูตรของการสลายตัวแบบ exponential

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

8


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ถูกบีบอัดที่อุณหภูมิห้อง (25°C) จากนั้นขยายเป็นรูปร่างเดิมที่อุณหภูมิร่างกาย (37°C) ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของโลหะผสมคือ 0.45 J/ g°C และมวลของขดลวดคือ 60 กรัม ต้องใช้ความร้อนปริมาณเท่าใด

ตอบ 324 J

ตอบ 324 J

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย=เส้นผ่านศูนย์กลางเดิมx1.8

เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย=เส้นผ่านศูนย์กลางเดิมx1.8 เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย=4x1.8 เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย=7.2 mm

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.357

ใช้สมการของการสลายตัวแบบ exponential

ใช้สมการของการสลายตัวแบบ exponential

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

การส่งมอบยาแบบกำหนดเป้าหมายและการปล่อยยาเป็นเวลานาน

วัสดุนาโนสามารถใช้เป็นระบบส่งยา เพื่อให้ยาถึงตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพและต่อเนื่อง.

ทฤษฎีการส่งยา (Drug Delivery Theory) วัสดุนาโนสามารถใช้เป็นระบบส่งยาเพื่อให้ยาถึงตำแหน่งที่ต้องการอย่างมีประสิทธิภาพ ผ่านกลไกการปล่อยยาอย่างค่อยเป็นค่อยไปหรือการตอบสนองต่อสภาวะแวดล้อม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์

มีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียและส่งเสริมการสมานแผล เนื่องจากสามารถปล่อยสารที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย และช่วยกระตุ้นการสร้างเซลล์ใหม่ในกระบวนการสมานแผล

-ZnO นั้นมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียโดยการปล่อยโซนที่มีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อ และสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำในรูปแบบของออกซิเจนที่กระตุ้นการผลิตอนุมูลอิสระซึ่งมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย -ZnO สามารถกระตุ้นกระบวนการสร้างเซลล์ใหม่และการสร้างเนื้อเยื่อที่บาดเจ็บ ทำให้มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการสมานแผล (อ้างอิง: Journal of Biomedical Materials Research, 2007)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

การวิจัยผลกระทบระยะยาวยังไม่เพียงพอ

การทดสอบความปลอดภัยของวัสดุนาโนเพื่อป้องกันผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวยังเป็นเรื่องที่ต้องมีการวิจัยต่อไป

ทฤษฎีความปลอดภัยของวัสดุนาโน: การศึกษาเกี่ยวกับความปลอดภัยของวัสดุนาโนครอบคลุมถึงความเป็นพิษและการตอบสนองของร่างกายที่อาจเกิดขึ้น Nanoparticle Toxicity Assessment: A Review (Journal of Nanobiotechnology, 2022)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรสูงและคุณสมบัติพื้นผิวที่ปรับแต่งได้

ทำให้มีพื้นที่สำหรับปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพมากขึ้น ซึ่งช่วยให้วัสดุมีการจับและปล่อยโมเลกุลหรือยาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

พื้นที่ผิวสูงต่อปริมาตรของวัสดุนาโนทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพ เช่น การจับกับโมเลกุลหรือเซลล์ (C. L. Choi et al., "Nanoparticle Surface Chemistry: How Surface Modification Affects Interaction with Biological Systems," Journal of Nanobiotechnology, 2017)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


วัสดุปิดแผลที่มีอนุภาคนาโนเงิน ( AgNPs ) ถูกนำไปใช้กับบาดแผล หากอนุภาคนาโนเงินปล่อยไอออนในอัตรา 0.5 มก./วัน และมวลรวมของ AgNPs ในน้ำสลัดคือ 10 มก. น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้กี่วัน

20 วัน

ระยะเวลา= อัตราการปล่อยไอออนเงิน/มวลรวมของ AgNPs ​

ระยะเวลา= มวลรวมของ AgNPs/อัตราการปล่อยไอออนเงิน ระยะเวลา= 10/0.5 ระยะเวลา= 20 วัน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


อนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ถูกนำมาใช้ในการทำแผลเพื่อคุณสมบัติต้านการอักเสบ หากความจุความร้อนจำเพาะของ AuNPs เท่ากับ 0.129 J/ g°C และมวลของอนุภาคนาโนในน้ำสลัดคือ 5 กรัม จะต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนจาก 25°C เป็น 37°C

7.74 J

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

ตอบ 0.357

ตอบ 0.357

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากไฮโดรเจลที่ใช้สมานแผลปล่อยยาในอัตราคงที่ 2 มก./ชั่วโมง. และปริมาณยาเริ่มต้นคือ 100 มก. ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นานแค่ไหน?

50 ชั่วโมง

ระยะเวลา= ปริมาณยาเริ่มต้น/อัตราการปล่อยยา

ระยะเวลา= ปริมาณยาเริ่มต้น/อัตราการปล่อยยา ระยะเวลา=100/2 ระยะเวลา=50 ชม.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ ( ZnO NP) มีความเข้มข้น 0.5 กรัม/ลิตร หากคุณมีสารละลายนี้ 2 ลิตร จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย กี่กรัม

1.0 กรัม

มวล=ความเข้มข้นxปริมาณสารละลาย

มวล=ความเข้มข้นxปริมาณสารละลาย มวล=0.5x2 มวล=1 กรัม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 76.05 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา