科学家使用榴莲果壳开发抗菌凝胶绷带

来自新加坡南洋理工大学(NTU新加坡)的食品科学家使用废弃的流行热带水果榴莲果壳制成了抗菌凝胶绷带。榴莲在东南亚被称为“水果之王”，果皮厚实，刺刺刺眼，被丢弃，而内部种子周围的果肉则被视为美味佳肴。

通过从榴莲果壳中提取高质量的纤维素并将其与甘油(一种生物柴油和肥皂工业的副产品)结合，NTU科学家创造了一种类似于硅片的软凝胶，可以将其切成各种形状和形状的绷带。大小。

然后，他们添加了由面包酵母产生的有机分子，即天然酵母酚，使绷带对细菌具有致命性。

由NTU食品科学与技术计划主任William Chen教授开发的这项创新技术最近在ACS可持续化学与工程杂志上发表，这是化学学会的同行评审期刊。

传统的水凝胶贴剂可在药店买到，通常用于覆盖手术伤口，以最大程度地减少多余的疤痕组织的形成，从而使疤痕更柔软，更平坦。使用传统的创可贴或纱布绷带时，贴剂可使皮肤保持水分，而不是干燥。

陈教授说，市场上常规的水凝胶贴剂是由合成材料制成的，例如聚甲基丙烯酸酯和聚乙烯吡咯烷等聚合物。具有抗微生物特性的那些也使用金属化合物，例如银或铜离子。与由天然废料制成的新型水凝胶相比，这种批准用于生物医学应用的合成材料的成本更高。

“随着对抗生素具有抗药性的超级细菌的威胁日益增加，世界将需要多种替代方法来预防感染。保护开放性伤口的有效方法是使用具有生物相容性且可长期人类安全使用的抗菌绷带。这对于糖尿病患者尤为重要患有慢性伤口的患者。”化学与生物医学工程学院食品科学与技术系Michael Fam讲座教授Chen教授解释说。

“通过使用目前大量丢弃的废料(榴莲果壳和甘油)，我们可以将废料变成宝贵的生物医学资源，从而可以加快伤口的恢复速度并减少感染的机会。

由于果皮占榴莲的60%，因此通常将其丢弃并焚烧，这对环境造成了影响。据《海峡时报》报道，在新加坡，2017年进口和消费了14,300吨榴莲(估计为1,000万榴莲)。

由于有机凝胶绷带无毒且可生物降解，因此与传统的合成绷带相比，其环境足迹也较小。

NTU的李光前医学院副院长(系)副教授陈国安副教授对此创新作了独立评论，他是代谢紊乱的专家。他说，市场上现有天然和合成水凝胶，在某些类型的伤口愈合中的有用性已广为人知。

“水凝胶绷带以无毒，能够使伤口床再水化，并能促进自溶性清创作用(体内的酶和天然液体起到软化不良组织并将其清除的作用)而闻名。陈教授当前的创新和独特之处这项工作是将榴莲果皮进行升级处理以获得纤维素。考虑到榴莲的刺可能会受伤，但果皮上的材料可以治愈，这也是非常独特的。”

为什么需要抗菌伤口敷料

与慢性疾病有关的伤口预计将成为更常见的健康负担，其中皮肤伤口的细菌感染是严重的风险。根据《欧洲聚合物期刊》(A.Gupta等人，2019年)发表的一篇论文，伤口敷料市场估计每年价值114亿美元。

新的水凝胶绷带的临床优势在于，嵌入的天然酵母酚将有助于防止细菌的生长，例如革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌。以及随后形成的生物膜(一层粘液，可导致细菌菌落内产生抗药性)。

作为概念的证明，抗菌水凝胶已作为动物皮肤上的伤口敷料进行了测试，并显示了长达48小时的良好抗菌作用。

只需在伤口上铺设新的概念验证水凝胶绷带即可使用，就像现有的用于伤口敷料的有机硅凝胶片一样，这是整容手术后减少疤痕形成的当前金标准。

水凝胶的其他应用

陈教授在《科学报告》(Scientific Reports)发表的2019年论文中证明了有机水凝胶也可用于可穿戴，柔性和可拉伸电子产品。

可穿戴电子设备可以由小型传感器组成，这些传感器可以检测心率和身体活动，就像当前的智能手环一样。它们可以帮助医护人员监测偏远社区中老年人的健康。

为了证明有机水凝胶在柔性电子产品中的用途，用从豆渣中获得的豆渣中的豆渣(Okara)获得的纤维素制成了可以传导电信号的水凝胶原型。

“我们的许多研究论文都显示，食品科学和技术的基础研究在医疗保健，生物医学应用和特种化学品等其他行业中具有更多的跨学科应用，” Chen教授补充说。

“我们的创新符合NTU 2025战略计划，在该计划中，研究和创新是应对人类最大挑战的主要重点支柱。通过采用浪费资源的方法和绿色制造技术的使用，我们已经表明可以减少地球自然资源的消耗，重新利用被认为是垃圾的物质，并将其循环利用为对人类有用的有价值的产品。”

NTU的四名研究人员组成的团队花了两年时间研究和发表他们的发现，现在正在寻找可能希望将其抗菌凝胶绷带推向市场的行业合作伙伴。

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