Bilim İnsanları Durian Kabuğunu Kullanarak Antibakteriyel Jel Bandajı Geliştirdi
Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi’nden (NTU Singapur) gıda bilimcileri, popüler tropikal meyve olan durianın atık kabuklarını kullanarak antibakteriyel jel bandajı yaptılar.
Güneydoğu Asya’da ”Meyvelerin Kralı” olarak bilinen durian, atılmış sert, dikenli bir kabuğa sahiptir. İçindeki tohumları çevreleyen tatlı etli kısım ise nefis lezzet olarak bilinir.
NTU bilim insanları, durian kabuğundan yüksek kalitede selülozu özütleyerek ve bunu – biyodizel ve sabun endüstrisinin atık bir yan ürünü olan- gliserol ile birleştirerek çeşitli şekil ve boyutlarda kesilebilen, silikon tabakalara benzer yumuşak bir jel meydana getirdiler.
Daha sonra doğal maya fenolikleri olarak bilinen fırıncı mayasından üretilen organik molekülleri eklediler. Böylece bandaj, bakteriler için ölümcül hale geldi.
NTU’nun Gıda Bilimi ve Teknolojisi Bölümü Direktörü Prof. William Chen tarafından geliştirilen inovasyon, kısa süre önce Amerikan Kimya Topluluğu’nun hakemli (meslektaş incelemesinden geçmiş) dergisi ACS Sürdürülebilir Kimya ve Mühendislik’te yayımlandı.
Bilinen hidrojel malzemeler eczanelerde yaygın olarak bulunur, genellikle aşırı yara dokusunun oluşumunu en aza indirgemek için ameliyattan sonra yaraları kapatmak amacıyla kullanılır. Sonuç olarak daha yumuşak ve daha düz bir yara izi kalır. Bu ek, geleneksel olarak yara bandı veya gazlı bez kullanıldığında, cildin kuruması yerine nemli tutulmasını sağlar.
Prof. Chen piyasadaki bilinen hidrojel bantların, polimetakrilat ve polivinilpirrodilin gibi polimerlerden yani sentetik malzemelerden yapıldığını söyledi. Antimikrobiyal özellikli olanlar da gümüş veya bakır iyonları gibi metalik bileşikler kullanırlar. Biyomedikal uygulamalarda kullanılmak için kabul gören bu sentetik malzemeler, doğal atık malzemelerden yeni hidrojel yapımına kıyasla daha maliyetlidir.
Kimya ve Biyomedikal Mühendisliği Okulu, Gıda Bilimi ve Teknolojisi Michael Fam Makam Profesörü Prof Chen, ”Antibiyotiğe dirençli bakterilerin çoğalması tehdidi ile Dünya, enfeksiyonları önlemek için birçok alternatif yola ihtiyaç duyacak. Açık yaraları korumanın etkili bir yolu, insanlar tarafından uzun süreli kullanılması için biyouyumlu ve güvenli olan antimikrobiyal bandajlardır. Bu, özellikle kronik yaralardan muzdarip diyabetik hastalar için önemlidir.”dedi.
”Şu anda büyük miktarlarda atılan atık ürünleri kullanarak -durian kabukları ve gliserol- hızlı bir şekilde iyileşmeyi arttırabilen ve enfeksiyon ihtimalini azaltabilecek değerli bir biyomedikal kaynağa dönüştürebiliriz.”
Durian meyvesinin %60 ı kabuktur. Bu da genellikle atılır ve yakılır. Bu durum çevre açısından sorun teşkil eder. Singapur’da, 2017’de ithal edilmiş ve tüketilmiş (tahmini 10 milyon durian) durianın 14.300 ton olduğu Straits Times tarafından rapor edilmiştir.
Biyobozunur ve toksik etkiye sahip olmayan organik jel bandajın, geleneksel sentetik bandajdan çevresel olarak daha küçük ayak izine sahip olması beklenmektedir.
Bu yenilik hakkında bağımsız bir yorumda bulunan NTU’nun Lee Kong Chian Tıp Fakültesi Dekan Yardımcısı, metabolik bozukluklarda uzman Doç.Dr. Andrew Tan, şu anda piyasada mevcut doğal ve sentetik hidrojellerin olduğunu, bazı yara çeşitlerinin iyileşmesinde faydalarının iyi bilindiğini söyledi.
Doç. Dr. Tan, ”Hidrojel bandajlar; toksik olmamaları, yara yerini yeniden hidratlama yeteneği ve yaradaki yabancı maddelerin uzaklaştırılmasını kolaylaştırmaları ile bilinir (burada vücut enzimleri ve doğal sıvılar, kötü dokuyu yumuşatmak ve çıkarmak için hareket eder). Prof. Chen’in şu anki çalışmasının yenilikçi ve eşsiz kısmı, selüloz eldesi için durian kabuğunun geri dönüşümünün sağlanmasıdır. Ayrıca durianın dikenlerinin incitebileceği, ancak kabuğundaki malzemenin iyileştirebileceğini ele alırsak durianın oldukça benzersiz olduğunu göreceksiniz.” dedi.
Neden Antimikrobiyal Yara Pansumanlarına İhtiyaç Vardır?
Deri yaralarının bakteriyel enfeksiyonunun ciddi bir risk olduğu, bu nedenle kronik hastalıklarla bağlantılı yaraların ayrıca daha yaygın bir sağlık külfeti olması bekleniyor. European Polymer Journal’da yayımlanan bir makaleye göre, yara pansumanlarının piyasasının yıllık 11.4 milyar dolar değerinde olduğu tahmin edilmektedir (A. Gupta et al, 2019).
Yeni hidrojel bandajının klinik avantajı, bütünleştirilmiş doğal maya fenoliklerinin Gram-negatif E.coli ve Gram-pozitif S.aureus gibi bakterilerin büyümesini ve buna istinaden biyofilm oluşumunu engellemeye yardımcı olmasıdır.
Bu kavramın bir kanıtı olarak, antimikrobiyal jeller hayvan derisi üzerinde yara pansumanı olarak test edildi ve 48 saate kadar gayet iyi bir antimikrobiyal etki gösterdi.
Hidrojel bandajının yeni kanıtı, tıpkı yara pansumanı için ticari olarak mevcut olan silikon jel tabakalardaki, şu anda kozmetik ameliyatların ardından yara izini en aza indirgemek için kullanılan altın-standart gibi yara üzerine basitçe uygulanır.
Hidrojellerin Diğer Kullanım Alanları
2019’da Scientific Reports’ta Prof. Chen tarafından kanıtlanmış bir makaleye göre, organik hidrojeller giyilebilir, elastiki ve gerilebilir elektronik aksamlar için de kullanışlıdır.
Giyilebilir elektronikler, mevcut akıllı bantlar gibi kalp atışı ve fiziksel aktiviteleri tespit edebilen küçük sensörlerden meydana gelmektedir. Bu aksamlar uzak toplumlardaki yaşlı insanların sağlığını gözlemede sağlık çalışanlarına yardımcı olabilir.
Elastiki elektronik cihazlarda organik hidrojellerin kullanımını ispat etmek için, okaradan -soya sütü yapılması sırasında soya küspesinden kalan atık- elde edilen selüloz ile elektrik sinyallerini iletebilen prototip bir hidrojel yapıldı.
Prof. Chen ”Araştırma makalelerimizin birçoğunda gösterildiği gibi, gıda bilimi ve teknolojisindeki temel araştırma sağlık hizmeti, biyomedikal uygulamalar ve ayrıcalıklı kimyasallar gibi diğer endüstrilerde çok daha fazla bilimler-arası branşlar taşır.” diye ekledi.
”Bizim yeniliğimiz, araştırma ve yenilik, insanlığın en büyük zorluklarından bazılarıyla mücadele ederken odak noktasının kilit esaslarıdır. Biz atıktan-kaynağa yaklaşımını ve yeşil üretim tekniklerinin kullanımını benimseyerek, dünya doğal kaynaklarının tüketimini azaltmanın, çöp olarak düşünülenin yeniden kullanımının ve bunları insan evladı için yararlı olan değerli ürünlere geri dönüştürmenin mümkün olduğunu gösterdik.”
Dört NTU araştırmacısından oluşan ekibin bulgularını araştırması ve yayımlaması 2 yıl sürdü ve ekip şu anda antibakteriyel jel bandajlarını piyasaya sürmek için hevesli endüstri ortakları arıyor.
Kaynak: sciencedaily.com
