锦葵果渣或可帮助伤口愈合、改进医疗设备

美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院的博士生孙长旭展示了一个小锦葵果（Malva nut）及其浸泡在水中后的膨胀效果。孙长旭正利用这种“天然水凝胶”开发新型医疗设备。（图片来源：Chuanwang Yang/芝加哥大学）

2月17日（UPI报道）——几个世纪以来，锦葵果（Malva nut）一直被东南亚国家用于制作草药茶，而美国研究人员表示，它未来可能成为医疗应用的重要可持续资源。

锦葵果，也被称为Pangdahai或PDH，具有在水中浸泡后显著膨胀的独特能力。这一特性启发科学家们将其作为一种低成本、天然且可持续的资源，用于制造使用水凝胶的医疗设备，如伤口护理、再生医学和皮肤贴附式传感器等。这些研究由芝加哥大学普利兹克分子工程学院的博士生孙长旭和田博之教授领导，并于周一发表在科学期刊《Matter》上。

研究团队发现，从浸泡锦葵果制作草药茶的过程中留下的粘稠残留物，在加工成全天然水凝胶后，表现出以前未被认识到的能力。他们还确定，这种物质在通过皮肤贴片监测心电图时，能够比商用凝胶更准确地传输信号。

这一发现对于寻找可持续替代品以设计多种使用粘性水凝胶的医疗设备具有广泛影响，特别是在锦葵果树常见的东南亚低收入国家，当地生产的医疗资源稀缺。孙长旭在接受UPI采访时说：“我们想看看这种新类型的天然水凝胶能否为医疗应用带来益处。”

水凝胶因其优异的机械性能、导电性和粘附性，被广泛应用于伤口护理和医疗监测。它们已成为医疗设备行业中最有前景的新兴领域之一——柔性电子产品，这些产品将活体生物组织与合成电子系统连接起来，如医疗传感器和可穿戴设备。

然而，目前许多可用的合成水凝胶是由相对昂贵且不可降解的材料制成的，且已知存在较差的生物相容性、难以降解和弱皮肤适应性等问题。因此，人们正在寻找低成本、有机可再生的天然聚合物作为替代品，这就是锦葵果的作用所在。

锦葵果在水中浸泡后体积膨胀8倍，重量增加20倍，留下一种通常被丢弃的凝胶状物质。然而，这种废弃物在孙长旭看来却像是一种潜在有价值的水凝胶。芝加哥大学的研究人员现已证实他的直觉是正确的。

孙长旭说：“这种水凝胶的一个应用是在再生医学和伤口愈合中。我们发现该材料可以促进细胞迁移和新细胞的生成。”

另一个有前景的应用是生物信号监测，例如常用的日常医疗ECG贴片。

孙长旭解释说：“使用这些设备时，如果直接将电极贴在皮肤上，会有一些噪音干扰，这需要在电极和皮肤之间使用某种中间材料。通常使用的是合成聚合物或水凝胶，但我们想，是否可以用简单且环保的材料代替呢？”

答案是肯定的，而且事实上，锦葵果水凝胶产生的信噪比甚至优于现有的合成版本。

未参与该研究的领域专家、普渡大学生物医学和机械工程学教授李治寰（Chi Hwan Lee）同意开发可持续的植物基材料以满足快速扩展的柔性电子产品在生物医学中的应用是“必不可少”的。

他通过电子邮件告诉UPI：“传统电子产品依赖于不可降解的材料，导致电子垃圾和生物相容性问题，而像这项研究所用的基于PDH的植物衍生生物聚合物水凝胶，则提供了一种环保替代品，具有出色的柔韧性和生物相容性。”

大规模生产这些材料可以通过优化现有微制造设施来实现。

尽管近年来天然水凝胶的发展取得了显著进展，但其他专家警告仍有一些挑战和问题亟待解决。其中一项挑战是，要达到足够高的导电性和强粘附性，天然材料通常仍需与合成材料混合，这降低了最终产品的生物降解性和生物相容性。

“必须开发完全基于天然聚合物材料的水凝胶，能够在不依赖其他合成功能材料的情况下展现出优异的性能。”去年的一项中国研究指出。

其他缺点包括其“低性能率”和高生产成本，使其在柔性电子的新时代中无法与商业产品竞争。

孙长旭表示，锦葵果水凝胶可以解决所有这些问题，因为它100%有机，性能不低于甚至优于合成材料，且生产和成本低廉。

此外，对于锦葵果树生长的东南亚较贫困国家，如泰国、柬埔寨、马来西亚、印度尼西亚和越南，这种水凝胶可能尤为重要。

他说：“这些国家可以战略性地利用树上的果实，帮助他们在医疗资源方面自给自足。在这些国家，大城市可能拥有充足的资源，但在村庄和小城镇，本土植物和树木可以提供一些解决方案。”

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