變廢為寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴槤殼創口貼

2021/03/30   •   7857閱
新加坡南洋理工大學(NTU)研究人員利用榴槤殼製成創新抗菌水凝膠布,不僅環保耐用,生產成本也遠低於傳統產品。這款「榴槤創口貼」採用榴槤殼的纖維和甘油製作,具有高效抗菌、促進傷口快速癒合的優點,能將廢棄物變廢為寶,為醫療領域帶來突破性應用。

榴槤除了果肉可口,布滿尖刺的果殼也有大用。新加坡南洋理工大學(NTU)的食品科學家用了兩年時間,研發出以廢棄的榴槤殼製成的抗菌水凝膠布,不但可生物分解,生產成本更是低於一般市面上的水凝膠布,比傳統膠布更環保。

製作原料及原理

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William Chen教授及研究員 (Cui Xi),來源:NTU

水凝膠布本身並不罕見。通常直接貼在手術後的傷口上,它們在傷口癒合的早期階段保持傷口部位的水分,有助於減少疤痕。相比之下,普通的紗布敷料會讓該區域變得乾燥。

水凝膠本身通常由合成聚合物製成,並添加銀或銅離子以殺死有害細菌。不過這些聚合物通常是不可生物降解的,此外,金屬離子的加入也推高了繃帶的成本。

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利用榴槤殼的成分製作的水凝膠布,來源:NTU官網

在南洋理工大學William Chen教授的帶領下,研究人員轉而將目光投向了榴槤殼,這些榴槤殼原本只會被送往垃圾填埋場或堆肥設施。

為了對廢物加以利用,科學家們首先粉化榴槤殼並取出高質纖維,混合纖維與製造肥皂和生物柴油時所產生的廢渣甘油,製作出軟凝膠,再加入麵包酵母的有機分子,為貼布提供抗菌功能。這些原料共同構成了一種質地類似於矽膠的柔軟殺菌凝膠,可以切成片狀。

約兩公斤的榴槤殼去水後剩下約200克的殼粉,其中40克是純纖維。這40克的纖維足以製作出約1600片長2厘米、寬1厘米的水凝膠布,也就是「榴槤創口貼」。

"通過利用目前被大量丟棄的廢棄物——榴槤殼和甘油,我們可以將廢棄物變成寶貴的生物醫學資源,從而提高傷口的快速恢復能力,減少感染的機會,"Chen教授如是說。

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William Chen教授及研究員 (Cui Xi),來源:NTU

榴槤殼創口貼更環保

據海峽時報早前報道,新加坡單在2017年就進口且食用1萬4300噸榴槤,相當於約1000萬個榴槤,但每個榴槤的可食用部分只占三分之一,剩餘的外殼就須焚化,加重環境負擔。

由於有機凝膠繃帶無毒且可生物降解,因此與傳統的合成繃帶相比,其對環境造成的負面影響也較小。

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利用榴槤殼的成分製作的水凝膠布,來源:NTU官網

榴槤創口貼的應用前景

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榴槤殼產生的材料,來源:NTU官網

藥房售賣的水凝膠布通常用於包紮手術後的傷口,讓傷口保持濕潤,促進癒合速度且減少過多的疤痕組織形成以避免疤痕凸起。具備抗菌功能的水凝膠布在動物皮膚上進行概念驗證,也證實可提供長達48小時的抗菌效果。但有機水凝膠還能傳送電信號,用來製作可測量心率的手錶帶等柔性科技配件。

比起採用酶(enzymes)進行的傳統粉化過程,處理一公斤的榴槤殼須花高達2萬7000元,NTU團隊研發的綠色科技可把每公斤的處理成本降至120元

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普通創口貼與榴槤殼創可貼對比,來源:NTU官網

相對一般市場售賣且功能相同的水凝膠布,採用的是較貴的合成材料所製成,新款的有機水凝膠布因材料成本低,售價估計也比一般水凝膠低。研究團隊目前正在尋找行業夥伴並商擬價格,希望在兩年內把新款膠布推入市場。

參考資料:

1. "NTU Singapore scientists develop antibacterial gel bandage using durian husk" NTU Media Release;

2. Research paper titled "Food waste durian rind-derived cellulose organohydrogels: towards anti-freezing and antimicrobial wound dressing", published in ACS Sustainable Chemistry & Engineering (Jan 2021).

3. Research paper titled "Eco-friendly and biodegradable cellulose hydrogels produced from low cost okara: towards non-toxic flexible electronics", published in Scientific Reports (3 Dec 2019).

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