Cientistas de alimentos da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) fez um curativo de gel antibacteriano usando cascas descartadas da popular fruta tropical, durian.

Conhecido como o "Rei das Frutas" no Sudeste Asiático, o durian tem uma casca grossa com espinhos pontiagudos que é descartada, enquanto a polpa doce que envolve as sementes por dentro é considerada uma iguaria.

Ao extrair celulose de alta qualidade das cascas de durian e combiná-la com glicerol - um subproduto residual da indústria de biodiesel e sabão - os cientistas da NTU criaram um gel macio, semelhantes às folhas de silício, que pode ser cortado em bandagens de várias formas e tamanhos.

Em seguida, eles adicionaram as moléculas orgânicas produzidas a partir do fermento de padeiro, conhecidas como fenólicos naturais de fermento, tornando a bandagem mortal para as bactérias.

Desenvolvido pelo Professor William Chen, o Diretor do Programa de Ciência e Tecnologia de Alimentos da NTU, a inovação foi publicada recentemente na ACS Sustainable Chemistry &Engineering, um jornal revisado por pares da American Chemistry Society.

Os adesivos convencionais de hidrogel estão comumente disponíveis em farmácias, geralmente usado para cobrir feridas de cirurgia para minimizar a formação de tecido cicatricial excessivo, resultando em uma cicatriz mais suave e plana. O adesivo mantém a pele hidratada em vez de ressecar quando curativos convencionais ou bandagens de gaze são usados.

O professor Chen disse que os adesivos convencionais de hidrogel no mercado são feitos de materiais sintéticos, como polímeros como polimetacrilato e polivinilpirrolidina. Aqueles com propriedades antimicrobianas também usam compostos metálicos, como íons de prata ou cobre. Esses materiais sintéticos aprovados para uso em aplicações biomédicas são mais caros em comparação com o novo hidrogel feito de resíduos naturais.

"Com a crescente ameaça de superbactérias resistentes a antibióticos, o mundo precisará de várias maneiras alternativas de prevenir infecções. Uma forma eficaz de proteger feridas abertas é com curativos antimicrobianos biocompatíveis e seguros para uso prolongado por humanos. Isso é especialmente importante para pacientes diabéticos que sofrem de feridas crônicas, "explicou o professor Chen, o Professor Michael Fam Chair em Ciência e Tecnologia de Alimentos na Escola de Engenharia Química e Biomédica.

"Ao usar produtos residuais que atualmente são descartados em grandes quantidades - cascas de durian e glicerol - podemos transformar os resíduos em um recurso biomédico valioso que pode aumentar a recuperação rápida de feridas e reduzir as chances de infecções.

Com a casca compreendendo 60 por cento do durião, é geralmente descartada e incinerada, colocando uma questão ambiental. Em Singapura, foi relatado pelo Straits Times que 14, 300 toneladas de durian (estimativa de 10 milhões de durians) foram importadas e consumidas em 2017.

Por ser atóxico e biodegradável, a bandagem de gel orgânico também deve ter uma pegada ambiental menor do que as bandagens sintéticas convencionais.

Dando um comentário independente sobre esta inovação, Professor Associado Andrew Tan, Vice-reitor (corpo docente) da Escola de Medicina Lee Kong Chian da NTU, que é especialista em distúrbios metabólicos, disse que já existem hidrogéis naturais e sintéticos no mercado, onde sua utilidade na cura de alguns tipos de feridas é bem reconhecida.

"Bandagens de hidrogel são conhecidas por sua não toxicidade, capacidade de reidratar o leito da ferida, e pode facilitar o desbridamento autolítico (onde as enzimas corporais e os fluidos naturais atuam para amolecer o tecido ruim e removê-lo). A parte inovadora e única do trabalho atual do prof. Chen é o aproveitamento da casca do durian para a obtenção de celulose. Também é bastante singular, dado que os espinhos do durian podem doer, mas os materiais da casca podem curar, "Assoc Prof Tan disse.

Por que curativos antimicrobianos são necessários

Espera-se que feridas ligadas a doenças crônicas se tornem um problema de saúde mais comum, onde a infecção bacteriana de feridas de pele é um risco sério. O mercado de curativos é estimado em US $ 11,4 bilhões anualmente, de acordo com um artigo publicado no European Polymer Journal (A. Gupta et al, 2019).

A vantagem clínica da nova bandagem de hidrogel é que os fenólicos naturais de levedura incorporados ajudarão a prevenir o crescimento de bactérias como E. coli Gram-negativa e S. aureus Gram-positiva. e a subsequente formação de biofilmes (uma camada de limo que pode levar à resistência antimicrobiana dentro de uma colônia de bactérias).

Como prova de conceito, os hidrogéis antimicrobianos foram testados como curativo em pele de animais e mostraram bons efeitos antimicrobianos por até 48 horas.

A nova bandagem de hidrogel de prova de conceito é aplicada simplesmente colocando-a sobre a ferida, assim como com as folhas de gel de silicone disponíveis comercialmente para curativos de feridas, o padrão-ouro atual usado após cirurgias cosméticas para reduzir cicatrizes.

Outras aplicações de hidrogéis

Hidrogéis orgânicos também são úteis para vestir, eletrônicos flexíveis e extensíveis, que o Prof Chen demonstrou em um artigo de 2019 publicado em Relatórios Científicos .

Os eletrônicos vestíveis podem consistir em pequenos sensores que podem detectar a frequência cardíaca e atividades físicas, muito parecido com as bandas inteligentes atuais. Eles podem ajudar os profissionais de saúde a monitorar a saúde dos idosos em comunidades remotas.

Para demonstrar o uso de hidrogéis orgânicos em eletrônica flexível, um protótipo de hidrogel que poderia conduzir sinais elétricos foi feito com celulose obtida da Okara - o resíduo que sobra da polpa de soja durante a fabricação do leite de soja.

"Conforme mostrado em muitos de nossos artigos de pesquisa, a pesquisa fundamental em ciência e tecnologia de alimentos tem muito mais aplicações interdisciplinares em outras indústrias, como saúde, aplicações biomédicas e produtos químicos especiais, "Prof Chen acrescentou.

"Nossa inovação está alinhada com o plano estratégico NTU 2025, onde a pesquisa e a inovação são pilares fundamentais para enfrentar alguns dos maiores desafios da humanidade. Ao adotar uma abordagem de resíduos para recursos e o uso de técnicas de manufatura verdes, mostramos que é possível reduzir o consumo dos recursos naturais da Terra, reutilize o que era considerado lixo, e reciclá-los em produtos valiosos que são úteis para a humanidade. "

A equipe de quatro pesquisadores da NTU levou dois anos para pesquisar e publicar suas descobertas e agora está procurando parceiros da indústria que possam estar ansiosos para levar seu curativo de gel antibacteriano ao mercado.