طالب دراسات عليا في جامعة شيكاغو اكتشف أن جوزة بسيطة تُستخدم في شاي الأعشاب يمكن أن تحدث ثورة في الأجهزة الطبية، مما يحول ما يتخلص منه معظم الناس إلى أدوات قوية للرعاية الصحية. البحث، الذي نُشر اليوم في مجلة “Matter”، يُظهر كيف يمكن هندسة بقايا الجيلاتين من شاي جوزة المالفا إلى مواد متقدمة لكل شيء بدءًا من شفاء الجروح إلى مراقبة القلب.
تُعرف جوزة المالفا، المعروفة في الطب الصيني باسم “بانغداهai”، بقدرتها الاستثنائية على التمدد في الماء – حيث تتضخم حتى 20 مرة من وزنها الأصلي. بينما يتخلص معظم الناس من الجيلي الناتج بعد شرب الشاي، رأى الطالب الدكتور Changxu Sun إمكانيات غير مستغلة.
قال Sun، الذي قاد البحث في مدرسة بريتزكر للهندسة الجزيئية بجامعة شيكاغو: “لم ترَ أبدًا ثمرة من شجرة تتمدد بهذا الحجم”. ”في الأصل، لها شكل بيضاوي بعرض سنتيمتر واحد. بمجرد نقعها في الماء، ستتوسع حوالي ثماني مرات بالحجم و20 مرة بالوزن، لتتحول إلى كتلة هلامية مثل الجيلي.”
هذه التمدد الملحوظ يتجاوز بكثير المواد الطبيعية الأخرى – حيث تتوسع الأرز ثلاث مرات فقط عند الطهي، بينما حتى بذور الشيا تصل فقط إلى 10 مرات من وزنها الأصلي. حول فريق البحث هذه الظاهرة الطبيعية إلى هيدروجيل متطور – مادة قائمة على الماء تحاكي الأنسجة البشرية ويمكن استخدامها في تطبيقات طبية متنوعة.
أشاد أستاذ الكيمياء بجامعة شيكاغو Bozhi Tian بالإشراف على البحث بفكر Sun المبتكر: “إنه اكتشاف رائع من طالب رائع. نظر Changxu إلى شاي الأعشاب ورأى عالمًا مليئًا بالتطبيقات الطبية المستدامة التي يمكن بناؤها.”
طور الفريق عملية لاستخراج المكونات المفيدة من المكسرات، وإزالة المواد القاسية الخارجية وإنشاء هيكل نقي مجفف بالتجميد يعود للحياة عند إضافة الماء. أظهرت الاختبارات أن الهيدروجيل الناتج أدّى أداءً أفضل مقارنة بالمنتجات التجارية في عدة تطبيقات طبية، خاصةً فيما يتعلق بتسجيل إشارات القلب عبر لاصقات ECG.
وأوضح Sun: “وجدنا أنه يظهر أداءً وخصائص متفوقة مقارنة بلصقات ECG التجارية. ثم قمنا أيضًا بتطبيقه على سطح الأنسجة داخل الجسم (in vivo)، مما يدل على تسجيل ممتاز للإشارات الحيوية.” وأضاف: “أردنا إظهار أنه يجب على الناس تحويل انتباههم نحو الخصائص غير المستكشفة والموارد غير المستغلة للنباتات الطبيعية.”
يمكن أن يكون للاكتشاف تأثير خاص في دول جنوب شرق آسيا حيث تنمو شجرة المالفا بشكل طبيعي. يرى Sun إمكانية لهذه الدول لتطوير موارد طبية قيمة من مادة محلية توفر حلولاً للرعاية الصحية وفرصاً اقتصادية.
وأشار Sun قائلاً: “إنها دول ذات دخل منخفض. دائمًا ما تكون نظم الرعاية الصحية لديها محدودة بسبب نقص الموارد.” وأضاف: “لدينا هنا مادة محلية أصلية يمكن استخدامها لإنشاء حلول رعاية صحية قيمة مع توفير بعض الاستقرار الاقتصادي لهذه المناطق الفقيرة.”
تركز طريقة فريق البحث على الاستدامة باستخدام معالجة بسيطة لتحويل نفايات المكسرات إلى مواد طبية عالية الجودة. وقد أظهر الهيدروجيل الناتج وعداً كبيراً في تطبيقات متعددة بدءًا من ضمادات الجروح التي تعزز الشفاء وصولاً إلى واجهات إلكترونية حيوية يمكن أن تراقب نشاط القلب.
يمثل هذا العمل اتجاهًا أوسع نحو إيجاد بدائل طبيعية ومستدامة للمواد الاصطناعية ضمن مجال البحوث الطبية. تشير النجاحات مع جوز المالفا إلى أن هناك مواد نباتية أخرى تعتبر حالياً نفايات قد تحمل إمكانيات مماثلة للتطبيقات الطبية.
يمكن أن يؤدي الاكتشاف أيضًا إلى أجهزة طبية أكثر تكلفة ومعقولة الثمن بالمناطق التي تفتقر فيها الموارد التقليدية للرعاية الصحية بينما يخلق قيمة مما كان يعتبر سابقاً نفايات. إنها مقاربة تجمع بين الاستدامة البيئية والابتكار الطبي وتحول رواسب الشاي بالأمس إلى تكنولوجيا طبية غداً.
