Hydrożele znalazły szerokie zastosowanie w medycynie regeneracyjnej, inżynierii tkankowej, kontrolowanym uwalnianiu leków oraz terapiach przeciwnowotworowych. Ich zdolności do zatrzymywania wody i naśladowania struktury żywych tkanek sprawiają, że mogą być idealnymi matrycami dla komórek, wspierając ich wzrost i różnicowanie. Ponadto, dzięki możliwościom modyfikacji chemicznych, hydrożele mogą być dostosowane do specyficznych potrzeb terapeutycznych, takich jak kontrolowane uwalnianie substancji aktywnych.

Tradycyjnie hydrożele produkowane były z syntetycznych polimerów lub naturalnych źródeł, takich jak agar czy żelatyna, jednakże najnowsze badania wskazują na potencjał wykorzystania mniej konwencjonalnych surowców. W medycynie chińskiej orzechy Pangdahai są stosowane w formie naparu w leczeniu suchego kaszlu oraz zapaleń gardła i oskrzeli. Dzięki właściwości absorpcji dużych ilości wody orzechy te pęcznieją do imponującej ośmiokrotności ich pierwotnej objętości i dwudziestokrotności ich masy. W rezultacie powstaje galaretowata masa, zwykle uważana za odpad po spożyciu napoju. Changxu Sun, doktorant na University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering, oraz prof. Bozhi Tian dostrzegli potencjał w pozornie nieistotnych produktach ubocznych – fascynujący naturalny materiał przypominający żel, który mógłby zostać przekształcony w innowacyjne rozwiązania medyczne. To odkrycie stało się punktem wyjścia do pogłębionych badań nad właściwościami orzecha Sterculia lychnophora oraz jego potencjalnym zastosowaniem w opracowywaniu nowych technologii w zakresie opieki zdrowotnej.

Proces ekstrakcji hydrożeli jest skomplikowany. Najpierw orzechy przechodzą fazę kruszenia, a następnie wirowania w celu oddzielenia hydrokoloidu polisacharydowego od twardych składników ligniny znajdujących się w skorupce orzecha. Dzięki starannemu przetwarzaniu zespołowi udało się zachować jak najwięcej rozszerzających się materiałów hydrofilowych. Ostatni etap polega na liofilizacji hydrokoloidu, usuwając w ten sposób wodę i tworząc suche rusztowanie składające się w całości z polisacharydu z orzechów Pangdahai. Po ponownym nawodnieniu rusztowanie to powraca do stanu żelu, wykazując niezwykłą zdolność do działania jako hydrożel. Implikacje tych badań są rozległe, ponieważ hydrożele są coraz bardziej doceniane w sektorze opieki zdrowotnej ze względu na ich kompatybilność z właściwościami tkanek ludzkich. Ich użyteczność obejmuje różne zastosowania, w tym rozwiązania w zakresie leczenia ran i infekcji, zaawansowane systemy dostarczania leków oraz wszczepialne urządzenia, które łączą się z tkankami biologicznymi. Wstępne testy hydrożelu z orzechów Sterculia lychnophora przyniosły obiecujące wyniki. Zespół Sun poinformował, że podczas testów hydrożel wykazał lepszą wydajność w porównaniu do tradycyjnych komercyjnych plastrów EKG. Co więcej, miał imponującą zdolność do rejestrowania biosygnałów po nałożeniu na powierzchnie tkanek in vivo. Ten przełom sugeruje, że te biokompatybilne materiały mogą prowadzić do znaczących postępów w monitorowaniu stanu zdrowia.

Patrząc w przyszłość, Sun wyraził chęć promowania wykorzystania lokalnych zasobów w celu opracowania skutecznych rozwiązań w zakresie opieki zdrowotnej, szczególnie w krajach o niskich dochodach, w których dostęp do środków medycznych może być ograniczony. Drzewo Sterculia lychnophora, z którego pochodzą te niezwykłe orzechy, rozwija się w regionach Azji Południowo-Wschodniej, gdzie systemy opieki zdrowotnej często borykają się z ograniczeniami zasobów. Wykorzystując lokalny materiał, który jest nie tylko biodegradowalny, ale także opłacalny, badania mogą potencjalnie przyczynić się do zwiększenia dostępności zasobów medycznych na tych obszarach. To innowacyjne podejście do tradycyjnie marnowanych materiałów podkreśla również szerszy ruch w kierunku zrównoważonego rozwoju w inżynierii biomedycznej. Badanie przemawia za ponowną oceną naszego podejścia do alokacji zasobów w opiece zdrowotnej, w szczególności w odniesieniu do substancji naturalnych, często pomijanych we współczesnych praktykach. Przy dalszym rozwoju i wsparciu hydrożele pochodzące z orzechów Pangdahai mogą zapewnić możliwości nowych rozwiązań dla niektórych z najbardziej palących wyzwań w globalnej opiece zdrowotnej.