Oamenii de știință au dezvoltat o metodă care poate transforma urina umană în mineralul dur din oase și smalț dinți.
Cercetarea, finanțată de Agenția de Proiecte Avansate de Cercetare Avansată a Apărării SUA (DARPA), folosește drojdia pentru a împărți urina în hidroxiapatită, o formă de calciu utilizat în implanturi osoase și dentare.
Și hidroxiapatita nu este utilă doar pentru implanturi – cercetătorii din spatele studiului au spus că materialul poate fi utilizat în restaurarea arheologică, ca alternative biodegradabile la plastic și ca materiale de construcție pentru proiecte de construcții. Și -au publicat concluziile pe 6 mai în jurnal Comunicări naturale.
„Acest proces atinge două obiective în același timp”, coautor de studiu David Kisailusprofesor de știință și inginerie a materialelor la Universitatea din California, Irvine, spus într -o declarație. “Pe de o parte, ajută la eliminarea urinei umane din fluxurile de ape uzate, atenuarea poluării mediului și acumularea de nutrienți nedoriti, iar pe de altă parte, produce un material care poate fi comercializat comercial pentru a fi utilizat într -o varietate de setări.”
Hidroxiapatita este un solid dur care conține molecule încărcate de calciu, fosfat și hidroxid. Se produce în mod natural, deoarece este componenta principală atât în oase, cât și în dinți. Acest lucru îl face util în implanturile medicale, deoarece nu este probabil să fie respins de organism și poate stimula creșterea suplimentară.
Cu toate acestea, sintetizarea mineralului este scumpă și Unele metode de a face acest lucru produc substanțe chimice intermediare toxice. La mamifere precum oamenii, hidroxiapatita este secretată de celule specializate numite osteoblaste care atrag fosfatul de calciu din fluidele corporale. Dar aceste celule nu trăiesc foarte mult timp sau nu se împart frecvent, ceea ce face ca exploatarea lor la scară industrială să fie provocatoare.
Înrudite: Cavitățile sunt „contagioase”? Drojdia de-dinții dinți poate trece de la mame la bebeluși
Pentru a găsi un alt mod de a produce hidroxiapatită, cercetătorii au apelat la Saccharomyces boulardiiun tip de drojdie. Găsit pe Piele de fructe tropicale La fel ca lychee, speciile de drojdie sunt utilizate în mod obișnuit ca probiotic.
Prin aplicarea unor modificări genetice la această drojdie, oamenii de știință au transformat -o în ceea ce ei numesc „osteoyeast” care descompune ureea pentru a elibera hidroxiapatit. Uree este un produs rezidual format atunci când organismul descompune proteinele și este apoi filtrat de rinichi și excretat în urină. Procesul de transformare a ureei produce un gram de hidroxiapatită pentru fiecare litru de urină, au raportat oamenii de știință.
“Acest proces pentru a produce hidroxiapatită, sau mineral osoase, durează mai puțin de o zi”, a spus Kisailus. “Faptul că folosește drojdia ca un șasiu, care este ieftin și poate fi plasat în vase mari la temperaturi relativ scăzute – gândiți -vă la berea făcută prin procese de fermentare și este bine scalată – arată că acest lucru se poate face cu ușurință fără nevoi de infrastructură majore și că are beneficiul suplimentar de a -l face accesibil pentru dezvoltarea economiilor.”
Cu metoda lor demonstrată, oamenii de știință investighează acum modalități de a face să funcționeze la scară. Ei spun că speră să aplice procesul pentru a face materiale pe bază de hidroxiapatită tipărită 3D pentru implanturi, materiale plastice, construcții și aplicații energetice.