Учёные создали технологию превращения мочи в полезный костный минерал
Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне создали инновационный метод преобразования человеческой мочи в гидроксиапатит — ценный минерал, который является основным компонентом костей и зубной эмали. Данная технология может найти применение в производстве медицинских имплантатов, строительных материалов и других областях.
Проект, финансируемый Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), основан на использовании генетически модифицированных дрожжей Saccharomyces boulardii. Эти дрожжи, обнаруженные на кожуре тропических фруктов и обычно применяемые как пробиотик, были преобразованы учеными в так называемые «костные дрожжи», способные расщеплять мочевину для высвобождения гидроксиапатита.
Гидроксиапатит представляет собой прочное твердое вещество, содержащее заряженные молекулы кальция, фосфата и гидроксида. Благодаря своему естественному присутствию в человеческом организме, этот минерал обладает высокой биосовместимостью, что делает его идеальным материалом для медицинских имплантатов. При имплантации он редко отторгается организмом и может стимулировать дальнейший рост костной ткани.
Согласно данным исследования, разработанный процесс позволяет получить примерно грамм гидроксиапатита из каждого литра мочи. Важным преимуществом метода является его скорость — преобразование занимает менее одних суток.
Профессор материаловедения и инженерии Дэвид Кисаилус, соавтор исследования, отметил двойную пользу разработанной технологии: «С одной стороны, он помогает удалять человеческую мочу из сточных вод, уменьшая загрязнение окружающей среды и накопление нежелательных питательных веществ; а с другой стороны, он производит материал, который может быть продан на коммерческой основе для использования в различных условиях».
Традиционные методы синтеза гидроксиапатита отличаются высокой стоимостью и могут приводить к образованию токсичных промежуточных соединений. Новый метод потенциально более экономичен, так как использует недорогие дрожжи, которые могут культивироваться в больших емкостях при относительно низких температурах, подобно процессу пивоварения.
Исследователи подчеркивают, что технология не требует сложной инфраструктуры, что делает ее доступной даже для развивающихся экономик. В настоящее время ученые работают над масштабированием процесса и изучают возможности применения полученного гидроксиапатита для 3D-печати имплантатов, создания биоразлагаемых альтернатив пластику, строительных материалов и решений в энергетической сфере.
Источник: Live Science