Τα ανθρώπινα ούρα δεν αντιμετωπίζονται ως απόβλητα από όλους.
Ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας τα μετατρέπει σε έναν πολύτιμο ιατρικό πόρο.
Ερευνητές από το Ιρβάιν, σε συνεργασία με ιδρύματα των ΗΠΑ και της Ιαπωνίας, δημιούργησαν ένα συνθετικό σύστημα ζύμης που μετατρέπει τα ούρα σε υδροξυαπατίτη (HAp).
Η ανακύκλωση των ανθρώπινων ούρων προσφέρει μια βιώσιμη λύση στις περιβαλλοντικές προκλήσεις που θέτει η συμβατική επεξεργασία λυμάτων, όπως αναφέρει το σχετικό επιστημονικό άρθρο των ερευνητών που δημοσιεύθηκε στο Nature, όπου τονίζεται η θρεπτική αξία και το οικονομικό κόστος της άντλησης αζώτου ή φωσφόρου και άλλων ουσιών από τα ούρα. «Η τροποποιημένη μαγιά μπορεί να μετατρέψει τα ούρα σε υδροξυαπατίτη (HAp), ένα βιοϋλικό υψηλής αξίας που χρησιμοποιείται ευρέως σε οστικές και οδοντιατρικές εφαρμογές», εξηγείται στο δημοσίευμα.
«Η ζύμη που μιμείται τα φυσικά κύτταρα οστεοποίησης»
Στα θηλαστικά, τα κύτταρα οστεοποίησης που ονομάζονται οστεοβλάστες αντλούν φωσφορικό ασβέστιο από τα σωματικά υγρά για να παράγουν HAp. Αλλά αυτά τα φυσικά κύτταρα δεν μπορούν να υποστηρίξουν παραγωγή μεγάλης κλίμακας.
Για να το ξεπεράσει αυτό, η ομάδα δημιούργησε το «osteoyeast», ένα συνθετικό στέλεχος ζύμης που μιμείται τη συμπεριφορά των οστεοβλαστών. Αυτά τα κύτταρα διασπούν την ουρία για να αυξήσουν το pH, ενεργοποιώντας εσωτερικές κοιλότητες για να συγκεντρώσουν ασβέστιο και φωσφορικά άλατα.
Το υλικό στη συνέχεια κρυσταλλώνεται σε υδροξυαπατίτη και εκκρίνεται έξω από το κύτταρο. Η διαδικασία αποδίδει έως και 1 γραμμάριο HAp ανά λίτρο ούρων.
Επεκτάσιμη, χαμηλού κόστους και παγκοσμίως προσβάσιμη «αυτή η διαδικασία για την παραγωγή υδροξυαπατίτη, ή οστικού ορυκτού, διαρκεί λιγότερο από μία ημέρα», δηλώνει ο συν-συγγραφέας και καθηγητής επιστήμης υλικών και μηχανικής στο UC Irvine, David Kisailus. «Το γεγονός ότι η μαγιά ως πλαίσιο, είναι φθηνή και μπορεί να τοποθετηθεί σε μεγάλες δεξαμενές σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες, δείχνει ότι αυτό μπορεί να γίνει εύκολα χωρίς μεγάλες ανάγκες υποδομής, και αυτό έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι την καθιστά προσιτή στις αναπτυσσόμενες οικονομίες», προσθέτει. Πιο απλά, πρόκειται για ειδική ζύμη (σαν αυτή που χρησιμοποιείται για μπύρα), μιμείται τα κύτταρα τα οποία δημιουργούν τα οστά στο σώμα μας. Η ζύμη λαμβάνει τα ούρα, συγκεντρώνει το ασβέστιο και το φώσφορο, και τα μετατρέπει σε υδροξυαπατίτη. Από κάθε λίτρο ούρων βγαίνει περίπου 1 γραμμάριο αυτού του υλικού.
Από τα απόβλητα στο πολυλειτουργικό μέλλον
Το HAp είναι γνωστό για το μικρό του βάρος, την αντοχή και τη διάρκεια ζωής του -ιδανικά χαρακτηριστικά για εμφυτεύματα και αποκαταστάσεις. Παρόλα αυτά, η ομάδα τονίζει ότι οραματίζεται ευρύτερη χρήση.
«Συνεχίζω να συνεργάζομαι με τον καθηγητή Yasuo Yoshikuni από το Εργαστήριο Lawrence Berkeley, συν-συγγραφέα αυτής της μελέτης, για την παραγωγή και άλλων υλικών με αυτή τη μέθοδο, συμπεριλαμβανομένων υλικών για εφαρμογές ενέργειας», συνέχισε ο Kisailus. «Αναπτύσσουμε στρατηγικές ώστε να συνδυάσουμε την πλατφόρμα με τη γνώση μας στην τρισδιάστατη εκτύπωση και τις δομές, ώστε να κατασκευάσουμε πολυλειτουργικά αρχιτεκτονικά υλικά».
Με πληροφορίες από Nature Communications
