Científicos han desarrollado un método que puede transformar la orina humana en el mineral duro presente en los huesos y el esmalte de los dientes. La investigación, financiada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) del ejército estadounidense, utiliza levadura para descomponer la orina en hidroxiapatita, una forma de calcio utilizada en implantes óseos y dentales.
La hidroxiapatita no sólo es útil para implantes: los investigadores del estudio afirmaron que el material podría utilizarse en la restauración arqueológica, como alternativa biodegradable al plástico y como material para proyectos de construcción. Publicaron sus hallazgos el 6 de mayo en la revista Nature Communications.
“Este proceso logra dos objetivos simultáneamente”, declaró David Kisailus, coautor del estudio y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de California, Irvine. “Por un lado, ayuda a eliminar la orina humana de las aguas residuales, mitigando la contaminación ambiental y la acumulación de nutrientes no deseados; y, por otro, produce un material que puede comercializarse para su uso en diversos entornos”.
La hidroxiapatita es un sólido resistente que contiene moléculas cargadas de calcio, fosfato e hidróxido. Se encuentra de forma natural, ya que es el componente principal tanto de los huesos como de los dientes. Esto la hace útil en implantes médicos, ya que es poco probable que el cuerpo la rechace y puede estimular un mayor crecimiento.
Sin embargo, sintetizar el mineral es costoso y algunos métodos producen sustancias químicas intermedias tóxicas. En mamíferos como los humanos, la hidroxiapatita es secretada por células especializadas llamadas osteoblastos, que absorben fosfato de calcio de los fluidos corporales. Sin embargo, estas células no viven mucho tiempo ni se dividen con frecuencia, lo que dificulta su aprovechamiento a escala industrial.
Para encontrar otra forma de producir hidroxiapatita, los investigadores recurrieron a Saccharomyces boulardii, un tipo de levadura. Presente en la piel de frutas tropicales como el lichi, esta especie de levadura se utiliza comúnmente como probiótico.
Mediante modificaciones genéticas a esta levadura, los científicos la transformaron en lo que llaman una “osteolevadura”, que descompone la urea para liberar hidroxiapatita. La urea es un desecho que se forma cuando el cuerpo descompone las proteínas, y luego es filtrada por los riñones y excretada en la orina. El proceso de transformación de la urea produce un gramo de hidroxiapatita por cada litro de orina, informaron los científicos.
“Este proceso para obtener hidroxiapatita, o mineral óseo, toma menos de un día”, dijo Kisailus. “El hecho de que utilice levadura como base, que es económica y puede colocarse en grandes cubas a temperaturas relativamente bajas —pensemos en la cerveza elaborada mediante procesos de fermentación y con una buena escala— demuestra que se puede realizar fácilmente sin grandes necesidades de infraestructura, y eso tiene la ventaja adicional de hacerlo accesible para las economías en desarrollo”.
Tras la demostración de su método, los científicos investigan cómo implementarlo a gran escala. Afirman que esperan aplicar el proceso para imprimir en 3D materiales a base de hidroxiapatita para implantes, plásticos, construcción y aplicaciones energéticas.
Fuente: Live Science.