Các nhà nghiên cứu đã tìm ra phương pháp chế biến nước tiểu thành vật liệu xây dựng và y tế
Hydroxyapatite không chỉ hữu ích cho cấy ghép mà vật liệu này có thể được sử dụng trong phục hồi khảo cổ học, như các giải pháp thay thế phân hủy sinh học cho nhựa.
Đồng tác giả nghiên cứu David Kisailus, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Đại học California, Irvine, Mỹ, cho biết: "Một mặt, nó giúp loại bỏ nước tiểu của con người khỏi dòng nước thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và sự tích tụ các chất dinh dưỡng không mong muốn; mặt khác, nó tạo ra một vật liệu có thể được tiếp thị thương mại để sử dụng trong nhiều bối cảnh khác nhau".
Hydroxyapatite là một chất rắn dai chứa các phân tử canxi, phosphate và hydroxide tích điện. Nó có trong tự nhiên vì là thành phần chính trong cả xương và răng. Điều này làm cho nó hữu ích trong cấy ghép y tế vì nó không có khả năng bị cơ thể đào thải và có thể kích thích sự phát triển hơn nữa.
Tuy nhiên, tổng hợp khoáng chất này rất tốn kém và một số phương pháp thực hiện sẽ tạo ra các hóa chất trung gian độc hại . Ở động vật có vú như con người, hydroxyapatite được tiết ra bởi các tế bào chuyên biệt gọi là tế bào tạo xương, chúng hút canxi phosphat từ dịch cơ thể. Nhưng những tế bào này không sống lâu hoặc phân chia thường xuyên, khiến việc khai thác chúng ở quy mô công nghiệp trở nên khó khăn.
Điều chỉnh nấm men để tạo "nấm xương"
Để tìm ra cách khác để sản xuất hydroxyapatite, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang Saccharomyces boulardii, một loại nấm men. Được tìm thấy trên vỏ của các loại trái cây nhiệt đới như vải thiều, loài nấm men này thường được sử dụng như một loại men vi sinh.
Bằng cách áp dụng một số điều chỉnh di truyền cho loại nấm men này, các nhà khoa học đã biến đổi nó thành thứ mà họ gọi là "nấm xương" có khả năng phân hủy urê để giải phóng hydroxyapatite.
Urê là sản phẩm thải được hình thành khi cơ thể phân hủy protein, sau đó được thận lọc và bài tiết qua nước tiểu. Các nhà khoa học báo cáo rằng quá trình biến đổi urê tạo ra một gam hydroxyapatite cho mỗi lít nước tiểu.
Với phương pháp đã được chứng minh, các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu các cách để làm cho nó hoạt động ở quy mô lớn. Họ hy vọng sẽ áp dụng quy trình này để in 3D các vật liệu dựa trên hydroxyapatite cho các ứng dụng cấy ghép, xây dựng và năng lượng.