Ученые создали зубные импланты из мочи: что об этом известно

Ученые сделали большое открытие. Они нашли новый способ, как решить сразу две важные проблемы. Во-первых, они могут создавать ценный материал для костей и зубов. Во-вторых, они очищают сточные воды. Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне научились превращать человеческую мочу в гидроксиапатит. Это главный материал, состоящий из наших костей и зубов.

Об этом сообщает Nature Communications.

В основе этой революционной технологии лежат модифицированные дрожжи Saccharomyces boulardii, получившие название «остеодрожи». Эти микроорганизмы действуют подобно костнообразующим клеткам (остеобластам), превращая мочевину из человеческих отходов в биосовместимый минерал HAp. Это открытие, опубликованное в Nature Communications, сулит значительные преимущества как медицине, так и экологии.

Как работает магическая трансформация?

Процесс удивительно прост. Когда «остеодрожжи» попадают в питательную среду с мочевиной, они повышают его щелочность. Это способствует накоплению кальция и фосфатов, которые в течение суток кристаллизуются. Также образуют крепкие гранулы гидроксиапатита. Это вещество широко используется не только в имплантатах, но и для реставрации древних артефактов и создания биоразлагаемых материалов. С каждого литра обработанной мочи удается получить до 1 г чистого HAp.

Экономические и экологические преимущества, поражающие

Эта технология поражает своей экономической эффективностью. Себестоимость гидроксиапатита, произведенного с помощью дрожжей, составляет всего около $19 за килограмм. Это в разы дешевле традиционных методов (рыночная цена достигает до $200 за килограмм). Учитывая, что спрос на HAp, по прогнозам, вырастет до 3,5 миллиарда долларов к 2030 году, потенциал очевиден.

Экологический аспект не менее важен. Хотя моча составляет всего 1% всех сточных вод, на ее долю приходится 70-90% азота и до 65% фосфора. Эти элементы являются основными виновниками опасного «цветения» водоемов, что вредит экосистемам. Новая технология позволяет эффективно удалять эти загрязнители.

Одним из ключевых преимуществ метода является его доступность. Для работы требуются только недорогие дрожжи и стандартные производственные чаны, которые могут работать даже при низких температурах. Это открывает большие возможности для внедрения инновации даже в странах с ограниченной инфраструктурой.

Подтверждение эффективности и амбициозные перспективы

Эффективность подхода уже подтверждена с помощью микроскопии. Флуоресцентные метки показали накопление минералов внутри дрожжей. А электронная микроскопия показала подробную структуру полученного HAp. В ходе испытаний в Сан-Франциско система продемонстрировала реальную экономическую выгоду. Город мог бы получать до 1,4 миллиона долларов прибыли ежегодно.

Амбиции ученых не ограничиваются этими сферами. В планах использовать дрожжевую платформу и для создания материалов для энергетики и 3D-печати. Как отметил Ясуо Йосикуни из Лаборатории Беркли, эта технология открывает путь к замене пластика и производству экологических стройматериалов. Исследования уже получили поддержку Министерства энергетики США, Минобороны и ВВС США, что подчеркивает их значимость и перспективность.

Напомним, большинство из нас пьют кофе, чтобы проснуться и получить заряд энергии. Но новые исследования показывают, что кофе и даже чай могут иметь гораздо больше пользы для здоровья, чем мы думали. В частности, снижать риск некоторых заболеваний.