طور فريق من الباحثين الدوليين تقنية مبتكرة لتحويل بول الإنسان إلى مادة تُستخدم في زراعة العظام والأسنان، وهي مادة “هيدروكسي أباتيت” (Hydroxyapatite – HAp)، التي تعد من المكونات الأساسية للنسيج العظمي والأسنان.
ويُعد هذا الاكتشاف ثوريًا في وقت يُنظر فيه إلى البول كمصدر بيئي يمكن أن يلوث المياه ويثقل شبكات الصرف الصحي بسبب احتوائه على مغذيات. لكن، من خلال هذه التقنية الجديدة، يمكن الاستفادة من البول في إنتاج مادة عالية القيمة طبيا وصناعيا.
كيفية تحويل البول إلى هيدروكسي أباتيت
أُطلق هذا المشروع بقيادة باحثين من جامعة كاليفورنيا في إيرفين، بالتعاون مع باحثين من اليابان ومؤسسات أمريكية أخرى. وابتكر الفريق نظامًا بيولوجيًا يستخدم “الخميرة العظمية”، وهي سلالة مهندسة من الخميرة التي تعمل على محاكاة وظيفة خلايا بناء العظام في الجسم.
تقوم هذه الخميرة بتحليل اليوريا الموجودة في البول، مما يزيد من درجة الحموضة (pH)، ويؤدي إلى ترسيب الكالسيوم والفوسفات داخل تجاويف الخميرة. هذه التفاعلات تُنتج بلورات “هيدروكسي أباتيت”، التي تُطلقها الخميرة إلى الخارج.
وقد نجح الفريق في إنتاج غرام واحد من “هيدروكسي أباتيت” لكل لتر من البول.
فوائد التقنية
البروفيسور ديفيد كيسايلوس، الأستاذ في علوم وهندسة المواد بجامعة كاليفورنيا والمشارك في الدراسة، أشار إلى أن هذا الابتكار لا يحل مشكلة التلوث الناتج عن البول فحسب، بل يُنتج أيضًا مادة تُستخدم بشكل واسع في الطب والصناعات المختلفة، مثل زراعة العظام والأسنان.
كما أن التقنية تتميز بأنها لا تتطلب معدات معقدة أو طاقة عالية، مما يجعلها فعّالة من حيث التكلفة ويمكن تنفيذها في بيئات بسيطة، مما يجعلها مثالية للمناطق ذات الموارد المحدودة أو البلدان النامية.
استخدامات واسعة لـ “هيدروكسي أباتيت”
لا تقتصر استخدامات مادة “هيدروكسي أباتيت” على التطبيقات الطبية فقط، بل تمتد أيضًا إلى الصناعات المعمارية الخفيفة وترميم الآثار. ويُتوقع أن تصل قيمة سوق “هيدروكسي أباتيت” العالمي إلى 3.5 مليار دولار بحلول عام 2030.
تطورات مستقبلية
يواصل الفريق العمل على تحسين النظام، بالتعاون مع مختبر لورنس بيركلي والبروفيسور ياسو يوشيكوني، حيث يتطلعون إلى تطوير مواد إضافية باستخدام هذه الخميرة العظمية، تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد والمواد متعددة الوظائف.