نجح فريق دولي من الباحثين في تطوير تقنية مبتكرة لتحويل بول الإنسان إلى مادة "هيدروكسي أباتيت"، التي تُعد من المكونات الأساسية في زراعة العظام والأسنان وتُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الطبية والصناعية.

ويُعتبر "هيدروكسي أباتيت" مركبًا غير عضوي يتكون من فوسفات الكالسيوم، ويشكل العنصر الرئيسي في تركيب العظام والأسنان لدى البشر والحيوانات. ويُنظر إلى هذا الابتكار بوصفه حلاً مزدوج الفائدة، حيث يُسهم في معالجة التحديات البيئية المرتبطة بالتخلص من البول، الذي يُعد مصدراً ثقيلاً بالمغذيات التي تجهد شبكات الصرف الصحي وتلوث مصادر المياه عند تراكمه.

قاد البحث فريق من جامعة كاليفورنيا في إيرفين، بالتعاون مع باحثين من اليابان ومؤسسات أميركية أخرى، حيث طوروا نظامًا بيولوجيًا يستخدم سلالة هندسية من الخميرة تُعرف باسم "الخميرة العظمية". وتعمل هذه الخميرة على تحليل اليوريا في البول، مما يرفع مستوى الحموضة ويُحفز ترسيب الكالسيوم والفوسفات داخل تجاويفها، لتتحول تدريجياً إلى بلورات "هيدروكسي أباتيت" يتم إطلاقها لاحقًا خارج الخلايا. وتمكن الفريق من إنتاج غرام واحد من HAp لكل لتر من البول.

وأكد البروفيسور ديفيد كيسايلوس، أستاذ علوم وهندسة المواد بجامعة كاليفورنيا والمشارك في الدراسة، أن هذه التقنية تمثل نقلة نوعية في الاستفادة من النفايات البشرية، إذ تُقلل من التلوث وتحول البول إلى منتج طبي وصناعي عالي القيمة. وأضاف أن النظام يتميز ببساطته ولا يتطلب معدات معقدة أو طاقة مرتفعة، مما يجعله ملائمًا بشكل خاص للدول النامية والمجتمعات محدودة الموارد.

وأشار الفريق إلى أن تطبيقات "هيدروكسي أباتيت" لا تقتصر على المجال الطبي، بل تشمل أيضًا مجالات مثل ترميم الآثار وإنتاج المواد الحيوية والصناعات المعمارية خفيفة الوزن. وتوقعت الدراسة أن يصل حجم السوق العالمي لمادة HAp إلى نحو 3.5 مليار دولار بحلول عام 2030.

ويواصل الباحثون حاليًا العمل على تطوير تطبيقات إضافية لهذه التقنية بالتعاون مع مختبر لورنس بيركلي والبروفيسور ياسو يوشيكوني، من بينها إنتاج مواد متعددة الوظائف والطباعة ثلاثية الأبعاد.