Une équipe de chercheurs a réussi à transformer l’urine en hydroxyapatite (Hap), une substance biocompatible dotée d’une grande valeur commerciale, utilisée à la fois dans le domaine médical pour la conception d’implants osseux et dentaires, ainsi que dans le secteur archéologique pour restaurer des artefacts anciens.
« Nous avons atteint deux objectifs simultanément », explique David Kisailus, l’un des auteurs de l’étude publiée dans Nature Communications. « D’un côté, notre procédé contribue à réduire l’urine présente dans les eaux usées, ce qui diminue la pollution environnementale et l’accumulation de nutriments indésirables ; de l’autre, il permet de produire un matériau que l’on peut commercialiser et utiliser dans divers contextes. »
Urine, levure et os. Les mammifères, y compris l’être humain, possèdent des cellules spécialisées appelées ostéoblastes qui participent à la formation du nouvel os en prélevant dans les fluides corporels le fosfate de calcium, qu’elles transforment ensuite en hydroxyapatite. Étant donné que les ostéoblastes ne peuvent pas être utilisés directement pour produire de grandes quantités d’Hap en laboratoire, les chercheurs ont décidé de développer des cellules de levure synthétiques équipées d’enzymes capables de décomposer l’urée et d’augmenter le pH de l’environnement. Cela conduit à la formation de petites cavités dans la levure, où s’accumulent calcium et phosphate. Ces éléments cristallisent alors, formant ainsi de l’hydroxyapatite.
Une solution rapide et économique. Cette méthode permet de produire jusqu’à 1 gramme d’Hap par litre d’urine en moins d’une journée. « Le fait que la base de ce procédé soit la levure, qui coûte peu et peut être contenue dans de grands bassins à des températures relativement basses, le rend accessible à des économies en développement », souligne Kisailus.
Plus qu’un usage médical. Selon les chercheurs, l’hydroxyapatite pourrait constituer une excellente base pour développer une alternative biodégradable au plastique et aux matériaux de construction, en raison de sa résistance mécanique, de sa dureté et de sa durabilité. Kisailus et ses collaborateurs travaillent actuellement sur des solutions pour créer, à partir de l’Hap produite en laboratoire, des matériaux architecturaux multifonctionnels – c’est-à-dire qui ne servent pas uniquement à construire mais possèdent également d’autres fonctions, comme l’isolation thermique ou la capacité à absorber l’énergie sismique.
