Un nuevo método para alterar químicamente la orina humana podría utilizarse para producir implantes médicos y hasta materiales de construcción, según los científicos. El eje del avance es una levadura sintética modificada genéticamente: el proceso convierte la orina de las aguas residuales en una sustancia para implantes biomédicos y dentales de alto valor.
Un equipo de científicos de la Universidad de California en Irvine, en colaboración con el Lawrence Berkeley National Laboratory, en Estados Unidos, y otras instituciones estadounidenses y de Japón, ha presentado una innovadora estrategia para convertir la orina humana en un valioso material de implantes médicos, que además podría emplearse en la construcción y hasta en restauraciones arqueológicas, entre otros usos.
Según el nuevo estudio, publicado en la revista Nature Communications, una levadura sintética diseñada genéticamente para procesar la urea de la orina humana es capaz de generar hidroxiapatita, un mineral que compone huesos e integra el esmalte dental, ofreciendo una solución sostenible para un residuo que hasta ahora representaba un pasivo ambiental en las plantas de tratamiento de aguas.
Rendimiento superior a métodos convencionales
La clave del método reside en la modificación genética de Saccharomyces boulardii, una cepa de levadura empleada frecuentemente en fermentación alimentaria. Los investigadores introdujeron genes que codifican enzimas de ureasa y anhidrasa carbónica, permitiendo descomponer la urea presente en la orina, elevar el pH del medio y favorecer la precipitación de iones de calcio y fosfato.
Estas condiciones dan lugar a la nucleación y al crecimiento de cristales de hidroxiapatita dentro de vesículas intracelulares, donde las características microambientales protegen al producto de contaminantes y permiten producir un mineral de alta pureza y dimensiones nanométricas.
El proceso se ejecuta en biorreactores mantenidos a temperaturas similares a las de la industria cervecera, reduciendo drásticamente la demanda energética y la necesidad de instalaciones especializadas. En pruebas de laboratorio, el sistema alcanzó la producción de un gramo de hidroxiapatita por litro de orina en menos de veinticuatro horas.
Este rendimiento supera con creces los resultados obtenidos por los métodos químicos tradicionales. En consecuencia, además de simplificar la cadena de suministro de materiales para implantes, esta estrategia promete disminuir la carga de nitrógeno y fósforo en efluentes urbanos, contribuyendo así a mitigar la eutrofización de ríos y lagos.
Dos avances al mismo tiempo
Los responsables de la investigación destacan en una nota de prensa que la hidroxiapatita biosintetizada presenta características prácticamente idénticas al mineral óseo natural, reduciendo el riesgo de rechazo inmunológico y favoreciendo la integración del implante con el tejido cercano.
“Este proceso logra dos objetivos al mismo tiempo: por un lado, ayuda a eliminar la orina humana de los flujos de aguas residuales, mitigando la contaminación ambiental y la acumulación de nutrientes no deseados y, por otro lado, produce un material que puede comercializarse para su uso en una amplía variedad de entornos”, destacó en el comunicado el profesor David Kisailus, uno de los autores del estudio.
Referencia
Cost-effective urine recycling enabled by a synthetic osteoyeast platform for production of hydroxyapatite. Isaak E. Müller et al. Nature Communications (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-59416-8
Este avance tiene potenciales aplicaciones en sectores como la ortopedia y la odontología reconstructiva, donde la demanda de materiales de relleno biocompatibles crece año tras año. Asimismo, se exploran vías para integrar la hidroxiapatita obtenida en procesos de impresión 3D, con el objetivo de fabricar implantes personalizados de acuerdo a la anatomía de cada paciente.
Fuera de la medicina y la odontología, el material puede encontrar aplicaciones en la construcción de elementos arquitectónicos sostenibles y en la restauración de piezas arqueológicas, teniendo en cuenta su carácter biodegradable y su resistencia mecánica.
