Ilmuwan Ubah Urine Manusia Jadi Mineral Tulang dan Gigi

Ilustrasi(freepik)

ILMUWAN menemukan cara inovatif untuk mengubah urine manusia menjadi hydroxyapatite, mineral keras yang secara alami membentuk struktur utama pada tulang dan enamel gigi.

Penemuan ini didanai Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), lembaga riset militer Amerika Serikat, dan dipublikasikan di jurnal Nature Communications. Dalam riset ini, para ilmuwan menggunakan ragi (yeast) yang dimodifikasi secara genetik untuk memecah komponen dalam urine hingga menghasilkan hydroxyapatite, yang lazim digunakan dalam implan medis, bahan restorasi arkeologi, bahkan alternatif plastik yang bisa terurai secara hayati.

"Proses ini sekaligus mencapai dua tujuan," kata David Kisailus, profesor teknik material dari University of California, Irvine, yang juga menjadi salah satu penulis studi.

"Pertama, membantu mengurangi limbah urine dari sistem air limbah, sehingga mengurangi polusi lingkungan. Kedua, menghasilkan material bernilai komersial untuk berbagai aplikasi."

Dari Limbah Jadi Bahan Implan

Hydroxyapatite terdiri dari molekul bermuatan seperti kalsium, fosfat, dan hidroksida. Karena merupakan komponen utama tulang dan gigi, mineral ini sangat kompatibel untuk tubuh manusia, sehingga umum digunakan dalam prosedur implan medis.

Namun, proses sintesis hydroxyapatite secara industri selama ini mahal dan sering kali melibatkan bahan kimia beracun. Di dalam tubuh manusia, mineral ini dihasilkan oleh sel khusus bernama osteoblast, tetapi keterbatasan sel tersebut dalam membelah diri membuatnya sulit digunakan pada skala besar.

Sebagai solusinya, tim ilmuwan menggunakan Saccharomyces boulardii, sejenis ragi yang biasa ditemukan di kulit buah tropis seperti leci dan digunakan sebagai probiotik. Melalui rekayasa genetik, ragi ini diubah menjadi "osteoyeast" — mikroorganisme yang mampu mengubah urea (komponen utama dalam urine) menjadi hydroxyapatite.

Hasilnya? Setiap liter urine dapat menghasilkan sekitar satu gram hydroxyapatite, dan seluruh proses ini dapat selesai dalam waktu kurang dari satu hari.

Potensi Skala Industri dan Aplikasi Luas

"Ragi ini dapat tumbuh dalam suhu rendah dan dalam jumlah besar — bayangkan seperti proses pembuatan bir yang menggunakan fermentasi. Artinya, teknologi ini bisa dikembangkan tanpa infrastruktur mahal dan sangat cocok diterapkan di negara berkembang," jelas Kisailus.

Setelah berhasil menunjukkan efektivitas metode ini di laboratorium, tim kini fokus pada upaya untuk memperbesar skala produksi. Target mereka adalah mencetak 3D material berbasis hydroxyapatite untuk berbagai kebutuhan seperti:

• Implan tulang dan gigi
• Material pengganti plastik ramah lingkungan
• Bahan bangunan
• Aplikasi energi

Penemuan ini bukan hanya langkah maju dalam pengolahan limbah manusia, tetapi juga membuka pintu bagi solusi berkelanjutan untuk kebutuhan material masa depan — dari medis hingga konstruksi. (Live Science/Z-2)