ابتكار علمي يحوّل البول إلى مادة لزراعة العظام والأسنان

ويعرف 'هيدروكسي أباتيت' بأنه مركب غير عضوي من فوسفات الكالسيوم، ويعد المكوّن الأساسي للنسيج العظمي والأسنان في جسم الإنسان والحيوانات.
ويأتي هذا الاكتشاف في وقت يُنظر فيه إلى البول كمشكلة بيئية، لكونه مصدرا غنيا بالمغذيات التي تثقل شبكات الصرف الصحي وتلوث المياه، خصوصا عند تراكمه بكميات كبيرة.
وطوّر الباحثون، بقيادة فريق من جامعة كاليفورنيا في إيرفين، نظاما بيولوجيا يعتمد على سلالة هندسية من الخميرة تُعرف باسم 'الخميرة العظمية'، تعمل على محاكاة وظيفة خلايا بناء العظام في الجسم، وذلك بالتعاون مع باحثين من اليابان ومؤسسات أميركية أخرى.
وتقوم هذه الخميرة بتحليل اليوريا في البول، ما يرفع درجة الحموضة (pH) ويؤدي إلى ترسيب الكالسيوم والفوسفات داخل تجاويفها، ثم تحويلها إلى بلورات 'هيدروكسي أباتيت' (Hydroxyapatite – HAp) تُطلقها لاحقا إلى خارج الخلية. ونجح الفريق في إنتاج غرام واحد من HAp لكل لتر واحد من البول.
وقال البروفيسور ديفيد كيسايلوس، الأستاذ في علوم وهندسة المواد بجامعة كاليفورنيا والمشارك في الدراسة، إن النظام الجديد 'يحل مشكلتين في آن معا؛ فهو يقلل من تلوث الصرف الصحي، وينتج مادة عالية القيمة تُستخدم طبيا وصناعيا'.
وأشار إلى أن التقنية لا تتطلب معدات معقدة أو طاقة عالية، إذ يمكن تنفيذها بتكلفة منخفضة في ظروف بسيطة. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للبلدان النامية والمناطق محدودة الموارد.
ولا تقتصر استخدامات HAp على المجال الطبي، بل تُستخدم أيضا في ترميم الآثار وإنتاج المواد الحيوية والصناعات المعمارية الخفيفة. وتوقعت الدراسة أن تبلغ قيمة سوق 'هيدروكسي أباتيت' العالمية نحو 3.5 مليار دولار بحلول عام 2030.
ويعمل الفريق حاليا بالتعاون مع مختبر لورنس بيركلي والبروفيسور ياسو يوشيكوني على تطوير مواد إضافية باستخدام الخميرة العظمية، تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد والمواد متعددة الوظائف.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

صقر الجديان

منذ 10 ساعات

• صقر الجديان

ابتكار علمي يحوّل البول إلى مادة لزراعة العظام والأسنان

ويعرف 'هيدروكسي أباتيت' بأنه مركب غير عضوي من فوسفات الكالسيوم، ويعد المكوّن الأساسي للنسيج العظمي والأسنان في جسم الإنسان والحيوانات. ويأتي هذا الاكتشاف في وقت يُنظر فيه إلى البول كمشكلة بيئية، لكونه مصدرا غنيا بالمغذيات التي تثقل شبكات الصرف الصحي وتلوث المياه، خصوصا عند تراكمه بكميات كبيرة. وطوّر الباحثون، بقيادة فريق من جامعة كاليفورنيا في إيرفين، نظاما بيولوجيا يعتمد على سلالة هندسية من الخميرة تُعرف باسم 'الخميرة العظمية'، تعمل على محاكاة وظيفة خلايا بناء العظام في الجسم، وذلك بالتعاون مع باحثين من اليابان ومؤسسات أميركية أخرى. وتقوم هذه الخميرة بتحليل اليوريا في البول، ما يرفع درجة الحموضة (pH) ويؤدي إلى ترسيب الكالسيوم والفوسفات داخل تجاويفها، ثم تحويلها إلى بلورات 'هيدروكسي أباتيت' (Hydroxyapatite – HAp) تُطلقها لاحقا إلى خارج الخلية. ونجح الفريق في إنتاج غرام واحد من HAp لكل لتر واحد من البول. وقال البروفيسور ديفيد كيسايلوس، الأستاذ في علوم وهندسة المواد بجامعة كاليفورنيا والمشارك في الدراسة، إن النظام الجديد 'يحل مشكلتين في آن معا؛ فهو يقلل من تلوث الصرف الصحي، وينتج مادة عالية القيمة تُستخدم طبيا وصناعيا'. وأشار إلى أن التقنية لا تتطلب معدات معقدة أو طاقة عالية، إذ يمكن تنفيذها بتكلفة منخفضة في ظروف بسيطة. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للبلدان النامية والمناطق محدودة الموارد. ولا تقتصر استخدامات HAp على المجال الطبي، بل تُستخدم أيضا في ترميم الآثار وإنتاج المواد الحيوية والصناعات المعمارية الخفيفة. وتوقعت الدراسة أن تبلغ قيمة سوق 'هيدروكسي أباتيت' العالمية نحو 3.5 مليار دولار بحلول عام 2030. ويعمل الفريق حاليا بالتعاون مع مختبر لورنس بيركلي والبروفيسور ياسو يوشيكوني على تطوير مواد إضافية باستخدام الخميرة العظمية، تشمل الطباعة ثلاثية الأبعاد والمواد متعددة الوظائف.

الشارقة 24

منذ 2 أيام

• الشارقة 24

بشرى لعشاق بنت اليمن..مركب بالقهوة يساعد في الوقاية من نوبات قلبية

الشارقة 24 - بنا: توصلت دراسة علمية أجريت في اليابان إلى أن حمض "الفيروليك"، وهو مركب نباتي يوجد في القهوة والأرز، يقلل احتمالات الإصابة بالنوبات القلبية. وأكد الباحثون من كلية الصيدلية بجامعة توهو اليابانية، أن حمض "الفيروليك" يمنع انقباضات الشرايين، والتي تسبب النوبات القلبية، وأوجاع الصدر، والعديد من أمراض القلب والأوعية الدموية الخطيرة. وبحسب الدراسة التي نشرتها الدورية العلمية "Journal of Pharmacological Sciences"، المتخصصة في علم الدواء، وجد الباحثون أن حمض "الفيروليك" يقلل انقباض الأوعية جراء أي تحفيز كيميائي داخل الجسم، وتوصلوا إلى أن هذا المركب يعمل من خلال آليتين مختلفين لوقاية الجسم من نوبات القلب. وأوضح الباحثون أن حمض "الفيروليك" يمنع دخول الكالسيوم إلى الخلايا العضلية، وهو ما يؤدي إلى انقباض الشرايين، كما يساعد أيضًا في وقف عمل بروتين معين يحمل اسم الميوسين، وهو من العوامل المسببة للانقباض. ونقل الموقع الإلكتروني "سايتيك ديلي" المتخصص في الأبحاث العلمية عن الطبيب "كينتو يوشيوكا "رئيس فريق الدراسة قوله: "نظرًا لأن حمض الفيروليك مشتق من أصول نباتية ويعتبر من المواد الآمنة، فهو يمثل أحد المكونات الغذائية الصحية، وربما يكون أساسًا لصناعة أدوية علاج القلب في المستقبل".

البوابة

منذ 4 أيام

• البوابة

ما أعراض نقص الكالسيوم وكيفية العلاج.. تعرفوا عليها

يعد مرض نقص الكالسيوم من الأمراض التي تؤرق الأشخاص المصابين به، وقد تتضاعف خطورة المرض، فيؤدي للإصابة بعدة أمراض، ونقدم لكم اعراض نقص الكالسيوم وكيفية العلاج. أعراض نقص الكالسيوم تخدر وتنميل الأحاسيس في منطقة الفم أو في أصابع اليدين والقدمين. تشنجات العضلات، وخاصة في المنطقة السفلي من الظهر وقد تتطور هذه الحالة لتظهر على شكل تشنج الكف والقدم (Carp أو ما يعرف بالكزاز. الصفير، والذي يحدث بفعل التشنج القصبي. عسر البلع. التغيرات الصوتية والتي تحدث بسبب تشنج الحنجرة. تحدث مجموعة من الأعراض العصبية لنقص مستوى الكالسيوم في الدم، ومن أبرزها: التهيج، ضعف القدرة الفكرية، والاكتئاب، والتغيرات في الشخصية، والإعياء، والنوبات، إضافة إلى حدوث حركات أخرى غير منضبطة. إن نقصان مستوى الكالسيوم في الدم قد يؤدي إلى ظهور أعراض على الجلد والشعر، ومن أبرزها خشونة الشعر، وجفاف الجلد، وهشاشة الأظافر، والإصابة بالصدفية، والحكة المزمنة، و إعتام عدسة العين، إضافة إلى سوء حالة الأسنان. عدم انتظام ضربات القلب. فقدان الذاكرة. تكسر العظام. علاج نقص الكالسيوم يمكن علاج نقص الكالسيوم من خلال تناول الأطعمة الغنية بالكالسيوم، ويعتبر ذلك حلاً مفضلاً إذا كان مستوى الكالسيوم في الدم أعلى من 7 مللي جم/لتر. الكالسيوم الفموي، حيث إنّه يستخدم إذا كان مستوى الكالسيوم أقل من 7 ملغم/لتر في الدم، حيث يؤخذ في هذه الحالة على هيئة مكملات الكالسيوم الغذائية مع التركيز على أهمية تناول الأطعمة الغنية بالكالسيوم. إعطاء الكالسيوم عن طريق الوريد، ويستخدم أيضاً إذا كان مستوى الكالسيوم أقل من 7 ملغم/لتر في الدم، حيث يتم حقن الكالسيوم في الوريد على هيئة غلوكونات الكالسيوم أو كلوريد الكالسيوم، ويذكر بأنّ غلوكونات الكالسيوم 10٪ يوصف في حالات نقص كالسيوم الدم بشكل شديد كما أنّه مفضل أكثر من كلوريد الكالسيوم نظراً لكونه يسبب تلف الأنسجة بشكل أقل إذا تم حقنه عن طريق الخطأ في الأنسجة اللينة المحيطة بالوريد. إعطاء المغنيسيوم عن طريق الوريد، حيث يتم ذلك إذا كان سبب نقص الكالسيوم هو نقص المغنيسيوم، وفي هذه الحالة يتم حقن 2 مللي جرام من المغنيسيوم على فترة 30 دقيقة. إعطاء فيتامين د الفموي حيث يتم ذلك في حالات انخفاض إفراز هرمون الغدة الجار درقية أو انخفاض مستوى فيتامين د في الدم بحيث يتسبب ذلك بانخفاض مستوى فيتامين د، ويتطلب ذلك إجراء فحص الدم بشكل منتظم.