Nanoteknologi dan Nanomaterial – Potensinya untuk Meningkatkan Regenerasi Jaringan

“Jika saya ditanya mengenai bidang mana dari ilmu dan teknologi yang kemungkinan besar akan menghasilkan terobosan – terobosan besar masa depan maka akan saya jawab ilmu dan rekayasa pada skala nano”. (Neal Lane, seorang penasehat presiden Amerika dalam ilmu dan teknologi).

Perkembangan dunia kedokteran melahirkan dua disiplin ilmu baru yakni Teknik Jaringan (Tissue Engineering) dan Kedokteran Regeneratif (Regenerative Medicine). Dua disiplin ilmu tersebut fokus pada pengembangan subtituen biologis dalam mengganti, memulihkan, mempertahankan, atau meningkatkan jaringan yang rusak dan fungsi organ. Dalam berapa dekade terakhir, teknik jaringan dan kedokteran regeneratif adalah dua disiplin ilmu yang sangat menjanjikan dalam dunia pengobatan dan kedokteran. Namun, penelitian lebih lanjut masih perlu dilanjutkan untuk menyediakan bahan-bahan alternatif yang tepat guna sehingga dapat memecahkan masalah yang terkait dengan implan tradisional.

Nanoteknologi, atau penggunaan nanomaterial, berpotensi untuk menjawab permasalahan yang terkait dengan implan tradisional, karena hanya bahan-bahan nano yang dapat meniru sifat permukaan (termasuk topografi, energi, dll) dari jaringan alami di dalam tubuh manusia. Untuk alasan ini, selama dekade terakhir, Nanomaterial telah disorot sebagai kandidat yang potensial untuk meningkatkan bahan rekayasa jaringan tradisional. Yang terpenting, upaya ini telah menyoroti bahwa Nanomaterials menunjukkan superior cytocompatible, mekanik, sifat listrik, optik, katalitik dan magnetik dibandingkan dengan bahan konvensional untuk implant. Sifat unik Nanomaterials inilah yang telah membantu dalam meningkatkan pertumbuhan jaringan.

Dengan semakin meningkatnya populasi dunia, ada kebutuhan besar dalam setiap tahunnya untuk implan biomedis yang dapat memperbaiki jaringan yang rusak. Namun, jaringan pengganti konvensional seperti autograft dan allograft memiliki berbagai masalah yang tidak bisa memuaskan kebutuhan pasien. Berbeda dengan hal tersebut, dikarenakan jaringan alami atau organ yang nanometer dalam dimensinya dan sel-sel secara langsung berinteraksi dengan menciptakan struktur nano extra-cellular matrices (ECM), fitur biomimetik dan sifat physiochemical, maka nanomaterials memainkan peran kunci dalam merangsang pertumbuhan sel serta regenerasi jaringan.

Nanomaterial dapat didefinisikan sebagai benda yang memiliki ukuran antara 1 － 100 nm. Secara geometris, nanomaterial dapat dimasukkan dalam material berdimensi rendah (dibawah 3). Karena ukuran yang sangat kecil maka secara umum karakteristik dari material nano adalah: kecil, ringan, properti unggul, dan cerdas.

Keuntungan Biomemimetik dari Nanomaterial – (A) Hierarki Pembentukan Diri dalam Struktur Nano pada tulang. (B) Nanophase titanium (atas) dan nanokristalin HA / HRN hidrogel perancah (bawah)
 (C) Ilustrasi skematik dalam mekanisme regenerasi tulang dimana Nanomaterials bisa lebih baik dibanding bahan konvensional. Permukaan bioaktif Nanomaterials meniru tulang alami untuk menghasilkan jumlah yang lebih besar dari adsorpsi  protein dan lebih efisien merangsang pembentukan tulang baru dibandingkan bahan konvensional.

Sumber :

Lijie Zhang danThomas J. Webster. 2008. Nanotechnology and nanomaterials: Promises for

improved tissue regeneration. Science Direct.

http://materialcerdas.wordpress.com/teori-dasar/pengantar-nanomaterial/ diakses pada tanggal 29Agustus 2012