Penjelasan Teknik Biomedis: Biomaterial

Dipublikasikan oleh Muhammad Ilham Maulana

21 Maret 2024, 13.46

Sumber: en.wikipedia.org

Biomaterial, juga dikenal sebagai bahan hayati, merujuk pada substansi yang telah dihasilkan atau dirancang untuk berinteraksi dengan sistem biologis, baik untuk tujuan medis seperti terapi (pengobatan, perbaikan, penggantian fungsi jaringan tubuh) maupun untuk tujuan diagnostik. Sebagai disiplin ilmu, biomaterial telah ada sekitar lima puluh tahun, dan bidang studi yang berkaitan dengan biomaterial dikenal sebagai ilmu biomaterial atau rekayasa biomaterial. Selama sejarahnya, ilmu biomaterial telah mengalami pertumbuhan yang stabil dan signifikan, dengan banyak perusahaan mengalokasikan sumber daya yang besar untuk pengembangan produk baru. Studi biomaterial melibatkan unsur-unsur dari berbagai bidang seperti kedokteran, biologi, kimia, teknik jaringan tubuh, dan ilmu material.

Penting untuk memahami perbedaan antara biomaterial dan bahan biologis seperti tulang, yang dihasilkan oleh sistem biologis. Selain itu, penting juga untuk memperhatikan bahwa definisi biomaterial mencakup aspek biokompatibilitas, karena kecocokannya dalam aplikasi tertentu bisa bervariasi. Sebuah biomaterial yang biokompatibel untuk satu aplikasi mungkin tidak sesuai untuk aplikasi lainnya.

Ikhtisar Biomaterial

Biomaterial dapat berasal dari sumber alami atau disintesis di laboratorium menggunakan berbagai teknik kimia yang melibatkan komponen seperti logam, polimer, keramik, atau material komposit. Biasanya, biomaterial ini digunakan atau dimodifikasi untuk aplikasi medis, sehingga mencakup struktur hidup atau perangkat biomedis yang dapat melakukan, menambah, atau menggantikan fungsi organ alami sebagian atau sepenuhnya.

Fungsi biomaterial bisa bersifat pasif, seperti dalam penggunaan katup jantung, atau memiliki sifat bioaktif yang lebih interaktif, seperti pada implan pinggul yang dilapisi hidroksiapatit. Selain itu, biomaterial juga berperan penting dalam aplikasi sehari-hari seperti dalam kedokteran gigi, prosedur bedah, dan pengobatan. Sebagai contoh, alat medis yang mengandung produk farmasi dapat ditempatkan di dalam tubuh untuk memberikan pelepasan obat secara bertahap. Selain itu, biomaterial juga dapat berupa jaringan autograf, allograf, atau xenograf yang digunakan sebagai bahan untuk transplantasi.

Aktivitas Biologis 

Kemampuan biomaterial yang telah dirancang untuk menstimulasi respons fisiologis yang mendukung kinerja dan fungsi biomaterial dikenal sebagai aktivitas biologis. Istilah ini paling sering digunakan dalam konteks gelas bioaktif dan keramik bioaktif, yang merujuk pada kemampuan bahan tersebut untuk berinteraksi secara efektif dengan jaringan sekitarnya, baik untuk mendukung pertumbuhan tulang (osseokonduktif) maupun merangsang pembentukan tulang baru (osseoproduktif).

Biasanya, biomaterial untuk implan tulang dirancang agar merangsang pertumbuhan tulang sambil secara bertahap terurai oleh cairan tubuh sekitarnya. Karena itu, penting untuk memiliki biokompatibilitas yang baik, kekuatan yang memadai, dan laju pelarutan yang optimal. Evaluasi umumnya dilakukan dengan mengukur tingkat biomineralisasi di permukaan biomaterial, yang mencerminkan pembentukan lapisan hidroksiapatit sebagai indikator interaksi yang berhasil dengan jaringan biologis.

Self-assembly mengacu pada pengelompokan partikel secara spontan seperti atom, molekul, koloid, dan misel, tanpa pengaruh eksternal. Partikel-partikel ini membentuk susunan yang besar dan stabil secara termodinamika dengan struktur yang terdefinisi dengan baik, menyerupai sistem kristal yang terlihat dalam metalurgi dan mineralogi. Perakitan sendiri molekuler lazim terjadi dalam sistem biologis, membentuk struktur kompleks yang menginspirasi pengembangan biomaterial dengan sifat mekanik yang unggul. Fenomena ini semakin banyak digunakan dalam sintesis kimia dan nanoteknologi. Contohnya termasuk kristal molekuler, kristal cair, koloid, misel, dan monolayer yang dirakit sendiri, semuanya menunjukkan struktur yang sangat teratur melalui pengorganisasian diri.

Self-assembly (Perakitan sendiri)

Perakitan mandiri mengacu pada pengelompokan partikel secara spontan seperti atom, molekul, koloid, dan misel, tanpa pengaruh eksternal. Partikel-partikel ini membentuk susunan yang besar dan stabil secara termodinamika dengan struktur yang terdefinisi dengan baik, menyerupai sistem kristal yang terlihat dalam metalurgi dan mineralogi. Perakitan mandiri molekul lazim dalam sistem biologis, membentuk struktur kompleks yang menginspirasi pengembangan biomaterial dengan sifat mekanik unggul. Fenomena ini semakin banyak dimanfaatkan dalam sintesis kimia dan nanoteknologi. Contohnya termasuk kristal molekuler, kristal cair, koloid, misel, dan lapisan tunggal yang tersusun sendiri, semuanya menunjukkan struktur yang sangat teratur melalui pengorganisasian mandiri.

 

Disadur dari: en.wikipedia.org