Biomaterial – apa itu, contoh, kegunaan

Konsep ‘Biomaterial’ cukup sering dijumpai saat ini. Terkait dengan solusi medis canggih dan penggantian bagian tubuh, ia memiliki sedikit nuansa futuristik. Tapi apakah biomaterial itu? Dan di mana dan mengapa bahan ini digunakan?

Apa itu Biomaterial?

Biomaterial adalah perangkat yang terdiri dari senyawa buatan atau alami yang diintegrasikan ke dalam sistem biologis dengan tujuan untuk menggantikan, melengkapi atau merawat organ atau jaringan tertentu yang fungsinya telah hilang atau rusak.

Pengembangan biomaterial melibatkan ilmu-ilmu seperti biologi, termasuk nanobiologi, kimia, jaringan dan rekayasa material. Adapun aplikasinya, biomaterial  digunakan untuk tujuan medis, sebagai alat terapi atau diagnostik.

Bertentangan dengan apa yang mungkin tersirat dari kata tersebut, biomaterial tidak harus biologis atau didasarkan pada materi yang berhubungan dengan bio. Bahannya sendiri bisa apa saja mulai dari logam, plastik, hingga berbagai jenis komposit, tetapi juga bisa terinspirasi dari alam dan berasal dari alam. Pengertian biomaterial adalah bahan yang dirancang dengan tujuan untuk berinteraksi dengan tubuh, yaitu dirancang untuk berada dalam lingkungan biologis.

Fungsi

Penggunaan utamanya Biomaterial adalah di bidang medis, bertindak dengan cara:

  • Prostetik: mengganti bagian atau organ tubuh.
  • Diagnosis: membantu dalam penentuan anomali.
  • Terapeutik: membantu penyembuhan dan perawatan.
  • Dalam penyimpanan: menyimpan zat.

Senyawa yang digunakan untuk produksi biomaterial meliputi polimer alami atau sintetis (seperti hidrida), keramik dan logam (seperti baja tahan karat dan paduan titanium atau kobalt).

Contoh biomaterial dapat disebutkan seperti: perangkat biomedis (seperti biosensor, tabung sirkulasi darah, sistem hemodialisis), bahan implan (seperti jahitan, piring, pengganti tulang, tendon, saringan atau jerat, katup jantung, lensa, gigi), perangkat untuk pelepasan obat-obatan (dalam bentuk implan subdermal dan partikel), organ buatan (seperti jantung, ginjal, hati, pankreas, paru-paru, kulit) dan penyembuhan, di antara banyak lainnya.

Biomaterial berbasis logam menguntungkan ketika resistensi menjadi perhatian, karena mereka memiliki kinerja mekanik yang sangat baik dan dapat menahan kelelahan dan patah. Karena itu, mereka banyak digunakan sebagai komponen struktural untuk penggantian, penguatan atau stabilisasi jaringan yang kaku.

Aplikasinya termasuk benang, sekrup dan pelat untuk fiksasi fraktur, implan gigi dan prostesis untuk menggantikan sendi.

Biomaterial polimer juga memiliki kelebihan seperti kemudahan pembuatan untuk menghasilkan beragam bentuk dan ketersediaan dalam menemukan bahan dengan sifat mekanik dan fisik yang diinginkan untuk aplikasi spesifik.

Dimana dan mengapa biomaterial digunakan?

Biasanya, tujuan biomaterial adalah untuk menggantikan bagian tubuh yang hilang, dengan mereplikasi struktur yang sudah tidak ada lagi, atau untuk meningkatkan fungsi. Pikirkan implan, seperti sendi pinggul, dan katup jantung, transplantasi kulit, cangkok vaskular, dan stent. Biomaterial juga digunakan dalam konteks yang tidak terlalu mengganggu, seperti pada lensa kontak dan perawatan luka

Dari bahan asing yang dapat ditoleransi oleh tubuh hingga desain bahan yang bertujuan

Meskipun konsep biomaterial memiliki nuansa futuristik, keinginan dan dorongan untuk memperbaiki tubuh yang rusak adalah hal yang kuno. Upaya untuk mengganti atau memperbaiki bagian tubuh yang rusak atau sakit sudah ada sejak ribuan tahun yang lalu. Ada rekaman implan gigi dari era Maya, dimana implan gigi terbuat dari nacre dari kerang. Sepanjang sejarah, ada banyak rekaman materi asing yang kurang lebih berhasil dimasukkan ke dalam tubuh. Kami memiliki tato berbasis partikel karbon, jahitan yang terbuat dari usus kucing dan kepala semut yang menggigit, mata kaca, dan pinggul stainless steel. Namun, bidang ilmiah ilmu biomaterial seperti yang kita kenal sekarang ini relatif baru. Ini dimulai sekitar tahun 60-an. Pada saat ini, kami beralih dari menggunakan material yang kami miliki ke merekayasa material dengan tujuan meningkatkan tingkat keberhasilan integrasi material, dan bidang ilmu biomaterial lahir.

Konsep biokompatibilitas dan bahan fungsional

Di masa lalu, tentu saja konsep dan pemahaman biokompatibilitas belum ada. Kemungkinan besar, itu hanya keberuntungan jika bahan yang ditanam dapat ditoleransi oleh tubuh, dan pasien tidak menderita efek samping yang parah. Hari ini kita memiliki pemahaman yang baik tentang biokompatibilitas dan bahan penjahit untuk interaksi yang diinginkan dengan tubuh. Jadi, evolusi penggunaan material telah membawa kita dari kerang di zaman Maya, ke bahan yang tidak bisa dijual seperti polimer, logam, dan keramik setelah Perang Dunia II, ke bahan rekayasa yang dirancang untuk biokompatibilitas di zaman modern. Di sini kita menemukan silikon, hidrogel, dan hidroksiapatit, yang sekarang umum digunakan. Sekarang saatnya untuk era berikutnya. Ini bertujuan untuk merekayasa bahan yang tidak hanya dapat ditoleransi oleh tubuh, tetapi juga memiliki sifat fungsional, yaitu sifat yang dapat disetel misalnya untuk mengontrol lingkungan fisiologis dan menimbulkan respons, seperti perbaikan jaringan.