Keberadaan pandemi hampir selalu menjadi pemantik perkembangan dan penelitian di bidang kesehatan. Ilmu-ilmu yang berkaitan semacam biologi dan berbagai macam turunannya menjadi penting untuk dipelajari. Seperti halnya pandemi Covid-19 beberapa waktu lalu, juga memicu banyak pihak terjun ke dalam upaya pencegahan penyebaran hingga penyembuhan dari serangan virus. Tak terkecuali para materials scientist & metallurgist, yang berupaya memadukan latar belakang keilmuan mereka dengan biologi.
Definisi biomaterials
“Biomaterials itu definisinya luas, ketika material peruntukannya agar dapat berinteraksi dengan tubuh, itulah biomaterials,” terang Dr. Vincent Irawan, Postdoctoral Researcher di Eindhoven University of Technology, Belanda.
Menurut Vincent, dalam upaya memadukan biologi dan material, tiap periset biomaterials wajib memperhatikan interaksi biologis dari material. Sifat-sifat yang harus diperhatikan secara umum minimal ada tiga:
- sifat biologis permukaan,
- biodegradability, dan
- mechanical properties (sifat mekanik).
Mengapa sifat biologis permukaan menjadi penting? Karena interaksi material di dalam tubuh manusia selalu daiwali dari permukaan. Di sifat inilah kita memperhatikan sifat hidrofilik (suka air) dan hidrofobik (tidak suka air). Dari dua sifat tersebut dapat dihubungkan dengan berbagai material, entah itu logam, polimer, dll. Dari permukaan, selanjutnya akan bisa berpengaruh pada produk degradasi serta mempengaruhi sifat mekanik material awalnya.
Pada siaran MATCHA ROOM ke-12, Dr. Iman Adipurnama, Project Assistant Professor, Faculty of College of Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, mengemukakan bahwa ada tiga tahapan strategi yang mempengaruhi biomaterials. Ada bioinert atau kemampuan material untuk tidak mempengaruhi (lingkungan biologis) dalam tubuh/inert. Selanjutnya, bioactive atau kemampuan material untuk bisa memiliki efek biologis tertentu. Ada interaksi dengan bagian tubuh tapi positif dan tidak berbahaya. Dan yang terakhir ada biomimic (bio-inspired materials), yaitu suatu sifat dari material yang terinspirasi dari kondisi natural tubuh.
“Perpaduan dari strategi-strategi tersebut akan menghasilkan sifat material yang terdiri atas gabungan ilmu biologi, kimia, dan rekayasa (engineering), yang disebut biocompatibility,” ujar Iman.
Beyond biological-materials
Ghiska Ramahdita, PhD Candidate, McKelvey School of Engineering, Washington University in St. Louis, USA, mengungkap bahwa organ biologis yang ada di dalam tubuh kita merupakan unsur-unsur kimia dan merupakan jenis material (mayoritas polimer). Jadi jelas, ilmu-ilmu material akan sangat terpakai di bidang tissue engineering.
“Lima-sepuluh tahun yang lalu mungkin riset biomaterials lebih fokus ke implan tulang. Tapi untuk saat ini kebanyakan sudah mulai merambah ke advanced engineering, terutama ke hal-hal kecil (bottom-up) penyusun organ dalam tubuh. Gunanya agar bisa direplikasi untuk proses penyembuhan tubuh tingkat lanjut,” kata Ghiska, yang saat siaran MATCHA ROOM ke-38 juga merupakan periset di Research Center for Biomedical Engineering, Universitas Indonesia.
Ada apa dengan biologi dan metalurgi?
Pencemaran logam ternyata menjadikan tantangan tersendiri bagi peneliti bidang metalurgi untuk memadukan biologi di dalam keilmuannya. Seperti yang dilakukan oleh Ir. Siti Khodijah Chaerun, MT., Ph.D., Ketua Program Studi Teknik Metalurgi, Faculty of Mining and Petroleum Engineering, Institut Teknologi Bandung (FTTM-ITB). Riset yang beliau lakukan berbasis bio-hydro-metallurgy.
Menurut beliau, “makhluk-makhluk biologis semacam jamur (fungi) dan bakteri khusus, bisa jadi aset penting untuk mendeteksi pencemaran logam. Sehingga, ketika suatu tambang telah selesai dioperasikan dan masuk tahap remediasi, bidang bio-hydro-metallurgy ini menjadi penting perannya.”
Wah, ternyata banyak sekali contoh-contoh pemaduan bidang biologi dan material. Tak hanya yang berhubungan dengan manusia, bahkan makhluk hidup kecil-kecil pun jadi penghubung dua keilmuan penting ini. Para wise-reader sekalian ada insight lain tentang biomaterials? Yuk, diskusi bersama! Jangan lupa untuk menyimak siaran-siaran di MATCHA ROOM selanjutnya ya.
Leave a Reply