Sonny Noer Arywianto 13712015Aplikasi Nanofiber Organik1. Medik

a. Nanohidrogel pembunuh sel kanker

Hidrogel adalah bahan yang umum digunakan dalam benda sehari-hari seperti lensa kontak atau popok, untuk mengontrol kelembaban. Para Peneliti di Universitas Guadalajara (UdeG), di Meksiko, mengembangkan teknologi baru berdasarkan nanopartikel termosensitif (nano-hidrogel) sebagai alternatif untuk pelepasan obat antikanker.nano-hidrogel memiliki karakteristik yang sama dengan obat-obatan dan disuntikkan ke dalam pasien. Saat melewati aliran darah obat ini tidak terdeteksi atau menyerang oleh sistem kekebalan tubuh karena sifat fisik dan kimianya yang membuat mereka kompatibel dengan tubuh.Bahan ini digunakan pada ranah biomedis sebagai alat diagnostik dalam membran, pelapis, mikrokapsul, implan untuk aplikasi pendek atau jangka panjang dan sistem pelepasan obat terkontrol. Nano-hidrogel juga digunakan untuk menumbuhkan jaringan atau memperbaiki patah tulang karena berfungsi sebagai substrat untuk pertumbuhan sel.Ide penelitian ini adalah bahwa obat yang dibungkus nano-hidrogel dapat diangkut langsung tepat ke sel-sel kanker. Tanpa merusak bagian lain dari tubuh, karena hidrogel menawarkan kemungkinan dosis segudang zat aktif di situs yang diinginkan dan dapat diberikan sebagai hidrogel kering atau basah dengan rute yang berbeda seperti mulut, hidung, pipi, dubur, transdermal, vagina dan mata. Pelepasan obat dapat dilakukan dengan peningkatan volume, perubahan pH, atau suhu.b. Vaksin Instan dengan Nanopartikel

Sebagaimana kita ketahui Vaksin berfungsi sebagai memberantas penyakit dan melindungi penduduk dari wabah, namun teknologi yang menyelamatkan jiwa ini diperlukan peningkatan. Vaksin biasanya diproduksi secara massal di lokasi yang terpusat jauh dari mereka yang akan menggunakan. Dibutuhkan biaya yang tidak sedikit untuk mengirim dan menyimpan vaksin di dalam lemari es agar vaksin dapat bertahan lama.Metode pembuatan vaksin jenis baru yang ditemukan oleh tim Peneliti University of Washington (UW) memberikan kemudahan dalam pembuatannya sehingga imunisasi dapat diberikan dalam beberapa menit di mana dan kapan penyakit timbul. Memang penelitian ini baru terbukti pada tikus. Mereka berharap vaksin jenis baru ini suatu saat dapat membuat vaksin menjadi lebih murah dan mudah di produksi pada daerah yang memerlukan.Tim peneliti UW menyuntik tikus dengan sintetis nanopartikel dengan protein rekayasa yang meniru efek dari infeksi dan mengikat kalsium fosfat, senyawa anorganik yang ditemukan dalam gigi dan tulang. Setelah delapan bulan, tikus yang terjangkit penyakit dibuat tiga kali lipat jumlah sel Tpembunuh. Hal tersebut menandakan respon imun lebih tahan lama dibandingkan dengan tikus yang telah menerima protein tetapi tidak ada nanopartikel kalsium fosfat.Nanopartikel bekerja dengan mengangkut protein ke kelenjar getah bening di mana mereka memiliki kesempatan lebih tinggi untuk bertemu sel dendritik, jenis sel kekebalan yang langka di kulit dan otot, tapi memainkan peran penting dalam mengaktifkan respon imun yang kuat.Teknologi ini memungkinkan produksi vaksin di tempat kejadian. Misalnya, seorang dokter lapangan dapat membuat dosis vaksin segera ketika melihat awal penyakit epidemi sehingga vaksinasi dapat dilakukan segera untuk melindungi seluruh penduduk di daerah yang terkena serta mencegah penyebaran penyakit epidemi.Di masa depan melalui pendekatan teknologi ini dapat berguna bagi vaksinasi manusia di negara-negara berkembang. Terutama ketika lead time dan sumber daya yang langka. Jelas hal ini akan menghemat biaya dengan tidak harus bergantung pada pendinginan, dan vaksin dapat diproduksi dengan peralatan sederhana. Vaksin dapat diproduksi dan disalurkan dengan menggunakandisposable patch, seperti perban, yang suatu hari nanti bisa mengurangi penggunaan tenaga terlatih dan jarum suntik.c. Perangkat nanopartikel dapat menetralkan racun dari darah

Para ilmuwan sebelumnya telah mengembangkan nanopartikel yang dapat mengikat beberapa jenis racun dan penetralisirnya. Namun, tidak dapat diberikan secara langsung kepada pasien karena partikel dapat terakumulasi dalam hati, menciptakan risiko gangguan kesehatan.Hal tersebut yang melatarbelakangi tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Shaochen Chen di University of California, San Diego. Mereka mengembangkan perangkat detoksifikasi berbasis nanopartikel yang tidak akan berbahaya bagi pasien.Mereka mengembangkan perangkat liver-terinspirasi 3D yang terbuat dari hidrogel dan nanopartikel yang dapat mengeluarkan racun dari darah. Dirancang untuk digunakan di luar tubuh, perangkat menyediakan konsep model untuk teknik detoksifikasi baru.Racun dari gigitan dan sengatan binatang atau infeksi bakteri dapat merusak sel kemudian menyebabkan rasa sakit dan penyakit. Pengobatan konvensional, seperti antisera, mungkin tidak sepenuhnya menetralkan racun.nanopartikel terbuat dari polimer polydiacetylene. Karakteristik kimia polydiacetylene menyebabkan perubahan pola fluoresensi ketika racun terikat. Toksin mengikat berubah warna dari biru menjadi merah, dan intensitas meningkat fluoresensi merah dengan jumlah toksin terikat.Dengan menggunakan simulasi komputer, para peneliti mampu mencirikan interaksi antara nanopartikel dan racun.

d. Bimaterial substitusi tulang

Biomaterials merupakan material sintesis yang dipakai untuk mengganti bagian dari sistem hidup atau untuk berfungsi secara terikat dengan jaringan hidup. Biomaterials pada dasarnya adalah material dari bahan hayati; setiap substansi (selain obat) atau kombinasi substansi, sintesis atau alami, yang dapat dipakai pada perioda waktu tertentu, sebagai bagian atau keseluruhan sistem yang memperlakukan, menggandakan, atau mengganti setiap jaringan, organ, ataupun fungsi tubuh. Walaubagaimanapun, seperti yang dikatakan Prof.Kunio, biomaterials memiliki beberapa kekurangan. Tidak seperti organ yang memiliki fungsi kompleks, biomaterial hanya memiliki fungsi tunggal. Kemudian, Respon jaringan terhadap biomaterial biasanya berupa respon toksis (toxic response) dan respon asing tubuh (foreign body response).Pada rekonstruksi tulang cacat, material yang dapat diintegrasikan dengan tulang diantaranya Titanium (Ti), Apatite (Ca10(PO4)6(OH)2), danBone Morphogenic protein(BMP). Pada pemakaian Ti, tulang akan terbentuk dengan lambat, jaringan benang akan perlahan teramati diantara tulang dan material. Pada pemakaian apatite, tulang akan terbentuk secara cepat, material akan bergabung langsung dengan material. Pada pemakaian BMP, sel lemak akan terdeferensiasi, merupakan faktor tumbuh yang menginduksi tulang pada daerah tidak bertulang. Prosedur untuk merekonstruksi tulang cacat diantaranyaautograft, allograft, danxenograft.Pengisi tulang buatan (Artificial bone filler) diantaranya hydroxyapatite (sama seperti tulang manusia) dan carbonateapatite (komposisi tulang manusia). Pada reaksi kimiawi, carbonate apatite merupakan fasa paling stabil secara termodinamika. Jaringan keras pada makhluk bertulang belakang (vertebrate) adalah apatite. pembentukan blok carbonate apatite diantaranya pembentukan blok kalsium karbonat yang kemudian bertransformasi menjadi carbonate apatite.

2. Media Flitrasi

Nanofiber media filter yang digunakan dalam aplikasi filter udara di mana sistem filtrasi kompak dengan efisiensi secara keseluruhan dan pecahan sangat tinggi dan penurunan tekanan awal yang rendah diperlukan.Selain itu, karena gaya drag aerodinamis pada nanofibers sangat rendah dibandingkan dengan drag pada partikel debu yang besar dikumpulkan pada media nanofiber, media ini sangat ideal untuk aplikasi untuk membersihkan diri filtrasi.Partikel-partikel dapat dengan mudah dilepaskan dengan menerapkan aliran udara terbalik atau hanya gemetar filter.Diameter serat adalah variabel utama yang bertanggung jawab untuk efisiensi filter dan penurunan tekanan.Efisiensi meningkat pesat dengan penurunan diameter serat.Rasio diameter nanofiber media filter komersial untuk diameter serat dari serat selulosa yang umum digunakan adalah kurang lebih sama dengan 1:150.Hal ini menyebabkan peningkatan luas permukaan yang sangat besar untuk media nanofiber filter.Luas permukaan untuk 100 nanofibers nm adalah kira-kira.40 meter persegi / gram serat sementara hanya 0,2 meter persegi / gram untuk 20-mikron serat selulosa.Nanofiber memiliki aplikasi yang sangat menguntungkan dalam proses filtrasi karena memiliki luas permukaan yang lebih besar dan mikropori yang lebih kecil dibandingkan dengan serat melt blown (MB). Selain itu, rendahnya sifat mekanik bulk nanowebs tipis yang dimiliki menyebabkan jaring nanofiber ini bisa diletakkan di atas substrat media filtrasi. Diameter serat yang kecil menyebabkan arus slip pada permukaan serat, sehingga terjadi peningkatan intersepsi dan efisiensi impaction inersia dari media filter komposit. Peningkatkan efisiensi penyaringan pada penurunan tekanan yang sama mungkin dilakukan untuk serat yang mempunyai diameter kurang dari 0,5 mikrometer.Nanofiber ini sangat cocok untuk menyaring partikel-partikel submikron dari air ataupun udara. Elektospun fiber ini memiliki diameter tiga kali lebih kecil dibandingkan dengan serat melt blown.Nanofiber yang dikombinasikan dengan produk nonwoven lainnya memiliki kegunaan yang sangat potensial untuk berbagai aplikasi filtrasi seperti filter aerosol, masker, dan pakaian pelindung. So, Ada baiknya jika mulai sekarang kita sebagai generasi muda Indonesia mempelajari prinsip-prinsip dasar dalam memfabrikasi nanofiber, sehingga kelak kita tidak semakin tertinggal dengan negara lain dalam hal pengembangan nanoteknologi.

sumber : http://globalbiodefense.com/2014/01/20/on-demand-vaccines-possible-with-engineered-nanoparticles/#sthash.5FRgY3B4.dpuf http://globalbiodefense.com/2014/06/10/nanoparticle-device-remove-toxins-blood/#sthash.KB0LpID5.dpuf http://biomaterialtulang.innov.ipb.ac.id/ www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150205141153.htm