Mayfa Nabila

Kemajuan Nanoteknologi di Bidang Medis: Perkembangan Terkini dalam Diagnostik dan Terapi

Pendidikan dan Literasi | 2023-05-17 20:54:09

Nanoteknologi telah menjadi salah satu bidang penelitian yang sangat menarik perhatian dalam beberapa dekade terakhir. Menurut Pristya (2016: 1) Salah satu ilmu pengetahuan yang sedang berkembang pesat saat ini adalah nanosains. Nanosains merupakan ilmu yang mempelajari berbagai gejala alam yang berukuran nanometer. Maka dari itu, sinergitas antara nanosains dan nanteknologi dibutuhkan dalam aplikasi nanosains dalam berbagai kehidupan. Dalam konteks medis, kemajuan nanoteknologi telah membawa perubahan revolusioner dalam diagnosa penyakit dan terapi pasien. Maka dari itu penulis ingin mengulas kemajuan terkini dalam aplikasi nanoteknologi di bidang medis dengan fokus pada aspek diagnostik dan terapeutik. Dalam hal diagnostik, penggunaan nanoteknologi telah memungkinkan pengembangan alat-alat diagnostik yang lebih sensitif, akurat, dan cepat. Partikel nano berbasis logam seperti nanosensor optik dan nanodevice elektrokimia dapat mendeteksi biomarker penyakit dalam sampel biologis dengan tingkat kepekaan yang lebih tinggi. Selain itu, nanoteknologi juga telah mendorong perkembangan teknik pencitraan tingkat molekuler seperti nanosensor MRI dan nanopartikel berlabel fluorescent yang dapat melacak perubahan biologis di tingkat sel.

Di sisi terapi, nanoteknologi telah memperkenalkan pendekatan baru dalam pengobatan penyakit yang sulit diatasi. Nanopartikel terapeutik dapat dirancang untuk mengirimkan obat langsung ke target sel atau jaringan yang terkena, mengurangi efek samping yang tidak diinginkan. Selain itu, nanoteknologi juga mendukung terapi berbasis gen dengan menyediakan platform efisien untuk pengiriman materi genetik ke dalam sel target. Selain itu penulis juga akan membahas beberapa tantangan yang masih dihadapi dalam penerapan nanoteknologi di bidang medis, seperti keamanan nanopartikel dan perizinan regulasi. Meskipun demikian, kemajuan yang telah dicapai dalam penggunaan nanoteknologi dalam diagnostik dan terapi membawa potensi besar untuk meningkatkan perawatan kesehatan, mendukung diagnosis yang lebih akurat, dan mempercepat pemulihan pasien.

Perlu diketahui bersama, salah satu aspek unik tentang nanoteknologi adalah sifatnya yang interdisipliner, dengan keterkaitan antara berbagai bidang ilmu Dwandaru, (2012). Misalnya, fisika dan kimia bekerja sama dalam menghasilkan aplikasi-aplikasi nanoteknologi dalam berbagai sektor seperti medis, peralatan rumah tangga, militer, dan lain-lain. Selain itu, fisika dan biologi saling berhubungan dalam pengembangan teknologi lingkungan, sementara kimia dan biologi berkolaborasi dalam kemajuan di bidang kosmetik. Dengan demikian, ruang lingkup nanosains dan nanoteknologi memiliki cakupan yang sangat luas. Perkembangan terkini dalam bidang nanoteknologi telah memberikan dampak yang signifikan dalam berbagai sektor, termasuk bidang medis. Nanoteknologi telah membuka peluang baru untuk meningkatkan diagnostik dan terapi dalam pengobatan penyakit yang sulit diatasi. Seiring dengan kemajuan ini, penelitian dan pengembangan aplikasi nanoteknologi di bidang medis terus mengalami perkembangan pesat.

Penyakit serius seperti kanker, penyakit kardiovaskular, dan penyakit neurodegeneratif memiliki dampak yang besar pada populasi di Indonesia. Namun, metode diagnostik yang ada sering kali memiliki keterbatasan dalam mendeteksi penyakit pada tahap awal, sementara pengobatan konvensional dapat menimbulkan efek samping yang serius. Oleh karena itu, diperlukan pendekatan inovatif untuk meningkatkan presisi diagnostik dan efektivitas terapi. Nanoteknologi, dengan kemampuannya untuk memanipulasi dan mengendalikan bahan pada skala nanometer, telah menunjukkan potensi besar dalam bidang medis di Indonesia. Penelitian mengenai aplikasi nanoteknologi di bidang medis telah menghasilkan kemajuan yang menjanjikan, memungkinkan pengembangan alat diagnostik yang lebih sensitif dan terapi yang lebih efisien. Selain itu, beberapa aplikasi nanodi dunia medis antara lain, mulai dari penggunaan biosensor untuk mendeteksi anomali dalam tubuh, seperti sebagai konsentrasi gula darah tinggi yang akan memicu diabetes, yang dengan konsep nanorobots, dikembangkan dengan nanoteknologi molekuler Pristya, (2016: 77).

Contohnya, nanopartikel logam seperti emas, perak, atau besi telah digunakan dalam pengembangan biosensor nanoteknologi untuk mendeteksi biomarker penyakit dengan tingkat kepekaan yang tinggi. Penyakit seperti diabetes, malaria, dan infeksi virus dapat didiagnosis dengan lebih cepat dan akurat melalui pendekatan ini . Selain itu, aplikasi nanoteknologi dalam terapi juga menawarkan potensi yang signifikan. Partikel nano seperti nanopartikel obat dan nanovektor telah digunakan sebagai platform pengiriman obat yang efisien, memungkinkan pengiriman obat secara tepat ke target yang spesifik dalam tubuh. Pendekatan ini dapat meningkatkan efektivitas terapi sambil mengurangi efek samping yang tidak diinginkan. Selain itu, aplikasi nanoteknologi juga telah membuka pintu untuk pengembangan alat diagnostik yang lebih canggih. Misalnya, biosensor nanoteknologi berbasis nanotube karbon telah dikembangkan untuk mendeteksi secara sensitif berbagai biomarker penyakit dalam sampel biologis. Hal ini memungkinkan deteksi dini penyakit seperti kanker, penyakit jantung, dan infeksi dengan akurasi yang lebih tinggi, yang pada gilirannya dapat meningkatkan prognosis dan kemungkinan kesembuhan pasien.

Dalam bidang terapi, nanoteknologi juga menawarkan potensi yang menarik. Nanopartikel obat, misalnya, dapat dirancang untuk mengirimkan agen terapeutik secara tepat ke daerah target dalam tubuh, sehingga mengurangi kerusakan pada jaringan sehat dan memaksimalkan efektivitas pengobatan. Selain itu, nanoteknologi juga telah digunakan dalam pengembangan sistem pengiriman gen yang efisien, memungkinkan terapi gen yang terarah dan presisi tinggi dalam mengatasi penyakit genetik. Ini memberikan harapan baru bagi pasien dengan kondisi genetik yang sulit diobati. Namun, penerapan nanoteknologi di bidang medis juga menghadapi beberapa tantangan yang perlu diatasi. Salah satu masalah utama adalah keamanan nanomaterial. Efek samping dan potensi toksisitas dari nanopartikel masih menjadi perhatian, dan perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk memahami secara menyeluruh dampaknya pada tubuh manusia. Selain itu, regulasi yang tepat juga diperlukan untuk memastikan bahwa pengembangan dan penggunaan nanoteknologi di bidang medis mematuhi standar keamanan dan etika yang ditetapkan.

 

• Diagnostik Medis dengan Nanoteknologi:

Nanosensor optik merupakan salah satu aplikasi yang menjanjikan dalam pengembangan nanoteknologi di bidang medis. Penggunaan nanopartikel logam sebagai bahan dasar dalam pengembangan nanosensor telah membawa kemajuan yang signifikan dalam deteksi biomarker penyakit. Partikel-partikel nano ini memiliki kemampuan yang unik dalam berinteraksi secara spesifik dengan biomolekul target, yang menghasilkan sinyal optik yang dapat dideteksi dan dianalisis dengan tingkat sensitivitas yang tinggi. Maka dari itu, nanosensor optik memberikan potensi untuk deteksi dini penyakit, pemantauan respons terapi, dan diagnosis yang lebih akurat dalam bidang medis.

Selain itu, terdapat pengembangan nanosensor elektrokimia yang sangat sensitif dalam mendeteksi perubahan elektrokimia yang terjadi saat terjadi interaksi dengan biomolekul. Penggunaan nanomaterial seperti graphene atau nanotube karbon dalam konstruksi nanosensor ini telah terbukti meningkatkan tingkat sensitivitas dan presisi dalam deteksi penyakit. Kemampuan unik nanomaterial ini untuk menghasilkan respon elektrokimia yang terperinci saat berinteraksi dengan biomolekul membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi deteksi yang lebih canggih dan akurat dalam bidang medis. Nanoteknologi juga telah menghadirkan terobosan dalam teknik pencitraan molekuler yang meliputi penggunaan nanosensor MRI dan nanopartikel berlabel fluorescent. Teknik-teknik ini memberikan kemampuan visualisasi yang unik serta pelacakan perubahan biologis di tingkat sel, yang pada gilirannya memungkinkan deteksi penyakit dengan akurasi yang tinggi dan pemantauan respons terapi secara real-time. Dengan adanya nanosensor MRI, kita dapat memperoleh citra yang sangat rinci dan mendalam tentang struktur dan fungsi tubuh manusia dengan resolusi yang tinggi. Sementara itu, penggunaan nanopartikel berlabel fluorescent memungkinkan kita untuk melacak secara langsung perubahan molekuler di dalam sel, membantu dalam diagnosis dini dan penilaian respons terapi dalam bidang medis.

 

• Terapi Medis dengan Nanoteknologi

Nanoteknologi telah membawa solusi yang signifikan dalam pengiriman obat yang efisien dan terarah. Melalui penggunaan nanopartikel obat, kita dapat merancang sistem penghantaran yang memungkinkan agen terapeutik untuk diantarkan secara langsung ke sel atau jaringan yang terkena, sehingga meningkatkan efektivitas terapi dan mengurangi efek samping yang tidak diinginkan. Dengan memanfaatkan sifat unik dari nanopartikel, seperti ukuran yang dapat dikendalikan, permukaan yang dapat dimodifikasi, dan kemampuan muatan obat yang tinggi, kita dapat mengoptimalkan pengiriman obat ke target yang diinginkan dengan presisi tinggi. Dengan demikian, nanoteknologi dalam pengiriman obat membuka potensi baru dalam bidang terapi yang lebih efektif dan aman. Nanoteknologi juga telah mengubah terapi berbasis gen dengan menyediakan platform pengiriman materi genetik yang efisien. Penggunaan nanovektor berbasis nanoteknologi memungkinkan pengiriman materi genetik ke dalam sel target dengan tingkat akurasi yang tinggi. Hal ini membuka jalan bagi pengobatan penyakit genetik yang sulit diatasi melalui modulasi ekspresi gen atau penggantian gen yang terganggu. Nanovektor dapat melindungi materi genetik dari degradasi dan memungkinkan penargetan spesifik ke sel-sel yang memerlukan intervensi genetik.

Dengan kemajuan dalam nanoteknologi, terapi berbasis gen telah menjadi lebih efektif dan berpotensi untuk mengatasi tantangan penyakit genetik yang kompleks. Penggunaan nanopartikel sensitif cahaya dalam terapi fotodinamik telah menunjukkan potensi besar dalam pengobatan kanker dan penyakit lainnya. Nanopartikel ini memiliki kemampuan unik untuk menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, dan kemudian memicu reaksi kimia yang menghasilkan spesies reaktif oksigen (ROS) yang dapat menyebabkan kematian sel kanker atau mikroorganisme patogen. Melalui pengaturan kontrol eksitasi dan des-excitation, serta modifikasi permukaan nanopartikel untuk penargetan spesifik, terapi fotodinamik menggunakan nanopartikel sensitif cahaya mampu memberikan efek terapeutik yang terarah dan selektif. Dalam bidang pengobatan kanker, terapi fotodinamik telah menunjukkan potensi untuk mengatasi keterbatasan terapi konvensional dan memberikan solusi yang lebih efektif dengan potensi efek samping yang lebih rendah.