Manusia (dan sebagian besar hewan) memiliki kemampuan tertentu untuk menyembuhkan luka dan cedera. Biasanya, pembukaan epidermis oleh proses mekanis mengikuti mekanisme penyembuhan yang dapat diprediksi pada tingkat medis: pembentukan bekuan, peradangan, proliferasi sel dan diferensiasi strain baru, untuk merombak jaringan dan mengembalikannya ke keadaan semula di sebanyak mungkin.
Namun, tidak hanya epidermis yang diperbaiki. Konsolidasi tulang dan mobilisasi sel satelit miosit (masing-masing di tulang dan otot), adalah contoh mekanisme fisiologis lain yang mencoba mengoreksi robekan mikro dan patah tulang dalam sistem lokomotor kita.
Sebagai contoh, ketika ada patah tulang, badan sel (osteosit, osteoblas, osteoklas dan sel osteoprogenitor) mengeluarkan dan merombak matriks tulang, untuk mencapai bahwa tulang memulihkan bentuk normalnya dalam waktu sesingkat mungkin. Biasanya, dalam 6 hingga 8 minggu, peningkatan yang signifikan dapat dilihat.
Sayangnya, tidak semua jaringan sembuh dengan baik dan beberapa jaringan sama sekali tidak memiliki kapasitas regeneratif yang sempurna, seperti jantung atau organ lainnya. Untuk menantang batas kapasitas fisiologis manusia dan berpotensi menyelamatkan jutaan nyawa, biomaterial datang ke zaman kita . Pelajari segala sesuatu tentang mereka, karena masa depan kedokteran menjanjikan untuk sedikitnya.
- Artikel terkait: “Jenis sel utama tubuh manusia”
Apa itu biomaterial?
Biomaterial, dari sudut pandang medis, adalah setiap bahan alami atau sintetis yang dimaksudkan untuk dimasukkan ke dalam jaringan hidup, terutama sebagai bagian dari unsur bedah atau implan . Pada tingkat fisiologis, bahan-bahan ini memiliki sifat yang unik dibandingkan dengan yang lain, karena mereka dapat langsung menghubungi jaringan hidup tanpa menyebabkan respons imun negatif pada pasien.
Selain itu, perlu dicatat bahwa biomaterial tidak mencapai fungsinya melalui pemisahan zat farmakologis dan tidak bergantung pada metabolisme oleh tubuh untuk mencapai efek yang diinginkan (jika tidak, kita akan berbicara tentang obat-obatan). Fungsionalitas dan keajaibannya ditemukan dalam (dan beradaptasi) di tempat yang tepat, karena idealnya mereka berfungsi untuk menggantikan jaringan keras atau lunak yang telah mengalami beberapa jenis kerusakan. Selain penggunaannya yang khas, mereka juga semakin banyak digunakan sebagai metode diagnostik dan peristiwa klinis lainnya.
Biomaterial generasi pertama dibuat sekitar tahun 1940, dengan puncak kegunaan dan fungsi pada tahun 1960-an dan 1970-an. Sebagai bahan dan pengetahuan medis telah disempurnakan, kemampuan unsur-unsur ini telah meningkat dari waktu ke waktu, mengarah ke senyawa generasi kedua dan ketiga. Beberapa sifat idealnya adalah sebagai berikut:
- Sifat mekanik yang sesuai: biomaterial yang sangat kaku tidak dapat dimasukkan ke dalam jaringan alami yang longgar, karena fungsinya yang benar akan dicegah.
- Ketahanan korosi dalam media berair: tubuh manusia adalah 60% air. Oleh karena itu, biomaterial yang tahan terhadap cekaman air sangat penting.
- Seharusnya tidak kondusif untuk toksisitas lokal atau kejadian karsinogenik di jaringan di mana ia ditempatkan.
- Mulai dari generasi kedua, dicari bahan-bahannya, selain itu, bioaktif. Ini harus menginduksi respon fisiologis yang mendukung fungsi dan kinerja biomaterial.
- Karakteristik baru lainnya yang dicari adalah bahwa beberapa bahan mampu diserap kembali. Ini berarti bahwa mereka menghilang atau berubah secara drastis dari waktu ke waktu dan dapat dimetabolisme oleh tubuh.
- Akhirnya, hari ini diharapkan beberapa dari mereka merangsang respons spesifik di tingkat sel.
Seperti yang dapat Anda bayangkan, sifat ideal dari biomaterial sepenuhnya bergantung pada fungsionalitas . Misalnya, seorang ahli bedah tertarik untuk memasang sekrup untuk memperbaiki cangkok pada cedera ligamen yang diserap kembali dari waktu ke waktu, sehingga pasien tidak perlu diintervensi lagi. Di sisi lain, jika biomaterial menggantikan struktur vital, idenya adalah itu permanen dan menahan semua keburukan ekosistem tubuh.
Selain itu, beberapa biomaterial menarik dari sudut pandang seluler, karena mereka dapat mengembangkan pertumbuhan dan diferensiasinya . Misalnya, beberapa kristal bioaktif generasi ketiga dirancang untuk mengaktifkan gen tertentu dalam sel jaringan yang rusak, untuk mendorong regenerasi yang cepat. Sepertinya teknologi yang diambil dari masa depan dystopian, tetapi ini adalah kenyataan hari ini.
Jenis-jenis biomaterial
Agar semua hal di atas tidak tetap dalam serangkaian konsep halus, kita menyajikan kepada Anda bukti kegunaan biomaterial. Kita tidak dapat membahas semuanya (karena daftarnya sangat panjang), tetapi kita mengumpulkan beberapa yang paling menarik. Jangan sampai ketinggalan.
1. Keramik kalsium fosfat
Keramik kalsium fosfat berpori dapat digunakan untuk memperbaiki cacat intrabony tertentu karena tidak beracun, biokompatibel dengan tubuh, dan tidak secara signifikan mengubah kadar kalsium dan fosfor dalam darah . Bagaimanapun, karena biokeramik sangat keras dan terdegradasi sangat lambat, biasanya perlu untuk menggabungkannya dengan polimer biodegradable untuk mencapai hasil yang lebih baik.
Jenis implan ini digunakan untuk mendorong pemulihan tulang pada patah tulang, misalnya. Sebagai fakta yang aneh, telah diamati bahwa memasukkan biomaterial ini dengan sel punca mesenkim dapat mendorong regenerasi jaringan yang lebih cepat dan lebih halus pada hewan tertentu. Seperti yang Anda lihat, biomaterial bukan hanya mineral atau senyawa, tetapi campuran unsur organik dan anorganik yang mencoba menemukan keseimbangan sempurna untuk mencapai fungsinya.
2. Kristal bioaktif
Kristal bioaktif juga ideal untuk proses regeneratif tertentu pada tingkat tulang, karena laju degradasinya dapat dikontrol, kristal tersebut mengeluarkan bahan ionik tertentu dengan potensi osteogenik dan memiliki pertemuan afinitas yang lebih dari benar dengan jaringan tulang . Sebagai contoh, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa beberapa kristal bioaktif mempromosikan aktivasi osteoblas, sel-sel jaringan tulang yang mengeluarkan matriks antar sel yang memberikan kekuatan dan fungsionalitas tulang.
- Anda mungkin tertarik: “Dua belas cabang (atau bidang) Psikologi”
3. Sekrup bikortikal yang dapat diserap kembali
Pelat dan sekrup yang dapat diserap kembali berdasarkan asam polilaktat dan asam poliglikolat adalah urutan hari ini, karena mereka semakin menggantikan unsur titanium keras yang membawa begitu banyak masalah saat cedera pengelasan .
Misalnya, poliglikolat adalah bahan yang kuat, tidak kaku, tidak berjumbai, dan menawarkan keamanan penyangga yang baik selama penjahitan. Bahan-bahan ini jauh mengungguli titanium karena menyebabkan ketidaknyamanan pasien yang jauh lebih sedikit, lebih murah, dan tidak memerlukan operasi pengangkatan.
4. Patch biomaterial
Sejauh ini kita telah menyebutkan biomaterial yang digunakan untuk regenerasi tulang, tetapi juga digunakan dalam jaringan lunak. Misalnya, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering sedang mengembangkan patch alginat, berdasarkan ganggang coklat, sebagai sealant terapeutik untuk mengobati infiltrasi paru-paru akibat trauma, pembedahan, atau kondisi seperti pneumonia dan cystic fibrosis .
Hasil dari teknologi ini menjanjikan, karena tampaknya patch alginat merespon dengan baik terhadap tekanan yang serupa dengan yang diberikan oleh paru-paru dan membantu regenerasi jaringan di organ-organ ini yang sangat penting bagi kehidupan.
5. Hidrogel “perban” untuk luka bakar
Orang yang menderita luka bakar parah mengalami penderitaan yang nyata ketika perban mereka dimanipulasi dan, sebagai tambahan, mereka menunda pertumbuhan epidermis dan regenerasi jaringan. Melalui penggunaan hidrogel yang sedang dipelajari saat ini, rangkaian masalah ini bisa hilang.
Hidrogel akan bertindak sebagai film yang ideal untuk mencegah infeksi dan degradasi yang disebabkan oleh cuaca buruk pada luka . Selain itu, dapat larut pada tingkat prosedur terkontrol tertentu dan mengekspos cedera tanpa tekanan mekanis yang ditimbulkannya. Tidak diragukan lagi, ini akan sangat meningkatkan masa tinggal pasien di rumah sakit dengan luka bakar parah.
Ringkasan
Semua yang kita katakan kepada Anda tidak didasarkan pada dugaan dan hipotesis: banyak dari materi ini sudah digunakan saat ini, sementara yang lain sedang dikembangkan secara aktif saat ini .
Seperti yang Anda lihat, masa depan kedokteran menjanjikan untuk sedikitnya. Dengan penemuan dan penyempurnaan biomaterial, kemungkinan tak terbatas terbuka, dari reabsorpsi sekrup dan jahitan hingga integrasi unsur dalam jaringan yang mendorong aktivasi mekanisme penyembuhan mereka sendiri. Tanpa ragu, kenyataan lebih aneh daripada fiksi di bidang kedokteran.
Referensi bibliografi:
- Bhat, S., & Kumar, A. (2013). Biomaterial dan bioteknologi kesehatan masa depan. Biomateri, 3 (3), e24717.
- Biomaterial, NIH. Diakses pada 20 Maret dari https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials
- Griffith, LG (2000). Biomaterial polimer. Acta materialia, 48 (1), 263-277.
- Hubbell, JA (1995). Biomaterial dalam rekayasa jaringan. Bio / teknologi, 13 (6), 565-576.
- Navarro, M., Michiardi, A., Castano, O., & Planell, JA (2008). Biomaterial dalam ortopedi. Jurnal antarmuka masyarakat kingdom, 5 (27), 1137-1158.
- Taman, J., & Danau, RS (2007). Biomaterial: pengantar. Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Ratner, BD, & Bryant, SJ (2004). Biomaterial: di mana kita telah berada dan ke mana kita akan pergi. annu. Pdt. Biomed. Ind., 6, 41-75.