Biomaterial : Pengertian, Jenis dan Contoh Aplikasi Penggunaan

Pengertian Biomaterial

Biomaterial adalah material sintetis yang digunakan untuk memperbaiki, mereplika atau menggantikan anatomi anggota tubuh yang terikat dengan jaringan hidup untuk jangka waktu tertentu atau secara permanen. Meskipun biomaterial dapat digunakan untuk mengganti atau mereplika anggota tubuh, namun secara fungsional tidak dapat menggantikan fungsi organ secara sempurna.

Source : istockphoto.com

Bidang biomaterial modern menggabungkan berbagai macam keilmuwan seperti bidang biologi, kedokteran, kimia, fisika, dan ilmu material. Bidang biomaterial telah berkembang secara signifikan dalam dekade terakhir karena penelitian dan penemuan dalam rekayasa jaringan, kedokteran regeneratif, dan lain sebagainya.

Karakteristik dan Sifat yang Harus Dimiliki Biomaterial

Karena digunakan pada anggota tubuh bagian dalam dan terikat dengan jaringan, maka terdapat batasan yang sangat ketat pada bahan yang dapat digunakan untuk bahan biomaterial. Berikut ini merupakan sifat atau karakteristik yang harus dimiliki oleh bahan biomaterial.

1. Biokompatibel (Biocompatibility)
Bahan biomaterial harus dapat compatible dan tidak menimbulkan respon yang merugikan kepada tubuh dan sebaliknya.

2. Tidak Beracun (Non-Toxicity)
Bahan biomaterial harus tidak beracun dan bersifat non karsinogenik bagi jaringan tubuh.

3. Sifat fisik dan Mekanik (Mechanical & Physical Properties)

Bahan biomaterial harus memiliki sifat fisik dan mekanik yang memadai agar dapat berfungsi dengan baik secara fisik dan mekanis.

4. Tahan Karat dan korosi
Bahan biomaterial harus dipilih secara ketat agar tidak menyebabkan korosi didalam tubuh akibat reaksi kimia dengan jaringan tubuh.

5. Design dan Manufaktur

Untuk penggunaan praktis bahan biomaterial harus dapat dibentuk atau dikerjakan menjadi berbagai macam bentuk, memiliki biaya yang relatif rendah, dan mudah tersedia.

Klasifikasi dan Jenis Bahan Biomaterial

Bahan biomaterial sintetis yang digunakan dapat dibagi ke dalam lima kategori yaitu logam, polimer, komposit dan keramik. Berikut ini merupakan jenis-jenis biomaterial tersebut.

1. Biomaterial Logam

Logam adalah salah satu bahan yang sangat familiar dan sudah sering digunakan dalam berbagai macam alat. Khususnya pada bidang medis dan kesehatan banyak digunakan untuk implan. Misalnya, beberapa operasi ortopedi yang paling umum melibatkan implantasi menggunakan implan berbahan logam.. Meskipun banyak logam dan paduan digunakan untuk aplikasi perangkat medis, namun beberapa jenis logam yang dapat digunakan dalam biomaterial yaitu stainless steel, paduan titanium dan titanium murni, serta paduan berbasis kobalt.

2. Biomaterial Polimer
Beberapa jenis polimer dapat digunakan dalam biomaterial karena sifat elastis dan plastis yang baik pada bahan polimer. Beberapa bahan polimer yang digunakan sebagai bahan biomaterial diantaranya yaitu silikon, Ultrahigh molecular weight polyethylene, Acetal, polyethylene, polyurethane, Polylactic, polyglycolic acid, nylon dan beberapa jenis bahan polymer khusus.

3. Biomaterial Komposit
Biomaterial berbahan komposit banyak digunakan digunakan secara luas untuk mereplika anggota tubuh palsu, karena memiliki sifat yang sangat ideal yaitu dengan berat yang rendah dan kekuatan tinggi membuat bahan polimer banyak digunakan untuk aplikasi tersebut.

4. Biomaterial Keramik
Keramik biomaterial banyak digunakan dalam skala luas sebagai bahan restoratif di kedokteran gigi misalnya untuk bahan pembuatan gigi palsu dan dental cements karena kekerasan dan kekuatan yang dimiliki oleh keramik. Namun, penggunaan bahan biomaterial keramik bidang biomedis lainnya belum begitu luas, dibandingkan dengan biomaterial berbahan logam dan polimer.

5. Biomaterial Alami
Terdapat beberapa bahan yang berasal dari makhluk hidup seperti hewan atau tumbuhan dipertimbangkan untuk digunakan sebagai bahan biomaterial. Salah satu kelebihan menggunakan bahan alami yaitu memiliki kemiripan dengan struktur jaringan pada tubuh. Selain itu memungkinkan pengikatan protein spesifik dan biokimia lainnya yang dapat membantu dalam jaringan penyembuhan atau integrasi. Namun, terdapat beberapa kekurangan pada bahan biomaterial  alami yaitu masalah imunogenik, kecenderungan untuk denaturasi atau terurai, dan proses fabrikasi implan yang terbatas. Contoh bahan biomaterial alami adalah kolagen yang berguna untuk membentuk jaringan ikat seperti tulang, tendon, ligamen, dan kulit.

Contoh Aplikasi dan Penggunaan Biomaterial

Salah satu tujuan utama penggunaan bahan biomaterial adalah untuk secara fisik mereplika, memperbaiki atau mengganti jaringan keras atau lunak yang telah rusak atau hancur melalui beberapa proses patologis. Dalam keadaan tersebut, mungkin untuk menghilangkan jaringan yang sakit dan menggantinya dengan beberapa bahan sintetis yang sesuai. Berikut ini merupakan beberapa contoh aplikasi dan penggunaan bahan biomaterial pada bidang kesehatan dan medis.

1. Penggunaan Biomaterial Dalam Bidang Ortopedi
Salah satu penggunaan biomaterial dalam bidang medis adalah untuk perangkat implan ortopedi. Ortopedi adalah jenis penanganan medis yang berkaitan dengan masalah pada sistem gerak tubuh akibat cedera.

2. Penggunaan Biomaterial Dalam Bidang Kardiovaskular
Dalam sistem kardiovaskular atau peredaran darah (jantung dan pembuluh darah yang terlibat dalam sirkulasi darah seluruh tubuh), dimana terdapat masalah yang dapat muncul pada arteri dan katup jantung, kedua masalah tersebut dapat diatasi dengan implan menggunakan biomaterial. Pada pembuluh Arteri, terutama pada  arteri koroner dan pembuluh tungkai bawah, dapat terhambat oleh sumbatan lemak (aterosklerosis), dan mungkin dalam beberapa kasus untuk mengganti segmen dengan arteri buatan menggunakan biomaterial.

3. Penggunaan Biomaterial Dalam Bidang Ophthalmics
Jaringan mata dapat mengalami beberapa masalah, sehingga dapat menyebabkan berkurangnya penglihatan dan bahkan kebutaan permanen. Salah satu masalah yang sering ditemui pada mata yaitu Katarak yang menyebabkan kekeruhan pada lensa mata. Khususnya pada kasus tersebut mungkin dapat diganti dengan lensa intraokular sintetis atau bahan biomaterial polimer. Selain itu bahan untuk lensa kontak juga dianggap sebagai bimaterial karena letaknya yang berada dalam kontak dengan jaringan mata.

4. Penggunaan Biomaterial Dalam Bidang Dental
Di dalam mulut, baik gigi maupun jaringan gusi pendukung dapat mengalami beberapa masalah seperti karies gigi (rongga), demineralisasi dan pengeroposan gigi yang berhubungan dengan aktivitas metabolisme yang disebabkan oleh bakteri pada permukaan gigi. Masalah dan kerusakan pada gigi dan jaringan gusi tersebut baik secara keseluruhan maupun pada segmen tertentu dapat diganti atau dipulihkan oleh berbagai bahan biomaterial.

Sekian pembahasan tentang pengertian biomaterial, jenis bahan biomaterial, dan aplikasi penggunaan biomaterial. semoga dapat menambah wawasan dan informasi bagi pembaca.

Referensi :

Handbook of Materials for Medical Devices (ASM International 2003)
https://www.itb.ac.id/
http://repository.unjani.ac.id/
https://www.nibib.nih.gov/
https://www.biolinscientific.com/
https://www.bionity.com/

Share :