Fomu Studio

Bioprinting: Aplikasi Teknologi 3D Printing di Bidang Healthcare

Ilustrasi bioprinting dalam bidang kesehatan

Para zaman modern ini, lingkup penggunaan teknologi 3D printing makin luas. Bukan hanya untuk menciptakan produk yang dikomersialkan, tetapi juga produk yang dapat menyelamatkan nyawa manusia. Salah satu contohnya adalah aplikasi 3D printing di bidang healthcare atau disebut bioprinting.

Bioprinting merupakan proses manufaktur aditif, yaitu penggabungan sel-sel dan faktor pertumbuhan untuk menciptakan struktur seperti jaringan yang meniru jaringan alami. Teknologi ini sangat penting di dunia medis karena berperan dalam mendukung proses pengobatan pasien. 

 

 

Apa Itu 3D Bioprinting?

Teknologi 3D bioprinting menggunakan bahan yang dikenal dengan istilah bioink. Bahan inilah yang akan membentuk struktur jaringan bioprinting lapis per lapis. Teknik seperti ini berlaku secara luas di dunia kedokteran dan bioteknologi. 

Teknologi 3D bioprinting terus mengalami kemajuan. Baru-baru ini, teknik tersebut dapat memproduksi jaringan tulang rawan yang berguna untuk kebutuhan rekonstruksi dan regenerasi. 

Pada dasarnya, bioprinting bekerja dengan cara yang mirip dengan teknik 3D printing konvensional. Dalam hal ini, suspensi sel hidup menjadi pengganti termoplastik atau resin. 

Nah, untuk mengoptimalkan viabilitas sel dan mencapai resolusi pencetakan yang memadai, butuh kondisi pencetakan yang steril. Hal ini bertujuan untuk memastikan akurasi dalam jaringan yang bersifat kompleks, jarak antara sel, dan hasil yang tepat. 

Proses 3D bioprinting itu sendiri mencakup tahap persiapan, pencetakan, pematangan, dan aplikasi. Namun, seluruh tahap itu dapat diringkas dalam tiga langkah utama, yaitu:

 

 

Mengetahui Cara Kerja 3D Bioprinting

Ada beberapa metode 3D bioprinting yang biasa dilakukan, yaitu berdasarkan teknologi ekstrusi, inkjet, akustik, atau laser. Namun, apa pun jenisnya, proses bioprinting memiliki serangkaian langkah standar, yaitu sebagai berikut.

 

Langkah pertama pada 3D bioprinting adalah 3D imaging atau pencitraan 3D dengan menggunakan pemindaian CT atau MRI standar. Pemindaian tersebut bertujuan untuk mengetahui dimensi jaringan secara tepat. Tahap 3D imaging adalah tahap awal dalam membuat jaringan yang sempurna, baik dengan sedikit maupun tanpa penyesuaian, yang diperlukan oleh ahli bedah. 

 

Kemudian, perangkat lunak AutoCAD membuat sebuah model cetak biru jaringan. Dalam cetak biru tersebut terdapat instruksi lapis demi lapis dengan detail yang sangat rinci. Pada tahap ini, produsen dapat melakukan penyesuaian yang bersifat halus untuk mencegah terjadinya transfer kerusakan pada jaringan.

 

Bioink adalah perpaduan sel-sel hidup dengan material yang sesuai, seperti kolagen, gelatin, hyaluronan, sutra, alginat, atau nanocellulose. Material  tersebut menjadi kerangka atau tempat bagi sel untuk tumbuh dan mendapatkan nutrisi sehingga bisa bertahan hidup. Substansi lengkap dibuat berdasarkan kondisi pasien dan fungsi spesifiknya.

 

Proses pencetakan 3D melibatkan penggunaan bioink secara lapis demi lapis. Ketebalan setiap lapisan sekitar 0,5 mm atau kurang. Jumlah nozzle (saluran) dan jenis jaringan yang dicetak akan mempengaruhi ketebalan ini. Lalu, hasil campuran akan keluar dari nozzle dalam bentuk cairan yang sangat kental. 

 

Terakhir, lapisan pertama berubah dari cairan kental menjadi struktur yang padat sehingga bentuknya tetap bertahan. Begitu pula dengan lapisan selanjutnya yang terus-menerus diendapkan. Proses pengendapan tersebut dapat dibantu oleh sinar UV, bahan kimia khusus, atau suhu panas.

 

 

Pentingnya 3D Bioprinting dan Aplikasinya

Lalu, bagaimana teknologi 3D bioprinting bermanfaat bagi dunia kesehatan? Struktur jaringan yang dihasilkan oleh teknologi ini ternyata dapat meniru lingkungan mikro dan makro yang sebenarnya pada jaringan dan organ manusia. 

Hal ini sangat penting dalam pengujian obat dan uji klinis. Jaringan yang dicetak dengan teknologi 3D printing dianggap lebih hemat biaya dan etis untuk digunakan. Peneliti juga dapat mengidentifikasi efek samping obat pada jaringan artifisial yang dikenai suatu penyakit. Hasilnya, peneliti dapat merekomendasikan obat dengan dosis yang aman kepada pasien. 

Hasil teknologi 3D bioprinting pun menyelesaikan masalah kekurangan donasi organ dan transplantasi. Dengan 3D print, organ artifisial bisa dibuat dengan lebih cepat serta tanpa melibatkan organ asli. 

Teknologi ini juga diperlukan dalam bedah kosmetik, khususnya bedah plastik dan pencangkokan kulit. Dalam hal ini, jaringan kulit bioprinted bisa dikomersialkan. Aplikasi 3D bioprinting lainnya adalah untuk regenerasi jaringan tulang dan gigi. 

Jadi, jelas bahwa teknologi 3D bioprinting ternyata sangat penting dan bermanfaat bagi dunia kesehatan sehingga perlu terus dikembangkan.

Exit mobile version