Pada awalnya, nanomaterial ditemukan dan digunakan dalam berbagai aplikasi industri sebelum akhirnya dieksplorasi potensinya dalam bidang medis. Nanomaterial memiliki karakteristik unik seperti ukuran yang sangat kecil, permukaan yang halus dan sifat fisikokimia yang dapat dimodifikasi berdasarkan kebutuhan. Sehingga hal tersebut membuat nanomaterial dapat menjadi kandidat yang sesuai untuk aplikasi medis (Gambar 1).

Gambar 1. Integrasi antara Nanomedicine dengan disiplin ilmu lain

Nanomedicine merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang saat ini sedang berkembang pesat dengan mengkombinasikan ilmu ilmu nanoteknologi dan kedokteran untuk menghasilkan solusi inovatif dalam diagnosis dan terapi penyakit. Sejak awal penggunaan nanomaterial hingga penerapan teknologi canggih seperti nanobots dan sistem penghantaran obat yang responsif terhadap ransangan menunjukkan bahwa nonamedicine memiliki potensi yang besar dalam mengatasi tantangan medis saat ini dan di masa depan. Dalam konteks ini sangat penting untuk memahami perkembangan nanomaterial hingga nanomedicine, komposisi dan morfologi nanomaterial, berbagai jenis nanopartikel, serta aplikasi sepesifik seperti drug delivery, gene delivery, dan peptide delivery.

Komposisi dan morfologi nanomaterial sangat beragam seperti logam, polimer dan lipid. Nanopartikel berbasis lipid seperti liposom memiliki keuntungan dalam biokompatibilitas dan kemampuan nanopartikel tersebut dapat membawa molekul hidrofobik. Nanopartikel berbasis polimer juga memiliki potensi besar dalam medis karena kemampuan nanopartikel polimer memiliki kestabilan dan dapat dimodifikasi secara kimiawi untuk fungsi spesifik ke sel atau jaringan tertentu. Selain itu, morfologi permukaan nanopartikel juga memiliki peran penting dalam interaksi dengan sel dan jaringan tubuh yang mempengaruhi efisiensi penyerapan, distribusi dan efektivitas terapeutik.

Salah satu perkembangan terkini dalam nanomedicine adalah teknologi lab-on-a-chip yang memungkinkan miniaturasi dan integrasi berbagai fungsi laboratorium ke dalam sebuah chip kecil, memfasilitasi diagnosis cepat dan akurat, serta pengujian high-throughput. Selain itu, nanobots (robot skala nano) menjadi salah satu inovasi revolusioner prosedur medis dengan kemampuan nanobots untuk melakukan tugas-tugas medis kompleks di dalam tubuh manusia, seperti penghantaran obat langsung ke sel target atau pembersihan sumbatan pada pembuluh darah.

Dalam konteks penghantaran obat, nanomedicine memberikan solusi yang lebih presisi dan efektif untuk meningkatkan efisiensi dan spesifisitas terapi. Sistem penghantaran obat berbasis nanopartikel memungkinkan pengangkutan obat secara terkontrol dan terarah di lokasi yang membutuhkan, mengurangi efek samping dan meningkatkan efektivitas konsentrasi obat di lokasi target. Selain itu, pemanfaatan nanopartikel dapat diterapkan teknologi penghantaran gen dan peptida untuk meningkatkan stabilitas dan efektivitas molekul terapeutik. Penghantaran obat dapat juga diterapkan dalam gene delivery, dimana nanopartikel diimplementasikan untuk mengantarkan gen terapi ke dalam sel target untuk pengobati penyakit genetik (Gambar 2). Penerapan penghantaran obat pada peptide delivery melalui nanopartikel digunan untuk mengantarkan peptida terapeutik yang memiliki aktivitas biologis spesifik.

Gambar 2. Mekanisme berbasis nanopartikel polimer, lipid, dan polimer-lipid sebagai terapi genetik.

Sistem penghantaran obat yang responsif terhadap stimulus merupakan inovasi penting dalam nanomedicine dimana nanopartikel dirancang untuk merespons kondisi spesifik di lingkungan mikro seperti perubahan pH atau suhu untuk melepaskan obat. Terapi fotodinamik menggunakan nanopartikel yang diaktivasi oleh cahaya untuk menghasilkan oksigen reaktif yang membunuh sel kanker. Nanopartikel sensitif terhadap akustik memungkinkan pengendalian penghantaran obat melalui gelombang ultrasonik, sementara nanomaterial yang peka terhadap pH dapat melepaskan obat dalam lingkungan asam, seperti yang ditemukan di sekitar tumor.

Profilaksis penyakit, rekayasa jaringan, regenerasi, dan perbaikan jaringan juga mendapat manfaat besar dari nanomedicine. Nanomaterial dapat digunakan untuk membuat scaffold yang mendukung pertumbuhan dan diferensiasi sel, memfasilitasi penyembuhan luka dan regenerasi jaringan yang rusak. Pengobatan presisi (precision medicine) memanfaatkan nanoteknologi untuk menyesuaikan terapi dengan karakteristik individu pasien agar dapat meningkatkan efektivitas pengobatan dan mengurangi efek samping. Perakitan nanosensor (nanosensors) digunakan untuk mendeteksi biomolekul spesifik dalam tubuh manusia, menyediakan alat diagnostik yang sangat sensitif dan spesifik. Nanosensor dapat digunakan untuk pemantauan penyakit secara real-time, memungkinkan intervensi dini dan pengelolaan penyakit yang lebih baik.

Namun, tantangan dan perspektif masa depan nanomedicine tidak dapat diabaikan. Permasalahan-permasalahan seperti toksisitas nanopartikel, keamanan jangka panjang, dan regulasi menjadi fokus utama dalam penelitian dan pengembangan nanomedicine. Selain itu, perlu adanya kolaborasi lintas disiplin untuk mengatasi hambatan teknis dan memaksimalkan potensi nanomedicine dalam praktik klinis. Dengan demikian, nanomedicine dapat memberikan solusi dan harapan besar untuk masa depan medis tetapi juga menuntut perhatian terhadap aspek-aspek kritis yang harus diatasi agar teknologi tersebut dapat diimplementasikan dengan aman dan efektif. Penelitian berkelanjutan dan inovasi di bidang ini diharapkan dapat membuka jalan bagi solusi medis yang lebih baik dan lebih canggih di masa depan.

Sumber:

1. Cancer nanomedicine toward clinical translation: Obstacles, opportunities, and future prospects
2. Regulatory insights into nanomedicine and gene vaccine innovation: Safety assessment, challenges, and regulatory perspectives

Editor:     Rezekinta Syahputra Sembiring