Kebutuhan akan donor organ tubuh bagi para pasien yang mengalami kecacatan fisik kian meningkat dari waktu ke waktu, sedangkan jumlah pendonor organ tubuh sangatlah sedikit. Selain itu, banyaknya evolusi penyakit yang semakin bervariasi pun membuat satu dunia gelisah dan bertanya-tanya bagaimana kita bisa melakukan pengobatan yang dapat sebisa mungkin mencegah merebahnya variasi penyakit yang lebih berbahaya.

Masalah-masalah ini menimbulkan pertanyaan besar bagi kita semua yakni bagaimana jika ketersediaan donor organ tubuh mengalami penurunan ketersediaan organ donor atau bahkan tidak ada sama sekali? Dengan mempertimbangkan semua resiko yang ada, apakah ada cara agar kita dapat menguji coba obat dengan tidak mengorbankan satu pun makhluk hidup yang terkesan lebih etis?

Seiring berkembangnya teknologi, tanpa kita sadari ternyata para ilmuwan di dunia saat ini telah menciptakan sebuah terobosan teknologi yang memberikan harapan besar dalam dunia medis, yakni hadirnya teknologi bioprinting.

Apa itu Bioprinting? Bagaimana itu terbuat? Bioprinting adalah sebuah teknologi yang menggunakan printer 3D untuk mencetak jaringan hidup, seperti kulit, pembuluh darah, atau bahkan organ, dengan menggunakan “tinta” khusus yang terbuat dari sel-sel hidup dan biomaterial. Prosesnya mirip dengan pencetakan 3D biasa, tetapi alih-alih plastik atau logam, bioprinting menggunakan campuran sel hidup dan gel yang disebut bioink. Bahan inilah yang akan membentuk struktur jaringan bioprinting lapis per lapis.

Para dokter ataupun ilmuwan biasa menggunakan teknologi untuk menciptakan jaringan atau organ yang bisa digunakan untuk penelitian, pengujian obat, atau bahkan transplantasi. Misalnya, jika seseorang membutuhkan kulit baru karena luka bakar yang menyebabkan cacat fisik, bioprinting dapat mencetak lapisan kulit baru yang cocok dengan tubuhnya, sehingga meminimalkan risiko penolakan pada tubuh ataupun cacat permanen.

Cara kerja teknologi Bioprinting
Proses bioprinting dimulai dengan memodelkan struktur jaringan atau organ yang akan dicetak menggunakan perangkat lunak komputer. Setelah model digital siap, bioprinter secara berlapis mencetak jaringan tersebut dengan presisi tinggi. Bioink yang digunakan dalam proses ini terbuat dari sel-sel pasien sendiri, sehingga meminimalkan risiko penolakan tubuh terhadap jaringan yang dicetak. Setelah pencetakan selesai, jaringan yang dihasilkan ditempatkan dalam kondisi yang sesuai untuk memungkinkan sel berkembang dan berfungsi dengan baik. Proses ini, yang dikenal sebagai bioreaktor, memastikan bahwa jaringan yang dicetak dapat bertahan hidup dan berintegrasi dengan tubuh pasien setelah transplantasi.

Tahapan proses Bioprinting
Proses bioprinting 3D terdiri dari beberapa langkah perencanaan dan pelaksanaan yang cukup rumit. Namun, tahapan tersebut dapat disederhanakan menjadi tiga langkah utama: Pertama, pra-bioprinting, yakni merancang rekayasa model digital dari jaringan atau organ yang akan dicetak. Model ini biasanya dihasilkan menggunakan teknologi pemindaian canggih, seperti computed tomography (CT) dan magnetic resonance imaging (MRI), yang memindai struktur tubuh dengan sangat detail untuk memberikan hasil cetak yang akurat.

Kedua, bioprinting itu sendiri, di mana proses pencetakan dilakukan. Pada tahap ini, “bioink”, campuran sel hidup dan bahan pendukung lainnya ditempatkan dalam cartridge printer. Selanjutnya, printer 3D melakukan pencetakan dengan mengikuti model digital yang sudah
dibuat sebelumnya, secara bertahap membangun struktur sel lapis demi lapis.

Ketiga, post-bioprinting, yaitu tahap akhir di mana struktur yang telah dicetak mendapatkan stimulasi mekanis dan kimiawi. Jaringan atau organ yang dicetak sedemikian rupa hingga mencapai stabilitas dan kekuatan yang diperlukan yang nantinya dapat digunakan dalam aplikasi medis.

Potensi dan aplikasi Bioprinting

Bioprinting memiliki potensi besar untuk merevolusi berbagai bidang kedokteran. Salah satu aplikasi utamanya adalah dalam pengembangan organ buatan. Saat ini, kekurangan donor organ menjadi salah satu tantangan terbesar dalam transplantasi. Dengan bioprinting, organ seperti hati, ginjal, dan jantung dapat dicetak sesuai kebutuhan, mengurangi ketergantungan pada donor dan meningkatkan peluang kelangsungan hidup pasien.

Selain itu, bioprinting juga dapat digunakan untuk pengembangan jaringan kulit untuk korban luka bakar, pembuatan tulang dan tulang rawan, serta penelitian obat. Dalam penelitian obat, bioprinting dapat membantu penciptaan model jaringan manusia yang nampak sangat realistis, sehingga mempermudah pengujian efek obat dengan lebih akurat dan meminimalisir risiko dampak buruk dan efek samping obat saat diaplikasikan pada manusia.

Urgensi dan Kepentingan Bioprinting
Bioprinting penting untuk dikembangkan saat ini dikarenakan bioprinting ini dapat digunakan untuk mencetak jaringan tulang rawan yang dapat digunakan dalam operasi rekonstruksi dan regenerasi. Selain itu, bioprinting menawarkan bermacam-macam manfaat dan keuntungan seperti bioprinting dapat menggunakan sel-sel dari tubuh pasien sendiri, risiko penolakan organ oleh tubuh menjadi jauh lebih kecil, dan meningkatkan peluang keberhasilan transplantasi.

Selain manfaat tersebut, bioprinting juga memiliki keuntungan yang besar dalam penelitian dan personalisasi perawatan medis. Misalnya, kita tidak perlu menggunakan hewan ataupun manusia sebagai subjek uji coba dalam mengembangkan obat-obat yang baru. Di sisi lain, bioprinting dapat membuat penciptaan organ atau jaringan yang fleksibel dengan kebutuhan individu, menjadikan perawatan medis lebih personal dan efektif. Dengan semua keuntungan ini, bioprinting memiliki manfaat yang besar dalam merevolusi cara kita menangani berbagai masalah kesehatan di masa depan.

Tantangan dan masa depan Bioprinting
Meskipun memiliki potensi besar, bioprinting masih menghadapi berbagai tantangan. Salah satunya adalah kompleksitas dalam mencetak organ yang berfungsi penuh, terutama organ yang memiliki struktur jaringan yang rumit seperti jantung dan otak. Selain itu, biaya produksi yang tinggi dan kebutuhan akan penelitian yang lebih mendalam juga menjadi kendala utama dalam penerapan teknologi ini secara luas. Selain itu, terdapat pula disiplin etika dalam pengembangan teknologi biopriting ini yang secara tak langsung kerap dianggap sebagai meniru ciptaan tuhan.

Namun, perkembangan teknologi yang pesat memberikan harapan bahwa tantangan-tantangan ini dapat diatasi dalam waktu dekat. Para peneliti di seluruh dunia terus bekerja untuk menyempurnakan teknik bioprinting, mengurangi biaya, dan mempercepat adopsi teknologi ini di rumah sakit dan klinik. Semua ini dilakukan agar keberlangsungan kesehatan pada makhluk hidup khususnya manusia dapat terus terjaga.

Kesimpulan
Bioprinting adalah teknologi yang berpotensi mengubah dan menciptakan wajah baru bagi dunia biomedis. Dengan kemampuannya untuk mencetak jaringan dan organ hidup, bioprinting menghadirkan harapan baru bagi jutaan orang yang membutuhkan transplantasi dan perawatan medis yang lebih baik. Meskipun masih dalam tahap pengembangan, potensi bioprinting untuk menciptakan masa depan di mana transplantasi organ tidak lagi menjadi masalah besar sangatlah nyata dan memiliki potensi yang besar. Dengan terus berkembangnya teknologi ini, kita bisa berharap bahwa nantinya kita akan menjadi saksi sejarah bagaimana teknologi bioprinting dapat diterapkan pada perawatan kesehatan modern.

Red : Muhamad Rafli Ramadhan ( Juara 2 Lomba Artikel “Biomedical Impact Competition 2024” )