Sumber ilustrasi: unsplash
28 Mei 2025 19.55 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [28.5.2025] Tahukah kalian bahwa ketika seseorang mengalami patah tulang atau luka terbuka, tubuh kita akan mengirimkan sinyal penyembuhan melalui aliran listrik alami. Berdasarkan pengetahuan ini para ilmuwan telah mengembangkan sebuah gel yang menyerupai lendir dan mampu meningkatkan sinyal tersebut, berpotensi mempercepat proses penyembuhan luka dengan cara yang benar-benar baru.
Gel ini bersifat piezoelectric, yakni mampu menghasilkan listrik ketika ditekan atau ditarik. Sifat dari gel ini dijelaskan oleh Erica Pensini, seorang insinyur dari Universitas Guelph di Ontario, Kanada. Fenomena ini sebenarnya tidak asing di alam. Kulit, tulang, tendon, dan bahkan kuku manusia juga menunjukkan sifat piezoelectric. Teknologi manusia seperti robot juga sebenarnya memanfaatkan bahan piezoelectric untuk mendeteksi sentuhan melalui sinyal listrik.
Akan tetapi keunggulan gel buatan baru ini terletak pada kompatibilitas biologisnya. Gel ini menyimpan banyak air yang dimana menyerupai jaringan lunak tubuh dan semua komponennya berasal dari sumber biologis. Inilah yang membuatnya sangat menjanjikan untuk aplikasi medis oleh karena bahan-bahannya tidak asing dan alami bagi tubuh manusia.
Pensini membayangkan masa depan di mana luka bisa ditempeli patch gel ini, dimana property gel ini akan merespons gerakan alami tubuh dengan menekan dan menarik gel yang kemudian akan menghasilkan aliran listrik kecil yang memperkuat sinyal penyembuhan tubuh. Teknologi ini berfungsi seperti penguat sinyal alami yang bisa mempercepat proses regenerasi sel di area yang terluka.
Menariknya, penemuan ini bermula dari sebuah “happy accident” di laboratorium. Pensini awalnya sedang mencampurkan air dan amina, sebuah senyawa kimia yang sering digunakan dalam produk perawatan kulit, dan kemudian menambahkan asam oleat dari minyak zaitun. Secara mengejutkan campuran tersebut berubah menjadi gel alih-alih hanya mengalami interaksi kimia.
Penasaran, timnya kemudian meneliti sifat listrik gel tersebut. Dalam percobaan ini mereka menempatkan elektroda pada kedua sisi gel kemudian menekannya di antara dua kaca. Hasilnya menunjukkan bahwa gel menghasilkan lonjakan kecil arus listrik, membuktikan bahwa ia memang bersifat piezoelectric. Ini menjadi langkah awal dalam melihat potensi medis dari material tersebut.
Kandungan air yang tinggi dan bahan yang ramah bagi tubuh manusia dan menjadikan gel ini kandidat ideal untuk dijadikan obat pertolongan pertama. Akan tetapi, karena amina bisa menyebabkan iritasi kulit, Pensini menggantinya dengan asam amino, komponen protein alami dalam tubuh. Menariknya, penggantian ini tidak mengurangi kemampuan gel menghasilkan listrik. Kedua versi bahan menunjukkan sifat piezoelectric yang serupa.
Besar kecilnya listrik yang dihasilkan tergantung pada seberapa banyak gel yang ditekan. Sebagai contoh ketikan menekan gumpalan seukuran kacang polong hingga setengah panjangnya dapat menghasilkan beberapa mikroampere listrik. Meski jauh lebih kecil dibandingkan arus dari baterai AA, arus ini sudah cukup untuk merangsang proses biologis di tubuh. Bahkan, jumlah listrik bisa ditingkatkan dengan memperbesar volume gel yang digunakan.
Dalam makalah ilmiah yang diterbitkan di Journal of Molecular Liquids dan iScience, tim Pensini menjelaskan bagaimana berbagai resep gel diuji. Mereka mengkombinasikan asam amino, amina, dan air dalam jumlah berbeda, lalu mengukur kemampuan gel menghasilkan listrik menggunakan metode tekanan.
Tim juga menggunakan sinar-X dan cahaya lainnya untuk mempelajari bagaimana gel menyebarkan radiasi dan bagaimana struktur internalnya terbentuk. Dengan mikroskop dan pemodelan komputer mereka menemukan bahwa struktur gel sangat menentukan kinerja listriknya. Penelitian ini memperlihatkan pentingnya proporsi bahan dan kondisi fisik dalam pembentukan material piezoelectric yang efektif.
Formula terbaik yang ditemukan sejauh ini terdiri dari 90 persen air, asam oleat, dan lisin, salah satu jenis asam amino. Campuran ini menghasilkan sinyal listrik tertinggi ketika ditekan. Asam amino memiliki muatan negatif dan positif, dan jika sejajar dengan benar, bisa menghasilkan listrik seperti baterai mini. Namun, dalam air tanpa struktur pendukung, asam amino akan menyebar acak dan tidak menghasilkan apa pun.
Kunci pembentukan struktur tersebut adalah asam oleat, yang mengubah cairan menjadi gel. Saat gel ini ditarik atau ditekan, struktur internalnya berubah, dan asam amino sejajar sehingga menghasilkan listrik. Namun, ini hanya efektif jika kandungan air cukup tinggi. Tanpa air, gel menjadi padat dan rapuh, serta kehilangan kemampuan piezoelectric-nya.
Struktur akhir gel menyerupai kristal cair, yaitu gabungan sifat antara cairan dan padatan. Tanpa air, struktur kristal cair tidak terbentuk dan campuran kehilangan sifat listriknya. Oleh karena itu, air tidak hanya membuat gel fleksibel, tetapi juga membantu aliran listrik di dalamnya. Tim Pensini terus meneliti bagaimana struktur ini bisa disempurnakan untuk hasil medis terbaik.
Menurut Ashley Brown, bioinsinyur dari North Carolina State University yang tidak terlibat dalam studi ini, bahan tersebut memiliki fitur menarik untuk perawatan luka. Akan tetapi dirinya menekankan perlunya pengujian lebih lanjut untuk membuktikan efektivitas gel dalam situasi klinis nyata dan menyesuaikan resepnya untuk berbagai kebutuhan medis.
Bioinsinyur lain, Seung-Wuk Lee dari Universitas California, Berkeley, juga melihat potensi lebih luas. Dirinya menyebutkan kemungkinan penggunaan gel ini dalam perangkat medis internal seperti alat pacu jantung yang membutuhkan daya konstan. Dengan gel piezoelectric, alat tersebut bisa digerakkan oleh gerakan alami tubuh, tanpa perlu baterai yang harus diganti secara berkala.
Penemuan gel piezoelectric ini merupakan langkah maju yang luar biasa dalam bidang biomaterial dan teknologi medis. Gel ini menyatukan prinsip biologi, fisika, dan rekayasa kimia dalam bentuk material yang sangat sederhana namun sangat efektif. Penemuan ini berawal dari eksperimen kecil, namun memiliki potensi besar untuk mengubah cara kita merawat luka dan bahkan mengembangkan perangkat medis otonom yang tidak lagi bergantung pada baterai.
Teknologi ini dapat melahirkan generasi baru dari perban cerdas yang mempercepat penyembuhan luka tanpa obat kimia tambahan. Dalam jangka panjang, ini juga bisa diterapkan pada alat bantu medis seperti alat pacu jantung atau sensor tubuh yang ditanam di bawah kulit, semuanya bisa diaktifkan hanya oleh gerakan tubuh. (NJD)
Sumber: ScienceNewsExplore
Link: https://www.snexplores.org/article/electric-slime-gel-healing
