Nanoteknologi dapat didefinisikan sebagai manipulasi materi pada skala atomik dan skala molekular. Kombinasi dari beberapa atom membentuk molekul dengan kisaran ukuran nano. Deskripsi awal dari nanoteknologi mengacu pada tujuan penggunaan teknologi untuk memanipulasi atom dan molekul untuk membuat produk berskala makro. Nanoteknologi juga dapat didefinisikan istilah pada bidang sains dan teknik di mana fenomena yang terjadi pada dimensi skala nano untuk digunakan dalam desain, karakterisasi, manufaktur, dan aplikasi material, struktur, perangkat, dan sistem.Â
Nanopartikel adalah partikel yang berukuran antara 1 dan 100 nanometer atau disebut juga partikel ultra halus. Penelitian ilmiah tentang nanopartikel sangat intensif karena memiliki banyak aplikasi potensial dalam kedokteran, fisika optika, dan elektronika. Nanopartikel memiliki keuntungan dibandingkan ukuran partikel yang lebih besar pada properties-nya dapat meningkatkan nilai surface-to-volume ratio hingga sifat magnetik.
Di bidang kesehatan, nanoteknologi membuka penemuan dalam bidang ilmu sains dan teknik. Nanoteknologi memiliki potensi besar dalam memanipulasi berbagai hal pada tingkat atom untuk mengubah banyak bagian pengobatan medis, seperti diagnosis, pemantauan penyakit, peralatan operasi, pengobatan regeneratif, pengembangan vaksin, dan pemberian obat. Hal ini juga membuka jalan melalui instrumen penelitian canggih untuk mengembangkan obat guna meningkatkan proses pengobatan berbagai penyakit. Nanoteknologi dapat dimanfaatkan untuk pengobatan pada sel-sel tertentu di dalam tubuh, sehingga mengurangi risiko kegagalan dan penolakan.
Adapun aplikasi nano partikel dalam bidang medis, antara lain:
- Bioimaging untuk diagnosa
Ada berbagai teknik bioimaging seperti MRI, computerized tomography (CT), positron Emission Tomography (PET) dan USG yang digunakan untuk mendeteksi dan mendiagnosis penyakit. Teknik-teknik ini bersifat non-invasif dan beberapa dapat menghasilkan gambar organ dalam dengan resolusi tinggi. Agen kontras umumnya digunakan dalam teknik bioimaging ini untuk mengidentifikasi organ atau jaringan yang diinginkan serta mengidentifikasi bagian jaringan sehat dari jaringan yang sakit.
Pada prinsipnya, MRI didasarkan pada resonansi magnetik nuklir dan gelombang frekuensi radio. Inti atom tertentu mempunyai putaran inti dan karenanya mempunyai momen dipol magnet permanen. Beberapa atom memiliki putaran inti bersih seperti hidrogen (H), helium (He), karbon (C), oksigen (O), natrium (Na), fosfor (P) dan xenon (Xe). Namun, atom hidrogen adalah yang paling banyak dimanfaatkan karena jumlahnya melimpah di jaringan biologis.
- Implant
Salah satu penggunaan Nanopartikel yang paling umum adalah pada perangkat implan. Perangkat yang dapat ditanamkan harus memiliki persyaratan khusus, termasuk biokompatibilitas yang baik, afinitas jaringan, ketahanan terhadap korosi dan khususnya sifat antibakteri. Ada berbagai macam perangkat medis klasik, implan, dan prostetik: kateter, implan gigi, alat pacu jantung, prostesis, dan lain-lain. Bahan-bahan tersebut bersentuhan langsung dalam waktu yang lama dengan jaringan biologis. Oleh karena itu, biokompatibilitasnya merupakan sifat penting yang menjadi batas penerapannya.
- Drug Delivery
Kemoterapi bergantung pada sistem peredaran darah untuk mengangkut obat antikanker ke tumor. Terdapat efek samping negatif dari pengobatan ini seperti non-spesifisitas dan toksisitas obat, dimana obat menyerang sel dan organ sehat serta sel kanker. Oleh karena itu, pemberian obat yang ditargetkan sedang dikembangkan sebagai salah satu alternatif pengobatan kemoterapi. Tujuan pemberian obat yang ditargetkan adalah untuk mengarahkan obat ke area spesifik di mana tumor berada dan dengan demikian meningkatkan jumlah obat yang dihantarkan di lokasi tumor dan mengurangi efek samping.
Dalam penghantaran obat yang ditargetkan, nanopartikel magnetik digunakan untuk mengantarkan obat ke lokasi spesifiknya. Umumnya nanopartikel magnetik dilapisi dengan lapisan biokompatibel, seperti emas atau polimer, hal ini dilakukan untuk memfungsikan nanopartikel sehingga obat antikanker dapat terkonjugasi ke permukaan atau dienkapsulasi dalam nanopartikel. Obat dilepaskan karena aktivitas enzim atau perubahan pH, suhu atau osmolalitas.
- Tissue Engineering
Rekayasa jaringan adalah bidang ilmu yang menggabungkan biologi dan teknik untuk mensintesis pengganti atau meningkatkan fungsi organ. Prinsip dasar rekayasa jaringan adalah isolasi sel dari jaringan yang diinginkan, diletakkan pada rangka yang menyediakan permukaan untuk adhesi, meniru struktur internal seluler tempat sel berada disimpan dan difungsikan. Nanoteknologi dalam rekayasa jaringan memiliki aplikasi yang luas dalam pembentukan jaringan sel saraf, tulang rawan dan tulang, sel pembuluh darah, kornea, katup jantung, dan sel hati.
