Sains

Para Ilmuan Kembangkan ‘Platform Chip’ Untuk Deteksi Penyakit Manusia

ilustrasi. foto: Istimewah

PIAH.COM – Peneliti dari Rutgers University di New Jersey, Amerika Serikat, berhasil menemukan teknologi di bidang kesehatan. Dengan teknologi ini, biosensor dapat digunakan dalam segala akitifitas keseharian untuk memantau kesehatan, kuman, dan polutan.

Bayangkan, Anda memakai perangkat yang terus-menerus menganalisis keringat atau darah Anda untuk berbagai jenis biomarker, seperti protein. Ini menunjukkan bahwa Anda mungkin menderita kanker payudara atau kanker paru-paru.

Para insinyur di Rutgers University telah menemukan sebuah teknologi biosensor baru. Teknologi yang di perkenalkan sebagai lab on chip ini, nantinya dapat digunakan pada perangkat genggam atau perangkat yang dapat dipakai untuk memantau kesehatan dan keterpaparan seseorang terhadap bakteri, virus, dan polutan berbahaya lainnya.

“Ini benar-benar penting dalam konteks pengobatan pribadi atau pemantauan kesehatan yang dipersonalisasi,” kata Mehdi Javanmard, asisten profesor di Departemen Teknik Elektro dan Komputer Rutgers University-New Brunswick.

“Teknologi kami memungkinkan laboratorium yang benar-benar berada pada sebuah chip. Kami sedang membicarakan platform seukuran flash drive USB atau sesuatu yang dapat diintegrasikan ke Apple Watch, misalnya, atau Fitbit,” tambah Javanmard.

Sebuah studi yang menjelaskan penemuan terbaru ini, di beri judul sebagai Lab on a Chip , dan dimuat dalam sebuah jurnal yang diterbitkan oleh Royal Society of Chemistry.

Sebagai penulis senior yang terlibat dalam penelitian ini, Javanmard mengatakan, teknologi yang ia dan timnya kembangkan ini melibatkan mikropartikel barcode secara elektronis. Teknologi ini mampu memberi mereka kode batang yang mengidentifikasi mereka.

Teknologi ini dapat digunakan untuk menguji indikator kesehatan dan penyakit pada seseorang. Ini menyangkut pada keterpaparan terhadap bakteri dan virus serta bersama dengan udara dan kontaminan lainnya.

Dalam beberapa dekade terakhir, penelitian tentang biomarker-indikator kesehatan dan penyakit seperti protein atau molekul DNA dimana telah mengungkapkan sifat kompleks mekanisme molekuler di balik penyakit manusia. Hal tersebut telah meningkatkan pentingnya pengujian cairan tubuh untuk sejumlah biomarker secara bersamaan.

“Satu biomarker seringkali tidak cukup untuk menentukan penyakit tertentu karena sifat heterogen dari berbagai jenis penyakit, seperti penyakit jantung, kanker dan penyakit radang,” kata Javanmard.

Javanmard juga bekerja pada School of Engineering di kampus yang sama.

“Untuk mendapatkan diagnosis yang akurat dan pengelolaan berbagai kondisi kesehatan yang akurat, Anda perlu menganalisis beberapa biomarker secara bersamaan,” tambah Javanmard.

Biomarker yang terkenal termasuk prostate-specific antigen (PSA) yakni antigen spesifik prostat yang merupakan protein yang dihasilkan oleh sel kelenjar prostat. Menurut National cancer institut, pria dengan kanker prostat sering mengalami peningkatan kadar PSA.

Sementara, biomaker umum lainnya adalah Hormon human chorionic gonadotropin (hCG), yang biasanya diukur pada alat tes kehamilan di rumah. Masih menurut Javanmard, instrumen optik berukuran besar adalah teknologi mutakhir untuk mendeteksi dan mengukur biomarker, namun terlalu besar untuk dipakai atau ditambahkan ke perangkat portabel.

Deteksi elektronik mikropartikel memungkinkan instrumen ultra-kompak yang dibutuhkan untuk perangkat yang dapat dikenakan. Teknik peneliti Rutgers untuk partikel barcode, untuk pertama kalinya, sepenuhnya elektronik.

Hal itu memungkinkan biosensor menyusut seukuran band yang dapat dipakai atau chip berukuran mikro. Teknologi ini memiliki kemamapuan lebih besar, 95 persen akurat dalam mengidentifikasi biomarker, dan kini sedang dilakukan beberapa pengembangan lagi untuk membuatnya 100 persen akurat.

Tim Javanman juga bekerja pada deteksi mikrorganisme portabel, termasuk bakteri dan virus penyebab penyakit.

“Bayangkan sebuah alat kecil yang bisa menganalisis sampel kain pel dari apa yang ada di kenop pintu kamar mandi atau pintu depan dan mendeteksi influenza atau beragam partikel virus lainnya,” Javanmard.

“Bayangkan memesan salad di restoran dan mengujinya untuk bakteri E. coli atau Salmonella dan semua bisa dilakukan nantinya,” tambah Javanmard.

Alat semacam itu bisa tersedia secara komersial dalam waktu sekitar dua tahun. Alat ini berfungsi sebagai pemantauan dan diagnostik kesehatan yang dapat tersedia dalam waktu sekitar lima tahun,” kata Javanmard.

Sebelumnya, para ilmuwan teknik telah me­ngembangkan perangkat kecil yang bisa dikenakan pada kulit. Perangkat ini mampu mende­teksi kadar alkohol dalam keringat dan mengirimkan informasi tersebut ke pengguna ponsel pintar hanya dalam 8 menit.

Teknologi ini dirancang seba­gai metode yang mudah digunakan secara individu untuk memantau asupan alkohol mereka. Ilmuwan tersebut tergabung dalam tim Insinyur yang didanai oleh National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB).

Tekologi ini dirancang sebagai metode yang mudah digunakan bagi individu untuk memantau asupan alkohol mereka. Juga dapat mem­bantu mengurangi minum yang tidak aman yang dapat menyebab­kan kecelakaan saat berkendara, ke­kerasan, dan degenerasi kesehatan, terutama bagi para peminum berat.

Sebuah kolaborasi nanoengineer dan insinyur listrik dan komputer di University of California, San Diego di La Jolla menggabungkan keahlian mereka untuk memastikan perang­kat kecil ini mendeteksi tingkat alkohol.

Perangkat ini juga mentransmisi­kan informasi tersebut ke telepon seluler atau stasiun pemantau lain­nya. Pekerjaan mereka dilaporkan dalam jurnal ACS Sensors beberapa waktu lalu.

Seila Selimovic, Ph.D., direk­tur Program NIBIB, menjelaskan tentang teknologi baru tersebut. “Ini menyerupai tato sementara, tapi sebenarnya patch biosensor yang disematkan dengan beberapa komponen nirkabel yang fleksibel,” kata Seila.

Salah satu komponen melepas­kan bahan kimia yang merangsang keringat pada kulit di bawah patch. Komponen lain merasakan pe­rubahan arus listrik yang mengalir melalui keringat yang dihasilkan kemudian mengukur kadar alkohol dan mengirimkannya ke ponsel pengguna.

Perangkat membantu bagi pihak yang berkepentingan untuk mende­teksi alkohol dalam tubuh manusia. Apalagi, sekitar 88.000 orang di AS meninggal terkait alkohol. Alkohol termasuk penyebab kematian, yang menyebabkan hampir 10.000 kema­tian pada tahun 2014.

Masalah signifikan ini telah dita­ngani dengan penggunaan tes darah atau breathalyzer oleh penegak hu­kum. Monitor yang baru dipakai ini memiliki keuntungan karena tidak invasif dan tidak terlihat oleh orang lain, misalnya di bar.

Fitur baru ini lebih menarik se­cara individu bagi penggunaannya. Dengan fitur ini, para periset per­caya bahwa alat ini memiliki potensi besar bagi orang untuk memantau asupan alkohol mereka secara oto­matis dan menghindari mengemudi jika mereka terlalu banyak minum.

Patrick Mercier, di UCSD Jacobs School of Engineering adalah peneliti lain yang terlibat dalam pengembang­an teknologi ini menguraikan keun­tungan dari desain teknologi mereka.

“Mengukur alkohol dalam kering­at telah dicoba sebelumnya. Namun teknologi tersebut memerlukan waktu 2-3 jam untuk mengukur ting­kat alkohol. Patch kami mengirim­kan tingkat alkohol ke smartphone Anda hanya dalam 8 menit, mem­buat pemantauan alkohol real-time menjadi mungkin, praktis, dan pri­badi,” kata Mercier.

Karya ini didukung oleh National Institutes of Health melalui National Institute for Biomedical Imaging and Bioengineering. Dan terus dilakukan pengembangan untuk menyem­purnakan perangkat ini sebagai teknologi yang bisa digunakan dan dikomersialkan.

Click to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

To Top