Nanoteknologi: Mungkinkah Carbon Nanotubes (CNTs) Membantu Kerja Saraf?

Saat ini, nanoteknologi masih tergolong baru di Indonesia. Akan tetapi, kita mulai akrab dengan istilah nanoteknologi dalam kehidupan sehari-hari. Nanoteknologi merupakan sebuah tanda kemajuan teknologi yang seterusnya akan terus berkembang. Kedepannya, nanoteknologi tentu memiliki dampak yang besar terhadap lingkungan serta kehidupan manusia. 

Jadi, apa itu nanoteknologi?

Nanoteknologi adalah ilmu dalam merekayasa sebuah material baik itu dalam penciptaannya dan struktur fungsionalnya pada ukuran skala nanometer (1-100 x 10^-9 meter). Nanoteknologi merupakan teknologi yang digunakan dalam rancangan, produksi, aplikasi struktur, dan sistem pada skala nano. Konsep nanoteknologi pertama kali ditemukan oleh fisikawan Richard Feynman pada tahun 1959 memberikan kuliah dengan judul “There’s Plenty of Room at the Bottom” pada Pertemuan Masyarakat Fisika Amerika (American Physical Society) di Caltech. Beliau mengemukakan bahwa kita dapat memanipulasi suatu partikel terkecil sehingga material tersebut menjadi lebih efisien. Dalam perkembangannya, banyak material yang telah diaplikasikan atau masih dikembangkan untuk saat ini, seperti halnya CNT.

Apa itu CNT?

Karbon merupakan unsur yang sangat familiar dalam kehidupan kita. Karbon dapat membentuk ikatan kovalen sehingga karbon memiliki ikatan yang kuat dengan unsur lainnya. Pada tahun 1991, CNT pertama kali ditemukan oleh Iijima dan Ichihashi. Carbon nanotubes (CNTs) merupakan suatu molekul silinder karbon yang memiliki diameter berukuran nanometer.  Nah, bentuk silinder dari CNT ini terbentuk dari lembaran-lembaran graphene. Berdasarkan bentuk silindernya, CNT terbagi menjadi nanotube berdinding tunggal (SWNT) dan nanotube berdinding banyak (MWNT).

CNT bukanlah hal yang asing dalam ranah nanoteknologi. Aplikasi dari CNT dapat kita jumpai di berbagai bidang, seperti energi, pangan, lingkungan, dan kesehatan. CNT memiliki potensi besar dalam bidang ilmu saraf. Hal ini dibuktikan dalam penelitian yang dilakukan oleh (Mattson dkk., 2000) dengan mendemostrasikan kaca penutup yang telah dilapisi MWNT dan permissive substrate polyethyleneimine (PEI). permissive substrate polyethyleneimine (PEI) merupakan polimer yang sering digunakan dalam kultur jaringan. Dalam penelitiannya, hasil menunjukkan bahwa neuron yang tumbuh pada nanotube yang telah dilapisi dengan molekul bioaktif menguraikan banyak neurit dibandingkan dengan nanotube yang tidak dimodifikasi. Hal ini menunjukkan bahwa nanotube dapat digunakan sebagai substrat bagi neuron.

Didukung dengan penelitian yang dilakukan oleh Nano Research (2019), menggunakan CNT model 3D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mikropilar pada CNT dapat menahan neurit yang berdekatan dengan baik sehingga dapat membentuk jaringan saraf. Jaringan saraf tumbuh dengan mulus sehingga memiliki bentuk yang berbeda-beda. Pertumbuhan jaringan ini juga menunjukkan bahwa CNT dapat digunakan pada pertumbuhan stem cell.

Sel punca (Stem cell) merupakan sel yang belum terdiferensiasi sehingga dapat dikembangkan menjadi jenis sel yang berbeda-beda. Secara umum, stem cell berasal dari lemak dan sumsum tulang belakang. Sel punca memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi neuron serta dapat memperbaharui diri secukupnya untuk menyediakan jumlah sel yang memadai di otak. Penggunaan CNT dapat membantu stem cell berkembang menjadi sel-sel dalam otak sehingga memengaruhi kerja saraf pada otak.

Kesimpulannya, carbon nanotubes (CNTs) dapat membantu kerja saraf. Kemajuan dalam nanoteknologi dapat memberikan peluang besar dalam memahami serta memperbaiki kerusakan pada otak. CNT memiliki potensi dalam membantu memperbaiki cedera saraf dikarenakan CNT dapat dimodifikasi untuk keseimbangan pertumbuhan neurit secara khusus. Tentunya, diperlukan studi lebih lanjut mengenai hal ini. Bisa saja di masa depan, CNT dapat membantu pemulihan cedera saraf yang saat ini masih diperlukan waktu yang lama untuk kesembuhan pada saraf.

Daftar Pustaka

Mattson MP, Haddon RC, Rao AM. (2000). Molecular functionalization of carbon nanotubes and use as substrates for neuronal growth. J Mol Neurosci. 14:175–182.

Lorite, G.S., Ylä-Outinen, L., Janssen, L. et al. (2019). Carbon nanotube micropillars trigger guided growth of complex human neural stem cells networks. Nano Res. 12, 2894–2899.

Malarkey EB, Parpura V. (2010). Carbon nanotubes in neuroscience. Acta Neurochir Suppl. 106:337-41.

Feynman, Richard P. (Richard Phillips), 1918-1988. (19631965). The Feynman lectures on physics. Reading, Mass. :Addison-Wesley Pub. Co.,