Biomaterial adalah zat yang dirancang untuk berinteraksi dengan sistem biologis, terutama untuk keperluan medis. Baik digunakan secara terapeutik (mengobati, meningkatkan, memperbaiki, atau mengganti fungsi jaringan dalam tubuh) atau diagnostik, biomaterial semakin banyak digunakan dalam berbagai aplikasi. Bidang ilmu biomaterial (atau rekayasa biomaterial) telah berkembang pesat selama lima puluh tahun terakhir, dan banyak perusahaan telah berinvestasi besar dalam pengembangan produk baru.
Sumber biomaterial dapat diekstraksi secara alami atau disintesis di laboratorium, sering kali menggunakan berbagai metode kimia seperti logam, polimer, keramik, atau komposit. Biomaterial digunakan untuk menggantikan atau meningkatkan sebagian atau semua fungsi sistem biologis, yang mungkin relatif pasif, seperti katup jantung, atau bioaktif dengan fungsi yang lebih interaktif, seperti implan pinggul berlapis hidroksiapatit.
Kompatibilitas dan kinerja biomaterial bergantung pada interaksinya dengan jaringan biologis.
Salah satu sifat utama biomaterial adalah bioaktivitas, yang mengacu pada kemampuan untuk dirancang guna mendorong respons fisiologis, sering kali terintegrasi dengan baik dengan jaringan di sekitarnya. Mengambil contoh kaca bioaktif dan biokeramik, bahan-bahan ini dapat melakukan pembentukan tulang selama proses autogenous tulang dan membantu perbaikan dan regenerasi tulang.
Ilmu biomaterial mencakup berbagai bidang, termasuk kedokteran, biologi, kimia, rekayasa jaringan, dan ilmu material. Meskipun garis antara "bahan biologis" dan "bahan biologis (seperti tulang)" terkadang kabur, keduanya merupakan konsep yang berbeda. Integrasi kompleks biologis juga membuat desain biomaterial lebih beragam untuk memenuhi kebutuhan klinis.
Biomaterial yang berhasil harus mengoordinasikan sifat mekanis dan biokompatibilitas untuk memastikan fungsinya dalam tubuh.
Bahan biologis banyak digunakan dalam aplikasi klinis. Bahan biologis digunakan dalam penggantian sendi, implan pelat tulang, lensa intraokular, ligamen buatan, implan gigi, prostesis vaskular, dan bidang lainnya. Melalui aplikasi ini, biomaterial tidak hanya dapat memperpanjang hidup, tetapi juga memulihkan atau meningkatkan kualitas hidup pasien.
Misalnya, dalam operasi penggantian katup jantung, katup mekanis yang digunakan dapat secara efektif mempertahankan aliran darah satu arah, sementara jaringan biologis pasien secara bertahap akan tumbuh ke dalam jaringan di sekitar katup, sehingga meningkatkan biokompatibilitas dan masa pakai secara keseluruhan.
Dengan perkembangan ilmu biomaterial dan munculnya banyak teknologi baru, penelitian di bidang ini berada dalam tahap pertumbuhan yang cepat. Munculnya konsep-konsep baru seperti teknologi perakitan mandiri dan desain hierarki struktural memberikan peluang yang belum pernah ada sebelumnya untuk fungsionalisasi dan kecerdasan biomaterial. Teknologi-teknologi ini menciptakan material dengan kemampuan adaptasi biologis yang ditingkatkan dengan meniru struktur mikro yang ditemukan di alam.
Biomaterial masa depan tidak hanya dapat digunakan sebagai pengganti sederhana, tetapi juga akan berinteraksi langsung dengan sistem biologis untuk meningkatkan fungsi fisiologis manusia.
Perlu disebutkan bahwa penelitian dan pengembangan biomaterial juga bergerak maju di bidang material terbarukan. Dengan peningkatan kesadaran lingkungan, semakin banyak peneliti mulai fokus pada biomaterial yang dapat terurai. Material-material ini tidak hanya tidak membebani lingkungan selama penggunaan, tetapi degradasi akhirnya juga sejalan dengan siklus alami organisme hidup.
Secara keseluruhan, keragaman dan inovasi biomaterial memang akan menumbangkan konsep tradisional komunitas medis. Jangkauan aplikasinya yang luas tidak hanya mencakup peralatan medis yang ada, tetapi juga membuka banyak arah penelitian baru. Namun, dengan kemajuan teknologi biomaterial, dapatkah kita menemukan material yang lebih aman dan lebih efektif untuk memenuhi tantangan medis manusia?