Peranan Hidrogel Berbasis Polisakarida Interpenetrasi dalam Rekayasa Jaringan

Majalah Farmasetika (V1N5-Juli 2016). Saat ini teknologi hidrogel banyak diaplikasikan untuk sediaan semisolid topikal atau kulit karena salah satu sifatnya yang tidak menimbulkan kesan berminyak (greasy). Penelitian hidrogel saat ini berkembang ke arah pengobatan regeneratif sebagai matrik/rangka (scaffold) dalam rekayasa jaringan atau tissue engineering.

Hidrogel adalah jaringan polimer tiga dimensi dengan ikatan silang (crosslinked) pada polimer hidrofilik, yang mampu mengembang atau menyimpan air dan larutan fisiologis sampai dengan ribuan kali dari berat keringnya, serta tidak mudah larut.

Hidrogel dalam rekayasa jaringan 

Hidrogel dalam teknologi rekayasa jaringan bisa digunakan sebagai matrik untuk memperbaiki dan meregenerasi berbagai macam jaringan dan organ tubuh manusia.

Salah satu komponen kunci utama untuk teknik rekayasa jaringan yang sukses adalah merancang matrik hidrogel dengan karakteristik yang optimal. Selama dekade terakhir, hidrogel menjadi perhatian para peneliti karena komposisi yang unik dan persamaan struktural dengan matrik ektraselular alami di samping memiliki kerangka kerja yang diinginkan dalam membantu proliferasi dan kelangsungan hidup sel.

Klasifikasi hidrogel

Hidrogel berbasis natural polisakarida memiliki keunggulan tersendiri dalam aplikasi di bidang rekayasa jaringan. Selain berlimpah di alam, juga memiliki karakteristik biokompatibel, biodegradabel, tidak toksik, serta memungkinkan modifikasi kimia yang disesuaikan.

Polisakarida teknik interpenetrasi (Interpenetrating Network/IPN)

Dalam beberapa tahun terakhir ini hidrogel multikomponen, seperti polimer interpenetrasi jaringan (Interpenetrating Polymer Networks/IPNs) dan polimer interpenetrasi jaringan sebagian (semi-Interpenetrating Polymer Networks/semi-IPNs) yang saling terkoneksi telah muncul sebagai biomaterial inovatif untuk penghantaran obat dan sebagai perancah untuk teknik jaringan.

IPN menurut IUPAC adalah polimer yang terdiri dari dua atau lebih jaringan polimer yang setidaknya sebagian terikat pada skala molekul tetapi bukan ikatan kovalen dan tidak dapat dipisahkan kecuali ikatan kimianya rusak. Sebuah campuran dari dua atau lebih jaringan polimer yang tidak terikat bukan IPN.

Teknik hidrogel interkoneksi ini dapat diperoleh dengan baik melalui reaksi silang (crosslinking) kimia atau fisika, dalam banyak kasus menunjukkan sifat fisiko-kimia yang lebih baik dari konstituen makromolekul tunggal.

Sifat matrik hidrogel dapat disesuaikan dengan jenis polimer dan konsentrasi, serta metode yang digunakan. Dengan sifat yang dimilikinya, polisakarida banyak dikembangkan dalam pembentukan IPN dengan kombinasi dari polimer sintetis lainnya. Contoh polimer sintetis yang sering digunakan adalah polyacrylamide (PAAm).

Sejumlah besar dari polisakarida alam telah diteliti untuk desain semi-IPN untuk aplikasi penghantaran obat dan rekayasa jaringan aplikasi. Contohnya adalah alginat dan asam hyaluronic.

Dengan adanya konektivitas ini memungkinkan hidrogel lebih berpori (porous) yang penting dalam meningkatkan proliferasi dan kelangsungan hidup sel. [Baca : Transplantasi Sel Punca dan Polimer Berpori Efektif Sembuhkan Luka Diabetes]

Hingga saat ini, pengembangan biomaterial baru yang memiliki karakteristik terbaik sebagai basis hidrogel untuk aplikasi rekasaya jaringan terus dilakukan.

Indonesia sebagai negara yang memiliki biodiversity memungkinkan untuk menemukan biomaterial baru berbasis polisakarida yang umumnya dapat ditemukan dalam algae atau ganggang di laut atau perairan air tawar.

Sumber :

1. Pietro Matricardia, Chiara Di Meoa, Tommasina Covielloa, Wim E. Henninkb, Franco Alhaiquea. Advanced Drug Delivery Reviews. Volume 65, Issue 9, August 2013, Pages 1172–1187.
2. Brandon V. Slaughter, Shahana S. Khurshid, Omar Z. Fisher, Ali Khademhosseini, and Nicholas A. Peppascorresponding author. Adv Mater. 2009 Sep 4; 21(0): 3307–3329.
3. Somya G, Nayyar P, Akanksha B, Kumar SP. Interpenetrating polymer network-based drug delivery systems: emerging applications and recent patents. Egypt Pharmaceut J 2015;14:75-86