Peranan
Nano partikel Emas (Nanogold) dalam
Bidang Kesehatan
Merlin
Malimongan, Suhaela, Nur Hasni, Hardianti
ABSTRAK
Nanoteknologi adalah rekayasa
sistem fungsional pada skala
molekul. Nanoteknologi juga bisa digunakan di bidang kesehatan, Nanoteknologi
bisa dimanfaatkan sebagai obat bagi pengidap kanker. Nanopartikel
emas dibuat dengan pembawa dendrimer Poliamidoamin pada berbagai rasio mol (Au)
: dendrimer. Nanopartikel merupakan partikel koloid dengan ukuran lebih kecil
dari 1 µm. Dalam bidang kesehatan, nanopartikel berperan sebagai sistem
penghantaran obat antara lain, mengontrol ukuran partikel, sifat permukaan dan
pelepasan zat aktif secara farmakologi untuk mencapai sisi aksi spesifik obat. Emas
(Au) merupakan salah satu logam transisi yang dapat dimanfaaatkan sebagai agent
terapi, khususnya agent anti kanker. Dendrimer merupakan makromolekul yang
banyak digunakan sebagai pembawa nanopartikel.
Kata Kunci : Nanoteknologi, Nanopartikel
dan Emas
1. Pendahuluan
Logam emas (Au) saat
ini menjadi topik yang berkembang dalam berbagai bidang, seperti diagnostik
maupun kesehatan. Dalam dunia kesehatan, emas banyak digunakan dalam agent
terapi, khususnya agent anti kanker di samping aktivitasnya sebagai
antiartritis dan anti parasit. Unsur emas memiliki sifat fisika dan kimiawi
amat mengagumkan. Karena itu, logam mulia ini bukan hanya menarik perhatian
para perajin perhiasan dan pialang di bursa logam berharga tapi juga para
peneliti kedokteran modern. Emas memiliki ktivitas dalam penghambatan
angiogenesis (antiangiogenesis) yang merupakan bagian penting dalam
perkembangan dan pertumbuhan sel kanker. Au memiliki kemiripan aktivitas dengan
cisplatin sebagai obat kanker. Selain itu, Au dapat menghambat pertumbuhan sel
tumor dan memiliki aktivitas sitotoksik yang lebih besar dari pada cisplatin
serta mampu mangatasi resistensi terhadap cisplatin. Au juga bersifat toksik
selektif terhadap sel kanker tetapi tidak pada sel normal. Kemampuan atau sifat
Au tersebut membuat emas berpotensi digunakan sebagai agent antikanker.
2. Nanopartikel
Nanopartikel merupakan
partikel koloid dengan ukuran lebih kecil dari 1 µm. komponen aktif (zat aktif)
dalam nanopartikel secara fisik dapat berada pada beberapa keadaan, seperti, terlarut
dalam matriks polimer, terenkapsulasi atau dapat terabsorbsi / menempel pada
permukaan dari pembentuk koloid. Kebanyakan nanopartikel didesain untuk
penghantaran secara parenteral.
Nanopartikel berperan
dalam sistem penghantaran obat antara lain, mengontrol ukuran partikel, sifat
permukaan dan pelpasan zat aktif secara farmakologi untuk mencapai sisi aksi
spesifik obat. Keuntungan penggunaan nanopartikel sebagai sistem pengantaran
obat antara lain:
a.
Ukuran partikel dan karakteristik
permukaan nanopartikel dapat dengan muda dimanipulasi baik pasif maupun aktif targeting.
b. Mengontrol
dan memperpanjang pelepasan obat selama perjalanan dan pada sisi aksi obat
sehingga meningkatkan efiskasi terapi dan mengurangi efek samping obat.
c.
Targeting
obat ke sisi spesifik dapat dicapai dengan
memberikan ligan pada permukaan partikel.
d.
Drug
loading relatif besar dan obat dapat masuk ke dalam sitem
pembawa tanpa reaksi kimia sehinggga menjadi faktor penting untuk menjaga
aktivitas obat.
e.
Sistem nanopartikel dapat digunakan
dalam berbagai rute pemberian, seperti,
oral, nasal, parenteral maupun intraocular
f.
Meningkatkan stabilitas obat atau
protein dan pembawa yang digunakan tidak memiliki biotoksisitas.
Disamping keuntungan
nanopartikel tersebut, terdapat kekurangan
yaitu, dengan ukuran yang kecil dan luas permukaan yang besar dapat
membuat partikel-partikel yang terbentuk saling beraggregasi selama
penyimpanannya sehingga menjadi suatu tantangan untuk memformulasikan
/menghasilkan nanopartikel dengan ukuran yang kecil tetapi memilki stabilitas
maksimum.
Adapun jenis-jenis
nanopartikel dapat digolongkan menjadi
beberapa jenis diantaranya :
1. Nanopartikel
inorganik, seperti keramik nanopartikel yang merupakan contoh dari nanopartikel
inorganik dengan senyawa seperti silika dan alumina.
2. Nanopartikel
polimerik, nanopartikel ini biodegredabel dan biokompatibel, dibuat dari
gelatin, kitosan, poli (laktat-ko-asam glikolat) kopolimeter, poli
(alkilsianoakrilat), poli (metilmetakrilat) dan lain-lain.
3. Solid
lipid nanopartikel (SLN), nanopartikel
koloid dengan pembawa lipid menjadi alternatif liposom dan emulsi pada awal
1990. SLN lebih stabil daripada liposom karena strukturnya yang rigit dan
kurang toksik dibandingkan nanopartikel keramik sebab mudah mengalami
bodegradasi.
4. Liposom,
suatu pembawa dengan posfolipid bilayer, sifat ampifilik liposom memudahkan
untuk dilakukan modifikasi pada permukaannya.
5. Nanokristal,
agregat molekul yang dapat dikombinasi menjadi bentuk kristal obat, dikelilingi
oleh surfaktan lapis (coating) tipis.
Nanokristal dapat dibuat dari senyawa hidrofobik yang dilapisi oleh lapis tipis
hidrofilik.
6.
Nanotube,
pemasangan
lembaran atom-atom yang dirancang kedalam pipa (tube). Komposisi nanotube dapat berupa organik atau inorganik dan
dapat diproduksi single atau multistruktur.
7.
Dendrimer.
Pembuatan
nanopartikel secara umum dibagi menjadi dua kategori yaitu top-down dan bottom-up.
Pembuatan dengan metode top-down
diawali dengan material (polimer) yang sudah ada dikecilkan ukurannya menjadi
partikel yang berukuran nano. Metode ini membutuhkan energi yang besar seperti
menggunakan homogenizer bertekanan tinggi (untuk nano emulsi atau nano
suspensi) atau dengan pengaduk ultrasonik untuk memecahkan partikel. Contoh
pembuatan nanopartikel secara top-down
adalah dengan metode High Shear Homogenization
and Ultrasound, High Pressure Homogenization
(HPH), Hot Homogenization, Cold Homogenization, Solvent
Emulsification/Evaporation dll, sedangkan pada metode bottom-up pembuatan nanopartikel diawali dari atom ke atom atau
molekul ke molekul melalui reaksi polimerisasi (dari monomer-monomer).
3. Nanopartikel Emas (Nanogold)
Beberapa metode
pembuatan nanogold, yaitu :
a)
Metode Fisika
Pembuatan
nanogold secara fisika dengan bantuan alat. Metode
laser ablation digunakan untuk memproduksi nanogold manggunakan laser irradiation. Kondensasi gas inert.
Thermolisis kompleks emas pada suhu 180 0C selama 5 jam di bawah gas
nitrogen.
b)
Metode Kimia
Partikel
nanogold dibuat dengan reduksi ion Au
untuk mencegah agglomerasi Au yang besar. Pereduksi HAuCl4 seperti
natrium sitrat dapat digunakan untuk mensintesis nanopartikel yang stabil dan
beberapa reduktor lain yaitu, natrium borohidrat (NaBH4) ataupun
asam askorbat. Asam amino, polisakarida, asam galat, alkohol, kitoson atau
senyawa organik lain dapat digunakan sebagai reduktor untuk sintesis nanogold.
c)
Metode Biosintesis
Biosintesis
merupakan gabungan dari nanoteknologi dan bioteknologi. Sintesis ekstra seluler
nanogold dari fungsi fusarium oxysporum dan actinomicetes Thermomonospora sp maupun sintesis intra
seluler nanopartikel dari fungi
Verticillium sp.
4. Emas (Au)
Emas adalah elemen
kimia dengan simbol Au (latin: Aurum), nomor atom 79, konfigurasi elektron [Xe]
2f14 5d10 6s1, massa atom 196,967 gmol-1
dan jari-jari atom 0,1442 nm. Secara kimia, emas merupakan logam transisi dan
dalam larutan dapat berbentuk kation univalen dan trivalen. Emas adalah logam
berat dengan warna kuning yang khas. Dalam bentuk bubuk warnanya coklat
kemerahan. Logam ini melebur pada 1064,8 0C. Emas tahan terhadap
asam, hanya air raja yang melarutkannya, di mana terbentuk anion
tetrakloroaurat (III) (AuCl4). Emas berwarna kuning dan lunak (titik
leleh 10630C) dengan kemudahan ditarik serta dikempa yang tinggi
disbanding unsur apapun. Emas tidak reaktif dan tidak diserang oleh oksigen
atau sulfur namun mudah bereaksi dengan halogen atau dengan larutan yang
mengandung atau melepaskan klor seperti air raja.
Alasan penggunaan nanogold pada bidang nanoteknologi
(terapi kanker) yaitu:
a.
Emas telah berabad-abad digunakan dalam
dunia kesehatan, seperti terapi pengobatan rhematoid arthritis (chrysotype).
b.
Mudah disentesis dengan cara sederhana,
murah, aman serta metode yang dapat dipercaya baik metode fisika, kimia,
ataupun biologi.
c.
Dapat disintesis dari ukuran 2-500 nm
d.
Dapat dengan mudah disintesis dalam
berbagai bentuk.
e.
Muatan negatif pada permukaan
menyebabkan nanogold memiliki
reaktifitas yang tinggi sehingga membantu dalam memodifikasi permukaan tersebut
dengan beberapa biomolekul.
Aurum dalam bidang
kesehatan banyak diarahkan pada aktivitasnya sebagai agent antikanker.
Pengembangan ini didasari keunikan sifat ion logam yang dapat dieksplorasi
sebagai obat baru dengan mekanisme aksi yang berbeda dari obat yang sudah ada,
lebih tertarget dan merupakan pendekatan spesifik sel kanker.
Aktifitas Au secara
umum dapat digunakan sebagai :
1.
Antikanker, Au sebagai senyawa antitumor
dapat mengatasi resistensi terhadap cisplatin dan obat antikanker lain.
2. Antiangiogenesis,
nanogold dapat berinteraksi secara selektif dengan mengikat vascular permeability factor atau vascular endothelial growth factor
3.
Antiartritis, Au memiliki mekanisme aksi
pada penyakit arthritis kronik melalui interaksi dengan selenosistein pada
thioredoxin reduktase.
4.
Antiparasit, penyakit yang disebabkan
karena parasit seperti, sleeping sickness
dan malaria menjadi masalah utama pada daerah miskin. Au berpotensi
memiliki aktivitas menyerang target selenosistein pada penenganan penyakit yang
disebabkan oleh penyakit-penyakit di atas.
5.
Antioksidan, dipergunakan untuk
menangkal radikal bebas, Au memiliki aktivitas menghambat kerusakan oksidatif
DNA, protein dan lipid melalui mekanisme sebagai radikal scavenger.
Nanopartikel emas dianggap potensial anti-kanker
pembawa obat untuk sejumlah alasan. Emas tidak beracun, inert, stabil, dan
memiliki kapasitas mengikat tinggi, lebih jauh lagi, nanopartikel, pada
diameter 33 nm, adalah ukuran sesuai untuk pemanas Laser serta serapan pasif
oleh pembuluh darah bocor dari jaringan tumor. Selain itu dengan kapasitas
mengikat yang tinggi nanopartikel juga dapat meredam radikal bebas. Sebagaimana
penelitian yang telah dilakukan oleh Musfiroh (2012), bahwa pada konsentrasi 30
ppm nanopartikel emas mempunyai persen peredaman sebesar 61%. Dengan demikian
nanopartikel emas memiliki kemungkinan sebagai hepatoprotektor untuk melindungi
sel hati dari ancaman radikal bebas.
5.
Kesimpulan
Nanopartikel
merupakan partikel koloid dengan ukuran lebih kecil dari 1 µm. Nanopartikel
berperan dalam sistem penghantaran obat antara lain, mengontrol ukuran
partikel, sifat permukaan dan pelpasan zat aktif secara farmakologi untuk
mencapai sisi aksi spesifik obat. Emas adalah elemen
kimia dengan simbol Au (latin: Aurum), nomor atom 79, konfigurasi elektron [Xe]
2f14 5d10 6s1, massa atom 196,967 gmol-1
dan jari-jari atom 0,1442 nm. Aurum dalam bidang kesehatan banyak diarahkan
pada aktivitasnya sebagai agent antikanker. Nanopartikel emas dianggap
potensial anti-kanker pembawa obat untuk sejumlah alasan. Emas tidak beracun,
inert, stabil, dan memiliki kapasitas mengikat tinggi, lebih jauh lagi,
nanopartikel, pada diameter 33 nm, adalah ukuran sesuai untuk pemanas Laser
serta serapan pasif oleh pembuluh darah bocor dari jaringan tumor
Daftar Pustaka
Anonim,
2012, Pemanfaatan Unsur Emas dalam
Kedokteran, (online),
tanggal 8 oktober 2013, pukul 20.30 WITA.
Sari,
Z., M., 2012, Pembuatan dan Karakterisasi
Fisikokimia Partikel Emas (Nanogold)-
Dendrimer Poliamidoamin (PAMAM) Generasi
4, FMIPA UI, Jakarta.
Unair,
2013, Raih Gelar Doktor Dengan Nanogold
susuk Emas Modern,
Berita News Maker,
Universitas
Airlangga, Surabaya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar