Potensi Selulosa Bakteri sebagai Bahan Lapisan Otak

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
Ilustrasi selulosa. (Sumber: DosenPendidikan.com)

Berdasarkan data WHO, kecelakaan lalu lintas menyebabkan lebih dari 1,2 juta orang meninggal setiap tahun, dan merupakan penyebab kematian utama pada usia 15-29 tahun. 90% korban kecelakaan lalu lintas terjadi di negara berkembang. Dalam beberapa kasus kecelakaan, sebagian besar korban mengalami luka di bagian kepala. Terjadinya benturan yang parah pada kepala, dapat menyebabkan trauma langsung dan mengakibatkan  lapisan otak (duramater) robek yang dapat mengakibatkan kematian.

Selulosa adalah salah satu bahan kimia organik alamiah yang melimpah ketersediaannya dan banyak dimanfaatkan manusia untuk berbagai keperluan. Produk selulosa dan turunannya diaplikasikan di bidang medis, pakaian, kosmetik, makanan/minuman, furniture hingga bidang elektronik dan militer (bahan peledak).Sumber selulosa  selama ini adalah dari tumbuh-tumbuhan. Dalam beberapa dekade terakhir, para ilmuwan telah dan sedang mencoba menggali sumber selulosa dari mikroorganisme, khususnya dari bakteri.

Kecenderungan menggunakan selulosa dari bakteri terus meningkat dari tahun ke tahun, karena sifatnya yang lebih ramah lingkungan, lebih mudah dan lebih cepat diproduksi, serta mempunyai karakteristik yang unik. Bakteri selulosa adalah sekelompok bakteri yang memiliki kemampuan memproduksi selulosa. Bakteri dari genus Acetobacter adalah bakteri yang paling dikenal dan paling banyak dipelajari hingga saat ini oleh kalangan ilmuwan terkait. 

Pada prinsipnya bakteri selulosa dapat diproduksi oleh bakteri dari media pertumbuhan yang mengandung glukosa. Air kelapa adalah media yang paling banyak digunakan di seluruh dunia untuk memproduksi bakteri selulosa, karena keberadaannya yang melimpah, bisa diperoleh sepanjang tahun, mudah diperoleh dan relatif ekonomis. Dikarenakan berasal dari air kelapa yang difermentasi, maka bakteri selulosa ini disebut dengan nata de coco. Meskipun sumber medianya berbeda-beda, tidak terdapat perbedaan karakteristik selulosanya yang signifikan.

Pada penelitian sebelumnya telah dibuat dura mater dari selulosa bakteri dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum namun masih ditemukan sel radang di sekitar membran. Penambahan kitosan untuk meningkatkan sifat biokompatibilitas agar lebih diterima oleh tubuh. Kitosan dapat mempercepat perbaikan jaringan dan mengatur keluarnya mediator radang seperti IL- 8, prostaglandin E dan IL- 1β, dapat terdegradasi secara biologis, tidak beracun, dan tidak menimbulkan reaksi penolakan dari tubuh. Namun penambahan kitosan dapat menurunkan kekuatan mekanisnya. Oleh karena itu perlu ditambahkan  bahan pemlastis untuk meningkatkan kekuatan material menahan tekanan.  Dipilihlah gliserol sebagai pemlastis untuk mengurangi gaya antarmolekul pada rantai polimer. Molekul molekul berdifusi ke dalam rantai polimer dan mempengaruhi mobilitas rantai sehingga meningkatkan fleksibilitas polimer.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh gliserol / bahan pemlastis terhadap sifat membran  selulosa bakteri-kitosan. Tahap sintesis selulosa bakteri adalah menyiapkan air kelapa ditambahkan sukrosa, urea dan gliserol dengan variasi konsentrasi  0,25% , 0,5% dan 0,75% lalu diaduk sampai larut dan direbus hingga mendidih.Setelah mendidih larutan dipindahkan kedalam wadah fermentasi yang sebelumnya telah disterilkan  lalu ditutup dengan aluminium foil agar tetap steril dan diautoklaf agar  tidak terkontaminasi. Larutan didiamkan selama 24 jam dalam suhu ruang. Setelah didiamkan selama 24 jam, ditambahkan starter Acetobacter xylinum. Lalu, ditutup kembali dan diletakkan pada suhu kamar dengan pencahayaan yang minim. Fermentasi dilakukan selama kurang lebih 14 hari. Semakin lama proses fermentasi yang dilakukan maka akan semakin tebal pula lapisan selulosa bakteri yang terbentuk. Lapisan membran direndam ke dalam larutan kitosan selama 6 jam lalu diinkubasi pada suhu 37-40oC selama 24 jam, kemudian membran dicuci dengan akuades sampai pH  netral. Lalu selanjutnya adalah uji sifat membran yang meliputi uji gugus fungsi, uji morfologi (SEM), uji kuat tarik, uji swelling, uji degradasi dan uji sitotoksisitas.

Karakteristik fisik membran biokomposit selulosa bakteri-kitosan-gliserol yang diperoleh dari uji gugus fungsi menunjukkan adanya reaksi antara selulosa bakteri, kitosan dan gliserol pada gugus hidroksil. Hasil uji bentuk pada semua variasi membran biokomposit selulosa bakteri-kitosan-gliserol menunjukkan ukuran pori yang sesuai dengan standar, sehingga memungkinkan terjadinya perlekatan sel serta mampu mencegah kebocoran cairan. Penambahan konsentrasi gliserol 0,75% menyebabkan penurunan kekuatan Tarik dan kemampuan memanjang dalam keadaan sampel basah memenuhi nilai standar elongasi duramater artifisial yakni 7-20%.   Uji degradasi  tertinggi  dan uji viabilitas sel yakni pada sampel biokomposit selulosa bakteri-kitosan-gliserol 0,75%. Rasio swelling terbaik yakni 66,93% pada sampel dengan penambahan gliserol 0,25%. Berdasarkan hasil karakterisasi fisik, mekanik dan biologis dapat disimpulkan bahwa biokomposit selulosa bakteri-kitosan-gliserol dapat menadi kandidat duramater artifisial.

Penulis: Prihartini Widiyanti

Artikel lengkapnya dapat dilihat pada link berikut ini:

https://www.scientific.net/JBBBE.45.40

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu