Teknologi Pencetak Makhluk Hidup?
Apa Sobat Solid familiar dengan 3D printing? Seperti namanya, 3D printing merupakan proses pencetakan yang menghasilkan benda padat 3 dimensi. Proses ini sering digunakan untuk membuat produk-produk industri, merekonstruksi fosil, dan bahkan barang sehari-hari, seperti sepatu dan kacamata. Tidak hanya itu, sekarang 3D printing juga dapat digunakan untuk membuat jaringan-jaringan tubuh, loh!
Apa itu 3D printing?
3D printing adalah sebuah metode pembuatan benda padat tiga dimensi yang menggunakan bantuan komputer. Dengan 3D printing, kita dapat membuat berbagai benda yang kompleks dengan mudah, tanpa memerlukan banyak material. Kalau lebih jelasnya ya Sob, 3D printing tergolong proses aditif, dimana lapisan demi lapisan suatu material ditumpuk hingga terbentuk benda yang diinginkan. Nah, tapi sebelum mencetak suatu benda, hal pertama yang perlu kita lakukan adalah mempersiapkan design 3D dari benda yang ingin dibuat. Kemudian, design tersebut dibagi menjadi ribuan lapisan atau slicing, menggunakan bantuan software slicer seperti Prusa slicer, Creality slicer, Cura Slicer, dan software-software lainnya. Setelah slicing, desain produk dapat segera di-print menggunakan 3D printer. Oh ya Sob, pada awalnya 3D printing hanya digunakan untuk membuat prototype, tetapi seiring berkembangnya zaman, 3D printing juga mulai digunakan untuk membuat produk jadi dalam industri penerbangan, otomotif, medis, robotik, dan banyak industri lainnya.
Saat ini, material yang paling sering digunakan sebagai bahan 3D printing adalah termoplastik dikarenakan kekuatannya yang cukup baik, tidak memerlukan perekat (adhesive), biayanya murah, dan banyak pilihan warna. Jenis termoplastik yang paling sering digunakan dalam proses 3D printing adalah polylactic acid (PLA), dimana PLA itu sendiri terbuat dari oleh tumbuh-tumbuhan seperti pati dan tebu sehingga dapat terurai secara alami (biodegradable). Selain PLA, jenis termoplastik lain yang umum digunakan adalah acrylonitrile butadiene styrene (ABS) atau yang dikenal juga sebagai “plastik LEGO”, polyvinyl alcohol plastic (PVA) yang lebih murah namun tidak terlalu kuat, serta polycarbonate (PC) yang dapat bekerja pada temperatur tinggi.
Apa itu 3D bioprinting?
Kalau 3D printing biasa menggunakan plastik untuk membuat berbagai macam barang, maka 3D bioprinting menggunakan material yang disebut dengan bioink. Bioink adalah material yang digunakan untuk membuat jaringan buatan dalam teknologi 3D bioprinting. “Filamen” dari 3D bioprinting ini bisa terbuat dari sel saja, namun di kebanyakan aplikasinya ditambahkan pula gel biopolimer yang menempel pada sel dan membantunya untuk menyebar, bertumbuh, dan berkembang biak. Mirip dengan cara kerja dengan 3D printing biasa, teknologi 3D bioprinting mencetak struktur hidup yang mampu meniru perilaku dari sistem yang alami menggunakan bioink.
Proses 3D bioprinting dimulai dari model dari struktur yang didapatkan dari hasil pindai CT atau MRI, program computer generated design (CAD), atau diunduh dari internet. File model 3D kemudian dimasukkan dalam program slicer, yaitu program komputer yang menganalisa geometri dari model tersebut dan memotongnya menjadi lapisan-lapisan tipis (slices). Lapisan-lapisan tipis ini akan memiliki bentuk yang sama dengan model awal ketika ditumpuk secara vertikal.
Setelah model sudah dipotong-potong, slices diubah menjadi path data dan kemudian dikirim ke 3D bioprinter. Bioprinter mengikuti instruksi yang ada di dalam path data tersebut termasuk temperatur dari ekstruder, tekanan ekstrusi, temperatur dari bed plate, dan jalur gerakan 3D yang dibuat oleh program slicer. Setelah semua instruksi telah dilakukan, maka hasil cetakan selesai.
Aplikasi 3D bioprinting
Akhir-akhir ini, teknologi bioprinting menarik banyak perhatian karena mampu mengontrol peletakan dari sel, biomaterial, dan molekul biologis untuk regenerasi jaringan atau organ. Bioprinting telah digunakan untuk membuat struktur 2D dan 3D dengan berbagai macam tujuan, termasuk pembuatan dari scaffold untuk regenerasi jaringan. Berikut adalah beberapa aplikasi dari 3D bioprinting:
Keren banget, ya Sob! Kira-kira, pengembangan teknologi 3D bioprinting di masa depan bakal sejauh mana ya? Kalau menurut Sobat Solid, mungkin ga sih suatu saat nanti kita bisa mencetak manusia utuh?
Penulis
Joses Sebastian (Teknik Material ITB 2018)
Febri Yolanda Pasaribu (Teknik Material ITB 2020)
Editor
Edbert Wing Hanitio (Teknik Material ITB 2018)
Referensi
Young-Joon Seol, Hyun-Wook Kang, Sang Jin Lee, Anthony Atala, James J. Yoo, Bioprinting technology and its applications, European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, Volume 46, Issue 3, September 2014, Pages 342–348, https://doi.org/10.1093/ejcts/ezu148
https://directorsblog.nih.gov/
https://maxipro.co.id/menarik-perhatian-dengan-desain-3d-printing/
https://3dprinting.com/what-is-3d-printing/#How-Does-3D-Printing-Work
https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/what-is-3d-printing#:~:text=3D%20printing%20is%20an%20additive,printing%20creates%20less%20material%20wastage.
https://monroeengineering.com/blog/why-3d-printers-use-thermoplastic-materials/
https://www.3dnatives.com/en/pla-filament-230720194/
https://www.allevi3d.com/what-is-3d-bioprinting/https://all3dp.com/2/for-ricardo-what-is-bioink-simply-explained/
