Biomedis (juga disebut sebagai kedokteran Barat, kedokteran umum atau kedokteran konvensional) adalah cabang ilmu kedokteran yang menerapkan prinsip-prinsip biologis dan fisiologis pada praktik klinis. Biomedis menekankan pada pengobatan berbasis bukti yang terstandardisasi dan divalidasi melalui penelitian biologis, dengan pengobatan yang diberikan melalui dokter, perawat, dan praktisi berlisensi lainnya yang terlatih secara formal.

Biomedis juga dapat berhubungan dengan banyak kategori lain dalam bidang kesehatan dan biologi. Biomedis telah menjadi sistem pengobatan yang dominan di dunia Barat selama lebih dari satu abad.

Ini mencakup banyak disiplin ilmu biomedis dan bidang-bidang khusus yang biasanya mengandung awalan “bio-” seperti biologi molekuler, biokimia, bioteknologi, biologi sel, embriologi, nanobioteknologi, teknik biologi, biologi medis laboratorium, sitogenetika, genetika, terapi gen, bioinformatika, biostatistika, biologi sistem, neurosains, mikrobiologi, virologi, imunologi, parasitologi, fisiologi, patologi, anatomi, toksikologi, dan banyak lagi lainnya yang secara umum berkaitan dengan ilmu hayati yang diaplikasikan ke dalam dunia kedokteran.

Gambaran umum

Biomedis adalah landasan perawatan kesehatan modern dan diagnostik laboratorium. Hal ini menyangkut berbagai pendekatan ilmiah dan teknologi: mulai dari diagnostik in vitro hingga fertilisasi in vitro, dari mekanisme molekuler fibrosis kistik hingga dinamika populasi virus HIV, dari pemahaman interaksi molekuler hingga studi tentang karsinogenesis, dari polimorfisme nukleotida tunggal (SNP) hingga terapi gen.

Biomedis didasarkan pada biologi molekuler dan menggabungkan semua masalah pengembangan kedokteran molekuler ke dalam hubungan struktural dan fungsional berskala besar dari genom, transkriptom, proteom, fisiom, dan metabolom manusia dengan sudut pandang khusus untuk merancang teknologi baru untuk prediksi, diagnosis, dan terapi.

Biomedis melibatkan studi tentang proses fisiologis (patologis) dengan metode dari biologi dan fisiologi. Pendekatannya berkisar dari pemahaman interaksi molekuler hingga studi tentang konsekuensi pada tingkat in vivo. Proses-proses ini dipelajari dengan sudut pandang khusus untuk merancang strategi baru untuk diagnosis dan terapi.

Bergantung pada tingkat keparahan penyakit, biomedis menunjukkan dengan tepat masalah pada pasien dan memperbaiki masalah tersebut melalui intervensi medis. Kedokteran berfokus pada penyembuhan penyakit daripada meningkatkan kesehatan seseorang.

Dalam ilmu sosial, biomedis dijelaskan dengan cara yang berbeda. Melalui lensa antropologi, biomedis melampaui ranah biologi dan fakta-fakta ilmiah; biomedis merupakan sistem sosial-budaya yang secara kolektif merepresentasikan realitas. Meskipun biomedis secara tradisional dianggap tidak memiliki bias karena praktiknya yang berbasis bukti, Gaines & Davis-Floyd (2004) menyoroti bahwa biomedis itu sendiri memiliki dasar budaya dan ini karena biomedis mencerminkan norma dan nilai dari penciptanya.

Biologi molekuler

Biologi molekuler adalah proses sintesis dan regulasi DNA, RNA, dan protein sel. Biologi molekuler terdiri dari berbagai teknik yang berbeda termasuk reaksi berantai polimerase, elektroforesis gel, dan penempelan makromolekul untuk memanipulasi DNA.

Reaksi berantai polimerase dilakukan dengan menempatkan campuran DNA yang diinginkan, DNA polimerase, primer, dan basa nukleotida ke dalam mesin. Mesin memanaskan dan mendinginkan pada berbagai suhu untuk memutus ikatan hidrogen yang mengikat DNA dan memungkinkan basa nukleotida ditambahkan ke dalam dua templat DNA setelah dipisahkan.

Elektroforesis gel adalah teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi DNA yang sama antara dua sampel DNA yang tidak diketahui. Proses ini dilakukan dengan terlebih dahulu menyiapkan gel agarosa. Lembaran seperti jeli ini akan memiliki sumur-sumur untuk dituangi DNA. Arus listrik dialirkan sehingga DNA yang bermuatan negatif karena gugus fosfatnya tertarik ke elektroda positif. Baris DNA yang berbeda akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda karena beberapa bagian DNA lebih besar dari yang lain. Jadi, jika dua sampel DNA menunjukkan pola yang sama pada elektroforesis gel, dapat dikatakan bahwa sampel DNA tersebut cocok.

Pengikisan makromolekul adalah proses yang dilakukan setelah elektroforesis gel. Larutan alkali disiapkan dalam sebuah wadah. Sebuah spons ditempatkan ke dalam larutan dan gel agarosa ditempatkan di atas spons. Selanjutnya, kertas nitroselulosa diletakkan di atas gel agarosa dan tisu ditambahkan di atas kertas nitroselulosa untuk memberikan tekanan. Larutan alkali ditarik ke atas menuju tisu. Selama proses ini, DNA mengalami perubahan sifat dalam larutan alkali dan terbawa ke atas ke kertas nitroselulosa. Kertas tersebut kemudian dimasukkan ke dalam kantong plastik dan diisi dengan larutan yang penuh dengan fragmen DNA, yang disebut probe, yang ditemukan dalam sampel DNA yang diinginkan. Probe akan berikatan dengan DNA komplementer dari pita yang sudah ditemukan pada sampel nitroselulosa. Setelah itu, probe dicuci dan yang tersisa hanyalah probe yang telah dianil pada DNA komplementer di atas kertas. Selanjutnya kertas ditempelkan pada film sinar-x. Radioaktivitas probe menciptakan pita hitam pada film, yang disebut autoradiograf. Hasilnya, hanya pola DNA yang mirip dengan probe yang ada pada film. Hal ini memungkinkan kita untuk membandingkan sekuens DNA yang serupa dari beberapa sampel DNA. Keseluruhan proses ini menghasilkan pembacaan yang tepat atas kemiripan pada sampel DNA yang sama dan berbeda.

Biokimia

Biokimia adalah ilmu pengetahuan tentang proses kimiawi yang terjadi di dalam organisme hidup. Organisme hidup membutuhkan elemen-elemen penting untuk bertahan hidup, di antaranya adalah karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, kalsium, dan fosfor. Unsur-unsur ini membentuk empat makromolekul yang dibutuhkan organisme hidup untuk bertahan hidup: karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat.

Karbohidrat, yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, adalah molekul penyimpan energi. Karbohidrat yang paling sederhana adalah glukosa,

C6H12O6, digunakan dalam respirasi sel untuk menghasilkan ATP, adenosin trifosfat, yang memasok energi ke dalam sel.

Protein adalah rantai asam amino yang berfungsi, antara lain, untuk mengontraksikan otot rangka, sebagai katalisator, sebagai molekul pengangkut, dan sebagai molekul penyimpanan. Katalis protein dapat memfasilitasi proses biokimia dengan menurunkan energi aktivasi suatu reaksi. Hemoglobin juga merupakan protein, yang membawa oksigen ke sel-sel organisme.

Lipid, juga dikenal sebagai lemak, adalah molekul kecil yang berasal dari subunit biokimia baik dari gugus ketoasil atau isoprena. Menciptakan delapan kategori yang berbeda: asam lemak, gliserolipid, gliserofosfolipid, sfingolipid, sakarolipid, dan poliketida (berasal dari kondensasi subunit ketoasil); dan lipid sterol dan lipid prenol (berasal dari kondensasi subunit isoprena). Tujuan utamanya adalah untuk menyimpan energi dalam jangka panjang. Karena strukturnya yang unik, lipid menyediakan lebih dari dua kali lipat jumlah energi yang disediakan karbohidrat. Lipid juga dapat digunakan sebagai isolasi. Selain itu, lipid dapat digunakan dalam produksi hormon untuk menjaga keseimbangan hormon yang sehat dan memberikan struktur pada membran sel.

Asam nukleat adalah komponen utama DNA, zat penyimpan informasi genetik utama, yang sering ditemukan di dalam inti sel, dan mengontrol proses metabolisme sel. DNA terdiri dari dua untai antiparalel yang saling melengkapi, yang terdiri dari pola nukleotida yang berbeda-beda. RNA adalah untaian tunggal DNA, yang ditranskripsi dari DNA dan digunakan untuk translasi DNA, yang merupakan proses untuk membuat protein dari urutan RNA.

Disadur dari: https://en.wikipedia.org/wiki/Biomedicine
 

Pencitraan medis adalah teknik dan proses untuk mencitrakan interior tubuh untuk analisis klinis dan intervensi medis, serta untuk merepresentasikan visual fungsi beberapa organ atau jaringan (fisiologi). Tujuan pencitraan medis adalah untuk mengungkap struktur internal yang tersembunyi oleh kulit dan tulang, serta untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit. Pencitraan medis juga membentuk basis data tentang anatomi dan fisiologi normal untuk memungkinkan identifikasi kelainan. Meskipun pencitraan organ dan jaringan yang diangkat dapat dilakukan atas alasan medis, prosedur semacam itu biasanya dianggap sebagai bagian dari patologi bukan pencitraan medis.

Teknik pengukuran dan pencatatan yang tidak dirancang secara khusus untuk menghasilkan gambar, seperti elektroensefalografi (EEG), magnetoensefalografi (MEG), elektrokardiografi (EKG), dan lain-lain, merupakan teknologi lain yang menghasilkan data yang dapat direpresentasikan sebagai grafik parameter versus waktu atau peta yang berisi data tentang lokasi pengukuran. Dalam perbandingan terbatas, teknologi-teknologi ini dapat dianggap sebagai bentuk pencitraan medis dalam disiplin lain dari instrumen medis.

Pada tahun 2010, telah dilakukan sekitar 5 miliar studi pencitraan medis di seluruh dunia. Paparan radiasi dari pencitraan medis pada tahun 2006 menyumbang sekitar 50% dari total paparan radiasi ionisasi di Amerika Serikat. Peralatan pencitraan medis diproduksi menggunakan teknologi dari industri semikonduktor, termasuk sirkuit terpadu CMOS, perangkat semikonduktor daya, sensor seperti sensor gambar (terutama sensor CMOS) dan biosensor, serta prosesor seperti mikrokontroler, mikroprosesor, pemroses sinyal digital, pemroses media, dan perangkat sistem-on-chip. Pada tahun 2015, pengiriman tahunan chip pencitraan medis mencapai 46 juta unit dengan nilai $1.1 miliar. Penggunaan istilah "noninvasif" digunakan untuk menunjukkan prosedur di mana tidak ada alat yang dimasukkan ke dalam tubuh pasien, yang merupakan kasus untuk sebagian besar teknik pencitraan yang digunakan.

Jenis Dari Pencitraan Medis

Dalam konteks klinis, pencitraan medis menggunakan "cahaya tak terlihat" umumnya dikaitkan dengan radiologi atau "pencitraan klinis". Sementara itu, pencitraan medis menggunakan "cahaya terlihat" melibatkan video digital atau gambar diam yang dapat dilihat tanpa peralatan khusus. Beberapa modaltas, seperti dermatologi dan perawatan luka, menggunakan gambaran cahaya terlihat. Penafsiran gambar medis umumnya dilakukan oleh seorang dokter yang mengkhususkan diri dalam radiologi yang dikenal sebagai radiolog; namun, penafsiran ini juga dapat dilakukan oleh tenaga medis lain yang terlatih dan bersertifikasi dalam evaluasi klinis radiologi.

Sebagai sebuah bidang investigasi ilmiah, pencitraan medis merupakan sub-disiplin dari teknik rekayasa biomedis, fisika medis, atau kedokteran tergantung pada konteksnya. Radiografi mendefinisikan aspek teknis pencitraan medis, khususnya dalam pemerolehan gambar medis. Radiografi memanfaatkan dua bentuk gambar radiografi yang digunakan dalam pencitraan medis, yaitu radiografi proyeksi dan fluoroskopi.

Selanjutnya, resonansi magnetik (MRI) merupakan instrumen pencitraan medis yang menggunakan magnet kuat untuk memperoleh gambar tubuh. MRI memancarkan pulsa frekuensi radio pada frekuensi resonansi atom hidrogen dalam molekul air tubuh manusia. Selain itu, kedokteran nuklir mencakup kedua pencitraan diagnostik dan pengobatan penyakit, menggunakan isotop dan partikel energik yang dipancarkan dari material radioaktif untuk mendiagnosis atau mengobati berbagai patologi.

Ultrasonografi menggunakan gelombang suara berfrekuensi tinggi yang dipantulkan oleh jaringan untuk menghasilkan gambar tubuh, sering kali dikaitkan dengan pencitraan janin pada wanita hamil. Sementara itu, elastografi merupakan modalitas pencitraan yang memetakan sifat elastis jaringan lunak, berguna dalam diagnosis medis. Teknik pencitraan medis terus berkembang, termasuk teknik baru seperti fotoakustik imaging yang memanfaatkan efek fotoakustik untuk mendeteksi gambaran medis dalam tubuh. Demikianlah berbagai teknik pencitraan medis yang digunakan dalam diagnosis dan penanganan penyakit, masing-masing memiliki keunggulan dan aplikasi klinisnya sendiri.

Penciptaan Gambar Tiga Dimensi

Teknik rendering volume telah dikembangkan untuk memungkinkan perangkat lunak pemindaian CT, MRI, dan ultrasonografi menghasilkan gambar 3D bagi dokter. Sebelumnya, pemindaian CT dan MRI menghasilkan output statis 2D pada film. Untuk menghasilkan gambar 3D, banyak pemindaian dilakukan dan kemudian digabungkan oleh komputer untuk menghasilkan model 3D, yang kemudian dapat dimanipulasi oleh dokter. Ultrasound 3D diproduksi menggunakan teknik yang agak mirip. Dalam mendiagnosis penyakit pada visera abdomen, ultrasonografi sangat sensitif pada pencitraan saluran empedu, saluran kemih, dan organ reproduksi wanita (ovarium, tuba fallopi). Dengan kemampuan untuk memvisualisasikan struktur penting dengan detail yang besar, metode visualisasi 3D adalah sumber daya berharga untuk diagnosis dan pengobatan bedah dari banyak patologi. Ini merupakan sumber daya kunci untuk upaya terkenal, tetapi akhirnya tidak berhasil oleh ahli bedah Singapura untuk memisahkan kembar Iran Ladan dan Laleh Bijani pada tahun 2003. Peralatan 3D sebelumnya digunakan untuk operasi serupa dengan kesuksesan besar.

Teknik Lainnya yang Diusulkan atau Dikembangkan Termasuk:

• Tomografi optik difus
• Elastografi
• Tomografi impedansi listrik
• Pencitraan optoakustik
• Oftalmologi
• A-scan
• B-scan
• Topografi kornea
• Tomografi koherensi optik
• Oftalmoskopi laser pemindaian

Beberapa teknik ini masih dalam tahap penelitian dan belum digunakan dalam rutinitas klinis.

Pencitraan Non-Diagnostik

Neuroimaging juga telah digunakan dalam keadaan eksperimental untuk memungkinkan orang (terutama orang yang cacat) untuk mengendalikan perangkat luar, bertindak sebagai antarmuka otak komputer. Banyak aplikasi perangkat lunak pencitraan medis digunakan untuk pencitraan non-diagnostik, khususnya karena mereka tidak memiliki persetujuan FDA dan tidak diizinkan untuk digunakan dalam penelitian klinis untuk diagnosis pasien. Perlu dicatat bahwa banyak studi penelitian klinis tidak dirancang untuk diagnosis pasien sama sekali.

Arsip dan Perekaman

Digunakan terutama dalam pencitraan ultrasonografi, menangkap gambar yang dihasilkan oleh perangkat pencitraan medis diperlukan untuk aplikasi arsip dan telemedisin. Dalam sebagian besar skenario, grabber frame digunakan untuk menangkap sinyal video dari perangkat medis dan meneruskannya ke komputer untuk pemrosesan dan operasi lebih lanjut.

• DICOM

Standar Komunikasi dan Komunikasi Citra Digital (DICOM) digunakan secara global untuk menyimpan, pertukaran, dan mentransmisikan citra medis. Standar DICOM mencakup protokol untuk teknik pencitraan seperti radiografi, tomografi terkomputasi (CT), pencitraan resonansi magnetik (MRI), ultrasonografi, dan terapi radiasi.

• Kompresi Citra Medis

Teknik pencitraan medis menghasilkan jumlah data yang sangat besar, terutama dari modalitas CT, MRI, dan PET. Akibatnya, penyimpanan dan komunikasi data gambar elektronik menjadi tidak memungkinkan tanpa menggunakan kompresi. Kompresi citra JPEG 2000 digunakan oleh standar DICOM untuk penyimpanan dan transmisi citra medis. Biaya dan kelayakan mengakses kumpulan data gambar besar melalui bandwidth rendah atau berbagai bandwidth lebih lanjut diatasi dengan menggunakan standar DICOM lain, yang disebut JPIP, untuk mengaktifkan streaming efisien data gambar yang terkompresi JPEG 2000.

• Pencitraan Medis di Cloud

Ada kecenderungan berkembang untuk bermigrasi dari PACS on-premise ke PACS berbasis cloud. Sebuah artikel terbaru oleh Applied Radiology mengatakan, "Ketika ranah citra digital diterima di seluruh perusahaan perawatan kesehatan, transisi cepat dari terabyte ke petabyte data telah menempatkan radiologi di ambang kelebihan informasi. Komputasi awan menawarkan alat bagi departemen pencitraan masa depan untuk mengelola data dengan jauh lebih cerdas."

Penggunaan dalam Uji Klinis Farmasi

Pencitraan medis telah menjadi alat penting dalam uji klinis karena memungkinkan diagnosis cepat dengan visualisasi dan penilaian kuantitatif. Sebuah uji klinis tipikal melalui beberapa fase dan dapat memakan waktu hingga delapan tahun. Titik akhir klinis atau hasil digunakan untuk menentukan apakah terapi aman dan efektif. Setelah seorang pasien mencapai titik akhir, ia umumnya dikecualikan dari interaksi eksperimental lebih lanjut. Uji yang bergantung hanya pada titik akhir klinis sangat mahal karena memiliki durasi yang panjang dan cenderung membutuhkan jumlah pasien yang besar.

Sebagai kontras dengan titik akhir klinis, titik akhir pengganti telah terbukti mempersingkat waktu yang diperlukan untuk memastikan apakah sebuah obat memiliki manfaat klinis. Biomarker pencitraan (karakteristik yang diukur secara objektif oleh teknik pencitraan, yang digunakan sebagai indikator respons farmakologis terhadap suatu terapi) dan titik akhir pengganti telah terbukti memfasilitasi penggunaan kelompok kecil, mendapatkan hasil dengan cepat dengan daya statistik yang baik. Pencitraan mampu mengungkapkan perubahan halus yang menunjukkan perkembangan terapi yang mungkin terlewatkan oleh pendekatan tradisional yang lebih subjektif. Bias statistik dikurangi karena temuan dievaluasi tanpa kontak langsung dengan pasien.

Teknik pencitraan seperti tomografi emisi positron (PET) dan pencitraan resonansi magnetik (MRI) rutin digunakan dalam bidang onkologi dan neurosains. Misalnya, pengukuran penyusutan tumor adalah titik pengganti yang umum digunakan dalam evaluasi respons tumor padat. Ini memungkinkan penilaian efek obat lebih cepat dan objektif. Dalam penyakit Alzheimer, pemindaian MRI dari seluruh otak dapat menilai dengan akurat laju atrofi hipokampus, sedangkan pemindaian PET dapat mengukur aktivitas metabolisme otak dengan mengukur metabolisme glukosa regional, dan plak beta-amiloid menggunakan tracer seperti Pittsburgh compound B (PiB). Secara historis, penggunaan pencitraan medis kuantitatif kurang digunakan dalam bidang pengembangan obat lainnya meskipun minatnya sedang tumbuh.

Uji berbasis pencitraan biasanya terdiri dari tiga komponen:

1. Protokol pencitraan yang realistis. Protokol ini adalah garis besar yang mengstandarisasi (sejauh mungkin) cara gambar diperoleh menggunakan berbagai modalitas (PET, SPECT, CT, MRI). Ini mencakup detail di mana gambar akan disimpan, diproses, dan dievaluasi.

2. Pusat pencitraan yang bertanggung jawab atas pengumpulan gambar, melakukan kontrol kualitas, dan menyediakan alat untuk penyimpanan data, distribusi, dan analisis. Penting bagi gambar yang diperoleh pada waktu yang berbeda ditampilkan dalam format standar untuk menjaga keandalan evaluasi. Beberapa organisasi penelitian kontrak pencitraan khusus menyediakan layanan pencitraan medis dari awal hingga akhir, mulai dari desain protokol dan manajemen situs hingga jaminan kualitas data dan analisis gambar.

3. Situs klinis yang merekrut pasien untuk menghasilkan gambar untuk dikirim kembali ke pusat pencitraan.

 

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Mendeteksi keberadaan suatu penyakit secara dini merupakan langkah penting untuk meminimalkan gejala yang timbul dan dapat dilakukan tahap perawatan yang tepat sedari awal. Selama ini banyak kasus terjadinya penularan penyakit secara meluas atau gejala akut dialami seorang pasien disebabkan keterlambatan dalam hal diagnosis terkait de­ngan keberadaan suatu penyakit pada seseorang atau munculnya mikroorganisme berbahaya di lingkungan sekitar. Sebagai contoh ialah penyakit alzheimer yang dapat berkembang di dalam otak selama Z dekade sebelum menunjukkan gejala pada pasien. Contoh lainnya ialah banyaknya pasien tanpa gejala (asimtomatik), tapi berpotensi seba­gai media penularan covid-19. Oleh karena itu, kemampuan mendeteksi sedini mungkin, baik pada pasien tanpa gejala maupun belum terbentuknya gejala, dapat menawarkan solusi untuk perawatan pada tahap awal yang akan mampu memberi­kan perbedaan signifikan pada se­orang pasien.

Keterlambatan dalam hal diagnosis semakin dirasakan khususnya oleh masyarakat yang berada di daerah-daerah 3T (terting­gal, terpencil, dan terluar). Di sisi lain, sebagian besar proses diagno­sis suatu penyakit membutuhkan waktu hitungan jam bahkan hari serta biaya yang sering kali tidak bisa dijangkau semua kalangan.

Oleh karena itu, teknologi di bidang diagnosis medis ke depan membutuhkan terobosan ham un­tuk menghasilkan tes uji penyakit secara dini yang lebih sederhana, cepat, murah, dan dapat digunakan di mana saja dan oleh siapa saja, termasuk masyarakat umum tanpa perlu keterampilan khusus. Untuk menjawab tantangan tersebut, pene­litian dan pengembangan teknologi biosensor menjadi sangat penting. Biosensor dapat didefinisikan se­bagai alat yang mampu mendeteksi keberadaan sebuah biomolekul, virus, set, dan bakteri di dalam tubuh, makanan, dan lingkungan sekitar kita. Uji kit untuk memonitor kadar gula darah dan kolesterol, tes kehamilan, dan tes cepat covid-19 merupakan beberapa contoh dari alat biosensor.

Sebagian besar bio­sensor yang berada di pasaran saat ini bekerja dengan menggunakan sampel darah yang tidak cukup nyaman bagi kebanyakan pasien, seperti pada pasien diabetes, yang setiap hari harus melakukan finger prick untuk memonitor kadar gula darah secara berkelanjutan dan sering kali proses pengambilan darah dapat menghasilkan infeksi dan lebam pada kulit. Oleh karena itu, pengembangan biosensor saat ini diarahkan untuk dapat bekerja tidak hanya dengan sampel berupa darah, tetapi juga dapat menggu­nakan sampel air liur, keringat, dan air seni tergantung dari jenis biomolekul atau mikroorganisme yang ingin kita dideteksi apakah dapat ditemukan dalam sampel tersebut atau tidak.

Selain membuat biosensor yang lebih bersahabat dengan pasien, yaitu menggunakan sampel dengan sumber yang lebih mudah diambil dari tubuh, arah inovasi lainnya ialah meningkatkan sensitivitas dan limit deteksi dari alat biosensor. Definisi sensitivitas dalam hal ini agak berbeda dengan sensitivitas yang sering kita temui pada label tes uji cepat covid-19. Pada konteks tes uji cepat covid-19, angka sensitivitas yang beredar menunjukkan perban­dingan ketepatan tes uji pada pasien positif jika dibandingkan dengan pemeriksaan baku menggunakan tes swab PCR. Sementara itu, pada konteks biosensor secara umum, sensitivitas dapat dipahami seba­gai rasio kemampuan perubahan respons alat terhadap perubahan jumlah molekul target pada sampel. Biosensor yang dapat memberikan respons 10 mikroampere dengan adanya perubahan 100 molekul tar­get, lebih sensitif jika dibandingkan dengan alat yang hanya merespons 1 mikroampere. Sementara itu, limit deteksi berkaitan jumlah batas konsentrasi terkecil dari molekul target yang dapat dideteksi oleh alat.

Sebagai contoh kasus untuk deteksi virus SARS-CoV-2, tes uji cepat anti­bodi ataupun antigen hanya mampu memberikan sinyal positif ketika jumlah protein target berkisar pada 100.000-1.000.000 molekul pada sampel, sedangkan tes swab PCR memiliki limit deteksi yang lebih kecil, yaitu sekitar 100-1.000 mole­kul pada sampel. Sering kali sebuah alat memberikan hasil negatif palsu karena ketidakmampuan alat ter­sebut mendeteksi target molekul pada jumlah yang sangat kecil di bawah kemampuan deteksinya. Hal itu dapat terjadi pada beberapa orang yang terinfeksi virus dengan jumlah kecil dan tidak menimbul­kan gejala, tapi berpotensi sebagai sumber penularan pada orang lain. Oleh karena itu, pengembangan alat uji dengan kemampuan sensitivitas yang tinggi hingga menuju level deteksi pada molekul mnggal ialah salah satu arah penelitian terkini di bidang biosensor.

Biosensor elektrokimia merupa­kan salah satu kategori divais yang dapat menawarkan sensitivitas tinggi, limit deteksi yang sangat rendah, serta fleksibilitas dan portabilitas alat yang berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut hingga tahap komersialisasi. Konfigurasi alat biosensor elektrokimia dapat berupa suatu elektroda kerja atau sebuah transistor elektrokimia. Elektroda atau transistor ialah komponen elektronika yang cukup familier dan dikenal masyarakat umum yang bisa ditemukan di berbagai perangkat elektronik di sekitar kita.

Gambaran sederhana agar sebuah elektroda dan transis­tor dapat menjadi sebuah biosensor ialah dengan memodifikasi permu­kaan elektroda dengan molekul atau protein yang dapat mengenali atau menangkap target yang ingin dideteksi sebagai contoh modifikasi elektroda dengan molekul antibodi sehingga bisa menangkap antigen, atau modifikasi permukaan elektroda dengan enzim sehingga bisa berinteraksi dengan target seperti glukosa atau kolesterol. Adanya proses penangkapan target mole­kul yang menempel pada molekul penangkap di atas permukaan elek­troda, akan mengubah kerapatan muatan listrik atau aliran listrik. Perubahan sinyal listrik ini yang akan bisa kita baca sebagai respons dari biosensor elektrokimia.

Laboratorium material fungsional maju di ITB telah mengembangkan berbagai jenis biosensor elektro­kimia, di antaranya alat untuk mendeteksi glukosa, dopamin, dan pro­tein penanda Hepatitis B. Saat ini, tim laboratorium material fungsio­nal maju terdiri atas berbagai personel dengan latar belakang keilmuan berbeda (multidisiplin) yang saling bersinergi untuk mengembangkan biosensor elektrokimia untuk jenis penyakit lainnya. Pandemi covid-19 mengajarkan kita bahwa pengem­bangan teknologi biosensor menjadi penting sebagai bagian solusi pada ranah diagnosis untuk penanganan pandemi. Beberapa arah pengem­bangan biosensor elektrokimia ke depannya dapat mencakup jenis material untuk aplikasi biosensor yang bisa diproduksi secara mas­sal di Indonesia dan stabil selama proses produksi, penyimpanan, distribusi, hingga pemakaian.

Dari sisi keilmuan teknik meliputi pengembangan desain divais dan perangkat instrumentasi yang mu­dah digunakan user di mana saja dan kapan saja. Teknologi biosensor yang berbasis elektrokimia mungkin sepatunya menjadi salah satu target teknologi yang harapannya bisa oleh Indonesia ke depannya. Jika pesawat terbang bisa menjadi transportasi penghubung negara kepulauan In­donesia, diharapkan biosensor bisa menjadi teknologi pelengkap umuk tenaga medis dalam mendiagnosis penyakit secara lebih cepat, khu­susnya untuk penduduk-penduduk di pulau-pulau kecil tanpa hams mobilisasi ke rumah sakit di pulau besar yang membutuhkan waktu, tenaga, dan biaya. (M-4) 

Sumber: research.lppm.itb.ac.id