1
Futurologi : Penciptaan Sel Stem Embrio Manusia di Masa Depan melalui
Teknologi
3D Printing
oleh :
HUSNA TIARA PUTRI
15411011
TEKNIK PERENCANAAN WILAYAH DAN KOTA
SEKOLAH ARSITEKTUR, PERENCANAAN, DAN PENGEMBANGAN KEBIJAKAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
ABSTRAK
Teknologi merupakan salah satu aspek yang berkembang cukup pesat dan berpengaruh dalam kehidupan manusia saat ini. Salah satunya adalah penemuan dan perkembangan teknologi cetak tiga dimensi (3D printing) yang dapat dikatakan sebagai pintu gerbang bagi manusia untuk menuju kehidupan yang baru, pada kehidupan yang serba instan. Teknologi ini mampu membawa sejumlah kemudahan dan keuntungan yang dapat dirasakan secara langsung oleh manusia. Kemudahan untuk membuat berbagai jenis produk secara individu dapat mengurangi anggaran biaya (cost) dari yang seharusnya dikeluarkan. Sejauh ini, penggunaan teknologi 3D printing hanya mampu berorientasi pada produk – produk berbahan baku polimer ataupun besi. Namun seiring dengan berbagai penelitian dan percobaan yang dilakukan, kemampuan teknologi ini dapat berkembang pesat di masa depan jauh dari apa yang dimilikinya saat ini. Suatu saat nanti, teknologi ini mampu menciptakan sel stem yang merupakan salah satu komponen fisik manusia sebagai suatu makhluk hidup.
kata kunci : 3D printing, masa depan (future), sel stem embrio manusia (human embrionic stem cell)
A. PENDAHULUAN
Masa depan adalah segala sesuatu yang belum dan akan terjadi setelah sekarang. Masa depan bersifat predictable, dapat diprediksikan namun tidak dapat dipastikan bahwa suatu hal akan terjadi. Oleh karena seorangpun tidak dapat memastikan tentang apa yang akan terjadi di masa depan, maka orang – orang cenderung malas untuk memikirkan tentang masa depan tersebut. Orang – orang cenderung lebih memikirkan apa yang sedang dihadapinya sekarang dibanding memikirkan apa yang mungkin terjadi nanti. Padahal dengan mempelajari masa depan, seseorang akan dapat lebih menghargai dan mempertimbangkan segala sesuatu yang akan dilakukannya saat ini.
2 mengembangkan berbagai teori dan konsep untuk memprediksi apa yang akan terjadi di masa depan dari segala bidang. Dengan berdasar pada kebutuhan dan garis sejarah yang telah lalu, probabilitas atau kemungkinan prediksi – prediksi ini menjadi kenyataan dapat menjadi lebih besar.
Teknologi merupakan salah satu bidang yang cukup menarik untuk diprediksi. Perkembangan teknologi yang amat pesat saat ini menjadi tantangan dan keunikan tersendiri bagi para futuris. Sejumlah futuris mengatakan bahwa di masa depan, kehidupan manusia akan diwarnai oleh penggunaan teknologi yang cukup besar. Layaknya hidup dalam dunia visual, sejumlah mikroprosesor akan dengan mudah ditemukan dalam pemenuhan kebutuhan hidup sehari – hari.
Salah satu penemuan yang cukup fenomenal saat ini adalah teknologi 3D printing. Pasalnya teknologi ini dapat digunakan untuk membentuk replika nyata dari berbagai desain visual dalam komputer. Pada awalnya penemuan ini bersifat sederhana, tidak ada keunggulan lain selain mampu menciptakan bentuk 3D suatu benda dibandingkan dengan printer pada umumnya. Desain printer ini juga masih cukup rumit dan cenderung mirip dengan konsep alat – alat produksi dalam pabrik atau perusahaan produksi barang tertentu. Namun seiring dengan perkembangan teknologi yang amat pesat, perkembangan teknologi ini pun kian pesat dan bertambah sempurna.
Saat ini, kebutuhan hidup manusia juga semakin kompleks dan terbatas. Di saat setiap orang mengusahakan kesejahteraannya masing – masing sementara kemampuan lingkungan makin berkurang, bagaimana peran teknologi ini bagi manusia di masa depan ? Dengan berdasar pada apa yang telah dan sedang terjadi saat ini, apa yang dapat diberikan teknologi ini di masa depan ?
B. PEMBAHASAN
Teknologi 3D printing terus berkembang pesat dari waktu ke waktu. Teknologi cetak yang awalnya hanya mampu menghasilkan produk dua dimensi kini mampu menghasilkan benda – benda nyata yang menakjubkan.
Pengenalan 3D Printing
Rapid prototyping atau saat ini dikenal dengan 3D printing merupakan suatu proses pembentukan berbagai bentuk model digital secara virtual dalam objek tiga dimensi. Seorang teknisi akan membuat desain dalam format CAD lalu kemudian dikirimkannya ke mesin yang akan membuat desain tersebut menjadi nyata. Teknologi 3D printing ini menggunakan proses additive dimana setiap lapisan dari berbagai material tercetak satu per satu dalam berbagai bentuk yang berbeda sebelum menjadi model digital yang diinginkan sehingga lapisan – lapisan ini menjadi suatu objek nyata dan konkrit.
3 Perkembangan 3D Printing
Pada dasarnya, teknologi ini bukanlah hal baru seperti halnya saat ini saat ini sedang ramai diperbincangkan masyarakat. Teknologi ini sudah ada sejak lama. Pertama kali, printer 3D dibuat pada tahun 1984 oleh Chuck Hull, seorang pegawai 3D System Corp, namun sayangnya material yang saat itu digunakan tidaklah cukup kuat untuk disebut sebagai sebuah produk melainkan hanya sebagai sebuah model yang dipakai untuk menggambarkan bentuk nyata dari desain digital. Teknologi 3D printing ini hanya dapat dilakukan pada desain visual dengan material dasar berbahan polimer atau semacam semen lunak, fiberglass, atau plastik.
Pengembangan terhadap teknologi ini terus dilakukan, sampai suatu perusahan desain 3D berhasil menemukan sebuah material baru – nanocomposite – yang merupakan dari berbagai material plastik dan besi sampai saat ini bisa dirasakan. Saat ini, teknologi 3D
printing mampu mengolah bahan yang bermacam – macam, dari bahan cair maupun padat (bahan cair akan dipadatkan terlebih dahulu), dan bahan – bahan tersebut telah mengandung warna, sehingga memungkinkan para kreator atau pengguna untuk berinovasi langsung sesuai dengan kreatifitasnya pada produk akhir. Bahkan pada bulan November 2012 lalu, anak perusahaan General Electric USA (GE USA) menjadi perbincangan hangat karena berhasil mengakuisisi sebuah perusahaan kecil dengan 130 orang karyawan menggunakan sejumlah mesin cetak 3D. Perusahaan ini adalah Morris Technologies berbasis di Cincinnati Ohio. Morris Technologies membuat semua karyawannya bekerja menggunakan deskripsi digital dari suatu obyek untuk dapat membentuk suatu produk dalam bentuk fisiknya, selapis demi selapis. Salah satu teknologi yang digunakan oleh perusahaan ini adalah laser sintering. Alat ini bekerja dengan cara menyebarkan lapisan tipis serbuk logam ke platform pembangun dan kemudian mengeringkan bahan ini dengan menggunakan sinar laser. Proses ini terus diulang berkali – kali sampai obyek muncul. Sintering laser mampu memproduksi berbagai macam bentuk dan bagian logam, termasuk komponen – komponen yang terbuat dari aerospace – grade titanium, yang dapat digunakan sebagai komponen produksi pesawat General Elektrik.
Selain itu, pengembangan teknologi ini juga telah dilakukan dalam penciptaan senjata api untuk kepentingan militer. Teknologi ini dapat menekan pengeluaran negara yang telah dianggarkan untuk sistem keamanan dan pertahanannya. Bahkan di sisi yang lain, perkembangan teknologi ini telah sampai pada tahap pemenuhan pangan manusia. Teknologi ini mampu mencetak produk dengan bahan cokelat yang dapat dimakan begitu saja. Dalam waktu dekat ini juga, para peneliti sedang mencoba mengembangkan teknologi 3D printing untuk menjawab kebutuhan dan kegelisahan para astronot atau peneliti luar angkasa. Teknologi ini sedang dikembangkan untuk mampu mencetak makanan yang lebih kompleks.
4 ini akan menjadi konsumsi publik yang dapat dengan mudah ditemukan pada pasar, karena pada dasarnya teknologi ini dapat menekan biaya yang dikeluarkan masyarakat untuk membeli sejumlah barang rumah tangga tertentu, karena saat memiliki printer ini mereka dapat langsung menciptakan berbagai barang sesuai dengan keinginan dan kebutuhan mereka.
Dampak Teknologi 3D Printing
Perkembangan teknologi 3D printing membawa berbagai dampak positif dan negatif dalam kehidupan manusia. Positifnya, dengan adanya teknologi ini berbagai pemenuhan kebutuhan hidup manusia menjadi lebih mudah dan murah. Dikutip dalam sebuah artikel http://calipermedia.com, beberapa keuntungan adanya teknologi 3D printing ini, antara lain:
1. New Structures and Shapes
Metode manufaktur tradisional bergantung pada teknik pemotongan dan percetakan untuk membentuk sejumlah struktur dan bentuk produk dengan proses yang dapat dikatakan cukup sulit. Tetapi, teknologi printing dapat mentransformasikan proses ini –
nozzle atau pipa semprot printer ini dapat membentuk berbagai jenis figur dan model yang kompleks, sesuai dengan harapan dan imaginasi kreator. Metode ini memberikan kesempatan kepada kreator untuk mengembangkan bentuk dan struktur seluas – luasnya. 2. New Combinations of Materials
Pengombinasian sejumlah material pokok (row material) yang berbeda dalam produksi barang cenderung sulit dilakukan dengan metode tradisional. Teknologi 3D printing
mengeliminasi keterbatasan yang dimiliki oleh teknologi tradisional, karena saat ini teknologi ini mampu mengobinasikan berbagai bahan material seperti kaca, keramik, besi, dan sebagainya dengan perbedaan kekuatan dan kapasitas.
3. Less Waste
Proses manufaktur objek yang terbuat dari plastik dan besi pada umumnya merupakan proses yang menghasilkan banyak sampah. Bahkan untuk sejumlah perusahaan produksi pesawat terbang, hampir mencapai 90% bahan material akan berubah menjadi sampah. Pembuatan produk – produk serupa dengan menggunakan teknik additive manufacturing
atau yang diterapkan pada teknologi 3D printing tidak hanya akan menghemat energi yang akan digunakan, tetapi juga mampu meminimalisasi sampah.
4. Cheap Manufacturing
Teknologi 3D printing membantu perusahaan untuk menghemat biaya produksi sampai 70% dimana jumlah ini juga sudah mencakup biaya pengemasan (packaging) dan pembentukan dikarenakan bahan material pokok (raw material) dan upah pekerja menjadi lebih murah. Teknologi ini mampu membuat perusahaan mendapatkan keuntungan yang lebih besar atau dengan kata lain memaksimalkan profit yang akan didapatkannya.
5. Quick Production
5 menggunakan mobil dan kuda pacu. Jelas bahwa teknologi 3D printing jauh lebih cepat berkali – kali lipat. Jika suatu produk dapat dihasilkan dalam waktu berhari – hari oleh perusahaan industri yang menggunakan teknologi tradisional, maka dengan menggunakan teknologi 3D printing proses produksi ini dapat diselesaikan hanya dalam hitungan jam. Kecepatan produksi ini dapat memperluas jangkauan pasar, karena saat permintaan masyarakat timbul maka dengan cepat perusahaan tersebut dapat mengisi sesuai dengan harapan.
Dari sumber yang berbeda disebutkan bahwa teknologi ini juga dapat membuat pasar menjadi beragam. Bahkan terkadang produk akhir teknologi ini cenderung lebih baik daripada yang dihasilkan oleh mesin produksi dengan kualitas yang sama. Kemudahan membentuk desain visual dan menciptakan produk nyata akan memicu masyarakat untuk mengeksporasi kemampuan yang dimilikinya. Setiap orang akan bersaing dengan ketat dalam pasar.
Disamping segala kemudahan tersebut, muncul pula dampak negatif yang memicutimbulnya masalah – masalah baru. Saat persaingan pasar menjadi ketat, maka salah satu kemungkinan yang akan terjadi adalah hilangnya pasar. Hal ini terjadi karena setiap orang telah mampu memenuhi kebutuhan hidupnya sendiri menggunakan teknologi ini. Produk pasar yang saat ini hadir dengan keunikan dan bernilai jual tinggi dapat tiba – tiba jatuh saat setiap orang dapat menciptakannya sendiri.
Selain itu, kemudahan untuk menciptakan berbagai jenis barang sendiri berpotensi membawa permasalahan pelanggaran hak cipta. Plagiarisme karya cipta seorang seniman dapat begitu saja dilakukan dengan melihat dan menuangkannya ke dalam bentuk visual. Setelah bentuk visual itu tercetak, maka hak kepemilikan akan begitu saja menjadi milik pencetak. Desain ini dapat dicontoh dan dialihgunakan untuk berbagai kepentingan. Dampak negatif lain yang lebih ekstrim adalah teknologi ini mampu memicu pencetakan dan meningkatnya peredaran uang palsu dalam masyarakat.
Teknologi 3D Printing dalam Penciptaan Sel Stem Embrio Manusia
Saat ini teknologi 3D printing telah sampai pada pengembangan dalam dunia medis. Bahan material tidak lagi hanya berupa polimer dan besi, melainkan kulit dan gen manusia. Dengan menggunakan sel stem sebagai tinta, para peneliti di Scotland berharap bahwa printer ini akan mampu membentuk berbagai organ dan jaringan. Sebuah tim dari Universitas Heriot – Watt menggunakan teknik khusus valve – based untuk menyimpan seluruh komponen, sel hidup pada permukaan dalam pola yang lebih spesifik.
6 tertentu untuk dapat bekerja sebagai mana mestinya. Oleh karena itu, dirasa sangat tepat saat menggunakan teknologi 3D printing dalam pembentukan sel stem manusia dengan kemampuannya membentuk susunan produk luaran yang memiliki kerumitan struktur atau desain. Teknologi ini merupakan suatu hal yang sangat berharga bagi para peneliti dalam mengembangkan pembentukan sel stem manusia.
Printer organ komersial pertama dibangun oleh Invetech perusahaan biomedis dan dikirim ke Organovo, sebuah perusahaan yang telah mempelopori teknologi bioprinting. Printer ini sudah mampu memproduksi arteri, di mana dokter akan dapat menggunakannya dalam operasi bypass dalam waktu lima tahun. Lainnya, bagian tubuh yang lebih kompleks misalnya hati dan tulang membutuhkan waktu sepuluh tahun.
Pada awalnya sempat dikhawatirkan timbul efek samping dari penggunaan teknologi ini. Kemungkinan penolakan dari tubuh pasien atas organ baru yang dicetak dengan menggunakan mesin. Namun untuk meminimalisasi penolakan ini ada terobosan yang dikembangkan. Printer ini bekerja dengan menggunakan dua kepala cetak. Pada satu kepala cetak diletakkan perancah dan pada kepala cetak lainnya diletakkan sel dari organ manusia yang akan dibentuk. Sehingga dengan menyertakan sel – sel pasien dalam pencetakan organ – organ tubuh baru, akan ada kesamaan DNA atau karakteristik organ dengan tubuh pasien sehingga penolakan ini dapat diminimalisasi.
Organovo berencana untuk mendistribusikan beberapa mesin untuk fasilitas penelitian untuk mendorong pengembangan lebih lanjut dari teknologi pencetakan. Pada bulan Desember 2010 lalu, Organovo juga menciptakan pembuluh darah pertama yang bioprinted menggunakan sel dikultur dari satu orang. Perusahaan ini juga telah berhasil menanamkan bioprinted cangkok saraf ke tikus, dan mengantisipasi percobaan manusia dari jaringan bioprinted tahun 2015. Mereka juga mengharapkan bahwa aplikasi komersial pertama dari bioprinters yang akan menghasilkan struktur sederhana jaringan manusia untuk tes toksikologi. Hal ini akan memungkinkan para peneliti medis untuk menguji obat pada model bioprinted dari hati dan organ lainnya, sehingga mengurangi kebutuhan untuk tes hewan.
Sementara itu di South Wales, seorang ilmuwan dari University of Wollongong (UOW) mengklaim saat ini untuk mereproduksi bagian tubuh manusia menggunakan teknologi 3D
7 Saat ini percetakan 3D ini telah digunakan dalam beberapa aplikasi medis, seperti perangkat bionik, regenerasi saraf, otot dan tulang, serta untuk mendeteksi epilepsi.
Di sisi lain, Perusahaan Jepang FASOTEC telah melakukan pengembangan lebih lanjut pada pencetakan 3D (3D-Printing), yaitu untuk membuat model janin. Teknologi ini akan memungkinkan orang tua untuk melihat wajah calon bayi mereka dalam bentuk 3 dimensi sebelum nantinya dilahirkan. Dengan menggunakan cara yang sama, dapat juga dilakukan untuk membuat bagian-bagian tubuh dan organ dalam lainnya yang dipindai. Kemungkinan ini dapat dimanfaatkan oleh dokter bedah untuk melakukan penelitian atau simulasi terhadap organ pasien, sebelum melakukan tindak operasi.
Salah satu manajer pengembangan bisnis di Roslin Cellab, mitra penelitian, Jason King mengatakan bahwa dalam jangka panjang dapat dikembangkan teknologi cetak tiga dimensi dalam penyediaan organ untuk transplantasi, tanpa perlu sumbangan ataupun masalah penekanan kekebalan tubuh serta potensi penolakan organ. Tim mengambil sel induk dari embrio ginjal dan dari garis sel embrio dipelajari dengan baik , dan mengembangkan mereka dalam lingkungan. Mereka akan membangun sebuah resevoir atau kerap disebut sebagai botol tinta untuk mengamankan sel – sel tersebut. Kemudian mereka menambahkan sejumlah nozel berdiameter besar. Sebuah tekanan suplai udara memompa sel-sel dari botol tinta ke dalam katup, yang mengandung nozel bertekanan di ujungnya. Tim ini dapat mengontrol jumlah sel yang ditiadakan dengan mengubah salah satu faktor, termasuk tekanan pneumatik, diameter nozzle atau lamanya waktu nozzle tetap terbuka.
Pada awalnya para peneliti mencetak droplet, tetapi pada akhirnya, mereka mampu bekerja secara presisis sehingga mereka membuat spheroids sel dalam berbagai bentuk dan ukuran, seperti logo universitas di atas. Satu kerut menarik : Sel-sel juga membentuk speroid di botol tinta. Kelanjutan proses yang terjadi tidak akan terlalu banyak dijabarkan karena terlalu sampai pada ranah teknis dengan penjelasan yang amat rumit dan panjang.
Para peneliti juga mengambil beberapa langkah untuk memastikan sel-sel yang selamat dalam proses pencetakan. Dengan mengeksaminasi hasil dari beberapa percobaan, mereka menemukan 99% sel masih mampu untuk hidup dan bergerak dalam printer berbasis katup tersebut. Hal ini menegaskan bahwa proses pencetakan ini tidak membuat sel rusak atau memberikan dampak pada pergerakan sel. Seperti yang tertulis pada jurnal medis regeneratif IOP : Biofabrication.
8 Dengan melihat perkembangan teknologi 3D printing di masa ini, dapat diprediksikan bahwa akan terjadi suatu hal yang cukup memukau di masa depan. Saat ini mungkin teknologi 3D printing baru mampu menciptakan bagian dari organ – organ tubuh manusia. Namun sekitar sepuluh sampai lima belas tahun lagi, teknologi ini akan mampu menciptakan embrio manusia.
Perkembangan teknologi yang akan semakin kompleks akan menghasilkan produk yang semakin canggih. Dengan kemampuan yang seperti ini, setiap keluarga dapat memiliki seorang anak. Garis keturunan yang saat ini kerap terputus karena ketidakmampuan salah satu ataupun kedua pasangan yang telah menikah untuk melakukan proses reproduksi demi menghasilkan keturunan tidak akan pernah lagi terjadi. Teknologi akan membantu mereka mendapatkan apa yang mereka inginkan.
Selain itu, apabila perkembangan kemampuan teknologi sudah sampai pada tahap ini maka kemungkinan lain yang akan terjadi pada kemampuannya adalah penciptaan kloning manusia. Apabila beberapa waktu yang lalu sejumlah perusahaan bersaing dalam mengembangkan robot pintar, maka dengan mudah robot – robot itu dikemas dalam bentukan tubuh manusia sempurna. Organ – organ tubuh manusia dapat diproduksi dan disusun berdasarkan susunan yang seharusnya sebelum akhirnya chip atau otak pintar buatan dimasukkan ke dalam susunan tersebut dan membuat robot manusia dapat bergerak selayaknya seorang manusia biasa. Akan sulit menemukan perbedaan antar manusia buatan ini dengan manusia aslinya.
C. KESIMPULAN
Perkembangan teknologi yang cukup pesat saat ini mampu memberikan pandangan tentang apa yang terjadi di masa depan. Salah satunya adalah teknologi 3D printing yang mampu mengambil peran yang cukup besar dalam kehidupan manusia di masa depan. Sejauh ini, produk teknologi 3D printing dapat dilihat dengan berbahan baku polimer ataupun besi. Namun di masa depan, diprediksi bahwa teknologi ini akan dapat mengombinasikan berbagai bahan baku ekstrim sebagai pengganti tinta, seperti sel – sel yang berasal dari tubuh manusia. Dimana nantinya, produk dari proses pencetakan ini dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan medis seperti implan, transplantasi organ – organ tubuh, reduksi potensi penyakit akibat kelainan sel, dan sebagainya demi peningkatan kualitas dan kesejahteraan manusia.
LITERATUR
http://teknologicanggih2013.blogspot.com/2013/03/3d-printing-mengapa-industri-besar.html http://gudanglinux.com/projects/cetak-3d-untuk-model-janin/
https://kamriantiramli.wordpress.com/tag/3d-printer/
http://techno.okezone.com/read/2013/05/06/56/802729/redirect
http://www.tahupedia.com/content/show/70/3D-Printing-Akan-Mengubah-Dunia
http://www.forbes.com/sites/ptc/2013/10/31/the-next-big-thing-in-medicine-3d-printed-bones/ http://io9.com/5981832/a-3d-printer-that-generates-human-embryonic-stem-cells
