Mulai dari pasien yang mengalami kerusakan saraf perifer akibat kecelakaan lalu lintas, atlet yang mengalami robekan otot, hingga pasien parah yang telah diimplan perangkat elektronik di jantung....
Di lapangan yang merawat mereka, ada dinding yang sama yang dihadapi. Meskipun jaringan yang rusak dijahit, kenyataannya adalah sinyal listrik (misalnya: impuls saraf, perintah kontraksi otot) yang sebelumnya mengalir antar jaringan tidak mudah dipulihkan. Seperti halnya, meskipun dijahit, kabel yang terputus tidak akan mengalirkan listrik kembali.
Profesor Cha Hyung-jun dari POSTECH (Departemen Teknik Kimia) dan Profesor Song Kang-il dari Universitas Pukyong (Departemen Smart Healthcare, Jurusan Human Bio-Convergence) telah mengembangkan lem yang dapat meruntuhkan dinding ini. Mereka telah mengembangkan 'lem biologis konduktif' yang dapat menyambungkan jaringan otot dan saraf yang rusak sekaligus memulihkan sinyal listrik.
Teknologi yang Dipelajari dari Kerang Selama 20 Tahun
Profesor Cha Hyung-jun telah meneliti kerang selama lebih dari 20 tahun. Kerang tidak akan terjatuh dari batu meskipun di tengah ombak yang kuat. Rahasianya adalah protein khusus yang disekresikan oleh kerang, yaitu byssus (足絲). Di dalam tubuh manusia yang dipenuhi darah dan cairan, sebenarnya adalah lingkungan yang mirip dengan air. Jika kita berpikir mengapa menjahit dengan benang di dalam tubuh itu sulit dan tidak sempurna, kita dapat memahami mengapa kerang yang dapat menempel dengan sempurna di dalam air menarik perhatian dunia medis.
Tim Profesor Cha telah mengamankan teknologi kultur massal protein kerang dan mengembangkannya menjadi lem medis 'FixLight' yang mengeras dengan metode foto-crosslinking (光架橋) dan telah memasuki tahap uji klinis.
Namun, masih ada beberapa hambatan dalam menangani masalah kerusakan otot dan saraf. Yang terbesar adalah sifat bahan baku, yaitu protein, yang dapat menghalangi sinyal listrik. Dengan demikian, meskipun jaringan yang rusak dapat diperbaiki, jika pengiriman sinyal terhalang, pemulihan fungsi tidak dapat dilakukan secara instan. Satu lagi adalah ukuran. Metode yang ada memiliki batasan kedalaman kerusakan yang dapat ditangani dengan menggunakan cahaya.
Metode 'Jembatan Listrik' sebagai Terobosan
Oleh karena itu, tim peneliti mencoba metode 'jembatan listrik' (electro-crosslinking) yang menggunakan sinyal listrik untuk mengeraskan lem. Ketika stimulasi listrik diterapkan pada lem protein cair, dalam beberapa menit akan berubah menjadi gel. Ini memungkinkan jaringan dan perangkat elektronik untuk segera diperbaiki bahkan di dalam tubuh yang dipenuhi cairan.
Mereka melangkah lebih jauh. Mereka merancang lem dengan menggabungkan bahan konduktif sehingga sinyal listrik dapat melewati antar jaringan. Ini bukan hanya 'lem' yang menempel, tetapi juga berfungsi sebagai 'kabel' yang mengirimkan sinyal.
Tim peneliti Profesor Cha yang telah fokus pada protein perekat kerang dan bidang foto-crosslinking telah membangun dasar material, dan tim Profesor Song Kang-il dari Universitas Pukyong yang merupakan ahli dalam antarmuka sinyal saraf dan perangkat elektronik fleksibel telah menggabungkan teknologi stimulasi listrik.
"Fungsi Gerak Kembali Tanpa Menjahit"
Hasil percobaan sangat jelas. Ketika lem ini diterapkan pada jaringan otot yang terputus, sinyal listrik antara saraf dan otot yang terputus dipulihkan, dan kemungkinan untuk memulihkan fungsi gerak tanpa benang jahit telah dikonfirmasi.
Ini mempercepat 'waktu emas' untuk terapi regenerasi saraf. Selain itu, ketika perangkat medis implan seperti monitor detak jantung atau perangkat stimulasi otak dipasang pada organ tubuh, resistansi listrik juga menurun. Ini berarti pemantauan sinyal biologis yang stabil dalam jangka panjang menjadi mungkin.
Profesor Cha menyatakan, "Penelitian lem kerang yang menggabungkan sinyal listrik telah membuka jalan untuk menyelesaikan tantangan aplikasi klinis," dan Profesor Song menilai, "Ini adalah teknologi antarmuka baru yang dapat secara stabil mengirimkan sinyal biologis bahkan di dalam lingkungan tubuh, melampaui lem yang hanya menempel dengan baik."
Tentu saja, metode memberikan stimulasi listrik pada tubuh harus melewati tahap verifikasi keamanan yang lain. Seperti metode foto-crosslinking yang memerlukan perangkat penyinaran cahaya, metode jembatan listrik juga memerlukan perangkat stimulasi listrik. Selain itu, memberikan arus listrik kepada pasien itu sendiri dapat menjadi subjek penilaian keamanan baru dalam proses persetujuan oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan.
Meski demikian, di bidang terkait, ada harapan bahwa "potensi lem kerang sangat besar" dan "seiring dengan penyelesaian satu per satu tantangan yang tersisa seperti biaya, kecepatan, dan keamanan, hari di mana ini benar-benar digunakan di ruang operasi akan semakin dekat."
Hasil penelitian ini (In situ electrocrosslinkable and immiscible bioadhesive for robust underwater electrophysiological signal interfaces) telah dipublikasikan terlebih dahulu di edisi online jurnal internasional 《Bahan Biologis (Biomaterials)》 pada bulan Desember tahun lalu. Versi cetaknya akan diterbitkan secara resmi di edisi Mei 2026 (Vol. 328).
