Penyakit infeksi merupakan salah satu masalah utama kesehatan terbesar di Indonesia. Bakteri yang sering menyebabkan infeksi pada manusia, misalnya Escherichia coli dan Staphylococcus aureus adalah bakteri penyebab diare dan infeksi kulit. Bakteri-bakteri ini sering menjadi penyebab terjadinya infeksi nosokomial di rumah sakit. Seiring dengan berkembangnya sistem kekebalan bakteri yang resisten terhadap antibiotik, penyakit yang disebabkan oleh bakteri menjadi lebih serius dan mematikan. Resistensi bakteri merupakan masalah besar, karena dapat meningkatkan morbiditas dan mortalitas serta biaya perawatan kesehatan. Penelitian dengan metode baru untuk pengembangan antimikroba terus dilakukan untuk hasil yang lebih efektif dengan biaya lebih rendah.
Nanoteknologi adalah teknologi yang digunakan dalam pembuatan suatu material berukuran nano yaitu pada rentang 1-100 nm yang menyebabkan partikel memiliki luas permukaan relatif besar terhadap volumenya, sehingga memudahkan untuk berinteraksi dengan partikel lain dan meningkatkan sifat antibakterinya. Nanopartikel logam, seperti emas, perak, besi, logam oksida, dan zinc memiliki potensi besar dalam penerapannya di bidang biomedis karena rasio permukaan terhadap volume yang tinggi dan kemampuan konduksi yang sangat baik. Pemanfaatan nanopartikel sebagai pembawa obat telah sering digunakan. Bahan aktif obat berukuran nano dapat melewati dinding sel dan membran untuk mencapai sel target. Selain itu, ukuran nano juga memiliki kelarutan dan efisiensi penyerapan yang tinggi.
Green synthesis merupakan proses sintesis membentuk partikel logam dengan bantuan pereduksi ekstrak yang berasal dari tanaman. Sintesis nanopartikel dengan memanfaatkan tanaman sebagai agen pereduksi merupakan salah satu pendekatan yang efektif, ramah lingkungan dan hemat biaya. Ekstrak sirih merah (Piper crocatum) telah diketahui memiliki efek antimikroba terhadap bakteri Gram positif dan negative, yang mengandung senyawa kimia seperti enzim, tanin, alkaloid dan flavonoid dan zat lainnya yang bertindak sebagai agen pereduksi, pembatasan dan penstabil nanopartikel. Ekstrak daun sirih merah memiliki puncak spektrum serapan sekitar 300nm sampai800 nm. Silver nano partikel dengan green sintesis menggunakan ekstrak sirih merah (Piper crocatum) dapat digunakan sebagai agen fotosensitizer pada terapi fotodinamik.
Nanopartikel perak (AgNPs) telah digunakan secara luas dalam perangkat biomedis karena sifat antibakteri, antijamur, dan antivirus. Aktivitas antibakteri nanopartikel perak dipengaruhi oleh konsentrasi, bentuk, ukuran nanopartikel perak, jenis bakteri, jumlah koloni bakteri dan waktu kontak nanopartikel perak dengan bakteri. Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran partikel dalam sintesis yaitu temperatur larutan, agen pereduksi dan waktu reaksi. Pada penelitian sintesis nanopartikel perak, garam perak yang biasa digunakan adalah perak nitrat (AgNO3). Nanopartikel perak memiliki spektrum serapan yang kuat pada panjang gelombang antara 400 nm hingga 500 nm.
Terapi fotodinamik antimikroba merupakan kombinasi reaksi fisika dan kimia yang melibatkan interaksi antara sensitizer, cahaya, dan oksigen, untuk menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS) melalui jalur mekanisme transfer energi ataupun transfer elektron. Molekul utama yang ditargetkan oleh ROS adalah protein dan lipid membran sel, serta komponen dinding sel lainnya. Kerusakan akibat stres oksidatif seperti itu seringkali tidak dapat diubah dan akhirnya menyebabkan kematian sel. Rangkaian reaksi oksidatif juga dapat menyebabkan inaktivasi enzim bakteri seperti NADH dehidrogenase, laktat dehidrogenase, ATPase, dan suksinat dehidrogenase. Hal ini menyebabkan penghambatan siklus sel dan kematian mikroorganisme. Fotosensitizer adalah suatu molekul yang bersifat peka terhadap keberadaan cahaya. Interaksi antara cahaya dan fotosensitizer terjadi jika terdapat kesesuaian spektrum serap dengan panjang gelombang cahaya. Secara kimia, nanopartikel memiliki luas permukaan yang besar dengan intensitas yang tinggi pada lapisan permukaan sehingga jauh lebih reaktif dibandingkan dengan molekul biasa, sehingga memiliki efisiensi tinggi dalam menyerap cahaya.
AgNPs ekstrak daun sirih merah telah berhasil digunakan dalam proses fotoinaktivasi bakteri karena telah teruji sebagai antibakteri dan tidak toksik. AgNPs 2mM mampu meningkatkan persentase kematian bakteri Escherichia coli sebesar 85,37% dan Staphylococcus aureus sebesar 72,73%. AgNPs lebih efektif digunakan pada bakteri gram positif karena dinding selnya lebih mudah lisis dari pada bakteri gram negatif. Pada perlakuan tanpa AgNPs dihasilkan kematian bakteri Escherichia coli sebesar 87,29% dengan penyinaran selama 90 detik. Pada kelompok paparan laser 665 nm 22,68 J/cm2 dengan tambahan AgNPs 1 mM selama 150 detik mampu mereduksi bakteri Staphylococcus aureus sebesar 91,24%.
Penulis: Prof. Dr. Suryani Dyah Astuti, S.Si., M.Si.
Informasi detail terkait artikel ini dapat dilihat pada:
