Pembuatan mikro adalah pembangunan barang-barang kecil, termasuk objek dan pola-pola mikroskopis dan nanoskopis. Pembuatan mikro memiliki potensi besar dalam bidang kedokteran dan teknik biomedis, selain bidang seperti elektronika dan fotonika—tapi terlebih dahulu, para peneliti perlu mengembangkan teknik yang kompatibel secara biologis. Satu tim peneliti berpikir langkah penting menuju tujuan itu melibatkan membuat tatoo pada tardigrades.
Untuk menguji teknik-teknik yang diperlukan untuk membangun perangkat mikroskopis yang kompatibel dengan biologi, para peneliti di China telah menemukan cara memberi tatoo pada tardigrades. Jika Anda pikir itu aneh, tunggu saja. Pendekatan mereka, dijelaskan dalam sebuah studi yang diterbitkan pada akhir Maret di jurnal Nano Letters, bisa memiliki implikasi penting untuk pengembangan mikrorobot hidup, seperti cyborg mikroba.
Sebenarnya, tardigrades, juga dikenal sebagai beruang air, bukan hanya makhluk yang “kuat”. Mereka adalah hewan delapan kaki sekitar 0,02 inci (0,5 milimeter) panjangnya, dan hampir tak terhancurkan. Ketahanan mereka yang menakjubkan terhadap kelaparan, suhu beku, radiasi, tekanan, dan hampa ruang telah, tidak mengherankan, mengilhami ilmuwan untuk menyelidiki apakah manusia bisa belajar satu atau dua hal daripada mereka.
Dalam studi terbaru, para peneliti mendehidrasi tardigrades untuk memicu keadaan kriptobiotik—sejenis hibernasi setengah mati. Mereka meletakkan tardigrades di permukaan yang didinginkan di bawah -226 derajat Fahrenheit (-143 derajat Celsius), dan menutupi makhluk-makhluk kecil itu dengan anisole, sebuah senyawa organik yang berbau anis.
Dengan menggunakan sinar elektron yang difokuskan, para peneliti menggambar mikropola pada tardigrades seperti persegi, garis, titik, dan bahkan logo universitas. Lapisan anisole yang beku yang terkena langsung oleh sinar membentuk senyawa kimia baru yang melekat pada tardigrade. Tim kemudian memanaskan tardigrade sampai suhu ruangan di bawah tekanan vakum, dan anisole beku yang tidak bereaksi dengan sinar elektron itu menguap (berubah menjadi gas), meninggalkan hanya pola yang dibuat oleh senyawa kimia baru—tatoo. Kemudian mereka membasahi kembali tardigrades.
Kabar baiknya adalah tatoo tidak tampak memengaruhi tardigrades yang dihidupkan kembali. Kabar buruknya adalah hanya sekitar 40% dari tardigrades yang selamat, tapi para peneliti mengatakan ini bisa membaik dengan penyempurnaan lebih lanjut. Namun demikian, studi tersebut menunjukkan bahwa para peneliti bisa menggunakan metode ini untuk mencetak mikroelektronik atau sensor pada jaringan hidup.
“Metode ini memberikan wawasan baru tentang ketahanan tardigrades dan memiliki aplikasi potensial dalam kriopreservasi, biomedis, dan astrobiologi,” tulis para peneliti dalam studi tersebut. Kriopreservasi adalah praktik melestarikan materi biologis pada suhu sangat rendah. “Selain itu, mengintegrasikan teknik mikro/nanofabrication dengan organisme hidup dapat mempercepat kemajuan dalam biosensing, biomimetika, dan mikrorobot hidup.” Biomimetika melibatkan meniru proses alam dalam kreasi manusia.
Mikrorobot adalah robot kecil yang bisa melakukan tugas di dalam tubuh organisme, seperti mengirim obat dan memantau serta mengobati penyakit. Dengan demikian, kita bisa berasumsi bahwa mikrorobot hidup, seperti cyborg mikroba, adalah robot hibrida yang menggabungkan teknologi sintetis dan sel hidup untuk mencapai fitur yang lebih berguna.
“Melalui teknologi ini, kita tidak hanya membuat tatoo mikro pada tardigrades—kita memperluas kemampuan ini ke berbagai organisme hidup, termasuk bakteri,” kata Ding Zhao, co-author dari makalah tersebut dan seorang peneliti di Westlake Institute for Optoelectronics, dalam pernyataan American Chemical Society.
“Menyusun materi hidup adalah tantangan,” kata Gavin King, seorang peneliti di Departemen Fisika dan Astronomi Universitas Missouri yang tidak terlibat dalam studi tersebut. Pernyataan itu memberi kredit kepada King atas penemuan teknik yang digunakan dalam studi, yang disebut litografi es. “Kemajuan ini menandakan generasi baru perangkat biomaterial dan sensor biologis yang sebelumnya hanya ada dalam fiksi ilmiah,” dia menutupi.