Strategi Modifikasi Material Berbasis TiO₂ untuk Meningkatkan Aktivitas Antibakteri dalam Aplikasi Biomedis: Tinjauan Sistematis
DOI:
https://doi.org/10.31004/joecy.v5i1.13795Keywords:
TiO₂, Antibakteri, Strategi Modifikasi, Aplikasi Biomedis, Penyembuhan Luka Diabetes, Sintesis HijauAbstract
Munculnya patogen yang resisten terhadap berbagai obat telah menjadi tantangan kesehatan global yang memicu kebutuhan mendesak akan agen antimikroba alternatif. Titanium dioksida (TiO₂) merupakan kandidat material biomedis yang menjanjikan, namun efisiensinya dalam bentuk murni terbatas karena stabilitas fisiologis yang rendah dan kecenderungan beragregasi. Tinjauan sistematis ini bertujuan untuk mengidentifikasi, mengevaluasi, dan mensintesis bukti ilmiah mengenai berbagai strategi modifikasi material berbasis TiO₂ untuk meningkatkan aktivitas antibakteri dalam aplikasi biomedis. Metode yang digunakan adalah Systematic Literature Review (SLR) mengikuti protokol PRISMA dengan menganalisis 10 artikel primer dari basis data Scopus, PubMed, ScienceDirect, dan Google Scholar.
Hasil tinjauan menunjukkan bahwa strategi modifikasi utama meliputi doping ion logam (seperti Sr, Co, Ag), pembentukan sistem bimetalik (TiO₂-ZnO), serta konjugasi biopolimer alam seperti kitosan, natrium alginat, pektin, dan gelatin. Tren terbaru menunjukkan dominasi metode sintesis hijau menggunakan ekstrak tanaman yang tidak hanya ramah lingkungan tetapi juga secara signifikan meningkatkan biokompatibilitas dan menurunkan sitotoksisitas material terhadap sel fibroblas manusia. Aktivitas antibakteri yang dihasilkan sangat poten, dengan nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC) mencapai 0,9 µg/mL dan zona hambat hingga 40 mm pada material yang dimuati obat. Mekanisme peningkatan ini didorong oleh generasi Reactive Oxygen Species (ROS) melalui kekosongan oksigen, interaksi elektrostatik, dan pelepasan molekul bioaktif secara terkendali.
Aplikasi biomedis dari material termodifikasi ini berfokus pada manajemen luka kronis dan diabetes, di mana nanokomposit TiO₂ mampu mempercepat penutupan luka hingga lebih dari 90% melalui stimulasi angiogenesis dan deposisi kolagen. Secara keseluruhan, modifikasi TiO₂ menawarkan solusi multifungsi yang efektif untuk mengatasi infeksi persisten sekaligus mempercepat regenerasi jaringan dalam terapi biomedis modern.
References
Dinesh kumar, N., Rajmohan, S., Selvakumar, K., Rajamanickam, D., Thirunarayanan, G., & Swaminathan, M. (2025). Eco-friendly sustainable synthesis of 2-phenoxy schiff bases supported on SO42-TiO2: A comprehensive study of structure and antimicrobial activity. Journal of Molecular Structure, 1343, 142824. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2025.142824
Gupta, S., Roopashree, R., Saraswat, V., Giri, S., Sohal, J., Boopathi, T. S., Qiao, T. (2025). Curcumin-coated Sr/Co-doped TiO₂ nanoparticles: Synthesis, characterization, and evaluation of antimicrobial, antioxidant, and anticancer activities against liver cancer cells. Inorganic Chemistry Communications, 181, 115060. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.115060
Kanagalakshmi, M., Devi, S. G., & Pius, A. (2026). In vitro cytocompatibility and molecular docking studies of a pectin-Ag-TiO2 nanocomposite hydrogel for enhanced diabetic wound healing. Inorganic Chemistry Communications, 186, 116153. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2026.116153
Khodayari, E., Bahrami, M., Rasti, H., Alizadeh Naeini, A., Arjmand Kermani, A. H., & Sherafat, Z. (2025). Fabrication and evaluation of fibrous gelatin/PVA scaffolds incorporated with TiO₂-NPs for wound healing applications. International Journal of Biological Macromolecules, 319, 145517. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145517
Menon, S. V., Sandhwar, V., Chaudhary, S., Bhanot, D., Arulselvan, P., Govindasamy, C., Boopathi, T. S. (2025). TiO2-sodium alginate core-shell nanosystem for higher antimicrobial wound healing application. International Journal of Biological Macromolecules, 300, 139923. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.139923
Mercy, J. L., Nasr, F. A., Al-zharani, M., Rajkumar, M., Govindasamy, M., Murugan, P., & Kirubakaran, D. (2026). Green engineered TiO₂-chitosan nanoparticles using Salvia coccinea leaf extract: In-vitro antioxidant and anti-inflammatory potential for wound healing properties. Inorganic Chemistry Communications, 186, 116132. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2025.116132
Mohammed, J., Panneerselvam, C., Al-Masoudi, R. M. S., Alhawiti, H. F. A., Aziz, A. T., Alatawi, F. A., Al-Bakre, D. A. (2026). Multifunctional titanium dioxide nanoparticles synthesized from Ephedra sinica: Antimicrobial, anticancer, photocatalytic, and larvicidal activities. Journal of Molecular Structure, 1355, 144936. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2025.144936
Sah, S. R., Prema, D., Anusuya, T., Prakash, J., Sreenidhi, S., & Venkatasubbu, G. D. (2025). Development of bioactive chitosan patch with ciprofloxacin loaded TiO₂ nanoparticles for wound healing application. International Journal of Biological Macromolecules, 321, 146302. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.146302
Saied, E., Doghish, A. S., Soliman, M. K. Y., El-Dakroury, W. A., Aloufi, A. S., Kiani, B. H., & Hashem, A. H. (2025). Onion peel-mediated biosynthesis of TiO2-ZnO bimetallic nanoparticles: Antimicrobial, antibiofilm, and anticancer activities. Electronic Journal of Biotechnology, 77, 12–23. https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2025.06.001
Yadav, S., Prakash, A., Saxena, P. S., & Srivastava, A. (2025). Biogenic synthesis of TiO2 Chitosan nanocomposite and its potential application in diabetic wound healing in streptozotocin-induced diabetic mice. Next Research, 2(3), 100467. https://doi.org/10.1016/j.nexres.2025.100467
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Misriyani Misriyani
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
