ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini bidang kesehatan mengalami perkembangan yang pesat. Kualitas hidup manusia bergantung pada kesehatan organ dan jaringan. Terganggunya fungsi organ atau jaringan dapat disebabkan oleh beberapa penyakit. Bila suatu organ telah mengalami kerusakan yang cukup fatal, maka perlu dilakukan tindakan untuk mengganti organ atau jaringan yang rusak tersebut. Penggantian organ atau jaringan inilah yang disebut sebagai implant. Semua bahan yang dapat digunakan untuk implant biasa disebut dengan biomaterial. Secara umum dalam bidang ortopedi, cukup banyak biomaterial yang digunakan untuk memperbaiki struktur tulang yang mengalami kerusakan. Biomaterial yang paling banyak digunakan ialah untuk keperluan subtitusi tulang mencapai 46% dari total keseluruhan (Dewi,2009). Salah satu biomaterial yang sedang dikembangkan saat ini adalah komposit kolagen – hidroksiapatit. Kolagen dan hidroksiapatit merupakan komponen yang ada pada tulang, sehingga komposit ini sangat berpotensi sebagai bone repair. Kolagen adalah protein utama pada jaringan ikat hewan dan protein yang berlimpah pada mamalia. Kandungan kolagen pada mamalia mencapai 25% - 30% dari total keseluruhan protein tubuh (Di LulloDagger et al dalam Hua-Jie Wang et al, 2009). Kolagen secara luas diaplikasikan dalam bidang medis karena sifatnya yang biokompatibel dengan tubuh dan biodegradable. Protein kolagen telah
1 Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi (Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
banyak digunakan untuk perbaikan jaringan tulang karena protein ini mampu untuk merangsang pertumbuhan sel – sel tulang baru (Lee et al, 2001). Selain bahan protein, salah satu bahan yang sedang dikembangkan sebagai biomaterial sintetis adalah biokeramik. Salah satu biokeramik yang dipakai untuk perbaikan jaringan tulang adalah hidroksiapatit. Hidroksiapatit ( Ca10(PO4)6(OH)2) adalah salah satu biomineral paling penting yang ditemukan alami pada jaringan keras seperti tulang dan biokompatibel dengan jaringan tulang (Suchanek dan Wozney dalam Rodrigues et al, 2003), osteokondutivitas tinggi dan bioaktivitas (Ducheyne dalam Rodrigues et al, 2003 ), serta kekuatan mekanik dan potensi osteoinduktif yang baik (Burg et al dalam Rodrigues et al, 2003). Material ini tidak memiliki antigenisitas atau sitotoksisitas (Rodrigues et al, 2003). Hidroksiapatit digunakan dalam rekonstruksi tulang karena struktur kimia yang mirip dengan komposisi anorganik tulang manusia. Komposit kolagen – hidroksiapatit mempunyai bahan bioaktif untuk dapat merangsang sel tulang. Bahan bioaktif adalah bahan yang dapat menimbulkan respon biologis spesifik pada pertemuan bahan dengan jaringan yang akan menimbulkan proses pembentukan tulang (osteogenesis) antara bahan dengan jaringan (Hench, dalam Rimbawanto, 2006). Percobaan yang dilakukan Rodrigues et al, 2003, menunjukkan komposit kolagen – hidroksiapatit yang dihasilkan memiliki sifat osteoinduktif (merangsang sel dari dalam) dan osteokonduktif (rangsangan sel seperti pemberian scaffold) yang baik. Ketika scaffold (perancah) komposit dimasukkan sel osteoblast (seeding), mulai terlihat pertumbuhan osteoblast dipermukaan komposit pada hari ke- 4 . sampai hari ke 11, aktivitas
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi (Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3
osteoblast semakin banyak terlihat. Sel osteoblast banyak terlihat pada variasi kolagen – hidroksiapatit 30:70 (Rodrigues et al, 2003). Komposit
kolagen
–
hidroksiapatit
berbentuk
scaffold
banyak
dimanfaatkan untuk memperbaiki jaringan tulang rusak. Namun dalam aplikasinya, tidak semua scaffold dapat memenuhi kebutuhan untuk menutupi bagian tulang yang rusak. Diperlukan suatu bone filler untuk mengisi ruang kosong antar scaffold. Menurut pendapat ahli dalam bidang ortopedi, untuk aplikasi bone filler banyak digunakan untuk keperluan bedah mulut, perbaikan struktur wajah dan perbaikan jaringan tulang rawan. Pada tulang panjang (long bone), sangat jarang bone filler diaplikasikan karena kurang memberikan sifat mekanik yang diharapkan.
Bone filler digunakan untuk meningkatkan atau mengembalikan
volume tulang dengan dalam asosiasinya dengan implant lain pada kasus bedah mulut dan implantasi rahang (Dubruille et al, 2000). Dalam penggunaannya bone filler tidak berdiri sendiri (Dubruille et al, 2000). Penelitian
ini
ditujukan
untuk
pembuatan
komposit
kolagen
–
hidroksiapatit yang berpotensi untuk dijadikan bone filler. Kolagen yang digunakan berasal dari tendon sapi spesies Bos sondaicus atau biasa dikenal dengan sapi bali. Pemilihan tendon sapi sebagai bahan baku ekstraksi karena tendon memiliki kandungan kolagen 85% dari total tendon. Hidroksiapatit yang digunakan berasal dari tulang sapi yang didapat dari Instalasi Pusat Biomaterial dan Bank Jaringan Dr. Soetomo Surabaya. Terdapat 7 variasi komposit kolagen – hidroksiapatit yang akan ditelliti. Sampel diuji FTIR untuk mengetahui gugus
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi (Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4
fungsi dan uji toksisitas MTT Assay untuk mengetahui prosentase sel yang hidup di lingkungan sampel. Sampel yang mampu menumbuhkan sel pada uji MTT Assay berpotensi untuk diaplikasikan sebagai bone filler. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah karakteristik mikro dengan menggunakan FTIR komposit kolagen – hidroksiapatit? 2. Bagaimanakah karakteristik biologis dengan metode MTT Assay komposit kolagen – hidroksiapatit? 3. Pada variasi komposisi berapa komposit kolagen - hidroksiapatit dapat diaplikasikan sebagai bahan implant berdasarkan karakteritis biologis? 1.3 Batasan Masalah Pada penelitian ini, kolagen yang disintesis berasal dari tendon sapi (Boss sondaicus). Parameter yang akan dikaji adalah karakteristik mikro dan biologis dari komposit. Karakteristis mikro yang dikaji adalah pengujian menggunakan FTIR. Karakteristik biologis menggunakan uji sitotoksisitas dengan metode MTT Assay. 1.4 Tujuan Penelitian 1. Mengetahui karakteristik mikro komposit kolagen – hidroksiapatit melalui uji FTIR. 2. Mengetahui karakteristik biologis komposit kolagen – hidroksiapatit melalui uji toksisitas MTT Assay.
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi (Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
5
3. Mengetahui variasi komposisi komposit kolagen – hidroksiapatit yang terbaik untuk dapat diaplikasikan sebagai bahan implant berdasarkan karakteristik biologis. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Menjadi dasar penelitian tentang komposit kolagen – hidroksiapatit yang berpotensi untuk bone filler agar dapat dikembangkan pada penelitian selanjutnya. 2. Mendapatkan kolagen dari tendon sapi (Boss sondaicus) untuk pembuatan komposit kolagen - hidroksiapatit.
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi (Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
