ADLN-PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA DISERTASI

ADLN-PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental pada Cavia cobaya)

NOENGKI PRAMESWARI

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016

DISERTASI

i OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental pada Cavia cobaya)

NOENGKI PRAMESWARI

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016

DISERTASI

ii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI

DISERTASI Untuk memperoleh Gelar Doktor Dalam Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor pada Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga telah dipertahankan di hadapan Panitia Ujian Doktor Terbuka Pada hari : Selasa Tanggal : 19 April 2016 Pukul : 10.00 – 12.00

Oleh :

NOENGKI PRAMESWARI 011217017335

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016 DISERTASI

iii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


LEMBARPENGESAHAN DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAU TARIKAN SETELAH

PEMBERIAN NANOPOWDER TF.RIPANG EMAS (STJCHOPUS HERMAN!]) SEBAOAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTOOONTI

TELAH DISETUJUI TANGGAL 4 APRIL 2016

Oleh:

PROMOTOR

.

r.

.S. Ph.D

NIP. 195002171978031002

KO-PROMOTOR

Qr.l\dOOPud~K,. NIP. 19591 l 141986032002

M~getahui, Ketua Program Studi llmu Kedokt.eran Jenjang Doktor

Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga

Prof. Qr. HJoewono Soeroso.dr,M.Sc..S,p.PD-KR NIP. 195007011977031001

DISERTASI

iv OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


Disertasi ini telah diuji dan dinilai oleh panitia penguji Ujian Tahap 1 (Tertutup) pada tanggal 1 April 2016

Panitia penguji : Ketua

: 1. Prof. Dr. Siswandono, Drs.,M.S

Anggota

: 2. Prof. Soetjipto, dr., M.S., Ph.D 3. Dr Retno Pudji Rahayu, drg.,M.Kes 4. Prof. Dr. Auliani’am, drh., DEA 5. Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs.,M.Kes 6. Dr. Hari Basuki, dr., M.Kes 7. Dr. Dian Mulawarmanti, drg.,M.S 8. Dr. I.B. Narmada,drg.,Sp Ort

Ditetapkan dengan Surat Keputusan Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga Tentang Panitia Penguji Disertasi Nomor : 129/UN3.1.1/KD/2016 Tanggal : 31 Maret 2016

DISERTASI

v OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


Disertasi ini dipersembahkan untuk anak anakku. Athayya Sharfina Farahiyah Aushafel Fakhar Yustra Gapailah cita-cita kalian setinggi langit, anakku sayang There is no end to education. It is not that you read a book, pass an examination, and finish with education. The whole of life, from the moment you are born to the moment you die, is a process of learning. ― Jiddu Krishnamurti

DISERTASI

vi OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


UCAPAN TERIMA KASIH Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh, Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur saya kehadirat Allah yang maha Pengasih lagi Penyayang atas semua rahmat, taufiq dan hidayahNya sehingga disertasi ini dapat saya selesaikan Disertasi ini dapat terselesaikan berkat bimbingan, arahan, saran dan koreksi dari Tim Promotor, oleh karena itu pada kesempatan ini perkenankan saya untuk menyampaikan rasa terimakasih yang tulus serta penghargaan yang setinggi tingginya kepada yang terhormat: Prof. H. Soetjipto, dr., M.S., PhD, sebagai Promotor sekaligus Penasehat akademik, yang dengan penuh pengertian, perhatian, kesabaran serta keikhlasan telah membimbing, memberikan dukungan, meluangkan waktu untuk berdiskusi dan memberi masukan pada penelitian saya. Kepada beliau saya ucapkan terima kasih yang tidak terhingga. Dr. Retno Pudji Rahayu, drg., M.Kes, sebagai Ko-Promotor yang dengan penuh perhatian, kesabaran dan keikhlasan telah memberikan arahan, dukungan, semangat, meluangkan waktu untuk konsultasi, masukan dan saran pada penelitian saya. Kepada beliau saya ucapkan terima kasih yang tidak terhingga. Dengan selesainya disertasi ini, maka saya mengucapkan terimakasih yang sebesar besarnya kepada: Prof. Dr. Moh. Nasih, SE., MT., Ak selaku Rektor Universitas Airlangga, dan Prof. Dr. Fasichul Lisan, Apt., selaku mantan Rektor Universitas Airlangga, atas kesempatan dan fasilitas pendidikan yang telah diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Kedokteran jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga. Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, Prof. Dr. Soetojo, dr., Sp.U (K), Prof. Dr. David S Perdanakusuma, dr., Sp.BP-RE (K) selaku Wadek I, Prof. Dr. Budi Santoso, dr., Sp.OG (K) selaku Wadek II dan Prof. Dr. Ni Made Mertaniasih, dr., MS, Sp. MK(K) selaku Wadek III dan seluruh jajarannya, atas kesempatan yang telah diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga. Prof. Dr. H. Joewono Soeroso, dr., M.Sc., Sp.PD-KR selaku Ketua Program Studi Ilmu Kedokteran jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga dan Prof. Dr. Teddy Ontoseno, dr., Sp.A(K)., Sp.JP, FIHA., selaku mantan Ketua Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, yang telah memberikan asuhan akademik selama masa studi. Laksamana Muda TNI (Purn) Sudirman, Ir., S.IP., SE., M.AP, Rektor Universitas Hang Tuah, H. Mochamad Jurianto, SE., MM, selaku mantan Rektor Universitas Hang Tuah yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga. Dr. Dian Mulawarmanti, drg., MS selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah, Widyastuti, drg., SpPerio selaku WD I, Soeprijanto, drg, MPd selaku WD II serta Fanny M Laihad, drg., MM., Sp.BM selaku mantan

DISERTASI

vii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah yang telah memberikan kesempatan dan dukungan kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga. Terima kasih yang sebesar besarnya kepada sejawat saya di Departemen Ortodonsia dan Biomedik Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah: H. Pambudi Rahardjo, drg., MS., Sp.Ort (K), Bambang Sucahyo, drg., Sp.Ort, Maria Lisdiana Tanjung, drg., M.A.P; Robianto Mulyosoemarto,drg; Dr Arya Brahmanta drg., Sp Ort, Budi Handayani, drg., Sp.Ort, Dr Dian Mulawarmanti., drg., M.S, Dr Kristanti Parisihni, drg.,M.Kes, Syamsulina Revianti, drg., M.Kes, Endah Wahjuningsih,drg., M.Kes, Rima Parwatisari, drg., M.Kes, Dwi Andriani, drg., M.Kes, Dian Damayanti, drg., M.Kes, Agni Febrina, drg., M.Kes, yang telah memberikan semangat, dorongan dan segala bantuan selama pendidikan ini. Terima kasih yang tulus saya ucapkan kepada Pembimbing dan Panitia Penguji mulai dari ujian kualifikasi sampai ujian Disertasi Tahap I: Prof. Soetjipto, dr., MS., PhD; Dr. Retno Pudji Rahayu., drg., M.Kes, Prof Paulus Liben, dr., MS, Dr. I B Narmada, drg., Sp Ort, Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs., M.Si; Dr. Hari Basuki, dr., M.Kes, Prof. Dr. Aulanni’am, drh., DEA, DES, Dr. I B Narmada, drg., Sp Ort; Dr. Aty Widyawaruyanti, Msi., Apt. atas pencerahan, masukan dan saran serta solusi terbaik kepada saya sehingga disertasi ini dapat diselesaikan Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada staf pengajar di Program Doktor Ilmu Kedokteran Pascasarjana Universitas Airlangga, Prof. Dr. Suhartono Taat Putra, dr, MS; Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs, MSi, Prof. Dr. M. Zainuddin, Apt., Prof. Dr. Harianto Notopuro, dr., MS., Prof. Retno Handjajani, dr., MS, Ph.D., Prof. Purnomo, dr., MS., Dr.PH; Widodo JP, dr. MPH., Dr.PH; Siti Pariani, dr, MS, MSc, PhD; Dr. Sunaryo, dr., MS, MSc; Dr. Florentina. Sustini, dr, MS; Toetik Koesbardiati, Dra. PhD, Dr. Gondo Mastutik, drh., MKes., Prof. Dr. Harjanto J.M., dr., AIFM, Prof. Dr. Yoes Prijatna Dachlan, dr., MSc., SpParK, Prof. Dr. Fedik Abdul Rantam, drh, M.S, Prof Dr. Rer.nat H Moch. Yuwono., M.S, yang telah memberikan ilmu pengetahuan dasar dan terapan yang sangat berharga dan bermanfaat membantu saya dalam menyusun disertasi. Komite Kelaikan Etik Penelitian Kesehatan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga, atas masukan yang telah diberikan untuk terlaksananya penelitian dengan baik dan lancar. Pak Wibi Riawan, SSi di Laboratorium Biokimia Biomolekuler Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya, atas bantuan dan waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini. Pak Heri Soemantoro dan rekan-rekan di Laboratorium Ilmu Biokimia Unit Hewan Coba Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, atas bantuan dan waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini. Pak Bari dan rekan-rekan di Laboratorium Patologi Anatomi gedung diagnostic centre (GDC) RSUD Dr Soetomo Surabaya, atas seluruh bantuan dan waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini. Terimakasih kepada Dr. Sutopo, drg, MSc, mbak Adhri, bu Asmunah, mbak Fitri, dan semua staf di program studi Ilmu Kedokteran jenjang doktor

DISERTASI

viii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


Fakultas Kedokteran Unair atas bantuannya selama saya menempuh pendidikan program doktor ini. Kepada seluruh teman seperjuangan di Program Doktor Program Studi S3 Ilmu Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga angkatan 2012, Widyastuti, Rini Riyanti, Herniyanti, Astrid, Budi Handayani, Febtarini, Sonny Subiyantoro, Enny Suswanti, Erwin Astha Triyono, Dhelya Widasmara, Abdul Rochim, Sukanto, Hairrudin, Syamsulina Revianti, Arif Wahyono, Arya Brahmanta, Fanny M Laihad. Ucapan terima kasih atas persahabatan dan kekompakan yang telah terjalin selama ini, sukses selalu untuk kita semua. Hal yang terutama, pada kesempatan ini, saya sampaikan rasa hormat dan kasih sayang serta terima kasih yang terdalam dari lubuk hati saya kepada orang tua saya Papa Soepardjan, drs.,MM dan Mama Endang Sulistyowati atas segala cinta kasih, didikan dan teladan yang telah diberikan pada saya, untuk papa mama tercintalah penghargaan tertinggi atas pencapaian pendidikan ini saya persembahkan. Mertua saya Bapak Alm Letkol Laut (P) Djoko Soeroso dan Ibu Istimarmi, terima kasih yang tak terhingga, untuk seluruh doa bapak dan ibu yang telah menuntun dan mendukung semua langkah untuk mencapai hal terbaik dalam kehidupan saya. Kepada suami saya, Baron Agung Wicaksono, ST., MMT dan anak-anak; Athayya Sharfina Farahiyah dan Aushafel Fakhar Yustra, terima kasih atas cinta, doa, dukungan, semangat, pengertian dan kesabaran sehingga pendidikan ini bisa terselesaikan. Terima kasih untuk kakak saya mas Wing Hendroprasetyo, ST., M. Eng dan istri mbak Helen Saadiyah, SS., M.Pd, adikku Monila Maharani, drg, Anugerah Satria Octoberta, SE, dan istri Anastasya Yusanti, S.E, Kapten Pilot Cahyo Agung dan istri Erry Susanti, serta para keponakan tercinta atas doa dan segala dukungannya. Terimakasih kepada sahabat medsos yang selalu menginspirasi dan mendukung selama saya menempuh pendidikan doktor, Mas Gol A Gong dan mba Tias Tatanka, mas Daniel Mahendra, mas Bambang Riyanto, mas Koelit Ketjil, Herlambang Perdana Wiratraman. Terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah memberi motivasi, dan mendukung serta membantu hingga disertasi ini dapat diselesaikan. Semoga disertasi ini bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan kedokteran gigi dan bagi masyarakat. Semoga Allah melimpahkan berkat dan rahmatNya kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian disertasi ini. Aamiin ya rabbal ‘ alamin. Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh

DISERTASI

ix OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


RINGKASAN OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental Laboratoris pada Cavia cobaya) Noengki Prameswari Relaps Ortodonti atau kembalinya gigi ke posisi semula setelah dirawat dengan peranti Ortodonti aktif sering terjadi setelah perawatan Ortodonti disebabkan karena jaringan periodontal, tekanan oklusal, faktor jaringan lunak, dan pertumbuhan. Kecenderungan kejadian relaps berkisar 33-90% setelah 10 tahun perawatan. Akibat relaps ortodonti, terjadi disorganisasi jaringan periodontal, posisi gigi tidak stabil, dan dapat mengubah hasil perawatan ortodonti yang sudah dilakukan. Teripang emas adalah salah satu komoditas laut terbaik Indonesia dan memiliki kandungan kolagen, asam hialuronat, kondroitin sulfat, cell growth factor, EPA DHA, flavonoid, asam amino yang diduga dapat mencegah relaps. Mekanisme pemberian nanopowder teripang emas terhadap osteogenesis pada relaps daerah tarikan masih belum dapat dijelaskan Penelitian ini dilakukan pada 24 Cavia cobaya jantan berumur 2-3 bulan. Cavia cobaya dibagi menjadi 3 kelompok. (K-) merupakan kelompok kontrol normal (tanpa diberikan relaps dan perlakuan), (K+) merupakan kelompok kontrol positif yang diberikan relaps ortodonti dan kelompok P yang diberikan relaps ortodonti dan nanopowder teripang emas 3%. Relaps ortodonti dilakukan dengan cara dengan insersi separator elastik dengan separating plier pada mesial insisif pertama RA Cavia cobaya selama 14 hari dan pada hari ke 14 separator dilepas hingga 7 hari untuk menjadi relaps. Kekuatan regang separator elastik adalah 2,9 g dan 4,8 g. Teripang emas yang digunakan berasal dari laut di sekitar Sumenep, Jawa Timur. Teripang emas dikeringkan dengan oven, diblender, dibuat jadi nanopowder menggunakan metode milling pada HEM. Gel 3% dibuat dari 0,3 g nanopowder teripang emas yang dilarutkan dengan NaCMC 2% dalam DMSO 5 % sampai 10 ml. Teripang emas diaplikasikan pada sulkus gingiva dengan syringe insulin 0,025 ml, dua kali sehari. Setelah 21 hari perlakuan Cavia cobaya

DISERTASI

x OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


dikurbankan. Rahang atas diambil dan dilakukan pemeriksaan imunohistokimia untuk melihat ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6 dengan imunohistokimia pada daerah tarikan kemudian diperiksa dibawah mikroskop dengan pembesaran 1000X. Aposisi tulang alveolar diperiksa menggunakan mikroskop mikrostepper dan biometrik relaps diperiksa jarak linearnya menggunakan kaliper. Aplikasi nanopowder teripang emas 3% pada sulkus gingiva Cavia cobaya yang mengalami relaps Ortodonti diukur melalui perubahan molekular menggunakan metode imunohistokimia diperiksa ekspresi HSP-70, IL-17, MMP8, integrin α2β1, ALP, dan TRAP-6. HSP-70 sebagai parameter proteksi sel terhadap relaps, IL-17 sebagai parameter sitokin inflamasi regulator aposisi dan resorpsi, MMP-8 sebagai parameter aktivitas matriks ekstraselular, integrin α2β1 sebagai parameter perlekatan matriks ekstraseluler ke tulang alveolar, ALP sebagai parameter aktivitas osteoblas, dan TRAP-6 sebagai parameter aktivitas osteoklas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada daerah tarikan ekspresi HSP70, IL-17, MMP-8, TRAP-6 menurun, sedangkan ekspresi ALP, integrin α2β1 meningkat. Aposisi tulang pada daerah tarikan menunjukkan peningkatan. Perubahan molekular dan aposisi tulang aveolar yang bertambah menunjukkan mekanisme osteogenesis untuk pencegahan relaps. Analisis jalur menunjukkan korelasi antara variabel ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6, ALP, integrin α2β1, aposisi tulang alveolar, dan biometrik relaps Temuan baru pada penelitian ini adalah bahan nanopowder teripang emas berukuran 20 nm dengan bahan aktif terbanyak yaitu glisin, kolagen, flavonoid, arginin dan kondroitin sulfat. Pemberian nanopowder teripang emas dapat menurunkan relaps sebanyak 30% dengan osteogenesis melalui dua jalur: Jalur pertama pemberian teripang emas 3% juga dapat meningkatkan ALP, meningkatkan aposisi tulang dan menurunkan relaps. Jalur kedua yaitu pemberian nanopowder

teripang

emas

menurunkan

IL-17,

menurunkan

MMP-8,

meningkatkan integrin α2β1, meningkatkan aposisi tulang, menurunkan relaps. IL-17 berfungsi sebagai regulator pada aposisi dan resorpsi tulang Jalur ALPaposisi tulang-relaps merupakan jalur yang lebih kuat dibandingkan jalur IL-1MMP-8-Integrin α2β1-aposisi-relaps.

DISERTASI

xi OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


SUMMARY OSTEOGENESIS IN TENSION SITE AFTER APPLYING NANOPOWDER GOLD SEA CUCUMBER (STICHOPUS HERMANII) AS ORTHODONTIC RELAPSE PROTECTION (Experimental Laboratory Study on Cavia cobaya) Noengki Prameswari Orthodontic relapse is the return, following correction, any change from the final tooth position,to the original teeth position, caused by periodontal, occlusal, soft tissue factor and growth. Relapse tendency 33–90 per cent after at least 10 years post-treatment. There was a rapid relapse initially following appliance removal but after 3 days. One major reasons is the gingival and periodontal tissues are affected by orthodontic tooth movement and require time for reorganization when appliance are removed. Relaps can disorganized periodontal tissue, unstable teeth, occlusion, and change orthodontic result. Stichopus hermanii is one of the best fishery commodities in Indonesia. It is natural and contain various active ingredient such as collagen, hyaluronic acid, chondroitin sulphate, cell growth factor, EPA DHA, flavonoid, high amino acid concentrations that might reduce relapse orthodontic. Osteogenesis mechanism after applying nanopowder Stichopus hermanii in orthodontic relapse have not been investigated yet. This study was performed on 24 male Cavia cobaya 2-3 months old. Cavia cobaya was divided into 3 groups. K(-) group as normal control group (without relaps and treatment), K(+) group as positive control group which were applied with relaps orthodontic forces, and P group, were applied with relaps orthodontic forces and nanopowder Teripang emas 3%. Relaps orthodontic forces was produced with giving applied elastic separator by separating plier in mesial left insisivus maxilla Cavia cobaya 14 days and after day 15 separator was removed 7 days for becoming relapse orthodontic. Separator have 2,9 g and 4,8 g tension forces. Stichopus hermanii were used from coastal regions around Sumenep, East Java Indonesia. Sticopus hermanii was dried electrical oven, get blender nanopowder was made by HEM mechanical milling. Teripang emas gel 3% was DISERTASI

xii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


made from 0,3 g nanopowder Stichopus hermanii was diluted with NaCMC 2% in DMSO 5 % until 10 ml. Stichopus hermanii gel was applied in gingival sulcus with insulin syringe 0,025 ml twice per day. After 21 days of treatment. The Cavia cobaya were sacrificed. The jaw was sectioned. HSP-70, IL-17, MMP-8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6 expression were examined with immunohistochemistry method in tension side. HSP-70 as cell protection parameter to orthodontic relaps, IL-17 as inflammation cytokine parameter that regulate bone aposition dan resorption, MMP-8 as matrix extracellular activity parameter, integrin α2β1 as matrix extracellluler attachment to alveolar bone parameter, ALP as osteoblast activity parameter, and TRAP-6 as osteoclast activity parameter. Sample was examined with light microscope with 1000x magnification. Apposition alveolar bone examined using mikrostepper microscope and relaps biometric was examined linear distance using caliper. Applying nanopowder Stichopus hermanii 3% to gingival sulcus Cavia cobaya with relaps orthodontic was evaluated through molecular changes by Immunohistochemistry method expression of HSP-70, IL-17, MMP-8, integrin α2β1, ALP, and TRAP-6. The result showed in tension area, HSP-70, IL-17a, MMP-8, TRAP-6 expression was decreased while ALP, integrin α2β1 was increased. Apposition alveolar bone in tension area showed increase. Molecular changes and apposition changes by giving nanopowder Teripang emas showed that there is osteogenesis mechanism for relapse prevention. Path analysis correlation between variable HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6, ALP, integrin α2β1 expression, apposition alveolar bone, and relapse biometric in tension area showed the relationship causalistic. The new findings in this study is nanopowder stichopus hermanii 20 nm particle size with the most active content are glycine, collagen, flavonoid, arginine and chondroitin sulphate. Nanopowder Stichopus hermanii 3% can reduce 30% orthodontic relapse, with osteogenesis in tension site through the first pathway ALP, bone apposition, relapse orthodontic and the second pathway IL-17, MMP8, integrin α2β1, bone apposition and relapse orthodontic. IL-17 is a regulator for bone resorption and bone apposition. The first ALP-apposition- relapse pathway is dominant compare with IL-17-MMP-8- integrin α2β1-apposition pathway.

DISERTASI

xiii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


ABSTRACT OSTEOGENESIS IN TENSION SITE AFTER APPLYING NANOPOWDER GOLD SEA CUCUMBER (STICHOPUS HERMANII) AS ORTHODONTIC RELAPSE PROTECTION (Experimental Laboratory Study on Cavia Cobaya) Background: Relapse Orthodontic is the return from the final tooth position at the end of treatment to the original teeth position. Relaps can disorganized periodontal tissue, unstable teeth, occlusion, and change orthodontic result. Stichopus hermanii have contain various active ingredient such as glycine, collagen, flavonoid, arginine, chondroitin sulphate, that might reduce relapse orthodontic. Objectives: The aim of this study is to investigate osteogenesis in tension site after applying nanopowder Stichopus hermanii as protection of orthodontic relapse. Material and Method: Twenty four males Cavia cobaya were divided into three groups. K(-) group as negative control group (without treatment), K(+) group as positive control group which were applied with relaps orthodontic forces which produced by applying elastic separator 14 days and was removed 7 days, and P groups, were applied with relaps orthodontic forces and nanopowder Stichopus hermanii 3% and sacrified after 21 days HSP-70, IL-17a, MMP-8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6 expression were examined with immunohistochemistry method, bone apposition using mikrostepper microscope and relaps biometric using caliper. Results: The result showed HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6 expression was decreased while ALP, integrin α2β1 was increased. Apposition alveolar bone in tension area showed increased. Path analysis correlation showed the relationship causalistic between Stichopus hermanii affect ALP, apposition alveolar bone, relapse biometric. The other Path analysis correlation showed IL-17, MMP-8, integrin α2β1, apposition alveolar bone, relapse biometric.The first pathway is dominant. Conclusion: Nanopowder Stichopus hermanii 3% could effectively be as protection of orthodontic relapse with osteogenesis in tension site through ALP-apposition-relaps pathway and IL17-MMP-8-integrin-apposition-relaps. The ALP-apposition-relaps is dominant compare with IL-17-MMP-8-integrin-apposition-relaps pathway. Keywords: Stichopus hermanii, osteogenesis, tension site, orthodontic relapse.

DISERTASI

xiv OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


DAFTAR ISI Lembar Pengesahan Ujian Proposal .......................................... Ucapan terima kasih…………………………………………….. Ringkasan……………………………………………………….. Summary………………………………………………………… Abstract………………………………………………………….. Daftar Isi ....................................................................................... Daftar tabel ……………………………………………………… Daftar Gambar ............................................................................... Daftar Lampiran ................................................................................ Daftar Singkatan ..............................................................................

Halaman i v viii xi xiv xv xix xx xxi xxii

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................... 1.1 Latar Belakang Masalah ................................................... 1.2 Rumusan Masalah ......................................................... 1.3 Tujuan Penelitian .............................................................. 1.4 Manfaat Penelitian ............................................................

1 1 10 11 12

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...................................................... 2.1 Pergerakan gigi Ortodonti ............................................... 2.1.1 Teori Pergerakan Gigi Ortodonti ......................... 2.1.2 Aktivasi tekanan mekanis Ortodonsi terhadap sinyaling sel........................................... 2.1.3 Aktivasi tekanan mekanis terhadap matriks ekstraseluler ............................. 2.1.4 Aktivasi tekanan Mekanis Ortodonsi terhadap Tulang Alveolar ................................... 2.2 Respon jaringan periodontal terhadap pergerakan gigi Ortodonti .............................. 2.3 Respon Remodeling Tulang terhadap............................ Pergerakan gigi Ortodonti............................................. 2.4 Relaps gigi Ortodonti………………………………….. 2.4.1. Faktor Penyebab Relaps Gigi Ortodonti…....... 2.4.2. Pencegahan relaps gigi Ortodonti…………...... 2.5 Mekanisme Osteogenesis pada Remodeling Ligamen Periodontal dan Remodeling Tulang Alveolar pada Relaps Ortodonti............................. ........................ 2.5.1 Heat Shock Protein 70 (HSP70) pada Mekanisme Osteogenesis.................................... 2.5.2 Interleukin 17 (IL 17) pada Mekanisme Osteogenesis........................................................ 2.5.3 MMP-8 pada Mekanisme Osteogenesis............. 2.5.4 Integrin pada mekanisme osteogenesis…………. 2.5.5 Alkalin Fosfatase (ALP) pada Mekanisme Osteogenesis........................................................ 2.5.6 TRAP-6 pada Mekanis Osteogenesis...................….

14 14 15

DISERTASI

xv OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

20 21 22 24 26 32 34 35

38 42 45 47 48 51 53

NOENGKI P


2.6 Karet separator.......................………………………… 2.7 Teripang Emas........................................................................ 2.7.1 Sifat Fisika dan Sitotoksisitas Teripang Emas.. ..... 2.7.2 Dosis Teripang Emas........................................ ..... 2.7.3 Kandungan Teripang Emas.................................. 2.7.4 Karakterisasi nanopowder Teripang emas……. 2.7.5 Peranan Teripang Emas terhadap HSP 70............ 2.7.6 Peranan Teripang Emas terhadap IL-17.……….. 2.7.7 Peranan Teripang Emas terhadap kolagen, MMP, Integrin………………………………………….. 2.7.8 Peranan Teripang Emas pada osteogenesis.......... 2.7.9 Peranan Teripang Emas pada Penghambatan Resorpsi tulang....................................................... 2.8 Nanopowder sebagai nanopartikel....................................... 2.9 Sulkus gingiva......................................................................... 2.10 Absorpsi obat pada sulkus gingiva...................................... 2.11 Bentuk sediaan gel.................................................................

55 56 61 63 65 67 69 70 71 72 74 77 82 83 84

BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN 88 3.1 Kerangka Konseptual Penelitian ........................................ 3.2 Penjelasan kerangka konseptual penelitian……………... … 89 3.3 Hipotesis Penelitian .............................................................. 91 BAB 4 MATERI DAN METODE PENELITIAN ................................ 4.1 Jenis penelitian ..................................................................... 4.2 Rancangan penelitian ........................................................... 4.3 Unit Eksperimen, replikasi dan randomisasi ................... … 4.3.1 Unit Eksperimen....................................................... 4.3.2 Replikasi…................................................................ 4.3.3 Randomisasi………………..................................... 4.4 Variabel penelitian dan Definisi operasional Variabel.... …. 4.4.1 Variabel penelitian................................................... 4.4.2 Definisi operasional variabel.................................. 4.5 Alat dan bahan penelitian .................................................... 4.5.1 Alat Penelitian........................................................... 4.5.2 Bahan Penelitian........................................................ 4.6.Lokasi penelitian ..................................................................... 4.7.Prosedur pelaksanaan penelitian ........................................... 4.8.Analisis Data ............................................................................. 4.9.Etik penelitian……………………………………………… 4.10 Kerangka analisis…………………………………………. 4.11 Alur Pelaksanaan Penelitian………………………………

92 92 92 93 93 95 95 96 96. 96 99 99 100 101 102 112 113 113 114

BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS HASIL PENELITIAN 5.1 Hasil uji material nanopowder teripang emas……………. 5.2 Deskripsi Data Hasil Penelitian……………………… ….

115 116

DISERTASI

xvi OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


5.2.1 Uji data distribusi normal data hasil penelitian…… 5.2.2 Uji beda variabel antar kelompok penelitian……... 5.2.3 Hasil pemeriksaan biometrik relaps……………... ….. 5.2.4 Hasil pemeriksaan imunohistokimia HSP 70……… 5.1.6 Hasil pemeriksaan imunohistokimia IL 17.. ………….. 5.1.7 Hasil pemeriksaan imunohistokimia MMP-8…..... 5.1.8 Hasil pemeriksaan imunohistokimia integrin…… 5.1.9 Hasil pemeriksaan imunohistokimia ALP………. 5.1.10 Hasil pemeriksaan imunohistokimia TRAP 6…… 5.1.11 Hasil pemeriksaan aposisi tulang daerah tarikan… 5.2 Hubungan kausalistik antar variabel ……………………

119 120 120 122 124 126 128 130 132 134 136

BAB 6 PEMBAHASAN…………………………………………….. 6.1 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap …… Biometrik relaps………………………………………….. 6.2 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap…… Ekspresi HSP 70…………………………………………… 6.3 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap……. Ekspresi IL-17.…………………………………………….. 6.4 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap…….. Ekspresi MMP-8……………………………………………. 6.5 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap…….. Ekspresi integrin…………………………………………… 6.6 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap Ekspresi ALP……………………………………………… 6.7 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap Ekspresi TRAP 6…………………………………………… 6.8 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap Aposisi tulang……………………………………………… 6.9 Analisis jalur hubungan antara variabel IL-17, MMP-8 Integrin α2β1, aposisi tulang dan biometrik relaps serta Jalur hubungan ALP, aposisi tulang dan biometrik relaps 6.10 Temuan baru……………………………………………..... 6.11 Tindak lanjut terhadap temuan…………………………….. 6.12 Keterbatasan penelitian………………………………….....

143

167 171 171 171

BAB 7 PENUTUP 7.1 Kesimpulan………………………………………………… 7.2 Saran………………………………………………………..

172 173

146 150 153 155 157 160 162 164

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………… 174 LAMPIRAN……………………………………………………………….. 194

DISERTASI

xvii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


Daftar Tabel Tabel 2.1 Persentase Lethal (LC 50) Ekstrak Teripang Emas ……. Tabel 2.2 Hasil identifikasi golongan senyawa metabolit sekunder ekstrak metanol teripang S. Hermanii…………………… Tabel 2.3 Kandungan senyawa organik bahan teripang emas …….. Tabel 2.4 Kandungan senyawa anorganik bahan teripang emas…… Tabel 2.5 Uji kualitatif nanopowder teripang emas………………… Tabel 2.6 Uji kuantitatif nanopowder teripang emas……………….. Tabel 5.1 Deskripsi data Variabel biometrik relaps, ekspresi HSP 70, ekspresi IL-17, ekspresi MMP-8, ekspresi integrin α2β1, ekspresi ALP, ekspresi TRAP-6 aposisi tulang…………………………………………… Tabel 5.2 uji distribusi normal data Variabel biometrik relaps, ekspresi HSP 70, ekspresi IL-17, ekspresi MMP-8, ekspresi integrin α2β1, ekspresi ALP, ekspresi TRAP-6, aposisi tulang……………………………………………. Tabel 5.3 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok biometrik relaps………….. Tabel 5.4 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok ekspresi HSP 70…………. Tabel 5.5 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok ekspresi IL-17……………. Tabel 5.6 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok ekspresi MMP-8…………. Tabel 5.7 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok ekspresi Integrin α2β1…… Tabel 5.8 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok ekspresi ALP…………. Tabel 5.9 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok ekspresi TRAF-6…………. Tabel 5.10 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), ………………….. dan uji beda antar kelompok aposisi tulang……………... …. Tabel 5.11 Hubungan kausalistik awal…………………………….. Tabel 5.12 Hubungan kausalistik akhir……………………………. …

DISERTASI

xviii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

62 65 66 67 68 68

117

119 121 123 125 127 129 131 133 135 134 138.

NOENGKI P


Daftar Gambar Gambar 2.1 Mekanisme Pergerakan Gigi Ortodonti…………................. Gambar 2.2 Pergerakan Gigi Ortodonti.................................................... Gambar 2.3 Skema Pergerakan gigi……………………………….......... Gambar 2.4 Tahapan remodeling tulang................................................... Gambar 2.5 HSP pada stress…………………………………………… Gambar 2.6 IL-17 pada fungsi sel……………………………………... Gambar 2.7 Aktivasi dan signaling MMP……………………………... Gambar 2.8 Reseptor integrin dan adhesi fokal……………………….. Gambar 2.9 ALP dan osteogenesis……………………………………. Gambar 2.10 Aktivasi TRAP-6 pada diferensiasi osteoklas…………… Gambar 2.11 Gambar teripang emas........................................................... Gambar 2.12 Anatomi Teripang.................................................................. Gambar 2.13 Teripang emas....................................................................... Gambar 2.14 Struktur Periodontal............................................................... Gambar 3.1 Kerangka konsep mekanisme osteogensis pada pemberian Teripang emas sebagai proteksi relaps ortodonti……… Gambar 4.1 Jarak gigi insisif……………………………………………. Gambar 4.2 Separator karet…………………………………………....... Gambar 4.3 Hubungan kausalistik antar variabel………………………. Gambar 4.4 Alur pelaksanaan penelitian……………………………….. Gambar 5.1 Hasil pemeriksaan ukuran partikel teripang emas SEM…… Gambar 5.2 Hasil pemeriksaan ukuran partikel teripang emas TEM…… Gambar 5.3 diagram batang rerata biometrik, HSP,IL-17,MMP……….. Gambar 5.4 Gambar diagram batang rerata biometrik relaps…………… Gambar 5.5 Ekspresi HSP 70 pada sel fibroblas tulang alveolar………. Gambar 5.6 Gambar diagram batang rerata ekspresi HSP-70…………… Gambar 5.7 Ekspresi IL-17 pada sel makrofag………………………... Gambar 5.8 Gambar diagram batang rerata ekspresi IL-17..…………… Gambar 5.9 Ekspresi MMP-8 pada sel fibroblas………………………. Gambar 5.10 Gambar diagram batang rerata MMP-8……….…………… Gambar 5.11 Ekspresi integrin α2β1 pada osteoblas……………………. Gambar 5.12 Gambar diagram batang rerata ekspresi integrin α2β1…….. Gambar 5.13 Ekspresi ALP pada sel osteoblas………………………… Gambar 5.14 Gambar diagram batang rerata ekspresi ALP.…………… Gambar 5.15 Ekspresi TRAP-6 pada osteoklas………………………… Gambar 5.16 Gambar diagram batang rerata ekspresi TRAP-6………… Gambar 5.17 Aposisi tulang yaitu luas tulang alveolar………………… Gambar 5.18 Gambar diagram batang rerata aposisi tulang…………… Gambar 5.19 Analisis jalur awal……………………………………….. Gambar 5.20 Analisis jalur akhir………………………………………..

DISERTASI

xix OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

15 16 19 28 44 45 48 50 53 54 58 59 60 83 88 103 107 113 114 115 116 118 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 139 141

NOENGKI P


Daftar Lampiran Hal. Lampiran 1 Penghitungan jumlah replikasi ............................................... 194 Lampiran 2 Kelaikan etik…………………………………………….. 195 Lampiran 3 Paten teripang emas……………………………………... 196 Lampiran 4 Surat Keterangan teripang emas dari P Raas…………… 197 Lampiran 5 Uji kualitatif alkaloid, flavonoid, saponin, steroid…….. 198 Lampiran 6 Uji kuantitatif protein total, kolagen, flavonoid, tanin…. 199 Lampiran 7 Uji kuantitatif glisin……………..……………………….. 200 Lampiran 8 Uji kuantitatif kondroitin sulfat, arginin……………….. 201 Lampiran 9 Uji kuantitatif alanine, aspartate, asam glutamat……… 202 Lampiran 10 Uji kuantitatif EPA, DHA, AA…………………………. 203 Lampiran 11 Uji kuantitatif kadar air, kadar abu, fosfor, besi………. 204 Lampiran 12 Uji kuantitatif vitamin D……………………………….. 205 Lampiran 13 Alat HEM untuk pembuatan nanopowder………………... 206 Lampiran 14 Pemeriksaan nanopowder menggunakan PSA 207 209 Lampiran 15 Angka Konversi Dosis manusia ke dosis hewan .............. Lampiran 16 Standar Pakan Cavia cobaya………………………............ 210 Lampiran 17 Alat Pengukur Besar Kekuatan Regangan Separator…....... 211 Lampiran 18 Surat Keterangan Pemeriksaan hewan……………………. 212 Lampiran 19 Pemasangan, pelepasan dan pengukuran separator ………. 213 pada Cavia cobaya……………………………………….. 213 Lampiran 20 Pemberian Nanopowder teripang emas pada Cavia cobaya……….................................................. 214 Lampiran 21 Pemeriksaan luas aposisi dengan mikroskop mikrostepper 215 Lampiran 22 Imunohisto kit……………………………………………. 216 Lampiran 23 Antibodi HSP 70…………………………………………. 217 Lampiran 24 Antibodi IL-17…………………………………………… 218 Lampiran 25 Antibodi MMP…………………………………………… 219 Lampiran 26 Antibodi integrin………………………………………… 220 Lampiran 27 Antibodi ALP……………………………………………. 221 Lampiran 28 Antibodi TRAP………………………………………….. 222 Lampiran 29 Analisis statistik………………………………………….. 223

DISERTASI

xx OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


DAFTAR SINGKATAN ALP

:

Alkalin Phosphatase

AP1

:

Activating Protein 1

APC

:

Antigen presentation

bFGF

:

basic Fibroblast Growth Factor

BMP

:

Bone Morphogenetic Protein

cAMP

:

3’5’ cyclic Adenosine Monophosphate

Cbfa1

:

Core binding factor 1

CCL2

:

Chemokine (C-C motif) ligand 2

CD

:

Cluster Differentiation

CFU-f

:

Colony Forming Unit-fibroblast

CHIP

:

Carboxyl terminus of HSP70-interacting protein

CSF

:

Circumferential supracrestal fiberotomy

CT

:

Computed tomography

CXCL2

:

Chemokine (C-X-C motif) ligand 2

DAMPs

:

Damage-Associated Molecular Patterns

DHA

:

Docosahexaenoic acid

DMSO

:

Dimetil Sulfoxide

EDTA

:

Ethylene Diamine Tetra Acid

EPA

:

Eicosapentaenoic acid

ERK

:

Extracellular signal-regulated kinases

FGF

:

Fibroblast Growth Factor

GCF

:

Gingival Crevicular Fluid

GIC

:

Glass Ionomer Cement

HEM

:

High energy milling

HMGB1

:

High Mobility Group Box 1

HSE

:

Heat Shock Element

HSF

:

Heat Shock Factor

HSP 70

:

Heat Shock Protein 70

IL

:

Interleukin

Ig

:

Immunoglobulin

JNK

:

Jun Kinase

DISERTASI

xxi OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P


MAPK

:

Mitogen Activated Protein Kinase

MEK

:

Methyl ethyl ketone

MMPs

:

Matrix Metalloproteinases

mRNA

:

messenger Ribose Nucleic Acid

NaCMC

:

Natrium– Carboxymethyl Cellulose

NADPH

:

Nicotinamide adenine dinucleotide phospate

NF-κB

:

Nuclear Factor- Kappa B

NO

:

Nitric oxide

OCN

:

Osteocalcin

OPG

:

Osteoprotegerin

OPN

:

Osteopontin

PAMPs

:

Pathogen-Associated Molecular Patterns

PDL

:

Periodontal Ligament

PDGF

:

Platelet-derived growth factor

PGE2

:

Prostaglandin E2

RAGE

:

Receptor Advanced Glycation End

RANK

:

Receptor activator of nuclear κB

RANKL

:

Receptor activator of nuclear κB Ligand

RE

:

Retikulum Endoplasma

RGD

:

Arginylglycylaspartic

ROS

:

Reactive oxygen species

RT-PCR

:

Reverse transcription-polymerase chain reaction

Runx2

:

runt-related transcription factor 2

SAPK

:

Stress activated protein kinase

Ser/Thr

:

Serine/Threonine specific

STAT3

:

Signal transducer and activator of transcription 3

TGF-β

:

Transforming Growth Factor Β

TIMP

:

Tissue Inhibitor of Metalloproteinases

TLR

:

Toll Like Receptor

TNF α

:

Tumor Necrosis Factor α

TRAP-6

:

Tartrate Resistance Acid Phosphatase-6

VEGF

:

Vascular Endothelial Growth Factor

DISERTASI

xxii OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN

NOENGKI P

ADLN-PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA DISERTASI

Recommend Documents