Kerusakan tulang yang disebabkan oleh kecelakaan, tumor ataupun rekonstruksi persendian sering terjadi dan membutuhkan material yang dapat menggantikan peran bagian tulang yang telah hilang. Ada beberapa jenis material sintetik yang diimplankan pada bagian tulang yang rusak, namun masih menyebabkan enkapsulasi oleh jaringan fibrous dan tidak menyatu dengan tulang asli. Osteoporosis merupakan salah satu jenis kerusakan tulang yang ditandai dengan menurunnya kekuatan tulang yang disebabkan oleh berkurangnya densitas tulang. Osteoporosis juga merupakan salah satu factor resiko utama fraktur tulang. World Health Organization (WHO) pada tahun 2013 telah melaporkan bahwa sekitar 200 juta orang di dunia menderita akibat osteoporosis, serta 50% dari jumlah tersebut mengalami fraktur tulang, khususnya pada kaki bagian atas atau tulang femur. Kerusakan tulang umunya disebabkan oleh faktor luar, namun osteoporosis disebabkan oleh factor dalam, yaitu penurunan kemampuan tulang untuk melakukan bone remodeling karena kerja yang tidak seimbang antara osteoblast, yang berperan membentuk sel tulang, dan osteoclast, yang berperan dalam perombakan tulang. Kerja osteoclast melebihi kerjadi osteoblast sehingga proses perombakan tulang lebih cepat dibandingkan dengan proses pembentukan sel tulang. Akibat dari kerja yang tak seimbang ini adalah penurunan densitas tulang.
Cara yang dapat digunakan untuk menanggulangi keadaa tersebut umumnya adalah dengan mengonsumsi obat yang bekerja dengan menghambat kerja osteoclast dalam proses perombakan tulang. Selain itu juga dapat dilakukan dengan meningkatkan densitas tulang menggunakan material pengganti, seperti yang telah disebutkan tadi. Salah satu jenis material yang dapat menggantikan peran tulang dan digunakan secara luas sebagai bone filler adalah hidroksiapatit. Material ini merupakan material yang bioaktif dan telah dieksplorasi untuk digunakan pada kerusakan tulang akibat osteoporosis. Sayangnya, material ini cukup getas dan membutuhkan material lain sebagai campuran untuk mengimbangi kelemahan tersebut. Salah satu material yang dapat digunakan adalah gelatin. Penambahan gelatin ini bertujuan untuk meningkatkan pelekatan, migrasi dan mineralisasi osteoblast.
Penggunaan hidroksiapatit dan gelatin sebagai bone filler tidak terlalu efektif karena bentuknya yang padat sehingga dikembangkanlah bahan pengisi tulang dalam bentuk injektabel atau biasa disebut Injectable Bone Substitute (IBS). Dengan menggunakan IBS ini, bahan pengisi tulang dapat menyesuaikan dengan kerusakan tulang akibat osteoporosis yang pastinya menyebabkan kerusakan tulang yang tidak beraturan.
IBS sendiri pada umunya terbagi menjadi dua jenis, yaitu IBS yang langsung siap digunakan dalam bentuk suspensi dan IBS yang tersusun dari ionic hydraulic cement yang dapat mengeras secara in vivo setelah injeksi. Penelitian-penelitian terdahulu telah melaporkan bahwa HPMC sering digunakan sebagai agen pembentuk suspensi pada IBS. Selain itu, fungsi IBS ini bisa juga bisa berfungsi sebagai penghantar obat, yang dalam hal ini obat untuk osteoporosis, yaitu alendronate. Alendronate memiliki afinitas electron yang tinggi terhadap ion kalsium yang dapat meningkatkan interaksi dengan kalsium tulang. Dan menghambat osteoclast pada proses bone remodelling.
Penelitian ini telah mampu melakukan sintesis dan karakterisasi suspensi komposit hidroksiapatit-gelatin dengan penambahan alendronate sebagai IBS. Karakteristisasi in vitro yang dilakukan pada suspensi tersebut meliputi uji Fourier Transform Infrared (FTIR), viskositas, resuspensi, keasamaan (pH), sitotoksisitas dan setting time. Suspensi dibuat dengan mengaduk hidroksiapatit dan gelatin 5% (w/v) dengan perbandingan 40:60, 45:55, 50:50 dan 55:45 serta alendronate sebanyak 10% dari hidroksiapatit yang digunakan. Campuran hidroksiapatit, gelatin dan alendronate dicampurkan dengan HPMC 2% (w/v). Hasil uji FTIR menunjukkan terbentuknya ikatan antara hidroksiapatit dan gelatin yang ditunjukkan dengan bergesernya daerah serapan gugus karboksil dari gelatin pada daerah 1332.72 cm-1 menjadi 1559-1543 cm-1 yaitu ikatan antara gugus karboksil (COO–) dari gelatin dengan Ca2+ dari hidroksiapatit. Variasi komposisi terbaik dari suspensi sebagai IBS adalah hidroksiapatit:gelatin = 45:55 dengan nilai viskositas (38.7±0.53) dPa.s, keasaman (pH) mencapai 7 dan persentase viabilitas sel lebih dari 50%. Hasil uji resuspensi menunjukkan bahwa suspensi tersebut membentuk suspensi kembali setelah mengalami pengendapan dan tidak mengubah pH larutan Simulated Body Fluid (SBF). Hasil uji setting time menunjukkan bahwa suspensi mengalami setting dengan syarat harus berada pada substrat yang sesuai. Scaffold hidroksiapatit-kolagen digunakan sebagai substrat dan hasilnya menunjukkan peningkatan ukuran pori dengan kisaran mulai dari 17.271 µm hingga 21.316 µm menjadi mulai dari 8.052 µm hingga 11.631 µm dari hasil uji Scanning Electron Microscope (SEM).
Kesimpulan penelitian ini menunjukkan bahwa IBS berbasis hidroksiapatit dan gelatin dengan perbandingan 45:55 dan penambahan alendronate mampu mendukung untuk pengaplikasiannya sebagai bone filler yang dapat menghantarkan obat untuk kasus osteoporosis.
Penulis: Alfian Pramudita Putra, S.T., M.Sc.
Informasi selengkapnya mengenai penelitian ini dapat dilihat pada publikasi kami di Journal of International Dental and Medical Research (Q3) di tautan berikut:
http://www.jidmr.com/journal/wp-content/uploads/2019/07/76_M18_706_Alfian_Pramudita_Putra_Layout.pdf
A. P. Putra, D. Hikmawati, A. S. Budiatin, “Injectable Bone Substitute of Hydroxyapatite-Gelatin Composite with Alendronate for Bone Defect Due to Osteoporosis”, J. Intl. Dent. Med. Res. 2: pp. 813-816. (2019).
