Penyakit gigi dan jaringan penyangga gigi sering menimbulkan defek pada tulang alveolar. Strategi terbaru untuk terapi regeneratif saat ini telah beralih dari bedah resektif menuju tindakan baru yang minimal invasif untuk menyembuhkan cacat tulang dengan mengurangi risiko infeksi dan penolakan host. Saat ini biomaterial beralih ke desain bahan ‘bioaktif’ yang terintegrasi dengan molekul biologis atau sel dan jaringan regenerasi.
Bahan cangkok tulang terbaru telah dikembangkan dengan menambahkan agen biologi dan terapeutik ke daerah cacat tulang. Namun, banyak dari agen ini harus dimasukkan ke dalam atau ke substrat agar bisa berkhasiat secara klinis. Sistem penyampaian yang ideal adalah sistem yang mampu mempertahankan bahan regeneratif di situ untuk waktu yang cukup lama agar dapat berinteraksi dengan sel target dan bahan regeneratif tersebut dilepaskan pada konsentrasi yang efektif namun aman selama penyembuhan jaringan.
Dalam kasus defek tulang alveolar, bahan regeneratif lebih disukai bersifat osteoinduktif, osteokonduktif, dan mampu melakukan osseointegrasi. Asam Hyaluronat adalah bahan regeneratif yang dapat digunakan dalam perawatan poket periodontal. Asam Hyaluronat selain berperan sebagai penghambat perkembangan bakteri plak, juga membantu jaringan gingiva tetap terjaga tanpa peradangan.
Asam Hyaluronat dapat digunakan dalam berbagai bentuk gel atau obat kumur. Asam Hyaluronat bersifat imunologis inert dan 100% biodegradable baik secara in vitro maupun in vivo. Secara in vivo, asam hyaluronat memiliki kemampuan untuk membantu pembuatan matriks ekstraselular, yang menghasilkan lingkungan mikro yang sesuai dan terstruktur secara struktural untuk diferensiasi sel progenitor.
Asam Hialuronat dan kolagen dapat diproses menjadi hidrogel. Hidrogel berbasis asam hialuronat dapat diaplikasikan dengan cara yang minimal invasif dan diaplikasikan secara topikal untuk menyediakan lingkungan mikro seluler tiga dimensi dengan kadar air tinggi. Sifat material viskoelastik komposit asam hyaluronat sangat sesuai untuk regenerasi tulang. Hidrogel memiliki keuntungan sebagai bahan pembawa material relatif mudah dan memungkinkan sel progenitor menyebar ke seluruh bahan.
Hidrogel berbasis asam hialuronat telah digunakan sebagai bahan pembawa untuk faktor pertumbuhan, seperti pengiriman BMP untuk meningkatkan proliferasi tulang. Aplikasi hidrogel asam hyaluronat carbonat hydroxyapatite pada socket post ekstraksi secara in vivo pada tikus wistar dapat meningkatkan ekspresi osteoprotegerin (OPG) dan TGF Beta 5 kali lipat dibanding kontrol, namun bila dibandingkan dengan pemberian bahan graft saja dapat meningkatkan ekspresi TGF beta dan OPG dua kali lipat ( Setiawatie, 2019).
Asam hyaluronat mengatur respons peradangan dan berfungsi sebagai antioksidan. Asam Hialuronat mempunyai efek regeneratif dengan mempromosikan adhesi, migrasi, proliferasi, dan aktivasi seluler. Asam Hialuronat juga memberikan efek bakteriostatik yang bervariasi pada strain bakteri Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Staphylococcus aureus, dan Propionibacterium acnes. Asam Hialuronat mendorong migrasi sel endotel yang membentuk tulang, mengangkut protein yang bertindak sebagai faktor pertumbuhan yaitu BMP-2 dan osteopontin. Karena sifat-sifatnya, Asam Hialuronat dikembangkan sebagai coadjuvant dalam terapi regenerasi periodontal.
Asam hialuronat merupakan komponen kunci pada proses regenerasi jaringan. Asam Hialuronat mengatur proses regenerasi melalui reseptor spesifik ,mengatur respon inflamasi , migrasi sel dan angiogenesis pada proses penyembuhan. Asam Hialuronat adalah anggota dari kelompok glycosaminoglycans (GAGs) yang terdiri dari D-glucuronic acid and N-acetyl-D-glucosamine yang berikatan dengan β-glycosidic membentuk polimer yang sangat panjang dengan berat molekul 5 x 106 kDa. Asam Hialuronat di sintesis oleh permukaan dalam membrane sel berbeda dengan GAGs yang disintesis didalam sel.
Polimer Asam hialuronat mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan air bersifat higroskopik dan viskoelastis. Antigen CD44 antigen, yaitu glikoprotein type 1 merupakan reseptor utama Asam hialuronat CD44 terletak pada semua membran sel manusia. Fungsi spesifik CD44 adalah kemampuannya mengikat Asam Hialuronat kemudian berinteraksi membentuk ikatan dengan fibronectin, kolagen, osteopontin dan matrix metalloproteinases (MMPs).
Peran sinyaling CD44 pada daerah luka akan menginduksi migrasi fibroblas pada jaringan sekitarnya. Ikatan CD44 dengan Asam Hialuronat memberi efek coating pada membran sel. Lapisan ini memberi proteksi pada permukaan sel terhadap reseptor kematian sel sehingga dapat mencegah apoptosis, meningkatkan pertumbuhan sel dan menginduksi motilitas sel. Asam hialuronat mempunyai potensi antiinflamasi, sehingga sering digunakan untuk terapi osteoarthritis. Asam Hialuronat menghambat ekspresi IL-1β,MMP-1 dan MMP-3 pada kasus osteoarthritis.Wang dkk menunjukkan bahwa Asam Hialuronat dapat menurunkan ekspresi gen IL-8 dan iNOS , tumor necrosis factor alpha (TNFα).
Asam Hialuronat mampu menurunkan ekspresi TLR4, TLR2, MyD88 dan NF-kB secara siknifikan. Selain itu juga menurunkan ekspresi mRNA untuk TNFα, IL-1β, IL-17, MMP-13 dan gen inducible nitrous oxide synthase gene pada tikus arthritis. Asam Hialuronat dapat berfungsi sebagai antioksidan dengan menurunkan ethylenediaminetetraacetic acid yang merusak DNA. Asam Hialuronat menghambat apoptosis dan oxidative stress yang dipicu oleh benzalkonium chloride dan sodium lauryl sulfate detergent. Asam Hialuronat membentuk sitoproteksi terhadap kematian sel dengan menetralisir intracellular ROS dan mambatasi kerusakan DNA.
Polyanionic hyaluronic acid molecules mengikat ion Fe2+ dan Cu2+, yang diperlukan untuk reaksi Fenton’s sehingga dapat menetralisir ROS. Asam Hialuronat mempunyai daya antioksidan yang kuat dengan cara menghambat peroksidase lemak dan mengikat radikal bebas. Signaling Asam Hialuronat mempengaruhi angiogenesis dengan cara merangsang proliferasi, migrasi sel endotel dan pembentukan pembuluh darah secara invitro. Asam Hialuronat tidak toksik terhadap kultur sel fibroblas.
Pemberian hidrogel asam hyaluronat carbonat hydroxyapatite pada defek tulang post ekstraksi secara in vivo pada tikus wistar dapat meningkatkan ekspresi OPG, TGF beta dan jumlah osteoblas. Hidrogel asam hyaluronat dapat dipertimbangkan sebagai bahan regenerative medicine minimal invasive untuk terapi defek tulang alveolar dimasa yang akan datang. (*)
Penulis: Ernie Maduratna Setiawatie
Artikel lengkapnya dapat diakses melalui laman berikut ini:
