Dewasa ini banyak kasus kerusakan tulang yang diakibatkan penyakit khususnya tumor di bagian mandibula. Ameloblastoma merupakan tumor jinak odontogenik yang berasal dari sisa epitel pada masa pembentukan gigi. Telah dilaporkan terdapat 31 kasus ameloblastoma dari berbagai subtipe. Dari kasus tersebut sebanyak 90,32% terjadi di bagian mandibula sedangkan 9,67% terjadi di bagian maksila. Tumor mandibula berpotensi menimbulkan rusaknya tulang dan perlu dilakukan reseksi untuk mengambil bagian yang terinfeksi. Ini mengakibatkan defek mulai dari celah pada tulang alveolus sampai dengan diskontinuitas tulang mandibular. Akibat reseksi ini perlu dilakukan rekonstruksi mandibula.
Salah satu material pengganti rekonstruksi mandibula yang sedang dikembangkan yaitu scaffold. Scaffold umumnya bersifat biodegradable sehinggga tergantikan oleh sel-sel osteoblas yang menempel pada scaffold. Pembuatan scaffold harus presisi dan konsisten berkaitan dengan porositas, ukuran pori, distribusi pori dan interkonektivitas antar pori. Pembuatan scaffold dengan kriteria tersebut dapat dilakukan dengan teknologi 3D-Printing yang merupakan salah satu inovasi terbaru yang menawarkan solusi untuk membuat objek tiga dimensi dengan berbagai bentuk yang diinginkan. Teknik canggih yang menjadi alternatif dalam pengontrolan desain scaffold diantaranya Fused Deposition Modeling (FDM) yaitu suatu metode dengan proses pelelehan material termoplastik dengan menggunakan mekanisme ekstruder. Metode FDM memiliki kelayakan untuk membuat scaffold secara langsung dan teknik presisi tinggi.
Material yang sering digunakan dalam 3D-printing dengan metode FDM umumnya berasal dari material polimer termoplastik jenis Polylactic Acid (PLA). PLA bersifat biodegradable dan biokompatibel sehingga bahan ini banyak diaplikasikan dalam dunia medis seperti regenerasi jaringan, penyembuhan patah tulang dan benang bedah. Namun PLA memiliki sifat non bioaktif dan hidrofobik sehingga perlu adanya pelapisan untuk menunjang sifat scaffold pada tubuh. Bahan hidroksiapatit dan gelatin dapat digunakan untuk memperbaiki sifat PLA. Hidroksipatit (HA) dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2 merupakan salah satu senyawa penyusun jaringan keras pada tubuh manusia seperti tulang, gigi, dan lain sebagainya. HA memiliki sifat biokompatibel, bioaktif, dan osteokonduktif. Namun kelemahannya yaitu rapuh dan kurang elastis sehingga perlu ditambahkan gelatin (C102H151N31). Gelatin memiliki sifat hidrofilik (sudut kontak 47,3o)sehingga dapat memperbaiki sifat PLA.
Berdasarkan latar belakang tersebut dikaji lebih detil pengaruh modifikasi permukaan scaffold PLA menggunakan material hidroksiapatit-gelatin dari berbagai jurnal internasional bereputasi. Literature review dilakukan dengan mengkomparasi berbagai sifat seperti porositas, sifat mekanik, proliferasi sel dan diferensiasi sel. Berdasarkan literature review dihasilkan bahwa teknik 3D printing dapat digunakan untuk merancang scaffold dengan struktur yang disesuaikan dan menghasilkan cangkok tulang sintetis dengan efek multifungsi yang sesuai untuk perbaikan tulang. Salah satu syarat ideal scaffold harus biomimetic yaitu meniru matriks ekstraseluler dan menyediakan lingkungan yang cocok untuk pertumbuhan sel. Teknologi 3D printing dengan metode FDM memiliki beberapa keunggulan diantaranya adalah bahan baku dan peralatan yang hemat biaya, mudah digunakan, serta kemampuan dalam pencampuran polimer. Selain itu, teknologi ini mendukung terciptanya produk termoplastik yang stabil secara mekanis dan lingkungan. Bentuk geometri dan rongga yang kompleks dapat dihasilkan dengan mudah dengan menggunakan teknologi FDM. Teknik FDM layak untuk pembuatan model mandibula yang digunakan untuk bedah rekonstruktif. Teknik ini telah digunakan dalam perencanaan bedah dan desain prosthesis maksilofasial dan mandibular. Porositas merupakan karakter penting scaffold karena berfungsi untuk memfasilitasi migrasi sel, sirkulasi darah dan proses vaskularisasi. Porositas scaffold yang dikembangkan ditentukan dengan metode perpindahan cairan. Porositas dan ukuran pori yang ideal sangat diperlukan dalam proses distribusi sel dan nutrisi pada seluruh struktur.
Berdasarkan literature review dapat disimpulkan bahwa penambahan hidroksiapatit pada scaffold PLA 3D-printing dapat meningkatkan sifat mekanik dan sifat bioaktif dari scaffold PLA. Adanya modifikasi permukaan scaffold PLA dengan HA dapat mendukung proliferasi dan diferensiasi sel yang mengarah pada peningkatan mineralisasi scaffold PLA-HA serta meningkatkan sifat osteoinduktif. Penambahan gelatin pada scaffold PLA dapat meningkatkan sifat hidrofisilitas sehingga dapat memperbaiki sifat PLA yang hidrofobik serta gelatin memilki biokompatibilitas yang baik dan mendukung proliferasi sel.
Penulis: Aminatun
Artikel selengkapnya dapat dibaca pada:
Journal of Physics: Conference Series, Porosity and compressive strength of PLA-based scaffold coated with hydroxyapatite-gelatin to reconstruct mandibula: a literature review, To cite this article: S A Reina et al 2021 J. Phys.: Conf. Ser. 1816 012085
