UNAIR NEWS – Potensi limbah bahan biogenik seperti tulang dan cangkang di Indonesia cukup besar ketersediaannya dan dapat digunakan sebagai bahan dasar hidroksiapatit (HAp) dan karbonat hidroksiapatit (CHAp). Selain itu, beberapa tahun terakhir ini terjadi pengembangan aplikasi HAp dan CHAp yang berasal dari bahan biogenik menuju ke arah tissue engineering yakni mereplikasi dan merekonstruksi tulang buatan untuk berbagai aplikasi (scaffold). Dalam penelitianya, Dr. Aminatun, Ir., M.Si yang merupakan dosen FST Unair menemukan Nanokarbonat-Hidroksiapatit pada cangkang kerang abalon sebagai kandidat biokeramik pada rekayasa jaringan tulang.
Menurut Dr. Aminatun, Rekayasa jaringan tulang menjadi semakin penting dalam memperbaiki kerusakan tulang dan meregenerasi fungsi tulang. Tulang terdiri dari matriks ekstraseluler (ECM) dimana pada skala nano, memiliki struktur berserat yang timbul dari interaksi antara komponen organik (terutama kolagen tipe-1) dan anorganik (mineral apatit karbonat). Fase mineral utama tulang dan gigi manusia yang diidentifikasi melalui pengujian difraksi sinar-X (XRD) memiliki struktur apatit berupa hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2).
“Ion-ion pembentuk hidroksiapatit adalah kalsium (Ca2+) dan fosfat (PO43-). Nano-hidroksiapatit (n-HA) merupakan bahan alternatif yang baru digunakan dalam aplikasi ortopedi karena dapat mendukung kemampuan jaringan tulang untuk beregenerasi sendiri.,” ungkapnya.
Keunggulan n-HA adalah biokompatibilitasnya yang baik, bioaktivitas, dan tidak korosif. Namun, selain ion kalsium dan fosfat, sebagian besar komponen mineral minor pada tulang dan gigi berasosiasi dengan apatit biologis, yaitu ion karbonat (CO32-). Kandungan ion karbonat dalam tulang alami adalah 2-8% berat tergantung pada usia. Oleh karena itu, konteks pengembangan biokeramik-apatit yang memiliki kesamaan karakteristik tulang dan gigi alami untuk kandungan ion pembentuknya menggunakan hidroksiapatit (HAp) dengan ion karbonat tersubstitusi dapat disebut karbonat hidroksiapatit (CHAp).
“Adanya ion karbonat pada apatit biologis telah terbukti meningkatkan aktivitas metabolisme jaringan. Substitusi ion karbonat pada struktur kisi HAp dapat membentuk tiga tipe CHAp, yaitu tipe A, tipe B, dan tipe AB. Aplikasi biomedis untuk apatit biologis menggunakan CHAp tipe-B, yang merupakan ion karbonat yang menggantikan ion fosfat dalam struktur kisi Hap,” ungkapnya.
Sebagai biokeramik untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang, CHAp harus memiliki karakteristik yang mirip dengan tulang dan gigi alami dimana ukuran partikel harus dalam kisaran ukuran nanometer. Dalam penelitian yang dilakukan Dr. Aminatun, n-CHAp disintesis menggunakan cangkang abalon sebagai bahan alami dan sumber kalsium karena kandungan kalsium karbonat (CaCO3) yang lebih tinggi dalam cangkang abalon, yaitu 90-95% dan mudah ditemukan di Indonesia. Karya ini mengeksplorasi potensi cangkang kerang abalon (Halioitis asinina) asal Indonesia sebagai sumber kalsium alami dalam sintesis n-CHAp.
“Berdasarkan analisis mikroskop elektron transmisi, partikel CHAp tipe B berukuran nanometer berhasil diperoleh. Berdasarkan kriteria struktur nano, sifat kristalografi, kandungan karbonat, dan proses kimia, sampel CHAp tipe B berbahan dasar cangkang abalon (Halioitis asinina) merupakan salah satu kandidat biokeramik untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang,” tutupnya.
Penulis: Ananda Wildhan Wahyu Pratama
Editor: Nuri Hermawan
