Guided Bone Regeneration (GBR) pada augmentasi tulang alveolar membutuhkan kombinasi dari bone graft dan pembatas yang berupa membran yang dapat terdegradasi oleh tubuh. Bovine pericardium collagen membrane (BPCM) merupakan membran yang paling umum digunakan. Membran ini mengandung kolagen yang dapat terdegradasi dengan cepat. Proses pembuatannya biasanya memerlukan prosedur ikatan silang kimiawi dimana akan menghambat pertumbuhan jaringan vaskuler sehingga menurunkan kapasitas integrasi jaringan. Oleh karena itu dilakukan penelitian untuk mencari alternatif jenis membran absorbable yang mampu mengatasi kekurangan BPCM.
Demineralized freeze dried bovine cortical bone membrane (DFDBCBM) adalah membran kolagen terbuat dari lapisan tulang kortikal sapi yang diproses secara dekalsifikasi. Kelebihan dari membran ini yaitu sifatnya yang osteoinduktif sehingga memiliki efek induksi osteogenik jaringan di bawahnya. Riset sebelumnya menunjukkan membran ini mengalami degradasi pada tingkat yang sebanding dengan BPCM sampai hari ke 28 pasca implantasi subkutan pada dorsum tikus. Namun demikian, mekanisme proses degradasi membran yang terjadi masih belum diketahui dengan jelas.
DFDBCBM adalah biomaterial tipe xenogenik, secara teori dapat menimbulkan peningkatan inflamasi lokal yang menginduksi biodegradasi lebih cepat melalui aktivitas enzim protease terutama matrix metalloproteases (MMPs). Penelitian ini mencoba untuk menjelaskan aktivitas biomolekuler dari proses degradasi DFDBCBM pasca implantasi subkutan pada dorsum tikus dengan mengevaluasi ekspresi tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) sebagai sitokin pro-inflamasi serta matriks metaloproteinase-13 (MMP-13) sebagai protein proteolitik diikuti dengan evaluasi untuk mencari adanya korelasi antara kedua variabel.
Penelitian eksperimental ini menggunakan 60 ekor tikus jantan yang dibagi menjadi 2 kelompok. Implantasi subkutan DFDBCBM dilakukan pada kelompok pertama, sedangkan BPCM ditanamkan pada kelompok kontrol. Pada hari ke 2, 5, 7, 14, 21 dan 28 pasca implantasi, diambil sampel lima ekor tikus dari masing-masing kelompok untuk menganalisis ekspresi TNF-α dan MMP-13 melalui pewarnaan imunohistokimia. Uji komparatif dan korelasi dilakukan untuk menganalisis kedua parameter tersebut.
Hasil uji komparatif menunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan dalam ekspresi TNF-α antara kedua kelompok dari hari ke-2 sampai hari ke-28. Temuan ini menegaskan bahwa tidak ada respon inflamasi berlebihan yang terjadi setelah implantasi DFDCBM di jaringan subkutan. Hal ini kemungkinan besar disebabkan karena kedua jenis membran tersebut merupakan non-antigenic karena tidak mengandung sel residual osteoblas dan osteosit. Pada ekspresi MMP-13, hasil penelitian juga menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara kedua kelompok selama periode observasi. Hal ini mungkin dapat disebabkan kedua membran mengandung kolagen meskipun secara struktural tidak sama persis. DFDBCBM terdiri dari kolagen tipe-I, kolagen khas tulang kortikal, sedangkan BPCM terdiri dari tipe-I dan beberapa kolagen tipe-III.
Hasil pemeriksaan imunohistokimia menunjukkan bahwa ekspresi TNF-α dan MMP-13 memiliki pola yang sama, yaitu meningkat tajam pada hari ke-5 pasca implantasi pada kedua kelompok kemudian diikuti dengan penurunan bertahap setelahnya. Temuan ini mungkin disebabkan oleh peningkatan aktivitas makrofag yang mencapai puncaknya dalam beberapa hari setelah inflamasi akut dan selama fase perbaikan awal. Dalam 2 sampai 7 hari peradangan makrofag secara masif menyusup ke daerah defek disertai dengan pelepasan berbagai enzim dan mediator.
Hasil uji korelasi menunjukkan bahwa ekspresi TNF-α dan MMP-13 pada kelompok DFDBCBM berkorelasi nyata pada hari ke-2, sedangkan pada hari ke-5, 7, 14, 21 dan 28 tidak ditemukan korelasi. Pada kelompok BPCM berkorelasi nyata hanya pada hari ke 7, sedangkan tidak ditemukan korelasi pada hari ke 2, 5, 14, 21 dan 28
Berdasarkan hasil di atas dapat disimpulkan bahwa implantasi DFDBCBM, dalam batas tertentu, tidak memicu respon inflamasi yang berlebihan dan mengalami proses biodegradasi yang wajar. Di samping itu dapat disimpulkan bahwa tidak ada korelasi antara tingkat inflamasi dan tingkat biodegradasi.
Penulis: Indra Mulyawan, Andra Rizqiawan, Pratiwi Soesilowati, David Buntoro Kamadjaja
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Mulyawan I, Rizqiawan A, Soesilowati P, Kamadjaja DB. Expression of TNF- and MMP-13 Following Subcutaneous Implantation of Demineralized Freeze Dried Bovine Cortical Bone Membrane in Rat’s Dorsum. J Int Dent Med Res 2021; 14(1): 74-78.
