Dari bahan dasar limbah tulang sapi dapat dihasilkan hidroksiapatit yang sangat bermanfaat untuk kesehatan tulang , gigi juga jantung manusia sebagai sumber kalsium. Dari tulang sapi juga menghasilkan gelatin sebagi polimer alamiah untuk mendukung kesehatan tulang, kulit dan juga industri makanan, minuman. Limbah dari kulit udang dapat menghasilkan chitosan sebagai polimer yang mampu menyehatkan tulang, kulit, juga sebagai bahan kosmetik. Nilai dari dua macam limbah tersebut tidak terhingga bagi kesehatan manusia, dalam penelitian ini digunakan untuk pembuatan scaffold bilayer yang mampu membantu menyelesaikan masalah osteoarthritis kronik yang sudah menyerang sampai tulang osteokondral, hal ini dapat berakibat si penderita tidak mampu berjalan dengan baik.
Osteoartritis (OA), juga dikenal sebagai penyakit sendi degeneratif, adalah bentuk radang sendi yang paling umum yang melibatkan kerusakan tulang rawan artikular secara bertahap dan progresif, peradangan membran sinovial, dan remodeling tulang subkondral yang menghasilkan cacat. Secara tradisional OA telah dianggap keausan tulang rawan artikular, tetapi bukti yang lebih baru menunjukkan bahwa gangguan tulang subkondral dan peradangan sinovial dapat memulai dan menyebabkan perkembangan penyakit OA itu sendiri, beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya degradasi kartilago/subkondral secara garis besar terbagi atas dua yaitu jalur biokimia dan biomekanik sendi.
Kerusakan kartilago menyebabkan degradasi EMC kartilago terutama kolagen tipe II dan proteoglikan yang dapat mengubah morfologi dan aktivitas metabolisme kondrosit. Kerusakan yang berlanjut akan menyebabkan kerusakan tulang dibawahnya, yaitu subkondral. Kerusakan ini memicu degradasi penyusun matrik tulang baik anorganik (hidroksiapatit) dan organik (Kolagen tipe 1). Untuk mengatasi masalah tersebut, salah satunya menggunakan rekayasa jaringan kartilago-subkondral, ini sangat diperlukan dalam penggantian sendi dan tulang dalam memperbaiki disfungsi kartilago-subkondral. sehingga untuk mengatasi hal tersebut dibuat bonegraft berbentuk scaffold. Scaffold biomimetik harus mengikuti alam struktur, komposisi yang bertujuan untuk mengintegrasikan secara struktural jaringan kartilago dan subkondral sebagai intervensi regenerasi kartilago-subkondral.
Pada penelitian ini digunakan scaffold bilayer yang telah dilakukan karakteristik formula terlebih dahulu, dengan komposisi yang berbeda tiap lapisnya, oleh karena kartilago dan tulang subkondral memiliki komposisi, struktur, biokimia, dan biomekanik yang berbeda. Dua lapisan yang berbeda dari scaffold bilayer yang menyerupai kartilago dan subkondral, yang secara bersamaan dapat meregenerasi tulang rawan dan subkondral.
Penelitian ini bertujuan untuk pengujian efektifitas formula scaffold bilayer dengan komponen layer pertama yaitu; Gelatin-Chitosan-Na-Diklofenak (GEL-CHI-DIC) dan layer kedua Bovine Hidroksiapatit -Gelatin-Chitosan (BHA-GEL-CHI) pada sendi kelinci terhadap perbaikan kartilago/subkondral (Gambar 1). Hasil karakteristik formula scaffold bilayer mempunyai porositas, ukuran pori dan degradasi yang cocok untuk diaplikasikan pada defek subkondral. Pengujian pre klinik ini dilakukan dengan menggunakan 18 ekor kelinci terbagi dalam tiga kelompok. Tiga kelompok dibuat defek pada femoral trochlear tulang kelinci, kelompok satu defek tanpa implant sebagai kontrol positif, kelompok dua implantasi scaffold Gelatin-Chitosan-BHA dan kelompok tiga implantasi scaffold bilayer. Pada hari ke-28 paska implantasi, seluruh hewan coba di sacrifice dan diambil tulang femur kelinci, kemudian di evaluasi dengan pemeriksaan CT Scan yang bertujuan untuk melihat area penutupan defek, pewarnaan Hematoksilin-Eosin (HE) yang bertujuan untuk mengetahui perkembangan sel kondrosit pada kartilago serta pemeriksaan dan pemeriksaan Immunohystochemistry (IHC) kolagen tipe I dan kolagen tipe II.
Hasil evaluasi menggunakan penilaian ICRS secara makroskopik dan histologi. Penilaian ICRS makroskopis terhadap perbaikan keseluruhan tulang, ditemukan bahwa pada kontrol mendapat grade 3/Tidak Normal, scaffold Gelatin-Chitosan-BHA mendapat grade 3/Tidak Normal dan untuk scaffold bilayer mendapat grade 2/Mendekati Normal dengan nilai 8,67 卤 1,225. Pada kontrol dan scaffold Gelatin-Chitosan-BHA mendapat grade yang sama, akan tetapi untuk nilai rata-rata masih lebih besar scaffold BHA 7,0 卤 0,707 dari pada kontrol 6,33 卤 1,000. Hasil Analisis statistik ICRS Makroskopis didapatkan ada perbedaan diantara kelompok. Kontrol positif dengan Scaffold Gelatin-Chitosan-BHA tidak berbeda bermakna Sig. 0,733, kontrol positif dengan Scaffold bilayer berbeda bermakna Sig.0,001 serta scaffold Gelatin-Chitosan-BHA dengan scaffold bilayer juga berbeda bermakna Sig. 0,033. Nilai ini menunjukan bahwa inplantasi scaffold bilayer dapat mempercepat penutupan defek pada kartilago/subkondral lebih baik dibandingkan dengan kontrol positif dan scaffold Gelatin-Chitosan-BHA.
Hasil Analisis statistik ICRS histologi menggunakan Kruskal Wallis didapatkan nilai Asymp. Sig 0,009 lebih kecil dari 0,05, yang berarti hipotesis Ho ditolak, ada perbedaan diantara kelompok. Perbedaan antar kelompok terlihat pada nilai signifikansi, antara Kontrol positif dengan Scaffold Gelatin-Chitosan-BHA dan Scaffold Gelatin-Chitosan-BHA dengan Scaffold bilayer nilai sig. > 0,05 tidak ada perbedaan bermakna, sedangkan Kontrol positif – Scaffold bilayer nilai Sig. 0,007< dari 0,05 terdapat perbedaan bermakna. Nilai ini menunjukan bahwa inplantasi scaffold bilayer dapat mempercepat penutupan defek pada kartilago/subkondral dengan meningkatkan sel kondrosit pada kartilago lebih baik dibandingkan dengan kontrol positif dan sama mempercepat penutupan defek dengan scaffold Gelatin-Chitosan-BHA. Pendekatan pemeriksaan IHC ini terkait ekspresi yang terukur dari intensitas dan persentase munculnya Kolagen Tipe I dan Kolagen Tipe II dari semua kelompok. Kelompok Scaffold bilayer menunjukan bahwa intensitas Kolagen Tipe I dan Kolagen Tipe II menunjukan nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol poitif dan scaffold Gelatin-Chitosan-BHA, akan tetapi persentase Kolagen tipe I scaffold bilayer memiliki tingkat lebih rendah dibandingkan dengan kelompok kontrol dan scaffold Gelatin-Chitosan-BHA, sebaliknya Kolagen tipe II scaffold bilayer memiliki tingkat lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol poitif dan scaffold Gelatin-Chitosan-BHA. Hal ini membuktikan Scaffold bilayer dapat mempercepat regenerasi kartilago/subkondral dengan meningkatkan ekspresi Kolagen Tipe I dan Kolagen Tipe II. Scaffold bilayer ini dibuat mirip dengan jaringan asli, yang berarti kehadirannya menciptakan lingkungan yang ideal bagi sel. Dengan demikian, keunggulan utama polimer alami adalah kemiripannya dengan komponen ECM tulang rawan. Kehadiran mereka secara tepat merangsang kondrogenesis dan pemeliharaan fenotip seluler kondrosit. Kesimpulan Scaffold bilayer dapat digunakan sebagai produk untuk allograft alternatif untuk pengobatan defek kartilago dan subkondral.
Penulis: Dr. Aniek Setiya Budiatin, Dra., Apt., M.Si.
Link:
Baca juga:
