Scaffold/perancah menyediakan permukaan tempat sel, sehingga dapat menempel, berkembang biak, dan berdiferensiasi. Saat ini, rekayasa jaringan tulang banyak menawarkan harapan untuk mengobati defek pada kanker tulang. Poly (e-caprolactone) (PCL)/grafena memiliki kemampuan sebagai terapi osteogenik dan regeneratif. Hal tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan perancah dalam rekayasa jaringan tulang. Pada umumnya, rekonstruksi atau regenerasi tulang membutuhkan penggunaan perancah dengan struktur berpori dan biokompatibel. Syarat perancah juga harus memiliki kekuatan yang cukup untuk menopang tulang yang cedera pada tempatnya. Perancah umumnya mampu mengontrol proliferasi sel yang telah bermigrasi dari jaringan sekitarnya atau berkembang di dalam permukaan perancah berporus. Oleh karena itu, perancah berporus dan interkoneksi berkontribusi pada adesi dan proliferasi sel, serta pada pengangkutan nutrisi dan oksigen pada struktur tiga dimensi (3D).
Studi sebelumnya telah melaporkan bahwa perancah untuk perbaikan tulang harus dapat terurai secara hayati, biokompatibel, berporus, dan memiliki interkonektivitas yang kuat antar porus agar sel dapat beradesi, proliferasi, dan diferensiasi. Oleh karena itu, sifat fisik seperti porositas dan ukuran pori merupakan karakteristik penting untuk perancah yang baik. Di satu sisi, porositas yang tinggi meningkatkan penyerapan air dan nutrisi sekaligus menurunkan karakteristik mekanis. Porositas perancah yang sesuai harus sebanding dengan porositas tulang, seperti tulang kanselus. Di sisi lain, ukuran pori harus mengatur pertumbuhan sel yang bermigrasi dari jaringan sekitarnya, cocok untuk pertumbuhan sel dan mendukung aktivitas sel seperti penyerapan nutrisi dan pengolahan metabolit.
Poli (e搆aprolakton) atau PCL adalah salah satu bahan yang memenuhi karakteristik ini. Dalam beberapa tahun terakhir, PCL telah digunakan sebagai perancah biomedis karena sifatnya yang dapat terurai dan biokompatibel. Namun, memiliki kualitas mekanik dan ukuran porus yang kurang mendukung, sehingga membatasi penggunaannya dalam rekayasa tulang. Oleh karena itu, diperlukan kombinasi bahan pengisi yang dapat meningkatkan sifat sebagai perancah. Grafena merupakan alotrop karbon yang dicirikan sebagai sarang lebah, yang terdiri dari atom karbon dalam lapisan tunggal. Grafena dan turunannya telah mendapat banyak perhatian di bidang penelitian material karena grafena tidak menunjukkan toksisitas dan memiliki daya biokompatibilitas yang tinggi. Pada percobaan in -vitro telah menunjukkan potensi grafena untuk menginduksi proliferasi osteoblas dan meningkatkan diferensiasinya menjadi osteoblas dewasa. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengungkap sifat fisikokimia PCL dan graphene pada berbagai konsentrasi masa berat (0,5; 1,5 dan 2,5%) pada sel osteoblas MG-63 untuk dapat meningkatkan mekanisme osteoinduktif.
Perancah PCL/grafena dikembangkan menggunakan proses particulate-leaching dan dikultur dengan sel osteoblas MG-63 pada 0,5; 1,5 dan 2,5% masa berat grafena. Kami mengevaluasi porositas, ukuran porus, sel migrasi, dan perlekatan sel pada perancah. Data dianalisis secara statistik menggunakan analisis varians satu arah dan post-hoc Tukey pada p<0,05. Hasil porositas perancah dengan berbagai persentase grafena tidak menunjukkan signifikan (p>0,05). Terdapat perbedaan percepatan migrasi sel setelah penutupan luka antara kelompok pada 24 jam (p<0,01) dan 48 jam (p<0,00). Penambahan grafena pada perancah meningkatkan migrasi kultur sel osteoblas dan kemampuan untuk menempel. Graphene pada masa berat 2,5% menunjukkan karakteristik yang baik dibandingkan konsentrasi lainnya.
Kesimpulan pada temuan ini menunjukkan bahwa komposit PCL/grafena potensial diaplikasi dalam rekayasa jaringan tulang.
Penulis: Dr. Hendrik Setia Budi, drg., M.Kes
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Budi HS, Anitasari S, Shen YK, Tangwattanachuleeporn M, Nuraini P, Setiabudi NA. Novel Application of 3D Scaffolds of Poly(E-Caprolactone)/Graphene as Osteoinductive Properties in Bone Defect. Eur J Dent. 2022 Nov 9. doi: 10.1055/s-0042-1755550. Epub ahead of print. PMID: 36351454.
