Osteoporosis, penyakit tulang yang ditandai dengan menurunnya massa dan kekuatan tulang, terus menjadi perhatian serius di berbagai belahan dunia, termasuk Indonesia. Osteoporosis umumnya dialami oleh individu berusia 50 tahun ke atas, terutama pada wanita. Data menunjukkan bahwa prevalensi osteoporosis dilaporkan sebesar 23% pada wanita di indonesia usia 50-80 tahun dan 53% pada wanita usia 80 tahun ke atas. Secara global, osteoporosis berdampak pada lebih dari 200 juta orang dan menyebabkan hampir 9 juta kasus patah tulang setiap tahunnya. Salah satu jenis patah tulang yang sering terjadi adalah fraktur tulang belakang, yang dapat menimbulkan nyeri kronis, kifosis, dan penurunan kualitas hidup, bahkan meningkatkan resiko kematian.
Dalam dunia medis, fiksasi menggunakan sekrup pedikel (pedicle screw) dianggap menjadi metode fiksasi posterior yang paling efektif. Lokasi umum terjadinya fraktur osteoporotik meliputi femur proksimal, humerus proksimal, radius distal, dan tulang belakang. Penurunan kepadatan mineral tulang terbukti meningkatkan resiko kegagalan fiksasi yang disebabkan oleh pelonggaran dan pergeseran sekrup. Pada kasus dengan kualitas tulang yang buruk, salah satu metode fiksasi yang paling efektif adalah penggunaan sekrup pengunci melalui fiksasi internal. Sekrup pedikel dapat memberikan stabilitas awal pada segmen tulang belakang dan telah banyak digunakan dalam operasi fusi untuk berbagai kondisi. Ketidakstabilan mekanis akibat fraktur ini dapat menghambat proses penyembuhan. Sebuah studi menunjukkan bahwa memodifikasi karakteristik sekrup dengan memperbesar diameter inti dan mengubah desain ulir dapat meningkatkan ketahanan sekrup di dalam tulang.
Desain ulir sekrup pedikel yang ideal harus memaksimalkan kontak awal, memperluas luas permukaan (khusus pada osteoporosis), meredam dan mendistribusikan tegangan antarmuka sekrup pedikel, serta meningkatkan kekuatan tarik (pull-out strength). Sekrup dapat digunakan untuk menghubungkan implan ke tulang, fiksasi antar-tulang, atau untuk fiksasi jaringan lunak. Volume serta kualitas tulang sangat penting untuk menjamin stabilitas mekanis optimal dari implant serta osseointegrasi selanjutnya.
Metode fiksasi internal telah mengalami perkembangan pesat di Eropa dan Amerika. Disiplin ilmu yang terkait dengan metode ini berada dalam bidang kedokteran dan rekayasa, khususnya biomekanika. Tujuannya adalah untuk mengoptimalkan kinerja sekrup agar biokompatibel dengan tubuh manusia dan mempercepat proses penyembuhan tulang. Diharapkan sekrup pedikel ini memiliki sifat mekanis yang kuat dan mampu memberikan hasil optimal. Penelitian ini secara khusus mengevaluasi variasi jarak ulir pada sekrup pedikel dalam penanganan osteoporosis. Beberapa pengujian mekanik seperti uji tarik (pull-out test), uji torsi (torsion test), dan uji kelenturan (bending test) dilakukan untuk mengevaluasi kekuatan fisik sekrup pedikel.
Sebanyak lima variasi jarak ulir pada sekrup pedikel (1,75; 2,00; 2,25; 2,50; dan 2,75 mm) dibuat menggunakan teknologi pencetakan 3D dengan metode Fused Deposition Modelling (FDM), menggunakan filamen berbahan Polylactic Acid (PLA). Untuk mengisi bagian dalam sekrup, digunakan pasta Injectable Bone Substitute (IBS) yang disusun dari campuran hidroksiapatit (HA), gelatin, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), dan alendronat. Hasil pengujian tarik menunjukkan bahwa sekrup dengan jarak ulir 2,75 mm memberikan kekuatan tarik tertinggi, yakni sebesar 24,568 卤 0,431 N untuk sekrup tanpa pasta IBS dan 44,814 卤 0,939 N untuk sekrup yang diisi dengan pasta IBS. Secara keseluruhan, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa semakin besar jarak ulir pada sekrup pedikel, maka semakin baik pula performa dalam uji tarik dan torsi. Namun, peningkatan jarak ulir juga berdampak pada penurunan kinerja dalam uji lentur (bending test). Dengan adanya inovasi ini, diharapkan penanganan fraktur akibat osteopososis dapat lebih efektif, aman, dan meningkatkan kualitas hidup pasien, terutama pada kelompok usia lanjut yang paling rentan.
Penulis: Frazna Parastuti
Informasi detail terkait artikel ini dapat dilihat pada:
