51¶¯Âþ

Rekayasa jaringan tulang merupakan salah satu bidang penelitian yang berkembang pesat di dunia kedokteran dan kedokteran gigi. Di tengah meningkatnya kebutuhan akan bahan pengganti tulang yang efektif dan minim efek samping, sebuah inovasi dari peneliti Indonesia menghadirkan harapan baru. Mereka mengembangkan scaffold (rangka) berbasis kombinasi nano-hidroksiapatit, kolagen, dan sekretom dari sel punca gigi susu manusia (SHED) untuk memperbaiki jaringan tulang yang rusak.

Mengapa Dibutuhkan Pengganti Tulang?

Kerusakan tulang akibat kecelakaan, penyakit, atau prosedur bedah masih menjadi tantangan besar. Selama ini, metode standar yang digunakan adalah autograft, yaitu mengambil jaringan tulang dari tubuh pasien sendiri. Meski sangat efektif karena bersifat osteogenik (mampu membentuk tulang baru), metode ini memiliki banyak kekurangan, seperti rasa sakit pasca operasi, risiko infeksi di lokasi donor, dan keterbatasan jumlah jaringan yang bisa diambil.

Oleh karena itu, para peneliti berupaya mencari alternatif berupa biomaterial yang bisa menggantikan peran tulang secara fungsional dan biologis. Inilah titik awal dari lahirnya scaffold inovatif yang dikembangkan oleh tim dari 51¶¯Âþ dan Universitas Brawijaya.

Kombinasi Tiga Komponen Unggul

Scaffold yang dikembangkan dalam penelitian ini terdiri dari tiga komponen utama:

1. Nano-hidroksiapatit (nHA): Merupakan bentuk nano dari bahan mineral utama penyusun tulang. nHA memiliki kemampuan osteokonduktif, artinya dapat mendukung pertumbuhan tulang baru dengan memberikan struktur yang mirip tulang alami.
2. Kolagen tipe I: Merupakan protein utama dalam jaringan ikat dan berfungsi sebagai matriks organik pada tulang. Kolagen membantu menyediakan tempat menempel bagi sel dan mendukung proses regenerasi.
3. Sekretom SHED (Stem Cells from Human Exfoliated Deciduous Teeth): SHED adalah sel punca yang diambil dari pulpa gigi susu yang tanggal secara alami. Sekretom adalah cairan hasil sekresi sel-sel ini yang kaya akan faktor pertumbuhan seperti VEGF, BMP-1, dan TGF, yang penting untuk proses pembentukan pembuluh darah dan penyembuhan luka.

Kombinasi ketiga bahan ini menghasilkan scaffold yang tidak hanya menyerupai struktur tulang secara fisik, tapi juga aktif secara biologis dalam merangsang pembentukan tulang baru.

Bagaimana Scaffold Ini Dibuat?

Proses pembuatan scaffold dilakukan melalui metode freeze-drying (pembekuan dan pengeringan beku). Nano-hidroksiapatit dicampurkan dengan larutan kolagen dan dituangkan ke dalam cetakan akrilik berukuran kecil. Campuran ini dibekukan pada suhu -30°C selama 24 jam, lalu dikeringkan. Setelah itu, scaffold direndam dalam sekretom SHED untuk menyerap senyawa aktif, dan akhirnya dilakukan proses crosslinking (penguatan struktur) dengan larutan formaldehida.

Uji Karakteristik Scaffold: Lebih dari Sekadar Bentuk

Agar dapat digunakan sebagai pengganti tulang, scaffold ini harus memenuhi berbagai kriteria, mulai dari ukuran pori, kandungan unsur kimia, hingga struktur kristalnya. Oleh karena itu, peneliti melakukan beberapa pengujian:

1. Scanning Electron Microscope (SEM): Digunakan untuk melihat morfologi permukaan scaffold. Hasilnya menunjukkan pori-pori berukuran 59-89 µm yang ideal untuk pertumbuhan dan infiltrasi sel tulang.
2. Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX): Menunjukkan bahwa scaffold mengandung unsur penting seperti kalsium, fosfor, karbon, dan oksigen “ komponen utama pembentuk jaringan tulang.
3. X-ray Diffraction (XRD): Mengungkapkan bahwa scaffold memiliki struktur gabungan kristalin (dari nHA) dan amorf (dari kolagen), mencerminkan struktur tulang alami yang kompleks.
4. Fourier Transform Infrared (FTIR): Mengidentifikasi gugus fungsional seperti -OH, PO4, dan CO3, yang menunjukkan kehadiran mineral tulang (apatit) dan protein (kolagen).

Rasio Ideal: 1:2 untuk Hasil Optimal

Penelitian ini mengevaluasi beberapa rasio pencampuran nHA dan kolagen, dan menemukan bahwa perbandingan 1:2 (berat:berat) menghasilkan struktur pori yang paling merata dan konektivitas antarpore terbaik. Ini penting karena pori-pori yang terhubung baik memudahkan pertukaran nutrisi dan oksigen, serta mendukung pembentukan pembuluh darah baru di dalam jaringan.

Apa Artinya bagi Dunia Kedokteran?

Penemuan ini berpotensi besar dalam dunia kedokteran, khususnya kedokteran gigi, ortopedi, dan bedah plastik. Scaffold yang dihasilkan bisa menjadi bahan cangkok sintetis (bone graft substitute) yang lebih aman, tidak menimbulkan reaksi penolakan, dan mudah diproduksi. Selain itu, penggunaan SHED yang berasal dari gigi susu yang biasanya dibuang, menambah nilai keberlanjutan (sustainability) dari teknologi ini.

Lebih menarik lagi, penggunaan sekretom SHED membuka peluang besar untuk pengobatan regeneratif yang bersifat non-seluler (cell-free therapy), yang menghindari tantangan etik dan regulasi yang sering kali membatasi penggunaan sel punca.

Penutup: Dari Gigi Susu Menuju Rekayasa Tulang Masa Depan

Penelitian ini menunjukkan bagaimana gigi susu, yang biasanya dianggap limbah biologis, ternyata menyimpan potensi luar biasa untuk dunia kedokteran regeneratif. Kombinasi antara bahan alami seperti kolagen, bahan mineral seperti nHA, dan zat bioaktif dari sekretom SHED, menghasilkan scaffold yang sangat menjanjikan untuk terapi kerusakan tulang.

Meskipun penelitian ini masih berada pada tahap laboratorium dan perlu diuji lebih lanjut secara in vivo (dalam tubuh makhluk hidup), namun hasilnya memberikan fondasi kuat untuk pengembangan teknologi biomaterial lokal yang kompetitif di kancah global.

Dengan terus dikembangkan, bukan tidak mungkin dalam waktu dekat kita akan melihat produk-produk cangkok tulang berbasis gigi susu yang tersedia secara luas di rumah sakit dan klinik, memberikan harapan baru bagi pasien dengan kerusakan tulang”semua berawal dari gigi susu masa kecil.

Penulis: Prof. Tania Saskianti, drg., Sp.KGA, Subsp. AIBK (K)., Ph.D., FiADH

Informasi detail terkait artikel ini dapat dilihat pada: