Cedera anterior cruciate ligament (ACL) merupakan salah satu masalah paling sering dialami olahragawan dan pekerja fisik berat. ACL adalah ligamen utama yang menjaga kestabilan lutut, khususnya dalam mengendalikan pergerakan maju dan rotasi tulang kering terhadap tulang paha. Ketika ACL mengalami kerusakan, pasien biasanya mengalami instabilitas sendi, rasa nyeri, hingga keterbatasan fungsi yang signifikan. Rekonstruksi ligamen menjadi solusi utama, namun teknik konvensional seperti penggunaan cangkok tendon memiliki keterbatasan, diantaranya risiko infeksi, keterbatasan donor, serta kemungkinan kegagalan jangka panjang.
Dalam dekade terakhir, rekayasa jaringan menawarkan alternatif melalui pengembangan scaffold buatan sebagai pengganti ligamen alami. Salah satu material yang banyak diteliti adalah polycaprolactone (PCL), sebuah polimer sintetis yang bersifat biokompatibel, elastis, serta dapat terdegradasi perlahan di dalam tubuh. Sifat elastisitas PCL menjadikannya kandidat ideal untuk meniru perilaku mekanik ligamen yang harus mampu menahan beban tarik berulang. Namun, PCL sendiri memiliki keterbatasan, terutama pada aspek bioaktivitas. Permukaan PCL relatif hidrofobik sehingga tidak selalu mendukung adhesi, proliferasi, dan diferensiasi sel secara optimal.
Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, peneliti menambahkan protein alami, khususnya kolagen dan elastin, ke dalam scaffold berbasis PCL. Kolagen merupakan protein struktural utama pada jaringan ikat, termasuk ligamen, yang berperan memberikan kekuatan tarik. Sedangkan elastin berfungsi menjaga elastisitas jaringan sehingga ligamen dapat kembali ke bentuk semula setelah mengalami regangan. Elastin yang terintegrasi dalam scaffold dapat meningkatkan kemampuan material untuk menahan regangan berulang tanpa kehilangan bentuk. Hal ini sangat penting karena ligamen lutut menerima beban dinamis yang kompleks dalam aktivitas sehari-hari. Selain aspek mekanik dan biologis, kehadiran kolagen dan elastin juga memengaruhi mikrostruktur pori dan topografi permukaan scaffold. Pori yang lebih seragam dan permukaan yang lebih bioaktif mendorong difusi nutrisi, oksigen, serta pembuangan limbah metabolik, yang semuanya penting bagi kelangsungan hidup sel. Topografi yang menyerupai jaringan asli juga memandu orientasi sel sehingga membentuk susunan yang menyerupai berkas ligamen. Kombinasi PCL揔olagen揈lastin menciptakan scaffold yang tidak hanya kuat, tetapi juga lentur dan ramah terhadap pertumbuhan jaringan.
Scaffold kombinasi PCL-kolagen dan elastin ini dibuat melalui proses elektrospining. Berdasarkan uji sitotoksisitas menunjukkan bahwa sampel scaffold ACL tidak beracun dengan viabilitas sel tertinggi mencapai 99,08 persen. Modulus elastisitas berada di kisaran 5.29-8.97 MPa. Hasil uji sudut kontak menunjukkan bahwa sampel tersebut bersifat hidrofilik.
Secara keseluruhan, pengembangan scaffold PCL yang diperkaya dengan kolagen dan elastin membuka peluang besar dalam bidang rekonstruksi ACL. Material ini mampu menggabungkan kekuatan mekanik polimer sintetis dengan bioaktivitas protein alami, menghasilkan struktur yang lebih mendekati ligamen asli baik dari segi fungsi maupun respon biologis
Artikel selengkapnya dapat dibaca pada:
Nabila Meinisya Sahira, Andreas Charles Raharjo, Dyah Hikmawati, Sofijan Hadi and Aminatun, 2025, Effect of addition of collagen and elastin to polycaprolactone-based artificial anterior cruciate ligament scaffold, AIP Conf. Proc. 3346, 040005 (2025),
