Hidroksiapatit mirip dengan komponen mineral anorganik tulang dan gigi karena sekitar 65-70% mineral tulang anorganik tersusun atas hidroksiapatit. Material organik yang terdapat dalam tulang adalah glikoprotein, kolagen, sialoprotein, dan proteoglikan. Bovine hydroxyapatite (BHA) merupakan material biokompatibel yang memiliki sifat osteokonduktif yang tinggi. BHA merupakan hidroksiapatit alami yang berasal dari tulang sapi. Hidroksiapatit alami memiliki keunggulan karena dapat memperoleh apatit yang lebih mirip dengan apatit pada tulang manusia dibandingkan dengan hidroksiapatit sintetis.
Perancah hidroksiapatit-kolagen banyak digunakan karena memiliki struktur mikro yang mirip dengan tulang alami dan menunjukkan resorpsi osteoklas dan osteokonduktivitas yang baik. Namun, biaya kolagen yang tinggi dapat membatasi aplikasi klinisnya dalam penyembuhan cacat tulang. Oleh karena itu, gelatin muncul sebagai kandidat komposit polimer dengan hidroksiapatit. Gelatin dapat menambah kekuatan pada nanokristal kalsium fosfat. Ini adalah polimer alami yang berasal dari kolagen. Gelatin telah digunakan sebagai matriks komposit karena memiliki komposisi yang sangat mirip dengan kolagen dan menyerupai komponen organik jaringan tulang. Ia dapat memodulasi sifat material fisik dan biologis yang menyediakan sumber daya yang berharga untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang. Kombinasi BHA dan gelatin dapat mempercepat pertumbuhan tulang. BHA dapat memengaruhi substitusi karbonat yang diketahui dapat merangsang aktivitas osteoklas dan osteoblas.
Biomaterial yang terbuat dari hidroksiapatit dan gelatin dapat ditingkatkan dengan menggabungkan senyawa bioaktif fenolik yang berasal dari ekstrak kelopak bunga rosella. Penambahan senyawa ini dapat menghasilkan peningkatan baik pada karakteristik fisik maupun kimia biomaterial, serta efektivitasnya dalam aplikasi klinis. Sifat unik ekstrak kelopak bunga rosella menjadikannya sumber alami yang menjanjikan untuk mengembangkan biomaterial canggih dengan sifat unggul.
Kelopak bunga rosella mengandung serat pangan, polifenol, vitamin C, zat besi, seng, kalsium, magnesium, dan kalium sehingga sering digunakan sebagai bahan baku obat herbal. Kandungan polifenol pada kelopak bunga rosella berupa asam fenolik dan flavonoid. Polifenol memiliki manfaat untuk remodeling tulang. Polifenol dapat menjaga integritas tulang dengan cara mengurangi stres oksidatif, mengurangi inflamasi melalui sinyal proinflamasi, dan memodulasi osteoblastogenesis atau osteoklastogenesis melalui tindakan osteoimunologi. Mengurangi stres oksidatif dan radikal bebas merupakan salah satu kemampuan antioksidan. Stres oksidatif terjadi akibat produksi spesies oksigen reaktif (ROS) yang berlebihan sehingga menyebabkan ketidakseimbangan antara aktivitas osteoklas dan osteoblas. Kadar ROS yang tinggi menyebabkan penghambatan aktivitas dan diferensiasi osteoblas. Pada saat yang sama, antioksidan berkontribusi untuk meningkatkan diferensiasi osteoblas, pembentukan tulang, dan kelangsungan hidup osteosit, serta menekan diferensiasi dan aktivitas osteoklas.
Antosianin yang terkandung dalam kelopak bunga rosella adalah delphinidin-3-sambubioside, delphinidin-3-glucoside, cyanidin-3-glucoside, dan cyanidin-3-sambubioside. Delphinidin-3-sambubioside dan cyanidin-3-sambubioside memiliki kandungan antosianin tertinggi dalam kelopak bunga rosella. Delphinidin-3-sambubioside yang terkandung dalam ekstrak kelopak bunga rosella dapat menghambat kerusakan tulang alveolar akibat periodontitis karena memiliki efek antiinflamasi. Delphinidin-3-sambubioside diketahui memiliki aktivitas imunostimulasi dengan meningkatkan produksi IL-10 yang mengakibatkan penurunan ekspresi RANK-L. IL-10 juga berperan penting dalam mengurangi efek inflamasi sitokin seperti IL-1, IL-6, dan TNF-a serta penurunan NFATc dan peningkatan osteoprogenitor (OPG). Menurut penelitian sebelumnya, ekstrak kelopak rosella dapat menurunkan sitokin pro-inflamasi, seperti IL-6 dan IL-1, sekaligus meningkatkan kadar VEGF dan FGF-2, yang keduanya mengindikasikan neovaskularisasi.
Dalam penelitian ini, scaffold diformulasikan dari bovine hydroxyapatite, gelatin, dan ekstrak kelopak rosella (BHA-GEL-RE) dengan konsentrasi ekstrak yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan bahwa BHA-GEL-RE berpotensi untuk digunakan sebagai scaffold untuk rekayasa jaringan tulang.
Karakterisasi XRD BHA-GEL-RE ditampilkan pada Gambar 1, yang menunjukkan karakteristik puncak yang serupa untuk kelima sampel. Karakteristik 2q dengan sudut 31,76掳, 31,78掳, 31,80掳, 31,84掳, dan 31,79掳 masing-masing ditemukan pada kelompok BHA-GEL, BHA-GEL-RE 15%, 20%, 25%, dan 30%. Komposisi hidroksiapatit terdeteksi pada sudut yang sama, menunjukkan bahwa kandungan hidroksiapatit pada semua sampel adalah sama. Dapat disimpulkan bahwa gelatin dan ekstrak kelopak rosella tidak mempengaruhi struktur kristal BHA.
Menurut hasil penelitian ini, penambahan ekstrak kelopak rosella ke dalam BHA-GEL tidak mempengaruhi kandungan fase kristal hidroksiapatit. Hal ini menunjukkan bahwa kadar kandungan hidroksiapatit masih sesuai untuk digunakan secara efektif sebagai biomaterial untuk remodeling tulang. Lebih jauh lagi, penambahan ekstrak kelopak rosella dapat meningkatkan kristalinitas komposit BHA-GEL dengan tetap menjaga gugus fungsi hidroksiapatit tetap tidak berubah.
Penulis: Evie Lamtiur Pakpahan, Ida Bagus Narmada, Retno Pudji Rahayu
Link:
Baca juga: Potensi Ekstrak Etanol Daun Pahit dari Braket Ortodontik Stainless Steel
