Penelitian ini menyoroti pentingnya interaksi antara sel, material scaffold, dan molekul bioaktif dalam mendukung regenerasi jaringan melalui rekayasa jaringan. Salah satu aspek kunci adalah motilitas sel, yang dipengaruhi oleh mekanisme seperti ekstensi filopodia dan pembentukan adhesi baru. Filopodia berperan dalam mendeteksi lingkungan, mendukung migrasi sel, dan merespons sinyal mekanis maupun biokimia dari scaffold.
Polikaprolakton (PCL) merupakan polimer yang banyak digunakan dalam rekayasa jaringan karena sifatnya yang biokompatibel dan dapat terdegradasi. Namun, sifat hidrofobiknya menghambat adhesi dan migrasi sel. Untuk mengatasi kekurangan ini, graphene (G) ditambahkan sebagai pengisi untuk meningkatkan kekuatan mekanik dan bioaktivitas PCL. Graphene juga diketahui bertindak sebagai kemotaktan yang mendukung pembentukan adhesi seluler.
Namun, keberhasilan kombinasi PCL/Graphene sangat bergantung pada dispersi graphene dalam matriks PCL. Pada konsentrasi 2 wt%, graphene yang tidak terdispersi baik cenderung membentuk aglomerasi, menciptakan titik konsentrasi tegangan yang meningkatkan kerapuhan scaffold. Sebaliknya, pada konsentrasi 3 wt%, interaksi yang lebih baik antara graphene dan PCL memungkinkan distribusi tegangan yang lebih efektif, mengurangi kerapuhan, dan meningkatkan ketangguhan scaffold.
Topografi scaffold juga memengaruhi perilaku filopodia. Filopodia dapat mendeteksi pori pada scaffold dan membentuk adhesi lokal untuk memperkuat stabilitas sel. Ketika graphene terdispersi baik, filopodia menjadi lebih panjang, kemungkinan akibat perlambatan kecepatan retraksi dan ekstensi serta peningkatan friksi dari permukaan scaffold. Hal ini memberi waktu tambahan bagi filopodia untuk mengeksplorasi lingkungan sekitar.
Meskipun hasilnya menjanjikan, penelitian ini memiliki keterbatasan, seperti teknik dispersi graphene yang kurang optimal dan kurangnya pengujian dengan jenis sel yang lebih beragam.
Studi ini juga dilakukan secara in vitro menggunakan model kultur sel pada sel osteoblast (MG-63) dan fibroblas (L-929). Scaffold PCL/Graphene berpotensi besar dalam rekayasa jaringan tulang, tetapi keberhasilannya memerlukan optimasi dispersi graphene, desain scaffold yang sesuai, dan validasi in vivo. Dengan langkah-langkah ini, material ini dapat menjadi solusi efektif dalam mendukung regenerasi jaringan.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Budi, H.S., Anitasari, S., Shen, YK. et al. Cytoskeletal regulation on polycaprolactone/graphene porous scaffolds for bone tissue engineering. Sci Rep 14, 29062 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-80467-2.
