BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini bidang

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini bidang kesehatan mengalami perkembangan yang pesat.
Kualitas hidup manusia bergantung pada kesehatan organ dan jaringan.
Terganggunya fungsi organ atau jaringan dapat disebabkan oleh beberapa
penyakit. Bila suatu organ telah mengalami kerusakan yang cukup fatal, maka
perlu dilakukan tindakan untuk mengganti organ atau jaringan yang rusak
tersebut. Penggantian organ atau jaringan inilah yang disebut sebagai implant.
Semua bahan yang dapat digunakan untuk implant biasa disebut dengan
biomaterial.
Secara umum dalam bidang ortopedi, cukup banyak biomaterial yang
digunakan untuk memperbaiki struktur tulang yang mengalami kerusakan.
Biomaterial yang paling banyak digunakan ialah untuk keperluan subtitusi tulang
mencapai 46% dari total keseluruhan (Dewi,2009). Salah satu biomaterial yang
sedang dikembangkan saat ini adalah komposit kolagen – hidroksiapatit. Kolagen
dan hidroksiapatit merupakan komponen yang ada pada tulang, sehingga
komposit ini sangat berpotensi sebagai bone repair.
Kolagen adalah protein utama pada jaringan ikat hewan dan protein yang
berlimpah pada mamalia. Kandungan kolagen pada mamalia mencapai 25% - 30%
dari total keseluruhan protein tubuh (Di LulloDagger et al dalam Hua-Jie Wang et
al, 2009). Kolagen secara luas diaplikasikan dalam bidang medis karena sifatnya
yang biokompatibel dengan tubuh dan biodegradable. Protein kolagen telah
1
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi
(Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit
Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
banyak digunakan untuk perbaikan jaringan tulang karena protein ini mampu
untuk merangsang pertumbuhan sel – sel tulang baru (Lee et al, 2001).
Selain bahan protein, salah satu bahan yang sedang dikembangkan sebagai
biomaterial sintetis adalah biokeramik. Salah satu biokeramik yang dipakai untuk
perbaikan jaringan tulang adalah hidroksiapatit. Hidroksiapatit ( Ca10(PO4)6(OH)2)
adalah salah satu biomineral paling penting yang ditemukan alami pada jaringan
keras seperti tulang dan biokompatibel dengan jaringan tulang (Suchanek dan
Wozney dalam Rodrigues et al, 2003), osteokondutivitas tinggi dan bioaktivitas
(Ducheyne dalam Rodrigues et al, 2003 ), serta kekuatan mekanik dan potensi
osteoinduktif yang baik (Burg et al dalam Rodrigues et al, 2003). Material ini
tidak memiliki antigenisitas atau sitotoksisitas (Rodrigues et al, 2003).
Hidroksiapatit digunakan dalam rekonstruksi tulang karena struktur kimia yang
mirip dengan komposisi anorganik tulang manusia.
Komposit kolagen – hidroksiapatit mempunyai bahan bioaktif untuk dapat
merangsang sel tulang. Bahan bioaktif adalah bahan yang dapat menimbulkan
respon biologis spesifik pada pertemuan bahan dengan jaringan yang akan
menimbulkan proses pembentukan tulang (osteogenesis) antara bahan dengan
jaringan (Hench, dalam Rimbawanto, 2006). Percobaan yang dilakukan Rodrigues
et al, 2003, menunjukkan komposit kolagen – hidroksiapatit yang dihasilkan
memiliki sifat osteoinduktif (merangsang sel dari dalam) dan osteokonduktif
(rangsangan sel seperti pemberian scaffold) yang baik. Ketika scaffold (perancah)
komposit dimasukkan sel osteoblast (seeding), mulai terlihat pertumbuhan
osteoblast dipermukaan komposit pada hari ke- 4 . sampai hari ke 11, aktivitas
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi
(Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit
Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3
osteoblast semakin banyak terlihat. Sel osteoblast banyak terlihat pada variasi
kolagen – hidroksiapatit 30:70 (Rodrigues et al, 2003).
Komposit
kolagen
–
hidroksiapatit
berbentuk
scaffold
banyak
dimanfaatkan untuk memperbaiki jaringan tulang rusak. Namun dalam
aplikasinya, tidak semua scaffold dapat memenuhi kebutuhan untuk menutupi
bagian tulang yang rusak. Diperlukan suatu bone filler untuk mengisi ruang
kosong antar scaffold.
Menurut pendapat ahli dalam bidang ortopedi, untuk aplikasi bone filler
banyak digunakan untuk keperluan bedah mulut, perbaikan struktur wajah dan
perbaikan jaringan tulang rawan. Pada tulang panjang (long bone), sangat jarang
bone filler diaplikasikan karena kurang memberikan sifat mekanik yang
diharapkan.
Bone filler digunakan untuk meningkatkan atau mengembalikan
volume tulang dengan dalam asosiasinya dengan implant lain pada kasus bedah
mulut dan implantasi rahang (Dubruille et al, 2000). Dalam penggunaannya bone
filler tidak berdiri sendiri (Dubruille et al, 2000).
Penelitian
ini
ditujukan
untuk
pembuatan
komposit
kolagen
–
hidroksiapatit yang berpotensi untuk dijadikan bone filler. Kolagen yang
digunakan berasal dari tendon sapi spesies Bos sondaicus atau biasa dikenal
dengan sapi bali. Pemilihan tendon sapi sebagai bahan baku ekstraksi karena
tendon memiliki kandungan kolagen 85% dari total tendon. Hidroksiapatit yang
digunakan berasal dari tulang sapi yang didapat dari Instalasi Pusat Biomaterial
dan Bank Jaringan Dr. Soetomo Surabaya. Terdapat 7 variasi komposit kolagen –
hidroksiapatit yang akan ditelliti. Sampel diuji FTIR untuk mengetahui gugus
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi
(Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit
Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4
fungsi dan uji toksisitas MTT Assay untuk mengetahui prosentase sel yang hidup
di lingkungan sampel. Sampel yang mampu menumbuhkan sel pada uji MTT
Assay berpotensi untuk diaplikasikan sebagai bone filler.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah karakteristik mikro dengan menggunakan FTIR komposit
kolagen – hidroksiapatit?
2. Bagaimanakah karakteristik biologis dengan metode MTT Assay komposit
kolagen – hidroksiapatit?
3. Pada variasi komposisi berapa komposit kolagen - hidroksiapatit dapat
diaplikasikan sebagai bahan implant berdasarkan karakteritis biologis?
1.3 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, kolagen yang disintesis berasal dari tendon sapi (Boss
sondaicus). Parameter yang akan dikaji adalah karakteristik mikro dan biologis
dari komposit. Karakteristis mikro yang dikaji adalah pengujian menggunakan
FTIR. Karakteristik biologis menggunakan uji sitotoksisitas dengan metode MTT
Assay.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui karakteristik mikro komposit kolagen – hidroksiapatit
melalui uji FTIR.
2. Mengetahui karakteristik biologis komposit kolagen – hidroksiapatit
melalui uji toksisitas MTT Assay.
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi
(Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit
Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
5
3. Mengetahui variasi komposisi komposit kolagen – hidroksiapatit yang
terbaik untuk dapat diaplikasikan sebagai bahan implant berdasarkan
karakteristik biologis.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Menjadi dasar penelitian tentang komposit kolagen – hidroksiapatit
yang berpotensi untuk bone filler agar dapat dikembangkan pada
penelitian selanjutnya.
2. Mendapatkan kolagen dari tendon sapi (Boss sondaicus) untuk
pembuatan komposit kolagen - hidroksiapatit.
Skripsi
Sintesis dan Karakterisasi Kolagen dari Tendon Sapi
(Bos sondaicus) sebagai Bahan Bone Filler Komposit
Kolagen –Hidroksiapatit
Agnes Krisanti Widyaning