I. PENDAHULUAN A.Latar Belakang Masalah Kasus kerusakan tulang pada bidang kedokteran gigi dapat disebabkan oleh berbagai hal. Nekrosis jaringan pulpa dan penyakit periodontal, misalnya, dapat menyebabkan respon lokal pada tulang di sekitar apeks gigi dan berakhir dengan kerusakan tulang. Adanya trauma akibat kecelakaan dapat menyebabkan fraktur pada tulang. Terjadinya malformasi kongenital dan tumor juga dapat menyebabkan defek pada tulang (Deenadayalan dkk., 2015; Jimi dkk., 2012). Ketika terjadi defek atau kerusakan pada tulang, secara alamiah tulang dapat meregenerasi dan memperbaiki dirinya sendiri. Kerusakan pada tulang, seperti trauma dan fraktur, dapat mengalami kesembuhan tanpa terbentuknya jaringan parut, namun jika terdapat fraktur patologis atau defek tulang cukup besar, maka kegagalan penyembuhan dan perbaikan tulang dapat terjadi (Oryan dkk., 2014; Dimitriou dkk., 2011). Dewasa ini perkembangan ilmu kedokteran tidak hanya berfokus kepada perbaikan jaringan, tetapi semakin berfokus kepada regenerasi. Regenerasi merupakan reproduksi atau rekonstruksi dari bagian yang rusak atau hilang yang dapat mengembalikan lagi fungsi dan konstruksi bagian tersebut. Regenerasi tulang dapat tercapai dengan menggunakan teknik graft tulang. Material graft tulang dapat dikategorikan dalam beberapa jenis, seperti autograft, allograft, dan xenograft. Adanya kelemahan dari ketiga material graft tulang ini, seperti: kualitas dan jumlah 1
2 tulang pengganti yang tidak adekuat, respon imun yang tidak sesuai, dan tingginya resiko infeksi membuat teknik rekayasa jaringan tulang (bone tissue engineering) sebagai suatu pilihan pengobatan yang potensial untuk menyembuhkan pasien dengan defek tulang (American Academy of Periodontology, 2001; Lee dan Shin, 2007). Rekayasa jaringan tulang meliputi pemakaian suatu sistem perancah/scaffold dikombinasikan dengan penggunaan growth factor. Scaffold dapat dibedakan menjadi 2 kategori utama, yaitu scaffold natural dan scaffold sintetik. Contoh dari scaffold sintetik adalah dikalsium fosfat dihidrat dan scaffold natural yaitu polimer natural, seperti gelatin (Lee dan Shin, 2007; Oryan dkk., 2014). Dikalsium fosfat dihidrat (DCPD) adalah salah satu jenis semen kalsium fosfat yang bersifat biokompatibel. Dikalsium fosfat dihidrat merupakan bahan yang memiliki potensi besar dalam teknik rekayasa jaringan tulang karena memiliki kemampuan untuk memicu pembentukan tulang dan dapat berfungsi sebagai pengantar growth factor, namun dikalsium fosfat dihidrat memiliki kelemahan yaitu kekuatan mekanis yang rendah. Kelemahan ini dapat diatasi dengan mengkombinasikan dikalsium fosfat dihidrat dengan scaffold natural, seperti polimer. Kombinasi antara dikalsium fosfat dihidrat dan polimer akan meningkatkan kemampuan kohesi, mekanis, dan injeksibilitas semen dikalsium fosfat dihidrat (Tamimi dkk., 2012; Roy dkk., 2012; Chu dkk., 2007; Habraken dkk., 2007). Gelatin merupakan salah satu polimer natural hasil denaturasi kolagen yang memiliki kemampuan untuk meningkatkan respon seluler pada osteogen, sehingga
3 memastikan adanya regenerasi tulang yang lebih baik. Gelatin telah banyak diteliti sebagai suatu bahan biomaterial yang memiliki kemampuan untuk mengantar growth factor, seperti basic fibroblast growth factor (bfgf), transforming growth factor-beta1 (TGF-β1), dan bone morphogenic protein-2 (BMP-2). Gelatin dapat membuat obat atau bahan tertentu bertahan dalam waktu yang cukup lama pada lokasi yang diinginkan dan juga berfungsi sebagai suatu drug delivery system (Solorio dkk., 2010; Kim, 2015; Patel dkk., 2008). Salah satu cara untuk mencapai kesuksesan regenerasi tulang adalah dengan melibatkan pengantaran protein growth factor melalui perancah pada bagian tulang yang mengalami defek. Vascular endothelial growth factor (VEGF) adalah salah satu growth factor yang dapat meregulasi vaskularisasi dan mempercepat proliferasi dan diferensiasi osteoblas dan sel-sel prekusornya. Molekul VEGF merupakan faktor angiogenik yang sangat penting dan merupakan faktor esensial untuk pembentukan tulang intramembran dan endokondral. Molekul VEGF dapat diambil dari human platelet-rich plasma (PRP) yang telah diaktifkan. Human PRP merupakan salah satu sumber autologous growth factor yang telah banyak digunakan secara klinis pada terapi bedah jaringan lunak dan keras. Penambahan VEGF untuk memacu pertumbuhan tulang dalam terapi regeneratif telah diaplikasikan secara klinis dan terbukti mampu meningkatkan pembentukan tulang dan pembentukan pembuluh kapiler (Hu dkk., 2010; Oryan dkk., 2014; Zhu dkk., 2013). Aplikasi growth factor dalam rekayasa jaringan membutuhkan proses delivery growth factor yang berkelanjutan. Konsentrasi growth factor yang tinggi
4 dalam suatu scaffold harus dapat dipertahankan selama waktu yang cukup panjang untuk dapat menimbulkan efek yang optimal dalam proses regenerasi tulang. Konsentrasi growth factor yang tinggi dapat dilihat dari besarnya persentase muatan (loading percentage) growth factor dalam suatu scaffold, sehingga dibutuhkan scaffold dengan kemampuan loading protein yang tinggi. Kombinasi antara dikalsium fosfat dihidrat dan gelatin sebagai suatu scaffold berupa membran gelatin-dikalsium fosfat dihidrat dengan penambahan growth factor berupa VEGF diharapkan mampu meningkatkan kecepatan regenerasi tulang. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui komposisi terbaik membran gelatindikalsium fosfat dihidrat dalam kemampuannya untuk memuat VEGF (yang dinyatakan sebagai persentase muatan). B.Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, timbul suatu permasalahan, apakah terdapat pengaruh komposisi membran gelatin-dikalsium fosfat dihidrat terhadap persentase muatan VEGF. C.Keaslian Penelitian Penelitian yang dilakukan Chu dkk. (2007) dengan judul Segmental Bone Regeneration Using a Load Bearing Biodegradable Carrier of Bone Morphogenetic Protein-2 menunjukkan bahwa pemberian suatu sistem perancah
5 berupa dikalsium fosfat dihidrat dengan muatan growth factor pada tulang femur tikus yang terluka dapat meningkatkan kecepatan penyembuhan tulang femur tikus tersebut. Penelitian Kempen dkk. (2009) dengan judul Effect of local sequential VEGF and BMP-2 delivery on ectopic and orthotopic bone regeneration membuktikan bahwa pemberian sistem pembawa berupa gelatin dengan VEGF dapat meningkatkan pembentukan vaskular dan regenerasi tulang. Penelitian mengenai pengaruh komposisi membran gelatin-dikalsium fosfat dihidrat terhadap persentase muatan VEGF sejauh peneliti ketahui belum pernah dilakukan sebelumnya. D.Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi membran gelatin-dikalsium fosfat dihidrat terhadap persentase muatan VEGF. E.Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat berikut: 1. Memberikan sumbangan informasi ilmiah bagi perkembangan ilmu kedokteran gigi khususnya mengenai pengaruh komposisi membran gelatindikalsium fosfat dihidrat terhadap persentase muatan VEGF. 2. Sebagai referensi bagi peneliti selanjutnya untuk mengembangkan terapi regeneratif pada bidang kedokteran gigi.