Bayangkan tulang rahang yang rusak akibat trauma atau penyakit bisa dipulihkan dengan material buatan yang ditanam langsung ke dalam tubuh. Sebelum material itu boleh digunakan pada manusia, ia harus melewati serangkaian uji ketat — salah satunya dengan mengamati bagaimana sel-sel tubuh bereaksi terhadapnya di bawah mikroskop. Itulah yang dilakukan Dr. drg. Anne Handrini Dewi, M.Kes. bersama tim dari Departemen Biomedika Kedokteran Gigi FKG UGM, dalam penelitian yang dipublikasikan di Majalah Kedokteran Gigi Indonesia edisi April 2023. Penelitian ini menguji scaffold tulang berbahan dasar gipsum dan kalsium karbonat pada tikus Wistar di Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) UGM, dengan tujuan membandingkan berbagai metode pewarnaan histologis untuk menilai respons jaringan terhadap material implan baru tersebut.
Material Implan Tidak Bisa Langsung Dicoba pada Manusia
Kerusakan tulang adalah tantangan nyata dalam dunia kedokteran gigi dan ortopedi. Berbagai material pengganti tulang — disebut bone scaffold atau scaffolding tulang — terus dikembangkan untuk membantu proses regenerasi tulang baru. Namun, setiap material baru wajib melalui uji biokompatibilitas: sebuah pengujian untuk memastikan material tersebut tidak membahayakan tubuh, tidak memicu reaksi berlebihan dari sistem imun, dan benar-benar mendukung pertumbuhan jaringan.
Dalam studi ini, tim peneliti menggunakan dua puluh tikus Wistar jantan berusia empat bulan sebagai hewan coba. Material scaffold berbahan gipsum, kalsium karbonat, dan gelatin ditanam ke dalam dua lokasi berbeda: di bawah kulit (subkutan) dan langsung ke dalam tulang femur (tulang paha). Pengamatan dilakukan pada hari ke-3, ke-14, dan ke-30 setelah penanaman, untuk melihat bagaimana respons jaringan berkembang dari waktu ke waktu.
Prosedur dilakukan di bawah anestesi umum, dengan pengawasan etik dari Komisi Etik FKG UGM. Setelah hewan coba dikorbankan, jaringan di sekitar implan dipotong tipis, diproses, lalu diwarnai dengan berbagai teknik pewarnaan histologis untuk diamati di bawah mikroskop cahaya.
Lima Teknik Pewarnaan, Lima Sudut Pandang Berbeda
Bagian paling menarik dari penelitian ini adalah perbandingan lima metode pewarnaan histologis yang masing-masing memberikan informasi berbeda tentang kondisi jaringan.
Hematoxylin dan Eosin (HE) adalah metode paling umum dan paling terjangkau. Dengan pewarnaan ini, inti sel tampak biru-ungu sementara sitoplasma berwarna merah muda. Pada hari ke-3 setelah penanaman subkutan, sel-sel neutrofil dan makrofag terlihat jelas — tanda respons inflamasi awal yang normal. Memasuki hari ke-14, mulai tampak pembuluh darah baru dan serat kolagen yang terbentuk di sekitar implan, pertanda proses regenerasi jaringan mulai berjalan.
Pewarnaan Mallory memberikan kontras yang lebih tajam untuk serat kolagen, yang tampil biru tua. Metode ini berguna untuk mengukur ketebalan dan kematangan kolagen — indikator seberapa jauh proses regenerasi jaringan telah berlangsung. Dibandingkan HE, sisa material implan juga lebih jelas terlihat dengan Mallory.
TRAP (Tartrate-resistant acid phosphatase) adalah pewarnaan khusus untuk mendeteksi osteoklas, yaitu sel yang bertugas “membongkar” tulang lama dalam proses remodeling. Dengan TRAP, osteoklas tampil dalam warna merah tua yang kontras di atas latar hijau tulang — jauh lebih mudah diidentifikasi dibanding dengan HE biasa. Osteoklas ini ditemukan dalam cerukan khusus di permukaan tulang yang disebut Howship’s lacunae.
Toluidine Blue unggul dalam mendeteksi sel mast dan menunjukkan tingkat kematangan tulang baru. Warna biru yang semakin pekat menandakan tulang yang semakin matang. Dengan metode ini, osteoblas — sel pembentuk tulang baru — terlihat tersusun rapi di atas permukaan tulang lama.
Imunohistokimia dengan DAB (Chromogen 3,3′-diaminobenzidine) adalah teknik paling canggih di antara kelimanya. Metode ini menggunakan antibodi spesifik untuk mendeteksi protein tertentu dalam jaringan, seperti VEGF (penanda angiogenesis atau pembentukan pembuluh darah baru), IL-8 dan IL-1β (penanda inflamasi), serta protein apoptosis seperti caspase-3. Protein yang terdeteksi akan tampil berwarna cokelat, dan intensitas warnanya mencerminkan tingkat keparahan respons jaringan.
“Pemilihan metode pewarnaan sangat bergantung pada apa yang ingin dianalisis dari sediaan histologis tersebut. HE paling sering dipilih karena murah dan mudah, tetapi metode lain seperti Toluidine Blue, Mallory, dan TRAP menunjukkan hasil kontras yang lebih baik.” — Dr. drg. Anne Handrini Dewi, M.Kes., dalam publikasi penelitian
Dari Laboratorium Hewan ke Potensi Klinis
Hasil penelitian ini menegaskan bahwa tidak ada satu metode pewarnaan yang bisa menjawab semua pertanyaan sekaligus. HE tetap menjadi pilihan utama untuk skrining awal karena efisien dan ekonomis. Namun, untuk analisis yang lebih spesifik — seperti memantau proses remodeling tulang, mengukur kematangan kolagen, atau mengidentifikasi protein inflamasi — dibutuhkan kombinasi metode pewarnaan yang tepat.
Yang juga penting dicatat: penelitian ini menggunakan material scaffold yang bersifat biodegradable, artinya material tersebut dirancang untuk terurai secara bertahap di dalam tubuh seiring tulang baru terbentuk. Pada hari ke-14, sisa material implan masih terdeteksi dalam jaringan — sebuah temuan yang relevan untuk menilai seberapa cepat material terurai dan apakah proses degradasinya berlangsung aman.
Penelitian ini merupakan bagian dari rangkaian panjang pengembangan material bone substitute yang dilakukan FKG UGM bersama mitra internasional dari Radboud University Nijmegen Medical Center, Belanda. Kolaborasi lintas benua ini mencerminkan bahwa pengembangan material implan tulang bukanlah pekerjaan yang bisa dilakukan sendirian. Setiap langkah, dari uji laboratorium hingga pengamatan histologis pada hewan coba, adalah satu pijakan menuju material yang suatu hari nanti bisa membantu pasien dengan kerusakan tulang rahang mendapatkan kembali fungsi dan kualitas hidupnya.
Tulang yang rusak mungkin tidak bisa tumbuh kembali dengan sendirinya. Tapi dengan riset yang teliti dan metode yang tepat, para ilmuwan sedang belajar membuatnya bisa.
Penulis: drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes, Hazra Alifia Muharam
Foto: Freepik
Sumber DOI: http://doi.org/10.22146/majkedgiind.77449
