Sebuah temuan dari Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada menunjukkan bahwa material perancah berbasis hidrogel yang dikombinasikan dengan karbonat apatit mampu mendorong pertumbuhan sel fibroblas secara signifikan. Penelitian yang dipublikasikan dalam Journal of Dentistry Indonesia ini dilakukan oleh drg. Ivan Arie Wahyudi, M.Kes., Ph.D. dari Departemen Biomedika Kedokteran Gigi FKG UGM bersama Lea M. Nurwadji, dengan tujuan mencari solusi rekonstruksi tulang yang lebih efektif untuk pasien yang mengalami kerusakan tulang akibat prosedur bedah maupun penyakit degeneratif. Hasilnya: pada hari ketiga pengamatan, proliferasi atau perbanyakan sel fibroblas meningkat secara bermakna secara statistik dibandingkan kelompok kontrol.
Tulang yang Rusak dan Tantangan yang Belum Tuntas
Tulang bukan sekadar rangka tubuh. Ia menyangga postur, melindungi organ vital, menjadi tempat produksi sel darah, sekaligus menyimpan cadangan kalsium dan fosfat. Ketika tulang mengalami kerusakan besar, misalnya akibat operasi pengangkatan tumor, trauma, atau penyakit tertentu, tubuh tidak selalu mampu memperbaikinya sendiri.
Di bidang kedokteran gigi, kehilangan tulang alveolar, yaitu tulang yang menjadi penyangga gigi, bisa berujung pada tanggalnya gigi, gangguan mengunyah, hingga kesulitan pemasangan gigi tiruan. Terapi yang selama ini umum digunakan adalah pencangkokan tulang (bone graft) dan pemasangan membran penghalang melalui teknik Guided Tissue Regeneration (GTR) atau Guided Bone Regeneration (GBR).
Namun, masing-masing pendekatan itu punya keterbatasan. Tulang cangkok dari pasien sendiri (autograft) dianggap standar emas, tetapi ketersediaannya terbatas dan meninggalkan luka di area donor. Tulang dari donor lain atau hewan berisiko menularkan penyakit. Sementara bahan sintetis kerap memicu reaksi penolakan tubuh. Teknik GTR pun memiliki indikasi yang terbatas karena rentan gagal jika penutupan luka tidak sempurna.
Di sinilah rekayasa jaringan (tissue engineering) menawarkan jalan baru.
Perancah Mini yang Meniru Lingkungan Sel
Rekayasa jaringan bekerja dengan prinsip sederhana: sediakan “rumah” bagi sel agar mereka bisa tumbuh, berkembang, dan membentuk jaringan baru. Rumah itulah yang disebut scaffold atau perancah.
Hidrogel adalah salah satu bahan perancah yang menjanjikan. Strukturnya mirip dengan matriks ekstraseluler, yaitu lingkungan alami tempat sel-sel tubuh hidup dan berkomunikasi. Hidrogel bersifat hidrofilik, mampu menyerap air, dan toleran terhadap jaringan tubuh. Ketika dikombinasikan dengan karbonat apatit (CHA), sebuah mineral yang komposisi kimianya menyerupai mineral tulang asli, diharapkan tercipta perancah yang tidak hanya cocok secara mekanis, tetapi juga ramah secara biologis.
Yang membedakan penelitian ini dari studi sebelumnya adalah metode pembuatan hidrogel yang digunakan: non freeze-dried, atau tidak melalui proses pengeringan beku. Metode beku-kering yang konvensional memang menghasilkan pori-pori pada perancah, tetapi sulit dikontrol ukurannya. Metode non freeze-dried menghasilkan pori yang lebih kecil, yang justru menguntungkan karena lebih efektif mencegah masuknya jaringan ikat yang bisa menghambat pembentukan tulang baru.
Sel yang Dihitung Satu per Satu
Untuk menguji efektivitas material ini, tim peneliti menggunakan fibroblas manusia yang diperoleh dari jaringan sirkumsisi. Fibroblas dipilih karena mudah dibiakkan di laboratorium, tumbuh cepat, tidak bersifat tumorigenik, dan memiliki potensi untuk berdiferensiasi menjadi osteoblas, yaitu sel pembentuk tulang.
Sel-sel itu dibagi ke dalam tiga kelompok: kelompok fibroblas saja tanpa perlakuan, kelompok fibroblas dengan hidrogel non freeze-dried, dan kelompok fibroblas dengan hidrogel-CHA non freeze-dried. Setiap kelompok ditanam dengan kepadatan 2×10⁴ sel per mililiter dalam cawan kultur berlubang (96-well plate). Pertumbuhan sel diamati di bawah mikroskop dan dihitung menggunakan uji MTT, sebuah metode standar untuk mengukur jumlah sel hidup, pada hari pertama, kedua, dan ketiga.
Hasilnya berbicara cukup tegas. Pada hari pertama, tidak ada perbedaan bermakna antar kelompok. Namun pada hari ketiga, kelompok yang diberi hidrogel-CHA menunjukkan jumlah fibroblas yang jauh lebih tinggi dibandingkan kelompok tanpa perlakuan, dengan nilai statistik yang signifikan (p < 0,05).
“Inorganic and organic composition of the hydrogel-CHA can stimulate fibroblast proliferation more rapidly.”
Penjelasannya masuk akal secara biologis. Komponen kalsium-fosfat dalam CHA diduga meningkatkan kemampuan hidrogel untuk mengembang (swelling), sehingga memperluas permukaan yang tersedia bagi sel untuk menempel dan berkembang. Perancah yang berpori juga memungkinkan oksigen, nutrisi, dan produk metabolisme berdifusi masuk, menciptakan lingkungan mikro yang mendukung pertumbuhan sel.
Dari Laboratorium Menuju Klinik
Tentu, perjalanan dari hasil laboratorium ke penerapan klinis masih panjang. Penelitian ini baru dilakukan secara in vitro, artinya di dalam cawan, bukan di dalam tubuh manusia. Pengamatan juga dibatasi tiga hari, menyesuaikan dengan studi terdahulu yang menunjukkan bahwa morfologi fibroblas tidak berubah dalam rentang waktu tersebut.
Meski demikian, temuan ini meletakkan fondasi penting. Hidrogel-CHA non freeze-dried terbukti tidak toksik terhadap sel, bahkan aktif mendorong pertumbuhannya. Ini adalah syarat dasar yang harus dipenuhi sebelum sebuah material bisa dipertimbangkan untuk diuji lebih lanjut pada hewan maupun manusia.
Bagi pasien yang kehilangan tulang penyangga gigi akibat penyakit periodontal parah atau prosedur bedah, material seperti ini menyimpan harapan: suatu hari nanti, dokter gigi mungkin bisa mengisi kerusakan tulang bukan dengan tulang cangkok dari tempat lain, melainkan dengan perancah sintetis yang cerdas, yang mengundang sel-sel tubuh sendiri untuk membangun kembali apa yang hilang.
Penulis: drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes, Hazra Alifia Muharam
Foto: Freepik
Sumber DOI: https://doi.org/10.14693/jdi.v21i3.226
