Bakteri dan jamur penyebab gigi berlubang ternyata bisa “dibiakkan” di luar tubuh manusia dengan cara yang sangat mirip kondisi aslinya. Itulah inti temuan terbaru dari tim peneliti Departemen Biomedika Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi (FKG) Universitas Gadjah Mada. Dipimpin drg. Heribertus Dedy Kusuma Yulianto, M.Biotech., Ph.D., tim ini merancang sebuah ruang aliran dinamis (dynamic fluidic chamber) yang mampu meniru kondisi rongga mulut manusia secara akurat di dalam laboratorium. Penelitian ini dilakukan di FKG UGM, Yogyakarta, sebagai upaya mencari metode baru yang lebih andal untuk mempelajari biofilm oral, lapisan tipis komunitas mikroba yang menjadi biang keladi karies dan berbagai penyakit mulut lainnya.
Dua Musuh Lama dalam Satu Lapisan Tipis
Biofilm bukan sekadar “kotoran” di permukaan gigi. Ia adalah komunitas hidup yang terorganisasi, terdiri dari jutaan bakteri dan jamur yang saling berkomunikasi, berbagi nutrisi, dan melindungi satu sama lain dari ancaman luar, termasuk obat kumur dan antibiotik.
Dalam penelitian ini, tim memfokuskan perhatian pada dua mikroorganisme yang paling sering ditemukan bersama pada anak-anak pengidap karies dini: Streptococcus mutans, bakteri gram-positif yang menghasilkan asam laktat perusak enamel gigi, dan Candida albicans, jamur yang biasa menyebabkan sariawan. Keduanya tidak sekadar hidup berdampingan. Mereka bekerja sama secara sinergis: S. mutans menyediakan asam laktat sebagai sumber energi bagi C. albicans, sementara C. albicans membalas budi dengan memecah gula kompleks menjadi glukosa dan fruktosa yang bisa langsung dikonsumsi S. mutans. Hasilnya, kombinasi keduanya jauh lebih agresif dan lebih kariogenik daripada masing-masing berdiri sendiri.
Masalahnya, metode laboratorium konvensional selama ini menumbuhkan biofilm dalam kondisi statis, seperti air diam di dalam cawan petri. Kondisi itu jauh dari kenyataan rongga mulut yang terus bergerak, dialiri air liur, dan berubah-ubah kadar nutrisinya setiap saat.
Ruang Kecil yang Meniru Rongga Mulut
Di sinilah inovasi tim FKG UGM berperan. Mereka merancang sebuah ruang aliran dinamis dari bahan poly(methyl methacrylate), atau yang dikenal awam sebagai akrilik, menggunakan mesin pemotong laser. Ruang ini terdiri dari tiga lapisan, dengan lapisan tengah yang berfungsi sebagai lingkungan tertutup tempat biofilm tumbuh.
Sebuah pompa jarum suntik otomatis mengalirkan campuran air liur buatan, nutrisi, dan glukosa ke dalam ruang tersebut secara berkala, dengan kecepatan aliran 2,7 mL per jam, meniru kecepatan aliran air liur dalam mulut manusia. Kondisi ini memungkinkan pertukaran nutrisi dan pembuangan sisa metabolisme berlangsung terus-menerus, persis seperti yang terjadi di mulut.
Hasilnya? Biofilm ganda S. mutans and C. albicans berhasil tumbuh di permukaan komposit resin gigi yang ditempatkan di dalam ruang tersebut. Saat diamati dengan scanning electron microscopy (SEM), biofilm ini memiliki kepadatan dan struktur tiga dimensi yang sangat mirip dengan biofilm yang tumbuh secara alami di dalam mulut manusia, bahkan mencapai ketebalan sekitar 144 mikrometer dari permukaan bahan.
“Model yang kami kembangkan ini berhasil mereplikasi aktivitas metabolik biofilm dua spesies yang mengandung S. mutans dan C. albicans, meniru lingkungan mulut yang sesungguhnya.” — Tim peneliti FKG UGM, dalam naskah publikasi
Permukaan Kasar, Risiko Lebih Tinggi
Salah satu temuan penting lain dari penelitian ini menyangkut permukaan bahan restorasi gigi. Tim menguji dua jenis komposit resin yang lazim digunakan dokter gigi: microhybrid composite (3M Filtek Z250) dan nano-filled composite (3M Filtek Z350 XT), dengan empat variasi kekasaran permukaan yang berbeda.
Hasilnya konsisten: semakin kasar permukaan bahan tambal, semakin banyak bakteri yang menempel dan semakin padat biofilm yang terbentuk. Permukaan yang lebih halus dan lebih hidrofobik, atau cenderung menolak air, terbukti lebih sulit ditempeli biofilm. Temuan ini penting bagi para dokter gigi karena menunjukkan bahwa kualitas pemolesan permukaan tambalan gigi bukan sekadar soal estetika, melainkan juga pertahanan langsung terhadap karies berulang.
Selain itu, analisis kimia menggunakan high-performance liquid chromatography (HPLC) mengkonfirmasi bahwa dalam kondisi dinamis, kadar glukosa dalam cairan biofilm turun drastis, tanda bahwa kedua mikroorganisme tersebut bersaing ketat mengonsumsi gula yang tersedia. Pola metabolisme ini identik dengan yang ditemukan pada biofilm yang tumbuh langsung di dalam mulut manusia.
Langkah Kecil Menuju Pencegahan yang Lebih Baik
Implikasi penelitian ini melampaui tembok laboratorium. Dengan tersedianya model buatan yang akurat, para peneliti kini bisa menguji efektivitas bahan antikaries baru, formula obat kumur, atau strategi modifikasi permukaan bahan restorasi, tanpa harus langsung melibatkan pasien manusia. Ini berarti proses pengembangan terapi pencegahan karies bisa menjadi lebih cepat, lebih aman, dan lebih terkontrol.
Karies gigi, terutama pada anak-anak, masih menjadi masalah kesehatan masyarakat yang serius di Indonesia. Memahami bagaimana biofilm terbentuk dan bekerja di bawah kondisi yang mendekati kenyataan adalah prasyarat untuk merancang intervensi yang benar-benar efektif. Ruang aliran dinamis buatan FKG UGM ini mungkin tampak seperti kotak kecil dari akrilik, tetapi di dalamnya tersimpan potensi besar untuk mengubah cara kita melindungi gigi generasi mendatang.
Penulis: drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes, Hazra Alifia Muharam
Photo: Freepik
