Jutaan orang di seluruh dunia mengalami kerusakan tulang setiap tahunnya, akibat kecelakaan, tumor, atau penyakit tulang. Masalahnya bukan sekadar rasa sakit, tapi juga keterbatasan material pengganti tulang yang benar-benar cocok dengan tubuh manusia. Dr. drg. Anne Handrini Dewi, M.Kes., peneliti dari Departemen Biomedika Kedokteran Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada, mencoba menjawab tantangan itu melalui sebuah penelitian yang hasilnya diterbitkan dalam The Indonesian Journal of Dental Research. Penelitian tersebut menguji kombinasi dua material alami, yaitu karbonat apatit dan kitosan, sebagai substitusi tulang pada model hewan. Hasilnya cukup mengejutkan: kombinasi keduanya terbukti secara signifikan mendorong pembentukan tulang baru.
Tulang Buatan dari Bahan yang Sudah Ada di Alam
Karbonat apatit bukan material asing bagi tubuh manusia. Mineral ini justru merupakan komponen utama tulang dan gigi kita. Berbeda dengan hidroksiapatit yang selama ini banyak dipakai sebagai bahan substitusi tulang, karbonat apatit lebih mirip dengan komposisi tulang alami manusia, sehingga lebih mudah diserap dan diurai oleh sel-sel tubuh sendiri.
Kitosan, di sisi lain, adalah polimer alami yang diturunkan dari kitin, zat yang membentuk cangkang udang, kepiting, dan serangga. Dalam dunia medis, kitosan sudah lama dikenal karena sifatnya yang ramah jaringan tubuh: tidak beracun, dapat terurai secara biologis, memiliki efek antibakteri, dan mampu mendukung penyembuhan luka.
Dr. Anne menggabungkan kedua material ini dengan perbandingan 1:1 untuk membentuk pasta yang bisa diaplikasikan langsung ke dalam defek tulang. Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) UGM, menggunakan 18 ekor tikus jantan Sprague Dawley berusia tiga bulan dengan berat 250-300 gram. Pada tulang tibia masing-masing tikus dibuat defek berukuran 3×1,25×1 mm³ menggunakan bur gigi dengan kecepatan rendah, lalu diisi dengan material uji. Pengamatan dilakukan pada minggu pertama, kedua, dan ketiga setelah implantasi.
Sel Pembentuk Tulang Bekerja Lebih Cepat
Hasil yang diperoleh memberi gambaran yang menarik. Pada minggu pertama, kelompok yang diberi karbonat apatit maupun kombinasi karbonat apatit-kitosan menunjukkan jumlah osteoblas (sel pembentuk tulang) dan osteoklas (sel yang merombak tulang lama) lebih tinggi dibanding kelompok kontrol yang tidak diberi material apapun. Ini pertanda bahwa material tersebut langsung merangsang aktivitas regenerasi tulang sejak awal.
Namun, pada minggu kedua dan ketiga, terjadi pembalikan pola. Jumlah osteoblas di kelompok perlakuan justru menurun, sementara kelompok kontrol masih tinggi. Ini bukan pertanda buruk, justru sebaliknya.
“Penurunan jumlah osteoblas pada minggu ketiga mengindikasikan bahwa proses kalsifikasi osteoblas menjadi osteosit berlangsung lebih cepat pada kelompok perlakuan, artinya tulang sudah memasuki fase pematangan lebih awal,” tulis Dr. Anne Handrini Dewi , M.Kes., dan Dr. drg. Andi Triawan, Sp.Ort(K) dalam makalah tersebut.
Dengan kata lain, tulang pada kelompok yang diberi material uji sudah “lulus” dari fase pembentukan dan bergerak menuju pematangan, sementara kelompok kontrol masih berjuang mengisi defek. Pengamatan di bawah mikroskop cahaya pada minggu ketiga memperlihatkan bahwa kelompok karbonat apatit dan karbonat apatit-kitosan menunjukkan tulang yang lebih matang dibanding kontrol.
Kitosan Lebih Lambat Larut, Tapi Tetap Menjanjikan
Satu temuan menarik lainnya adalah soal kecepatan penyerapan material. Di bawah mikroskop, sisa kitosan masih terlihat pada minggu pertama dan kedua, menandakan bahwa kitosan terserap lebih lambat dibanding karbonat apatit murni. Akibatnya, karbonat apatit tanpa kitosan terbukti lebih efektif mendorong peningkatan jumlah osteoblas dan osteoklas terutama di minggu pertama.
Meski demikian, kombinasi keduanya tetap menjanjikan karena sifat kitosan yang fleksibel memungkinkan material ini dibentuk dalam wujud serbuk, pasta, film, hingga serat, tergantung kebutuhan klinis. Kitosan juga bisa dikombinasikan dengan berbagai biomaterial lain seperti hidroksiapatit, asam hialuronat, maupun faktor pertumbuhan.
Penelitian ini menyimpulkan bahwa kombinasi karbonat apatit dan kitosan berpotensi menjadi kandidat substitusi tulang yang biokompatibel. Ke depan, Dr. Anne menyarankan agar bentuk serbuk kitosan dimodifikasi menjadi nanopartikel agar penyerapannya dalam cairan tubuh lebih optimal.
Pertanyaan yang tersisa adalah: seberapa jauh temuan pada model hewan ini bisa diterjemahkan ke aplikasi klinis pada manusia? Jalan menuju sana masih panjang, tapi fondasi ilmiahnya kini sudah lebih kokoh.
Penulis: drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes, Hazra Alifia Muharam
Foto: Pixabay
