Dosen Departemen Ilmu Konservasi Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada (FKG UGM), drg. Raras Ajeng Enggardipta, MDSc., Sp.KG, bersama tim ilmuwan dari Tokushima University, Jepang, berhasil menemukan terobosan medis dengan memanfaatkan nanopartikel kitosan (chitosan nanoparticles/CNPs) dari limbah cangkang udang dan kepiting untuk membunuh bakteri Enterococcus faecalis. Bakteri ini selama ini dikenal sebagai biang keladi utama yang menyebabkan kegagalan pada perawatan saluran akar gigi manusia. Riset berskala internasional ini dilakukan di laboratorium Tokushima University dan hasilnya telah dipublikasikan secara daring pada 10 Juli 2025 dalam Journal of Applied Microbiology edisi Juli 2025 sebagai jawaban atas pencarian bahan pembersih gigi yang lebih aman bagi tubuh pasien namun tetap efektif melawan kuman.
Inovasi ini menjadi kabar baik bagi dunia kedokteran gigi dan masyarakat luas, mengingat prosedur perawatan saluran akar gigi (root canal treatment) selama ini kerap kali menemui kegagalan akibat kontaminasi bakteri yang sangat sulit diberantas.
Perawatan saluran akar gigi merupakan prosedur medis yang bertujuan untuk mengangkat jaringan pulpa atau saraf gigi yang telah terinfeksi atau meradang. Setelah saluran akar tersebut dibersihkan dan didisinfeksi melalui proses irigasi, saluran tersebut kemudian ditutup rapat agar infeksi tidak kembali menyerang. Kunci utama dari keberhasilan prosedur ini terletak pada seberapa tuntas bakteri di dalam gigi dapat dibasmi.
Sayangnya, bakteri E. faecalis dikenal luar biasa tangguh. Bakteri ini mampu bertahan dalam kondisi lingkungan yang sangat basa, menembus masuk ke dalam tubulus dentin (saluran-saluran kecil di dalam dentin gigi), dan membentuk biofilm. Biofilm sendiri merupakan lapisan pelindung tebal yang membuat bakteri jauh lebih sulit dibasmi dibanding saat mereka berenang bebas. Kemampuan adaptasinya yang tinggi menjadikan E. faecalis sebagai salah satu penyebab utama mengapa pasien harus bolak-balik ke dokter gigi akibat perawatan yang gagal.
Selama ini, dokter gigi mengandalkan larutan kimia natrium hipoklorit (NaOCl) atau cairan pemutih sebagai cairan irigasi andalan. Cairan ini memang efektif membunuh bakteri, tetapi tidak tanpa risiko. Larutan kimia keras ini dapat mengiritasi jaringan di sekitar akar gigi dan berisiko membakar mukosa mulut jika tidak ditangani secara tepat oleh operator.
Melihat kelemahan bahan kimia konvensional, tim peneliti memanfaatkan kitosan, sebuah polimer alami dari cangkang hewan laut yang sudah lama dikenal memiliki sifat antimikroba. Yang membuat penelitian ini berbeda dan inovatif adalah penggunaan kitosan yang dimodifikasi ke dalam bentuk nanopartikel (CNPs), sehingga berukuran jauh lebih kecil dari sel bakteri itu sendiri.
Melalui metode gelasi ionik yang dimodifikasi, tim peneliti mensintesis CNPs menggunakan dua jenis kitosan, yaitu kitosan bobot molekul rendah (LMW) dan kitosan bobot molekul tinggi (HMW). Hasilnya adalah partikel bulat sempurna berukuran sangat kecil dengan muatan permukaan positif yang sangat kuat.
Muatan positif inilah yang menjadi senjata utama CNPs untuk melumpuhkan kuman. Karena dinding sel bakteri E. faecalis bermuatan negatif, partikel CNPs akan tertarik dan menempel erat padanya bak magnet yang kuat. Proses ini merusak membran sel bakteri, menyebabkan kebocoran protein penting, menembus langsung ke dalam sel, hingga akhirnya menghancurkan DNA bakteri tersebut.
Eksperimen laboratorium ini menguji kekuatan CNPs dalam dua skenario: pada biofilm bakteri yang baru tumbuh (24 jam) dan pada biofilm yang sudah matang dan mengeras selama dua minggu. Hasil pengujian di laboratorium menunjukkan performa yang luar biasa.
Pada biofilm yang baru terbentuk, cairan nano ini secara signifikan mengurangi massa bakteri sekaligus menurunkan daya hidupnya. Sementara pada biofilm matang berusia dua minggu yang biasanya sangat kebal, CNPs berhasil menembus lapisan pelindung tersebut. Melalui pengamatan canggih menggunakan scanning electron microscope (SEM), terlihat bahwa meskipun struktur luar biofilm tetap berdiri, bakteri-bakteri di dalamnya didapati sudah mati atau sekarat dengan kondisi sel yang rusak dan terdistorsi.
Melalui artikel ilmiahnya, para peneliti menyimpulkan kegunaan bahan alami berteknologi tinggi ini:
“CNPs, regardless of molecular weight, exhibited antibacterial efficacy against E. faecalis by decreasing biofilm formation and bacterial viability.” Enggardipta et al., Journal of Applied Microbiology, 2025
Selain ampuh membunuh kuman, keunggulan terbesar dari inovasi CNPs berbasis cangkang udang ini adalah tingkat keamanannya. Jika dibandingkan dengan cairan kimia NaOCl standar, CNPs memiliki tingkat sitotoksisitas yang jauh lebih rendah. Artinya, cairan alami ini jauh lebih ramah dan tidak merusak jaringan hidup di sekitar gusi dan akar gigi jika tidak sengaja terjadi kebocoran saat perawatan.
Meskipun demikian, para peneliti UGM dan Tokushima University menekankan bahwa riset ini masih berada pada tahap pengujian laboratorium (in vitro). Masih diperlukan penelitian lanjutan, termasuk uji klinis pada makhluk hidup, guna mengoptimalkan konsentrasi, durasi waktu kontak, serta formulasi terbaik sebelum nantinya cairan pembersih alami ini diproduksi massal dan digunakan secara resmi di kursi praktik dokter gigi.
Penelitian kolaboratif ini tidak hanya membuka jalan bagi pengembangan bahan kedokteran gigi generasi berikutnya yang ramah lingkungan. Lebih dari itu, inovasi ini membuktikan bahwa pemanfaatan sains tepat guna mampu mengubah limbah laut menjadi kunci jawaban atas tantangan besar dunia kesehatan gigi modern.
Penulis : drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes., Annisa Dwi Noviyanti
Foto : FreePik
Sumber DOI : https://doi.org/10.1093/jambio/lxaf174
