Bayangkan sebuah lubang kecil di tulang kering tikus laboratorium, selebar tiga milimeter, sengaja dibuat dengan bor gigi berkecepatan rendah. Lubang itu kemudian diisi dengan material putih berbahan dasar cangkang krustasea dan mineral tulang sintetis. Tiga minggu kemudian, di bawah mikroskop cahaya, tulang baru tumbuh mengisi celah tersebut, lebih matang dibanding kelompok yang dibiarkan sembuh sendiri.
Itulah inti temuan yang dipublikasikan Anne Handrini Dewi dan Dr. drg. Andi Triawan, Sp.Ort. dalam The Indonesian Journal of Dental Research (2011). Studi ini menguji kombinasi karbonat apatit (C-Ap) dan kitosan sebagai material substitusi tulang, sebuah pendekatan yang menjanjikan untuk masalah klinis yang selama ini belum terpecahkan secara ideal: defek tulang besar.
Ketika Tulang Tidak Bisa Sembuh Sendiri
Jutaan orang setiap tahun menghadapi kerusakan tulang akibat trauma, tumor, atau penyakit degeneratif. Pilihan terbaik selama ini adalah cangkok tulang autogenus, tulang yang diambil dari tubuh pasien sendiri. Prosedurnya efektif, tetapi meninggalkan luka di lokasi donor. Alternatif sintetis pun terus dikembangkan: koral alami, matriks tulang demineralisasi, keramik bioaktif, hingga berbagai jenis kalsium fosfat.
Di antara kandidat-kandidat itu, karbonat apatit menarik perhatian karena satu alasan mendasar: mineral inilah yang sesungguhnya menyusun tulang dan gigi manusia, bukan hidroksiapatit murni seperti yang sering diasumsikan. Sementara itu, kitosan, polimer alami hasil deasetilasi parsial kitin dari cangkang serangga dan krustasea, memiliki sifat biokompatibel, biodegradabel, antibakteri, dan mampu mempercepat penyembuhan luka.
Menggabungkan keduanya adalah hipotesis yang logis. Pertanyaannya: apakah kombinasi ini benar-benar bekerja di dalam tubuh makhluk hidup?
Lubang di Tibia, Jawaban dari Mikroskop
Tim peneliti menggunakan 18 tikus Sprague Dawley jantan berusia tiga bulan dengan berat 250-300 gram. Pada tibia kiri dan kanan masing-masing tikus, dibuat defek berukuran 3×1,25×1 mm³ menggunakan bor dental berkecepatan rendah dengan pendinginan salin berkelanjutan. Defek diisi dengan tiga perlakuan berbeda: C-Ap saja, kombinasi C-Ap-kitosan (rasio 1:1), dan kelompok kontrol tanpa material implant.
Tikus dikorbankan pada minggu pertama, kedua, dan ketiga. Spesimen tulang kemudian diproses secara histologis, diwarnai dengan Hematoxylin Eosin, dan diamati di bawah mikroskop cahaya.
Hasilnya berbicara dengan angka. Analisis two-way ANOVA menunjukkan perbedaan signifikan jumlah osteoblas antar kelompok (p<0,05). Pada minggu pertama, kedua kelompok perlakuan menunjukkan jumlah osteoblas dan osteoklas lebih tinggi dibanding kontrol, pertanda aktivitas pembentukan tulang yang lebih agresif. Pada minggu kedua dan ketiga, polanya berbalik: jumlah osteoblas di kelompok perlakuan justru menurun, sementara kontrol masih tinggi.
“Penurunan jumlah osteoblas pada minggu ketiga mengindikasikan meningkatnya proses kalsifikasi osteoblas menjadi osteosit,” tulis para peneliti dalam diskusi mereka.
Artinya, tulang di kelompok perlakuan tidak sedang melambat, melainkan sudah melangkah lebih jauh: dari fase pembentukan menuju fase pematangan. Kelompok kontrol masih berjuang menutup defek, sementara kelompok perlakuan sudah mendekati remodeling.
Kitosan yang Lambat Larut, C-Ap yang Gesit
Satu temuan menarik datang dari gambaran histologis minggu pertama dan kedua: sisa kitosan masih terdeteksi di area defek. Ini mengindikasikan bahwa kitosan diserap tubuh lebih lambat dibanding karbonat apatit. Implikasinya, C-Ap saja terbukti lebih efektif meningkatkan jumlah osteoblas dan osteoklas pada minggu pertama implantasi.
Namun kombinasi C-Ap-kitosan bukan tanpa keunggulan. Deposisi matriks tulang pada kelompok ini terjadi lebih cepat, dan antarmuka antara tulang lama dan baru menunjukkan integrasi yang baik. Kitosan, dengan sifatnya yang fleksibel dan mudah dibentuk menjadi pasta, serbuk, atau film, memudahkan aplikasi klinis di lokasi defek yang tidak beraturan bentuknya.
Para peneliti menyimpulkan bahwa C-Ap-kitosan adalah kandidat potensial sebagai substitusi tulang yang bioresorbable. Mereka juga menyarankan modifikasi lanjutan: mengubah bentuk serbuk kitosan menjadi nanopartikel agar penyerapannya di cairan tubuh lebih optimal.
Dari cangkang udang di laboratorium LIPI Yogyakarta hingga tibia tikus Sprague Dawley di LPPT UGM, perjalanan sebuah biomaterial menuju klinik masih panjang. Tetapi data tiga minggu itu sudah cukup untuk mengatakan bahwa tulang baru bisa tumbuh, dan manusia mungkin tidak perlu lagi meminjam tulang dari bagian tubuhnya sendiri.
Penulis : Nanda Ayu , drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes.
Foto : Pexels
