Selama berabad-abad, plaster of Paris — material putih yang familiar di cetakan dan konstruksi — telah dipakai dokter untuk mengisi kerusakan tulang. Tapi ada satu masalah yang tidak pernah tuntas: bahan ini hancur terlalu cepat, sebelum tulang baru sempat tumbuh mengisi ruang yang ditinggalkannya. Sebuah studi dari Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada mencoba menjawab pertanyaan itu dengan cara yang tidak terduga — mencampurnya dengan mineral karang laut.
Penelitian yang dipublikasikan di Journal of Biomedical Materials Research Part A ini mengungkap bahwa kombinasi kalsium sulfat (plaster of Paris/POP) dengan kalsium karbonat (CaCO₃) tidak hanya memperlambat degradasi material, tetapi justru mempercepat pembentukan tulang baru pada fase awal penyembuhan.
Masalah Lama yang Belum Selesai
Kalsium sulfat sudah digunakan secara klinis selama bertahun-tahun untuk menangani defek tulang, baik sendirian maupun dikombinasikan dengan material lain. Keunggulannya jelas: bisa mengeras sendiri di dalam tubuh saat dicampurkan air, dan tidak memicu respons inflamasi berat.
Namun di balik itu, ada kelemahan mendasar. POP terdegradasi terlalu cepat in vivo sehingga tidak mampu menyediakan kerangka tiga dimensi yang cukup lama untuk mendukung osteokonduksi — proses jaringan tulang baru tumbuh merambat di atas scaffold. Tulang baru butuh waktu, sementara POP tidak memberi waktu itu.
Di sinilah kalsium karbonat masuk. Material ini bukan pendatang baru di dunia bedah tulang. Karang laut yang mengandung aragonit — salah satu bentuk CaCO₃ — sudah digunakan untuk bone grafting sejak 1970 karena osteokonduksi, bioresorbabilitas, dan biokompatibilitasnya yang baik. Lebih menarik lagi, CaCO₃ adalah salah satu dari sedikit material yang mampu membentuk ikatan kimia dengan tulang dan jaringan lunak in vivo.
Tikus, Femur, dan Tiga Formula
Dr. drg. Anne Handrini Dewi, M.Kes. dan Prof. drg. Ika Dewi Ana, M.Kes., Ph.D. dari Departemen Ilmu Biomedika Kedokteran Gigi FKG UGM, bersama Joop Wolke dan John Jansen dari Radboud University Nijmegen Medical Center Belanda, merancang tiga formula komposit: POP-100 (murni POP), POP-075 (POP:CaCO₃ = 75:25), dan POP-050 (POP:CaCO₃ = 50:50).
Dua puluh empat tikus jantan Sprague Dawley berusia lima bulan digunakan sebagai model hewan. Implan silindris berdiameter 2,5 mm ditanam ke dalam kondilus femoral tiap tikus, lalu dievaluasi pada minggu pertama dan keempat melalui analisis histologis jaringan tulang.
Hasilnya menarik. Pada minggu pertama, degradasi POP-100 secara statistik lebih cepat dibandingkan dua kelompok lainnya (p < 0,05). Artinya, penambahan CaCO₃ memang berhasil memperlambat laju degradasi. Yang lebih mengejutkan: POP-050 dan POP-075 justru menginduksi pembentukan tulang yang lebih cepat dibandingkan POP-100 pada minggu pertama (p < 0,05).
“Penambahan CaCO₃ tidak hanya mereduksi laju degradasi POP, tetapi juga meningkatkan pembentukan tulang awal. Ion kalsium yang dilepaskan menghambat aktivitas osteoklas dan menggeser keseimbangan tulang ke arah pembentukan.”
Mekanismenya dapat dijelaskan secara kimiawi. Ion kalsium yang dilepaskan CaCO₃ menghambat aktivitas osteoklas dan mendorong keseimbangan tulang ke arah pembentukan. Sementara itu, ion karbonat yang terlepas dapat mensubstitusi ion fosfat atau hidroksida dalam struktur apatit tulang di sekitarnya.
Janji yang Belum Sepenuhnya Terpenuhi
Meski menjanjikan, penelitian ini juga mengungkap keterbatasan yang jujur. Pada minggu keempat, perbedaan antar kelompok tidak lagi signifikan secara statistik. Lebih penting lagi, degradasi semen tidak diikuti oleh pengisian penuh defek dengan jaringan tulang — ruang yang ditinggalkan material sering kali terisi jaringan fibrosa, bahkan sel lemak.
Uji mekanik menunjukkan bahwa penambahan 50% CaCO₃ menurunkan kekuatan tarik diametral (DTS) dari 13,157 ± 1,56 MPa pada POP-100 menjadi hanya 7,14 ± 0,78 MPa pada POP-050. Kompromi antara kekuatan mekanis dan performa biologis ini menjadi tantangan tersendiri yang harus diselesaikan pada penelitian lanjutan.
Ada juga kesenjangan menarik antara data in vitro and in vivo: laju degradasi di dalam tubuh tikus jauh lebih cepat dibandingkan dalam simulasi cairan tubuh (simulated body fluid/SBF) di laboratorium. Para peneliti menduga hal ini disebabkan oleh protein darah yang diketahui berinteraksi dengan perilaku gipsum. Temuan ini sekaligus menegaskan perlunya metode pengujian in vitro yang lebih mampu memprediksi perilaku material di dalam tubuh.
Para peneliti menyimpulkan bahwa komposit POP-CaCO₃ layak disebut sebagai material bone grafting yang menjanjikan, namun komposisi optimal — baik dari sisi kapasitas penyembuhan maupun perilaku degradasi — masih perlu dicari melalui studi lanjutan dengan rasio CaCO₃ yang lebih tinggi dan interval waktu yang lebih panjang.
Di dunia kedokteran gigi, di mana kehilangan tulang alveolar akibat pencabutan gigi, penyakit periodontal, atau trauma adalah masalah sehari-hari, temuan semacam ini bukan sekadar sains dasar. Ia adalah batu loncatan menuju material yang suatu hari nanti bisa diaplikasikan langsung di kursi perawatan pasien.
Penulis: Hazra Alifia Muharam, drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes.
Foto: Pict generate by Gemini AI
