Biomaterial untuk implan gigi harus memenuhi berbagai kriteria mulai dari struktur nano hingga tata ruang makro. Hal ini mencakup sifat fisikokimia, mekanik, serta interaksi biologis dengan jaringan. Dalam perkembangan terkini, pemanfaatan bahan biokeramik dari cangkang kerang abalon dan biopolimer berbentuk honeycomb menunjukkan potensi besar untuk aplikasi implan gigi dan rekayasa jaringan.
Sumber Biokeramik Biogenik
Penelitian yang dilakukan oleh mahasiswa Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Gadjah Mada, Mona Sari, dengan bimbingan Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, M.Si., M.Eng.; dan Prof. drg. Ika Dewi Ana, M.Kes., Ph.D. serta Dr. Chotimah, M.S. mengembangkan biokeramik hidroksiapatit (HAp) dan karbonat hidroksiapatit (CHAp) dari cangkang kerang abalon (Haliotis asinina). Proses fabrikasi melibatkan kalsinasi dengan variasi suhu dan waktu pengadukan serta metode presipitasi, menghasilkan material dengan performa yang memadai. Karakterisasi meliputi:
- XRD, SEM-EDX, dan FTIR untuk mengidentifikasi fase dan struktur kristal.
- Analisis rasio Ca/P yang menunjukkan nilai 1,67 untuk HAp dan 1,73 untuk CHAp, mendekati rasio pada tulang alami (1,71).
Ekstraksi lilin honeycomb (HCB) dimanfaatkan sebagai porogen pada scaffold HAp dan CHAp melalui teknik porogen leaching. Temuan penting:
- Porositas scaffold bertambah seiring meningkatnya konsentrasi HCB.
- HCB terdegradasi dalam scaffold, dengan penurunan ukuran kristalit sebagai indikasi struktur internal yang lebih halus.
Sifat mekanik dan biokompatibilitas diuji melalui:
- Uji kekerasan mikro pada enamel yang telah diremineralisasi oleh gel HAp-Abalon.
- Uji kekuatan tekan pada plat CHAp/Ti hasil pelapisan dengan metode electrophoretic deposition dip-coating (EP2D).
- Uji viabilitas sel (MTT dan kultur sel) pada scaffold dan gel. Hasil menunjukkan:
- Scaffold HAp 30 wt% dan CHAp 40 wt% merupakan sampel terbaik, dengan karakteristik fisikokimia dan viabilitas sel yang optimal.
- Gel HAp-Abalon 20 wt%, dengan ukuran kristalit sekitar (15 ± 1) nm, paling efektif untuk remineralisasi enamel (nilai kekerasan ~86 ± 6 VHN).
- Nilai IC50 gel HAp-Abalon 20 wt% adalah 1497 µg/mL, menandakan bahwa konsentrasi tinggi menyebabkan hambatan pertumbuhan NIH/3T3.
- Scaffold dan plat CHAp/Ti menunjukkan kekuatan tekan antara 54–83 MPa dan ketebalan pelapisan antara 50–200 µm, cocok untuk aplikasi implan tulang. Viabilitas sel pada plat CHAp/Ti lebih tinggi dibanding scaffold CHAp/Ti, dan permukaan plat tetap stabil setelah pelapisan.
***
Artikel ini mengurai perjalanan karakterisasi biomaterial mulai dari nanostruktur (kristalit, gel remineralisasi) hingga struktur makro (scaffold, pelapisan, mekanik). Penelitian UGM menegaskan bahwa kombinasi biokeramik dari abalon dan biopolimer HCB memiliki potensi besar untuk implan gigi, menggabungkan kompatibilitas biologis, kestabilan mekanik, dan efisiensi klinis.
References
Mona Sari, Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, M.Si., M.Eng.; Prof. drg. Ika Dewi Ana, M.Kes., Ph.D.; Dr. Chotimah, M.S., Pengembangan Scaffold dan Sediaan Gel Berbahan Dasar Biokeramik dari Cangkang Kerang Abalon (Haliotis Asinina) dan Biopolimer Honeycomb untuk Aplikasi Biomaterial, https://etd.repository.ugm.ac.id/penelitian/detail/219097
Author: Rizky B. Hendrawan | Photo: Freepik