Siapa sangka, limbah cangkang kerang dan daun teh hijau bisa diubah menjadi bahan penguat gigi alami? Itulah inovasi menarik dari tim mahasiswa Universitas Gadjah Mada (UGM) yang berhasil menciptakan biokomposit gel ramah lingkungan untuk memperkuat dan melindungi gigi dari bakteri penyebab gigi berlubang.
Gel ini menggabungkan dua bahan alami yaitu cangkang kerang hijau (Perna viridis) yang kaya kalsium, dan daun teh hijau (Camellia sinensis) yang mengandung fluoride alami serta polifenol senyawa yang berfungsi sebagai antibakteri. Melalui proses rekayasa material, keduanya disintesis menjadi nano-hidroksiapatit, yaitu bentuk mineral berukuran sangat kecil yang menyerupai struktur alami email gigi.
Penelitian ini dibimbing oleh Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si., M.Eng., Ph.D., pakar fisika material dari FMIPA UGM. Tim peneliti terdiri dari Hasan Rabbani (Fisika 2024) sebagai ketua, bersama Achmad Musa Nurhadi (Kedokteran Gigi 2024), Irya Dira (Kimia 2023), Jovanka Sandy (Kimia 2023), dan Ifah Nuur Rakhimah (Biologi 2024).
“Kami tidak hanya memanfaatkan potensi alam, tetapi juga menggabungkan ilmu fisika, kimia, biologi, dan kedokteran gigi dalam satu produk biomimetik produk berbasis prinsip biomimetik (peniruan sistem biologis) yang berorientasi pada keberlanjutan,” ujar Prof. Yusril (6/11).
Cangkang kerang dari Pantai Baron, Gunungkidul dipilih karena memiliki kadar kalsium karbonat hingga 95,69%, ideal untuk menghasilkan hidroksiapatit. Melalui proses pembakaran terkendali pada suhu 1000°C, cangkang diubah menjadi partikel berukuran nano. Sedangkan daun teh hijau dari Nglinggo, Kulon Progo diekstraksi menggunakan etanol 96% untuk memperoleh kandungan fluoride alami dan polifenol.
Untuk memastikan efektivitasnya, tim melakukan dua jenis pengujian utama, yaitu uji kekerasan gigi dan uji antibakteri. Pada uji kekerasan, permukaan gigi sapi dijadikan model karena strukturnya mirip dengan gigi manusia. Gigi yang telah diolesi gel kemudian diamati selama empat hari dan direndam dalam larutan saliva buatan untuk meniru kondisi mulut. Hasilnya menunjukkan peningkatan kekerasan pada lapisan email serta penurunan porositas (lubang-lubang kecil) di permukaan gigi, yang menandakan proses remineralisasi berjalan efektif.
Sementara itu, pada uji antibakteri, tim meneliti kemampuan gel dalam menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans yang merupakan bakteri utama penyebab gigi berlubang. Hasil pengamatan menunjukkan adanya zona hambat yang cukup luas, menandakan gel memiliki aktivitas antimikroba yang efektif dalam mencegah pertumbuhan bakteri penyebab karies.
Ketua tim, Hasan Rabbani, mengatakan ide riset ini muncul dari keprihatinan terhadap tingginya angka karies di Indonesia. “Menurut data Kementerian Kesehatan tahun 2023, prevalensi karies mencapai 82,8%. Kami ingin menghadirkan solusi dari bahan lokal yang aman, efektif, dan berkelanjutan,” jelasnya.
Dari sisi kedokteran gigi, Achmad Musa Nurhadi menambahkan bahwa gel ini bekerja berbeda dengan pasta gigi berfluoride biasa. Produk ini tidak hanya memperkuat bagian luar gigi, tetapi juga mampu menembus permukaan dan memperbaiki struktur mineral dari dalam. Selain itu, formulasi kami bebas dari risiko alergi protein susu sapi yang kadang ditemukan pada produk impor. Cara menggunakan gel ini cukup dioleskan pada gigi dengan jari bersih atau spatula silikon kecil dua kali sehari setelah menyikat gigi. Menurut Musa, tim juga memastikan struktur dan ukuran partikel gel sudah sesuai standar biomaterial internasional menggunakan serangkaian uji laboratorium seperti XRD, FTIR, dan SEM.
Sementara itu, Ifah Nuur Rakhimah menjelaskan tim melakukan uji antibakteri dengan kultur Streptococcus mutans untuk mengukur efektivitas daya hambatnya. Ia menyebut meski sempat mengalami kendala dalam proses sintesis suhu tinggi dan sterilisasi gel, kolaborasi lintas laboratorium di FMIPA, FBIO, dan FKG UGM berhasil mengatasi semua tantangan tersebut. Dengan berbagai keunggulan mulai dari kemampuan menembus lapisan gigi, sifat antibakteri, bebas alergen, hingga berbahan lokal berkelanjutan, gel ini dinilai berpotensi dikembangkan menuju tahap paten dan produksi industri.
Kini, Tim Pevillia Dent PKM-RE UGM tengah bersiap melangkah menuju Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) 2025 di Universitas Hasanuddin. Mereka membawa semangat kolaborasi lintas disiplin dan inovasi berbasis sumber daya lokal untuk menghadirkan solusi kesehatan gigi yang aman, alami, dan berkelanjutan.
Penulis: Ahmad Musa | Foto: Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025
Editor: Fajar Budi Harsakti
