Bayangkan sebuah lubang kecil berdiameter 2,5 milimeter yang dibor dengan hati-hati di tulang paha seekor tikus. Di dalamnya, ditanamkan silinder mungil dari campuran dua bahan mineral. Empat minggu kemudian, di bawah lensa mikroskop cahaya, tampak sesuatu yang menarik: tulang baru mulai tumbuh mengisi ruang yang ditinggalkan material yang perlahan luruh. Inilah inti dari penelitian yang dipublikasikan di Journal of Biomedical Materials Research Part A oleh Dr. drg. Anne Handrini Dewi, M.Kes. dan Prof. drg. Ika Dewi Ana, M.Kes., Ph.D. dari Departemen Biomedika Kedokteran Gigi FKG UGM, bersama Joop Wolke dan John Jansen dari Radboud University Nijmegen Medical Center, Belanda.
Temuannya sederhana namun bermakna: menambahkan kalsium karbonat (CaCO₃) ke dalam plester Paris memperlambat degradasi material sekaligus mempercepat pembentukan tulang baru. Sebuah kombinasi yang, dalam dunia bone grafting, terasa seperti mendapatkan dua keuntungan sekaligus dari satu formula.
Plester Paris dan Masalah Lamanya yang Belum Tuntas
Kalsium sulfat, yang lebih dikenal sebagai plester Paris (POP), bukan barang baru di dunia kedokteran. Material ini sudah digunakan selama bertahun-tahun untuk menangani defek tulang, baik secara mandiri maupun dikombinasikan dengan bahan cangkok lain. Keunggulannya jelas: ia bisa mengeras sendiri (self-setting) di dalam tubuh, tidak memicu respons inflamasi berat, dan cukup ramah secara biologis.
Namun ada satu kelemahan mendasar yang sulit diabaikan. POP terdegradasi terlalu cepat secara in vivo, sehingga kerangka tiga dimensi yang seharusnya menopang pertumbuhan tulang baru runtuh sebelum tulang benar-benar terbentuk. Ibarat perancah bangunan yang dicabut sebelum beton mengering.
Berbagai solusi sudah dicoba: mencampurnya dengan β-Tricalcium Phosphate, demineralized bone graft, hingga kalsium fosfat. Kali ini, tim peneliti melirik kalsium karbonat, mineral yang secara kimiawi cukup mirip dengan komponen mineral tulang asli. Koral laut, yang mengandung aragonit CaCO₃ hingga 97%, sudah digunakan untuk bone grafting sejak 1970 karena sifat osteokonduktif, bioresorbable, dan biokompatibilitasnya yang baik.
Tiga Formula, Dua Puluh Empat Tikus
Tim peneliti menyiapkan tiga komposisi material: POP-100 (100% POP murni), POP-075 (POP:CaCO₃ = 75:25), dan POP-050 (POP:CaCO₃ = 50:50). Dua puluh empat ekor tikus Sprague Dawley jantan berusia 5 bulan dengan berat 300–350 gram menjadi subjek percobaan. Silinder kecil berukuran 2,5 × 3 mm² ditanamkan ke dalam kondilus femur kiri dan kanan masing-masing tikus, kemudian dievaluasi pada minggu pertama dan keempat.
Hasil uji mekanik menunjukkan bahwa penambahan 50% CaCO₃ menurunkan kekuatan tarik diametral (DTS) secara signifikan, dari 13,157 ± 1,56 MPa pada POP-100 menjadi 7,14 ± 0,78 MPa pada POP-050. Kompromi kekuatan ini menjadi catatan penting untuk pengembangan lebih lanjut.
Namun temuan yang lebih menarik datang dari histologi. Pada minggu pertama, POP-050 dan POP-075 memperlihatkan pembentukan tulang yang lebih cepat dibandingkan POP-100 (p < 0,05). Sementara itu, degradasi POP-100 justru berlangsung lebih cepat dibanding dua komposisi lainnya pada periode yang sama. Dengan kata lain, kehadiran CaCO₃ memperlambat laju degradasi sekaligus mendorong pertumbuhan tulang lebih awal.
“The incorporation of CaCO₃ into POP did decrease the degradation rate of the cements and induced faster bone formation, thus provides promising properties to this material.” — Dewi AH, Ana ID, Wolke J, Jansen J.
Mekanisme di balik fenomena ini diduga melibatkan pelepasan ion kalsium dan karbonat dari CaCO₃. Ion kalsium diketahui dapat menghambat aktivitas osteoklas dan menggeser keseimbangan tulang ke arah pembentukan, sementara ion karbonat dapat mensubstitusi ion fosfat atau hidroksida dalam struktur apatit tulang di sekitarnya.
Ketika Laboratorium Berbeda Cerita dengan Tubuh Hidup
Salah satu temuan paling jujur dalam studi ini adalah ketidaksesuaian antara data in vitro dan in vivo. Dalam simulasi cairan tubuh (SBF), degradasi material berlangsung lebih lambat dibanding yang terjadi di dalam femur tikus. Para peneliti menduga hal ini disebabkan oleh kehadiran protein darah di lingkungan in vivo, yang diketahui dapat memengaruhi perilaku gipsum.
Ketidaksesuaian ini bukan kegagalan, melainkan pengingat penting: uji coba dalam cairan simulasi belum cukup untuk memprediksi perilaku material di dalam tubuh yang sesungguhnya. Data XRD juga tidak mendeteksi presipitasi apatit setelah empat minggu perendaman dalam SBF, meskipun analisis FT-IR mengindikasikan adanya gugus fosfat yang mungkin mencerminkan awal pembentukan lapisan apatit pada permukaan material.
Pada evaluasi empat minggu, perbedaan antar kelompok tidak lagi signifikan secara statistik, baik untuk degradasi semen maupun pembentukan tulang. Ruang defek masih sebagian terisi jaringan fibrosa, bukan tulang matang sepenuhnya. Ini membuka pertanyaan: apakah persentase CaCO₃ yang lebih tinggi, atau interval waktu yang lebih panjang, akan menghasilkan penutupan defek yang lebih sempurna?
Fondasi untuk Langkah Berikutnya
Studi ini bukan jawaban final, dan para penelitinya tahu itu. Tidak ada respons inflamasi kronis yang ditemukan, tidak ada toksisitas jaringan yang terdeteksi, dan secara keseluruhan material komposit ini menunjukkan profil keamanan yang baik. Tetapi ruang untuk penyempurnaan masih terbuka lebar: variasi komposisi CaCO₃ yang lebih tinggi, interval implantasi yang lebih panjang, hingga eksplorasi mekanisme regenerasi tulang yang lebih detail.
Dari sebuah lubang kecil di tulang paha tikus, penelitian ini meninggalkan catatan yang layak diikuti: bahan yang paling tua dalam sejarah bone grafting mungkin belum selesai bercerita, terutama ketika diberi kesempatan untuk bekerja bersama.
Penulis: Hazra Alifia Muharam, drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes.
Foto: Pict generate by Gemini AI
