Gambar 4. Aplikasi membran selulosa mikrobial biodegradable hasil iradiasi pada kasus defek tulang bidang periodontal
2.6. Graft Tulang (bone graft)
Grafting tulang (bone grafting) adalah suatu prosedur bedah untuk menggantikan kehilangan tulang akibat berbagai sebab dengan material tulang baru berupa autograft, allograft, xenograft, atau tulang sintetik. Grafting tulang di gunakan untuk memperbaiki kerusakan/fraktur tulang yang sangat komplek dan memiliki resiko terhadap pasien seperti defek pada tulang karena berbagai sebab antara lain luka traumatik, kanker tulang, dan penyakit bawaan lahir (congenital disorder). Graft tulang juga digunakan untuk memperbaiki kerusakan (injured) tulang yang tidak dapat disembuhkan 31-33.
Melvin S.J 31 melaporkan bahwa tranpalantasi tulang merupakan transplantasi jaringan terbesar kedua setelah transfusi darah. Di Amerika, terdapat lebih dari 500.000 operasi graft tulang dilaksanakan setiap tahun untuk memperbaiki atau mengganti defek tulang karena trauma, infeksi, penyakit bawaan lahir atau karena penyakit berbahaya lain (malignancy). Di Indonesia data jumlah operasi graft tulang setiap tahunnya tidak ada, namun permintaan akan operasi graft terus meningkat setiap tahunnya.
Grafting tulang untuk menggantikan defek tulang sangatlah mungkin karena tidak seperti jaringan biologi lainnya, tulang mempunyai kemampuan untuk beregenerasi secara sempurna jika kepadanya diberi ruang untuk tumbuh. Secara alamiah, tulang host akan tumbuh dan menggantikan material graft secara sempurna menghasilkan suatu
tulang baru yang terintegrasi. Ada 3 cara dimana suatu garfat tulang dapat membantu memperbaiki kerusakan tulang yaitu osteokonduksi, osteoinduksi dan osteogenesis.
2.6.1. Jenis Graft Tulang 33, 34
Ada beberapa macam sumber graft tulang yang digunakan yaitu autograft, allograft, xenograft, atau tulang sintetik. Masing-masing garaft tulang mempunyai keunggulan dan kelemahannya.
a). Autograft
Autograft adalah tulang yang diambil dari tubuh pasien sendiri (biasanya dari tulang panjang/kortikal seperti tulang paha atau tulang spongiosa/trabekular). Autograft merupakan graft tulang yang paling baik karena memiliki beberapa keuntungan yaitu tidak ada risiko transfer penyakit karena tulang berasal dari tubuh yang sama; tidak atau sedikit sekali adanya penolakan dari tubuh; memiliki sifat osteoinduksi, osteokonduksi dan osteogenesis sehingga pertumbuhan tulang baru lebih cepat. Namun demikian autograft juga mempunyai beberapa kekurangan yaitu diperlukan dua kali operasi yaitu satu untuk pengambilan tulang sebagai tulang autograft dan operasi kedua untuk pemasangan tulang autograft; adanya kondisi postoperative morbidity seperti rasa sakit, pendarahan, masalah penanganan luka, infeksi atau kerusakan syaraf pada tempat donor. Selain itu kekurangan lainya dari tulang augraft adalah terbatasnya jumlah tulang autograft yang dapat diambil dan dapat berisiko kematian pada pasien.
b). Allograft
Allograft adalah tulang yang berasal dari donor manusia lain baik dari donor hidup maupun donor yang telah mati (cadaver). Tulang allograft harus telah lulus screening berbagai penyakit yang berbahaya seperti HIV, Hepatitis, dan penyakit-penyakit menular lainnya. Untuk melakukan pengujian terhadap adanya virus HIV dilakukan dengan metode PCR. Selain itu diperlukan adanya sterilisasi. Beberapa kelebihan allograft antara lain tidak memerlukan operasi kedua; dapat merangsang pertumbuhan tulang host. Beberapa kelemahan tulang allograft yaitu adanya kemungkinan reaksi imunologik, kemungkinan transfer penyakit, tidak memiliki sifat osteoinduksi (terutama allograft dari donor cadaver) dan proses integrasi kedalam tulang host lebih lambat. Ada tiga macam tulang allograt yaitu 35 1) Fresh atau fresh-frozen bone, 2) Freeze-dried bone allograft (FDBA) 3) Demineralized freeze-dried bone
allograft (DFDBA)
c). Xenograft
Xenograft adalah tulang yang berasal dari donor spesies lain seperti sapi (bovine), babi dan lain sebagainya. Sebelum digunakan, xenograft harus diproses untuk membuatnya menjadi biocompatible dan steril. Tulang sapi yang digunakan sebagai graft harus telah memenuhi syarat seperti berasal dari sapi muda dibawah umur 2 tahun, bebas dari berbagai penyakit antara lain antrax dan sapi gila. Xenograft mempunyai kelebihan dibandingkan dengan allograft atau autograft dalam hal sumber
tulang graft mudah didapat sehingga dapat diproduksi dalam jumlah relatif besar. Sedangkan beberapa kendala dalam pemakaian xenograft adalah adanya reaksi imunogenik seperti reaksi penolakan xenograft baik kronis maupun hiperakut 37. Selain itu adanya kendala penolakna dari pasien untuk menggunakan tulang yang berasal dari hewan.
d). Graft Tulang Sintetik
Graft Tulang Sintetik adalah tulang yang disitesis oleh manusia dan bukan merupakan jaringan biologis. Graft tulang sintetik biasanya memiliki sifat osteokonduktif dan sifat-sifat struktural tulang, tidak memiliki sifat osteoinduktif atau osteogenesis. Material berbahan dasar keramik seperti hidroksi apatit, trikalsium pospat, koralin apatit; bioglas dan polimer merupakan bebrapa contoh graft tulang sintetik.
2.6.2. Bank Jaringan Riset Batan atau
Batan Research Tissue Bank
(BRTB)
Bank jaringan secara umum dapat didefinikan sebagai suatu organisasi/usaha amal, yang bertujuan untuk mengumpulkan, memproses, menyediakan, mengawetkan, menyimpan, mensterilkan serta mendistribusikan jaringan biologi guna keperluan klinik. Jaringan biologi tersebut berasal dari jaringan yang didermakan oleh donor yang bebas dari berbagai kuman dan virus seperti HIV, Hepatitis B/C, Tuberculoses/TBC, Syphilis, dll., dan diproses sebagai bahan biomaterial alami dan disterilkan dengan radiasi sinar gamma/
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI Jakarta, 15-16 Juni 2010
berkas elektron, sehingga dapat digunakan dengan aman. Jaringan biologi ini bisa tahan pada kondisi penyimpanan suhu kamar selama beberapa tahun. Dinamakan Bank jaringan karena jaringan selalu tersedia kalau diperlukan 38.
Bank Jaringan Riset Batan atau
Batan Research Tissue Bank (BRTB) adalah suatu Bank Jaringan yang berada di bawah Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional (PATIR-BATAN), yang bertugas untuk melakukan penelitian dan pengembangan teknologi pemrosesan jaringan biologi (manusia dan hewan) dan sintetik yang disterilkan dengan radiasi gamma atau berkas elektron, sehingga dihasilkan produk biomaterial (graft tulang, amnion, jaringan lainnya dan sintetik biomaterial) dengan kualitas tinggi untuk dapat diimplantasikan atau digunakan pada pasien yang membutuhkan. Penelitian pemrosesan jaringan biologi di Indonesia telah dimulai sejak tahun 1986, yaitu dengan penelitian pemrosesan jaringan amnion segar yang secara liofilisasi, kemudian disterilkan dengan radiasi sinar gamma. Produk tersebut dinamakan Amnion Liofilisasi Steril- Radiasi (ALS-Steril). ALS-Steril digunakan untuk penutup luka bakar, luka bedah Cesar,luka terbuka atau luka lepra, dan untuk operasi mata.Hingga saat ini telah diimplantasi pada lebih dari 500 mata pasien dengan hasil yang baik.
Pada tahun 1992, BRTB mengembangkan penelitian ke jaringan tulang, baik tulang manusia maupun tulang sapi (allograft dan xenograft). Implantasi tulang dibidang bedah ortopedi sangat
dibutuhkan oleh pasien kanker/tumor tulang atau pasien lainnya untuk rekonstruksi, serta pasien gigi dan mulut. Metoda yang dikembangkan adalah metoda dari Association of American Tissue Bank (AATB), Association of European Tissue Bank (AETB) serta metoda yang dikembangkan oleh International Atomic Energy Agency (IAEA). Proses produksi berpedoman kepada Cara Produksi Obat yang baik (CPOB) yang dikeluarkan oleh Departemen Kesehatan. Sejak tahun 1995 talah diproduksi lebih dari 3000 graft tulang untuk pemakaian pada ortopedi.
a). Sterilisasi Tissue Graft
Tissue graft (graft tulang dan amnion) yang dihasilkan oleh BRTB di sterilkan dengan radiasi sinar gamma atau berkas elektron dengan dosis 25 kGy. Iradiasi dilakukan menggunakan irradiator gamma atau mesin berkas elektron yang berada di PATIR BATAN.
b). Aplikasi Graft Tulang
Produk BRTB sebagaimana diperlihatkan pada table 1. secara rutin telah gunakan di bidang ortopedi, periodontal, optalmologi dan bidang lainya pada beberapa rumah sakit dengan hasil memuaskan. Beberapa rumah sakit yang telah menggunakan yaitu RSUP Ciptomangunkusumo, RSU Fatmawati, RSPAD , RS. Siaga Raya, RS Mata Aini, Jakarta Eye Center, MMC (semua di Jakarta ), RSU Dr. Jamil Padang, RSU Palembang, RSU Ujung Pandang, RS Mata Cicendo Bandung dan RSU Medan dan RSU Malang.
(BOSIR) merupakan tulang xenograft yang berasal dari sapi yang telah diproses secara kimia untuk menghilangkan protein penyebab reaksi imun serta disterilisai dengan sinar gamma. BOSIR berbentuk bulat dengan ukuran sesuai dengan bola mata pasien yang akan digantikan. BOSIR digunakan sebagai pengganti bola mata pada pasien dengan kerusakan bola mata. Hasil penelitian klinis menunjukkan bahwa BOSIR dapat diterima dengan baik oleh jaringan tubuh pasien dan tidak menimbulkan efek samping. Sama seperti BOSIR, Freeze-Dried Bone Xenograft Steril Radiasi (FDBX) berasal dari tulang sapi yang telah memenuhi persyaratan dan diproses secara kimia menggunakan asam klorida encer untuk menghilangkan komponen mineral yang ada tetapi tetap meninggalkan protein kolagen maupun non kolagen dan growth factors, kemudian FDBX dikeringkan menggunakan secara liofilisasi dan disterilkan dengan radiasi sinar gamma. FDBX digunakan pada defek tulang dibidang periodontal dan bedah tulang lainnya yang tidak memerlukan suport
struktur. Begitu juga Demineralized Freeze Dried Bone Allograft (DFDBA) yang berasal dari tulang donor manusia lain dan diproses seperti pada FDBX. Amnion Liofilisasi Steril Radiasi (ALS-Steril) diambil dari plasenta bayi yang dilahirkan oleh ibu sehat, bebas dari penyakit menular seperti HIV dan Hepatitis B/C, baik dari kelahiran normal maupun melalui pembedahan. Amnion segar mengandung beberapa jenis hormon dan enzim, yang bermanfaat pada proses regerasi sel-sel baru sehingga dapat digunakan untuk penutup luka bakar, luka bedah Cesar,luka terbuka atau luka lepra, terutama sangat efektif untuk luka baker derajat I dan II. Mulai tahun 1997, ALS-Steril digunakan untuk operasi mata, dan hingga saat ini telah diimplantasi pada lebih dari 300 mata pasien dengan hasil yang baik.
Dari pemakaian klinis produk BRTM yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa produk BRTB memberikan hasil yang cukup memuaskan dan hingga saat belum pernah dilaporkan adanya reaksi penolakan dari tubuh pasiden yang menggunakan. Tabel 1. Beberapa contoh produk BRTB
No. Nama Produk Pemakaian
1 Bone Ocular Spherical Implant Radiasi
(BOSIR) pengganti bola mata 2 Freeze-Dried Bone Xenograft Steril Radiasi
(FDBX) Sebagai filler pada defek tulang terutama dibidang periodontal 3 Demineralized Freeze Dried Bone Allograft
(DFDBA-Granul) Periodontal (periodontal pocket dan tooth extraction
4 Freeze-Dried Bone Allograft Steril Radiasi
(FDBA-Chip) Ortopedi (kanker tulang dan defek tulang lainnya 5 Amnion Liofilisasi Steril Radiasi (ALS-Steril) Pembalut luka, mata, dan gigi
6 Membran selulosa mikrobial biodegradable
Seminar Nasional Keselamatan Kesehatan dan Lingkungan VI Jakarta, 15-16 Juni 2010
III. KESIMPULAN
1. Radiasi ionisasi (sinar gamma dan berkas elektron) telah digunakan secara sukses untuk sterilisasi produk kesehatan (biomaterial) antara lain hidrogel (pembalut luka, penurun demam), graft tulang (allograft, xenograft) dan makanan siap saji (rendang, pepes ikan).
2. Radiasi ionisasi (sinar gamma dan EBM) telah digunakan untuk modifikasi polimer (melalui crosslinking atau degradasi) menjadi biomaterial untuk keperluan klinis.
3. Beberapa produk biomaterial PATIR BATAN hasil proses radiasi yaitu hidrogel (pembalut luka, penurun demem), graft tulang (allograft, xenograft), membran selulosa mikrobial, dll.
DAFTAR PUSTAKA
1. GUELCHER, S.A. AND HOLLINGER, J. O., An Introduction to Biomaterials, CRC Press, Boca Raton, FL., 2006 2. PARK, J.B., AND LAKES, R.S.,
Biomaterials, an Introduction, Second ed. Plenum Press, New York, 1992
3. ROSIAK, M.J., Radiation Formation of Hydrogel for Biomedical Application, The International Atomic Energy Agency Report, 2002
4. ANONIM, Nuclear Energy Used for Peaceful Purposes in China, http://english.people daily.com.cn, diakses tanggal 1 Mei 2010
5. GOCLAWSKA, A.D., the Application of Ionizing Radiation to Sterilise Connective Tissue Allograft in
Radiation and Tissue Banking, Phillip, G.O (editor), World Scientific, 2000, p. 62
6. A. SINGH, H. SINGH, Industrial
Application of Elektron Accelerator, dalam Isotopes and Radiation Technology in Industry, S.M.Rao and K.M. Kulkarani (eds), Perfect print, India, 1994, page 2.
7. A. CHARLESBY, Future Prospects of
Industrial Radiation Processing, dalam Industrial Application of Radioisotopes and Radiation Technology, IAEA, Vienna, 1982, page 105.
8. PARTHASARATHI, K.S., Radiation Processing of Food: a Clean and Safe Technology, www.dae.gov.in, diunduh tanggal 5 Mei 2010
9. G.P. JACOBS, "Gamma Radiation Sterilization," in Encyclopedia of
Pharmaceutical Technology, J. Swarbrick and J.C. Boylan, Eds., (Marcel Dekker, New York, Vol. 6, 1992), pp. 303–332.
10. M.R. CLELAND AND J.A. BECK, "Electron Beam Sterilization," in
Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, J. Swarbrick and J.C. Boylan, Eds., (Marcel Dekker, New York, Vol. 5, 1992), pp. 105–136. 11. Ethylen Oxide Sterilization,
http://www.ellab.com, diunduh tanggal 1 mei 2010
12. WOOD, R.J.,AND PIKAEV, AK., Applied Radiation Chemistry, John Wiley and Sons, Inc., 1994, p.392
13. MA ZUE The, Radiation Technology Application, Regional Seminar on Radiation Technology for Biomedical Application, Shanghai, China, 12-16 December 1994.
14. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY