DENSITAS OTOT DAN TULANG FEMUR SEBAGAI
RESPON TERHADAP IMPLAN BESI (Fe) BERPORI PADA
TIKUS SECARA RADIOGRAFI
ARLITA SARININGRUM
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Densitas Otot dan Tulang Femur sebagai Respon terhadap Implan Besi (Fe) Berpori pada Tikus Secara Radiografi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
ARLITA SARININGRUM. Densitas Otot dan Tulang Femur sebagai Respon terhadap Implan Besi (Fe) Berpori pada Tikus secara Radiografi. Dibimbing oleh DENI NOVIANA.
Penelitian ini bertujuan melihat densitas pada implan, peri-implan-tulang dan peri-implan-otot sebagai respon implan Fe berpori pada os femur tikus secara radiografi. Penelitian ini menggunakan 60 ekor tikus jantan Sprague Dawley dewasa dengan rataan berat badan 175 gram. Tikus dibagi menjadi empat kelompok perlakuan berdasarkan implan, yaitu 450 µm, 580 µm, 800 µm dan kontrol. Implan ditanamkan pada tulang femur kanan tikus dan dilakukan pengambilan gambar radiografi pada hari ke- 7, 14, dan 30 pascaimplantasi. Hasil radiografi menunjukkan perbedaan opasitas pada implan, tulang, dan otot. Implan mempunyai opasitas yang lebih radioopaque dibandingkan tulang, dan tulang lebih radioopaque dibandingnkan otot. Nilai densitas implan pada semua ukuran pori mengalami penurunan pada setiap waktu pengamatan. Hal ini menunjukkan adanya material implan yang terdegradasi. Nilai densitas peri-implan-tulang cenderung sama pada semua ukuran pori menunjukkan bahwa respon tulang terhadap implan sangat kecil, sedangkan nilai densitas peri-implan-otot cenderung meningkat yang menunjukkan adanya respon dari otot di sekitar implan terhadap implan.
Kata kunci: densitas, implan, peri-implan-tulang, peri-implan-otot, radiografi
ABSTRACT
ARLITA SARININGRUM. Radiograhy Density of Femoral Muscle and Bone after Implantation of Porous Iron. Supervised by DENI NOVIANA.
The aim of this study was to examine the density of implant, peri-implant-bone, and peri-implant-muscle by radigraphy density of rat femoral. This study used 60 adult male Sprague Dawley rats with an average body weight of 175 g. Rats were divided into four groups based on implant pores size 450 μm, 580 μm and 800 μm and controls. Implants were inserted into drilled deffect at the right femur bone of rats, except control without implant. The radiographic images were capture at day 7, 14, and 30 after implantation. Radiographic results showed that the opacity of the implant, bone, and muscle was different. Implants have a more radioopaque than bone, and bone more radioopaque than muscle. Density values of implants in all pore size decreasing at each time of observation as degradation proses. The density of peri-implant-bone tend to be similar in all pores implants. It is also showed that the bone response againts implants were very small, while the value of density peri-implant-muscle tends to increase which indicates the response of the muscle to the implant.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
DENSITAS OTOT DAN TULANG FEMUR SEBAGAI RESPON
TERHADAP IMPLAN BESI (Fe) BERPORI PADA TIKUS
SECARA RADIOGRAFI
ARLITA SARININGRUM
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya, sehingga skripsi dengan judul Densitas Otot dan Tulang Femur sebagai Respon terhadap Implan Besi (Fe) Berpori pada Tikus secara Radiografi dapat diselesaikan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Drh Deni Noviana, PhD selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan arahan, nasihat, dan bimbingan dengan baik selama proses penulisan skripsi ini. Tidak lupa juga penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Drh Muhammad Fakhrul Ulum, MSi atas pengarahannya dalam penyusunan skripsi ini. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada team penelitian Drh Budianto Panjaitan, MSi, Drh Devi Paramitha, MSi, Drh Sitaria Siallagan, MSi, Anizza, Jojo, Dwida, Risti, dan Fajar atas kerjasama dan bantuannya selama penelitian.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Papa, Mama, Anggi dan Yola atas doa, semangat, dan cinta yang telah diberikan. Selanjutnya ucapan terimakasih penulis ucapkan kepada kakak-kakak tercinta Drh Anggraita Putra Drh Silvia Anjar Kusuma, Drh Muhammad Ridwan, Irwan Manshur Ahmad, SKH serta sahabat-sahabat terbaik Puti, Rari, Deva, Bemby, Hasby, dan Iren yang selalu mengingatkan dan memberi semangat untuk menulis skripsi ini. Ucapan terimakasih kepada keluarga besar Acromion 47 dan Himpro Satli yang selalu menemani dalam suka dan duka.
Penulis menyadari penulisan skripsi ini tidak luput dari kekurangan, untuk itu penulis sangat berterimakasih atas kritik dan saran-saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Bogor, Mei 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR viii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat Penelitian 1
TINJAUAN PUSTAKA 2
Biomaterial Terdegradasi 2
Tulang 2
Radiografi Sinar-X 3
BAHAN DAN METODE 3
Waktu dan Tempat Penelitian 3
Hewan Penelitian 3
Bahan dan Alat 4
Metodologi 4
Aklimatisasi Tikus 4
Persiapan Material Implan 5
Preparasi Hewan 5
Penanaman Material Implan 5
Pengambilan Gambar Radiografi 6
Perhitungan dan Analisis Data 6
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
SIMPULAN DAN SARAN 10
Simpulan 10
Saran 11
Ucapan Terimakasih 11
DAFTAR PUSTAKA 11
DAFTAR TABEL
1 Densitas implan pada Fe berpori 450 µm, 580 µm, 800 pada
pengamatan hari ke 7, 14, dan 30 8
2 Nilai Rasio densitas kalus (mediolateral) pada kelinci Nilai densitas pada tepi implan dan os femur yang diimplan Fe berpori 450 µm, 580 µm, 800 µm pada pengamatan hari ke 7, 14, dan 30 9 3 Nilai densitas pada tepi otot dan implan Fe berpori 450 µm, 580 µm,
800 µm pada pengamatan hari ke 7, 14, dan 30. 10
DAFTAR GAMBAR
1 Alat yang digunakan untuk mengambil gambar radiografi yaitu Cr7 vet computed dental radiography beserta film berukuran 6x9 cm (A) yang kemudian akan dibaca menggunakan x-ray film reader (B). 4
2 Alur aklimatisasi 5
3 Fe berpori 450 µm (a), 580 µm (b), dan 800 µm (c) 5 4 Os femur yang telah diberi implan Fe berpori dengan area implan yang
dianalisa (●) dan area background ( ) 6
5 Os femur yang telah diberi implan Fe berpori dengan area peri-implan-otot (a) dan peri-implan-tulang (b) yang diamati menggunakan ImageJ® (A) menghasilkan line pot peri-implan-otot (B) dan peri-implan-tulang (C). Region of Interest (ROI) yang diamati adalah daerah pertemuan
antara implan dengan tulang atau otot (D). 7
6 Hasil radiografi implan Fe berpori 450 µm, 580 µm, dan 800 µm pada os femur kanan tikus selama 30 hari pengamatan. 7 7 Grafik densitas implan Fe berpori pada os femur tikus selama 30 hari
pengamatan. Garis vertikal diatas balok merupakan standar deviasi. 8 8 Grafik densitas peri-implan-tulang Fe berpori pada os femur tikus
selama 30 pengamatan. Garis vertikal diatas balok merupakan standar
deviasi. 9
9 Grafik densitas peri-implan-otot yang diimplan dengan Fe berpori selama 30 hari pengamatan. Garis vertikal diatas balok merupakan
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tulang merupakan bagian tubuh yang memiliki fungsi utama sebagai pembentuk rangka dan alat gerak tubuh, pelindung organ-organ internal, serta tempat penyimpanan mineral (kalsium fosfat) (Djuwita et al. 2012). Kerusakan pada tulang dapat berupa penyakit ataupun trauma yang menyebabkan tulang kehilangan kekuatan sehingga mengurangi fungsi-fungsi tersebut.
Beberapa masalah klinis yang spesifik seperti penyakit/trauma hanya membutuhkan dukungan sementara untuk penyembuhan. Dukungan sementara ini, dapat diberikan oleh implan yang terbuat dari biomaterial yang dapat diserap tubuh, sehingga memungkinkan implan terdegradasi secara bertahap setelah memenuhi fungsinya (Li et al. 2014). Konsep biodegradasi telah dikenal dalam aplikasi medis, seperti penggunaan jahitan biodegradasi. Namun, implan yang terdegradasi, terutama yang terbuat dari logam, dapat dianggap sebagai konsep baru yang benar-benar mematahkan paradigma umum bahwa biomaterial logam harus tahan korosi (Hermawan 2012).
Besi (Fe) dianggap sebagai salah satu logam alternatif yang dapat digunakan sebagai material logam terserap tubuh (Schinhammer et al. 2010). Tingkat degradasi Fe dan campurannya dianggap terlalu lambat (Zhang et al 2010). Banyak upaya yang telah dilakukan untuk mempercepat proses degradasi besi murni atau campurannya namun masih gagal (Zhang 2013). Penambahan bahan biomaterial pada besi belum dapat mencapai laju degradasi yang ideal untuk implan terserap ttubuh (Ulum et al. 2014). Penelitian ini menggunakan Fe berpori yang bertujuan untuk mempercepat proses degradasi Fe (Daud dan Hermawan 2013).
Perubahan kondisi logam implan akibat degradasi dan jaringan otot peri-implan secara in vivo di dalam tubuh dapat diamati menggunakan alat bantu radiografi (Noviana et al. 2013). Hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian untuk mengetahui perubahan kondisi logam implan secara in vivo dengan melihat perubahan densitas logam menggunakan radiografi sinar-X.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan melihat densitas pada implan, peri-implan-tulang dan peri-implan-otot menggunakan gambar radiografi dari os femur tikus yang diimplantasi Fe berpori.
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
Biomaterial Terdegradasi
Bahan yang berinteraksi dengan jaringan dan cairan tubuh yang bertujuan untuk digunakan sebagai pengganti buatan yang dikenal sebagai biomaterial (Paramitha et al. 2014). Menurut Bhat (2002) biomaterial merupakan bahan inert yang ditanamkan ke dalam sistem tubuh sebagai pengganti fungsi dari jaringan hidup atau organ. Biomaterial terdegradasi merupakan kelas baru biomaterial bioaktif yang diharapkan dapat mendukung proses penyembuhan dari jaringan yang sakit dan terdegradasi setelahnya (Hermawan 2012). Material tersebut diharapkan tidak menyebabkan akumulasi lokal maupun sistemik pada tubuh. Selain itu, material harus mempunyai kecepatan biodegradasi yang sesuai dengan penyembuhan jaringan, serta adanya kompabilitas untuk jaringan tubuh (Xin et al. 2011). Logam biodegradable seperti magnesium, besi dan paduannya telah dikenal sebagai bahan yang potensial sebagai implan medis sementara (Ulum et al. 2013). Implan yang dapat terserap oleh tubuh memiliki keuntungan yaitu dapat mencegah adanya proses pembedahan kedua untuk pengangkatan implan akibat interaksi material nondegradable yang tidak dapat terserap oleh tubuh (Windhagen et al. 2013).
Tulang
Tulang merupakan jaringan tubuh yang memiliki peran penting dalam menopang tubuh dan bagian-bagiannya. Tulang adalah struktur hidup yang tersusun oleh protein dan mineral. Penyusun utama tulang adalah protein yang disebut kolagen serta mineral tulang (kalsium fosfat). Lebih dari 99% kalsium tubuh terdapat dalam tulang dan gigi, sementara sisa 1% terdapat dalam darah (Trihapsari 2009). Jaringan tulang memiliki tiga tipe sel yakni osteosit, osteoblas, dan osteoklas. Proses remodeling melibatkan osteoblas dan osteoklas melalui mekanisme sinyal parakrin dan endokrin (Djuwita et al. 2012).
Kekuatan tulang ditentukan oleh kuantitas dan kualitas tulang. Kuantitas yaitu kepadatan tulang, sedangkan kualitas yaitu ukuran (massa) tulang, kandungan mineral, dan mikroarsitektur tulang. Densitas mineral tulang (DMT) dicapai maksimal pada usia 18 tahun pada manusia dan tidak ada perbedaan jenis kelamin. Stabilitas tulang ditentukan oleh arsitektur tulang dan DMT (Baziad 2003).
Densitas Mineral Tulang merupakan cara pengukuran kalsium (mineral tulang) pada suatu area atau volume tulang. Cara ini dilakukan untuk mengetahui seberapa kuat atau lemahnya tulang seseorang (kepadatan tulang), sehingga dapat diketahui apakah seorang terkena osteoporosis atau osteopenia, dan risiko terkena fraktur (patah tulang) (Zaviera 2008).
Radiografi Sinar-X
3 yang bertujuan untuk kesejahteraan (Ulum 2008). Sinar X ditemukan oleh ahli fisika Jerman yang bernama Wilhelm Conrad Roentgen pada 8 November 1895, sehingga sinar X ini juga disebut sinar Roentgen. Sinar X mempunyai beberapa manfaat, yaitu memberikan pencitraan/gambaran organ yang mengalami kelainan seperti dalam penyakit metastatik pulmonary neoplasma, heart disease, intestinal obtruksi, fraktur dan lain-lain. Sinar X sering juga digunakan sebagai terapi penyakit tumor dalam pengobatan penyakit hewan (Robinson dan Akhtar 2011).
Sinar X akan terbentuk ketika pancaran elektron berenergi tinggi keluar dari katoda kemudian mengenai target anoda, proses ini terjadi di dalam tabung hampa udara (Rudi dan Susilo 2012). Sinar X merupakan salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar 10 nm–100 pm (Reed 2011). Faktor-faktor pembentuk dalam radiografi adalah densitas, opasitas, dan kontras radiografi (Thrall 2002).
Densitas film radiografi menunjukkan terhadap derajat kehitaman film secara keseluruhan. Densitas jaringan yang berbeda menghasilkan opasitas berbeda. Struktur yang berdekatan sulit diidentifikasi apabila memiliki tingkat opasitas sama. Suatu struktur yang dikelilingi oleh material radiopaque, akan terlihat relatif radiolucent dan sebaliknya (Kealy et al. 2011).
Radiolucent merupakan bentuk suatu objek yang sedikit mengabsorbsi radiasi, sedangkan radiopaque digunakan untuk menunjukkan bahan/organ yang menahan banyak radiasi. Ketebalan objek yang berbeda dengan paparan sinar X yang sama menghasilkan radiopasitas yang berbeda.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan selama 3 bulan, yaitu bulan Desember 2013 sampai dengan Februari 2014 yang dilaksanakan di Laboratorium Divisi Bedah dan Radiologi, Departemen Klinik, Reproduksi, dan Patologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Pengambilan gambar radiografi sinar-x dilakukan di My Vets Clinic, Kemang, Jakarta Selatan.
Hewan Penelitian
4
Bahan
Material yang digunakan adalah besi (Fe) berpori dengan diameter pori 450 µm, 580 µm, dan 800 µm (Alantum, Korea). Ukuran implan yang digunakan memiliki lebar x panjang sama dengan 2x5 mm. Bahan-bahan yang digunakan adalah anthelmintik praziquatel 50 mg, pirantel 144 mg, antibiotik doxycycline 100 mg, antiprotozoa metronidazole 125 mg/5 ml, ketamine HCl 10%, xylazine 2%, NaCl fisiologis, iodine 3%, antibiotik penicillin 300.000 IU, alkohol 70%, benang polyglactin 910 ukuran 5/0, dan plaster. Perawatan tikus diberikan pakan komersial dan minum secara ad libitum.
Alat
Alat-alat yang digunakan adalah kandang tikus dengan ukuran 40 x 30 cm, timbangan digital, sonde lambung, syringe 1 ml, bedah minor, muscle retractor, bor tulang, dan sterilisator UV. Pengambilan gambar radiografi dilakukan menggunakan Cr7 vet computed dental x-ray dan X7000 Cr7 vet image plate x-ray scanner (iM3r, Australia) (Gambar 1).
Gambar 1 Alat yang digunakan untuk mengambil gambar radiografi yaitu Cr7 vet computed dental radiography beserta film berukuran 6x9 cm (A) yang kemudian akan dibaca menggunakan x-ray film reader (B).
Metodologi
Aklimatisasi Tikus
5
Keterangan:
Praziquantel 50 mg dan pyrantel 100 mg dosis 10 mg/kg BB Doxycycline 100 mg dosis 10 mg/kg BB
Metronidazole 125 mg/5 ml dosis 10 mg/kg BB
Gambar 2 Alur aklimatisasi
Persiapan Material Implan
Material logam implan diperoleh dari Alantum, Korea. Material dasar logam yang berbentuk Fe powder kemudian diproses lebih lanjut dengan cara menambahkan garam polimer ke dalam Fe powder dan dicetak menjadi lembaran melalui proses pengompresan. Selanjutnya, cetakan Fe powder dipanaskan melalui pemanasan bertingkat (>13000C) agar garam polimer menguap dan membentuk
ruang-ruang kosong (berpori).
Fe berpori yang digunakan berbentuk lembaran dengan ukuran berpori yang berbeda-beda, yaitu 450 µm, 580 µm, dan 800 µm. Fe berpori tersebut kemudian dipotong dengan ukuran lebar dan panjang 2x5 mm masing-masing 5 buah setiap ukuran pori. Sebelum diimplan, Fe berpori yang akan digunakan di sterilisasi menggunakan sterilisator dengan suhu 100oC selama 60 menit dan menggunakan sterilisator UV selama 60 menit.
Gambar 3 Fe berpori 450 µm (a), 580 µm (b), dan 800 µm (c)
Preparasi Hewan
Tikus dianastesi menggunakan kombinasi ketamine- xylazine dengan dosis 20 mg/kg BB dan 5 mg/kg BB. Pemberian anasthesi melalui intramuskular pada musculus semitendinosus dan musculus semimembranosus. Setelah tikus teranastesi, rambut bagian lateral paha kanan dicukur dan didesinfeksi dengan iodine tincture 3%. Kemudian tikus diletakkan di meja operasi.
Penanaman Material Implan
Penanaman implan dilakukan dalam celah yang dibuat pada bagian diaphysis os femur. Langkah pertama kulit daerah paha disayat tepat di atas m. bicep femoris. Kemudian otot dikuakan menggunakan muscle retractor sampai mencapai os femur. Bagian diaphysis os femur kemudian dikikir sedalam ± 1 mm dan diirigasi dengan Nacl fisiologis untuk membersihkan darah dan debris tulang. Implan diletakkan pada bagian yang telah dikikir kemudian diberikan antibiotik penicillin 300.000 IU sebelum menjahit bagian otot dan kulit. Otot dan kulit dijahit secara
6
sederhana menggunakan benang polyglactin 910 ukuran 5/0. Bekas jahitan diberi iodine tincture 3% dan ditutup dengan plaster. Tikus diberikan antibiotik doxyciclin dengan dosis 10 mg/kg BB selama 3 hari pasca operasi.
Pengambilan Gambar Radiografi
Pengambilan gambar dilakukan sebanyak 4 kali, yaitu setelah pemasangan implan (hari ke-0), hari ke-7, 14, dan 30 pasca implantasi. Posisi pengambilan gambar yang digunakan adalah mediolateral pada bagian paha kanan tikus. Sebelum dilakukan x-ray, tikus terlebih dahulu dibius menggunakan kombinasi ketamine-xylazine dengan dosis 10 mg/kg BB dan 5 mg/kg BB. Pengambilan gambar dilakukan menggunakan computed dental radiography.
Perhitungan dan Analisis Data
Gambar dianalisa dengan perangkat lunak ImageJ® (NIH, USA). Analisa dilakukan pada 3 parameter, yaitu profil densitas pada implan, profil densitas peri-implan-tulang, dan profil densitas peri-implan-otot. Pengambilan titik dilakukan pada implan dan tulang sebagai background seperti pada gambar 4. Menurut Gavet dan Pines (2010) profil densitas implan dapat diketahui dengan perhitungan menggunakan rumus berikut, yaitu :
Densitas Implan = Nilai Integrated Density – (Nilai Area warna yg diperiksa x Nilai Mean backgroud foto)
Gambar 4 Os femur yang telah diberi implan Fe berpori dengan area implan yang dianalisa ( ) dan area background ( )
7
Gambar 5 Os femur yang telah diberi implan Fe berpori dengan area peri-implan-otot (a) dan peri-implan-tulang (b) yang diamati menggunakan ImageJ®
(A) menghasilkan line plot peri-implan-otot (B) dan peri-implan-tulang (C). Region of Interest (ROI) yang diamati adalah daerah pertemuan antara implan dengan tulang atau otot (D).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Implan Fe yang ditanam pada os femur kanan tikus diamati selama 30 hari dengan radiografi. Hasil radiografi menunjukkan perbedaan opasitas pada implan, tulang, dan otot (Gambar 6). Implan mempunyai opasitas yang lebih radiopaque dibandingkan tulang, dan tulang lebih radiopaque dibandingnkan otot. Data-data ini yang kemudian di analisa nilai densitasnya menggunakan ImageJ®.
Gambar 6 Hasil radiografi implan Fe berpori 450 µm, 580 µm, dan 800 µm pada os femur kanan tikus selama 30 hari pengamatan.
Densitas Material Implan
8
Densitas implan mengalami penurunan pada hari ke 14 dan 30. Penurunan nilai densitas pada implan menunjukkan adanya interaksi antara implan dengan lingkungan sehingga terjadi degradasi. Hal ini dipertegas dengan pernyataan Rudyardjo (2011) bahwa degradasi merupakan suatu bentuk penurunan kualitas material akibat adanya reaksi kimia dengan lingkungan. Implan Fe berpori 450 µm mengalami penurunan cukup tinggi pada hari ke 14, sedangkan implan Fe berpori 580 µm dan 800 µm mengalami penurunan yang tinggi di hari ke 30 (Gambar 7).
Gambar 7 Grafik densitas implan Fe berpori pada os femur tikus selama 30 hari pengamatan. Garis vertikal diatas balok merupakan standar deviasi. Tabel 1 Densitas implan pada Fe berpori pada os femur tikus selama 30 hari
pengamatan.
Kelompok Perlakuan Hari Pengamatan Ke- Nilai P
7 14 30
450 µm 31 ± 3,51cd 20 ± 1,71ab 21 ± 1,03ab
0.000 580 µm 32 ± 2,39cd 33 ± 1,73d 18 ± 1,10a
800 µm 31 ± 2,73cd 29 ± 1,43c 22 ± 2,53b
Data disajikan dalam rataan dengan standar deviasi (x ± SD). Huruf yang sama dalam kolom dan baris berbeda menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata (p>0.05).
Struktur pori dibentuk untuk mempercepat laju degradasi pada Fe (Daud dan Hermawan 2013). Fe berpori 450 µm memiliki luas permukaan yang paling besar sehingga memperluas area interaksi dengan jaringan (Bauer et al. 2013). Area interaksi jaringan dengan implan yang luas menyebabkan proses degradasi yang lebih besar. Hal ini yang menyebabkan penurunan nilai densitas Fe berpori 450 µm lebih tinggi dari 580 µm dan 800 µm.
Densitas Peri-Implan-Tulang
Nilai densitas peri-implan-tulang secara keseluruhan tidak menunjukkan perbedaan yang nyata (P>0,05) (Tabel 2). Fe berpori 450 µm mengalami penurunan pada setiap waktu pengamatannya, sedangkan Fe 800 µm mengalami peningkatan (Gambar 8). Nilai densitas peri-implan-tulang Fe berpori 450 µm pada hari ke 7 lebih tinggi dibandingkan dengan 580 µm dan 800 µm, namun pada hari ke 30, nilai densitas ketiganya tidak berbeda nyata.
Tulang yang akan diimplan terlebih dahulu diberi perlukaan dengan dibor sebagai tempat meletakkan implan. Pengeboran tulang hanya dilakukan sampai sum-sum tulang terlihat atau tidak sampai patah. Adanya trauma pada tulang akan menginduksi tahap inflamasi (Cheville 2006). Pada tahap inflamasi sel-sel
9 peradangan seperti monosit, limfosit, sel-sel polimorfonuklear dan fibroblast akan menginfiltrasi tulang (Kalfas 2001). Fe berpori 450 µm mempunyai luas permukaan yang paling besar, sehingga interaksi dengan jaringan lebih besar pula. Interaksi ini yang menyebabkan kepadatan di daerah peri-implan-tulang semakin tinggi sehingga meningkatkan nilai densitasnya.
Gambar 8 Grafik densitas peri-implan-tulang Fe berpori pada os femur tikus selama 30 pengamatan. Garis vertikal diatas balok merupakan standar deviasi. Tabel 2 Nilai densitas pada tepi implan dan os femur yang diimplan Fe berpori
selama 30 hari pengamatan.
Kelompok Perlakuan Hari Pengamatan Ke- Nilai P
7 14 30
450 µm 93.44 ± 4.16b 89,97 ± 16.56b 87,56 ± 4.73ab
0.174 580 µm 79.69 ± 7.81ab 69,86 ± 14.80a 88,44 ± 3.21ab
800 µm 77.61 ± 2.89ab 83,92 ± 15.50ab 88,92 ± 2.64b
Data disajikan dalam rataan dengan standar deviasi (x ± SD). Huruf yang sama dalam kolom dan baris berbeda menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata (p>0.05).
Densitas Peri-Implan-Otot
Berdasarkan hari pengamatan, perubahan densitas peri-implan-otot dapat berbeda antar ukuran pori implan (Gambar 9). Nilai densitas peri-implan-otot pada masing-masing ukuran pori secara keseluruhan berbeda nyata (P<0,05) (Tabel 3). Menurut Noviana et al. (2012) efek lain dari degradasi implan di dalam tubuh antara lain dapat menyebabkan pertumbuhan jaringan peri-implan terganggu, gangguan pada kondisi fisiologis tubuh secara sistemik, dan akumulasi atau deposisi debris metal pada jaringan atau organ tertentu (Noviana et al. 2012). Hal ini yang menyebabkan perubahan densitas pada daerah peri-implan-otot.
Fe berpori 450 µm mengalami peningkatan pada hari ke 14 dan penurunan pada hari ke 30. Menurut Jacquelline et al. (2010) hal ini dapat disebabkan karena adanya respon benda asing yang muncul karena jaringan yang berhubungan dengan implan dapat menimbulkan gejala peradangan.
Respon benda asing tersebut biasanya terjadi beberapa jam hingga beberapa hari setelah implantasi (Jacquelline et al. 2010). Respon benda asing inilah yang menyebabkan kepadatan pada area peri-implan-otot sehingga meningkatkan nilai densitas pada hari ke 14. Respon benda asing berangsur-angsur akan menghilang, sehingga menyebabkan penurunan nilai densitas pada hari ke 30.
10
Gambar 9 Grafik densitas peri-implan-otot yang diimplan dengan Fe berpori selama 30 hari pengamatan. Garis vertikal diatas balok merupakan standar deviasi.
Tabel 3 Nilai densitas pada tepi otot dan implan Fe berpori selama 30 hari pengamatan.
Kelompok perlakuan Hari Pengamatan Ke- Nilai P
7 14 30
450 µm 57.67 ± 2.08ab 73.56 ± 2.08cd 69.47 ± 6.66cd
0.000 580 µm 79.33 ± 5.50de 68.50 ± 8.14cd 84.53 ± 5.50cd
800 µm 54.33 ± 2.08a 65.33 ± 3.60bc 68.83 ± 9.71e
Data disajikan dalam rataan dengan standar deviasi (x ± SD). Huruf yang sama dalam kolom dan baris berbeda menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata (p>0.05).
Fe berpori 800 µm mengalami peningkatan pada setiap waktu pengamatan. Respon imunitas tubuh yang dilakukan oleh makrofag kemudian akan memfagosit produk degradasi dan menyebabkan penyebaran produk degradasi tersebut pada jaringan otot (Paramitha et al. 2013). Luas permukaan yang kecil pada Fe berpori 800 µm menyebabkan kurangnya interaksi jaringan dengan implan, sehingga respon benda asing terjadi lebih lama dibandingnkan Fe berpori 450 µm.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Nilai densitas implan pada semua ukuran mengalami penurunan pada setiap waktu pengamatan yang berarti terjadi degradasi. Nilai densitas peri-implan-tulang relatif sama pada semua ukuran implan menunjukkan respon tulang terhadap implan sangat kecil. Nilai densitas peri-implan-otot relatif meningkat yang menunjukkan adanya respon dari otot di sekitar implan terhadap implan.
Saran
Saran yang diajukan dari penelitian ini adalah perlu dilakukan penelitian dengan jangka waktu yang lebih lama untuk melihat sejauh mana degradasi yang
11 terjadi pada implan Fe berpori dan pengaruhnya terhadap tulang dan otot di sekitar daerah implan.
Ucapan Terima Kasih
Penelitian ini didanai oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Indonesia melalui program Hibah Penelitian Kerjasama Luar Negeri dan Publikasi Internasional a.n Deni Noviana (084/SP2H/PL/D/V/2013).
DAFTAR PUSTAKA
Bauer S, Patrik S, Klaus M, Jung P. 2013. Engineering biocompatible implant surface Part I: Materials and surface. Progress in Materials Science. 58: p 261-326. Doi: 10.1016 j.pmatsci.2012.09.001.
Bhat SV. 2002. Biomaterials. Pangboune England (GB): Alpha Science International Ltd.
Cheville NF. 2006. Introduction to Veterinary Pathology. Blackwell Publishing (USA). 3: p 112-115.
Daud M, Hermawan H. 2013. The interaction of fibroblast cells on the surface of pori iron. Eur Cells Mater. 26 (5): 49.
Djuwita I, Pratiwi IA, Winarto A, Sabri M. 2012. Proliferasi dan Diferensiasi Sel Tulang Tikus dalam Medium Kultur In Vitro yang Mengandung Ekstrak Batang Cissus quadrangular Salisb. J Kedokt Hewan. 6(2):75-80.
Gavet O, Pines J. 2010. Progressive activation of CyclinB1-Cdk1 coordinates entry to mitosis. Dev Cell 18: 533-543.
Hermawan, H. 2012. Biodegradable metals from concept to applications.Springer. VII:69 p.
Jacqueline MM, Fotios P, Diane JB. 2010. Biomaterial/Tissue Interactiobs: Possible Solutions to Overcome Foreign Body Response. The AAPS Journal. 12 (2): 188-196
Kalfas IH. 2001. Principles of bone healing. Neurosurg Foc 10:7-10.
Kealy JK, McAllister H, Graham JP. 2011. Diagnostic Radiology and Ultrasonography of Dog and Cat. Missouri: Saunders Elsevier hlm 1-2, 5-7, 23.
Li H, Zheng Y, Qin L. 2014. Progress of Biodegradable Metals. 24(2014): 414-422.
Noviana D, Estuningsih S, Ulum MF, Paramitha D, Utami NF, Utami ND, Hermawan H. 2012. In vivo study of iron based material foreign bodies in mice (Mus musculus albinus). Proceeding ICBEMA 7th: 91-94.
Noviana D, Nasution AK, Ulum MF, Hermawan H. 2013. Degradation of Fe bioceramis composites at two different implantation sites in sheep animal model observed by X-ray radiography. Eur Cells Mater. 26 (5): 56.
12
Reed AB. 2011. The history of radiation use in medicine. J Vasc Surg.53(1): 3S-5S.
Rudi P, Susilo. 2012. Pengukuran paparan radiasi pesawat sinar-X di Instalasi Radiodiagnostik untuk proteksi radiasi. Unnes Phys J. 1(1):1-6.
Rudyardjo DI. 2011. Perilaku korosi material gelas metalik berbasis zirkonium untuk material implan. JIS. 11 (2): 234-240.
Schinhammer M, Haenzi AC, Loeffler JF, Uggowitzer PJ. 2009. Design strategy for biodegradable Fe-based alloy for medical application. Acta Biomater.6(13): 1705.
Thrall DE. 2002. Textbook of Veterinary Diagnostic Radiology. 4th ed. Philadelphia (US): Saunders Elsevier.
Ulum MF, Arafat A, Noviana D, Yusop AH, Nasution AK, Abdul Kadir MR, Hermawan H. 2013. In vitro and in vivo degradation evaluation of novel iron-bioceramic composites for bone implan applications. Mater Sci Eng C. 36: 336-344.
Zaviera F. 2008. Osteoporosis: Deteksi Dini, Penanganan, dan Terapi Praktis. Jogjakarta (ID): Ar-Ruzz Media.
Zhang DY et al. 2013. In vitro and in vivo characterization of a nitride iron coronary stent. Eur Cells Mater. 26 (5): 58.
13
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jember pada tanggal 01 Juli 1992 dari pasangan Akhmad dan Sutifa. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis memulai pendidikan di SD Al-Furqon pada tahun 1998, SMP Negeri 1 Jember pada tahun 2004, dan melanjutkan ke SMA Negeri 1 Jember pada tahun 2007. Penulis diterima sebagai mahasiswa baru Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor pada tahun 2010 melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI).
