Prosedur Bone Graft Prosedur Bone Graft
thickness
thickness dan bukaan flap mukoperiosteal. Insisi terpisah dilakukan pada kasusdan bukaan flap mukoperiosteal. Insisi terpisah dilakukan pada kasus rekonstruksi anterior mandibula dan tulang yang dipotong diperoleh dari daerah ramus, rekonstruksi anterior mandibula dan tulang yang dipotong diperoleh dari daerah ramus, sedangkan insisi yang bersambung dilakukan pada rekonstruksi posterior mandibula. Semua sedangkan insisi yang bersambung dilakukan pada rekonstruksi posterior mandibula. Semua sisa jaringan penghubung yang ada di daerah yang akan direkonstruksi diangkat dan tulang sisa jaringan penghubung yang ada di daerah yang akan direkonstruksi diangkat dan tulang kortikal pada daerah resipie
kortikal pada daerah resipien dilubangi dengan diameter 1 mm menggunakann dilubangi dengan diameter 1 mm menggunakan roundround bur untuk bur untuk meningkatkan suplai darah dari pembuluh endoseous ke tulang yang ditransplantasi. Bagian meningkatkan suplai darah dari pembuluh endoseous ke tulang yang ditransplantasi. Bagian tulang
tulangcorticocancellouscorticocancellous dipotong dari plat bukal ramus mandibula dengan menggunakan burdipotong dari plat bukal ramus mandibula dengan menggunakan bur fissure
fissure dan dan surgical chisel surgical chisel . Dimensi tulang yang dipotong ditentukan menurut perluasan daerah. Dimensi tulang yang dipotong ditentukan menurut perluasan daerah kerusakan yang akan dikoreksi.
kerusakan yang akan dikoreksi. Bone Bone graftgraft dipotong dari ramus mandibula pada sisi daerahdipotong dari ramus mandibula pada sisi daerah yang akan direkonstruksi. Pada kerusakan tulang yang cukup luas, dilakukan pemotongan yang akan direkonstruksi. Pada kerusakan tulang yang cukup luas, dilakukan pemotongan tulang pada kedua sisi.
tulang pada kedua sisi. Sekali pemotongan,
Sekali pemotongan, graft graft dibentuk menurut morfologi daerah yang rusak dan difiksasidibentuk menurut morfologi daerah yang rusak dan difiksasi secara
secara rigidrigid ke daerah tulang yang tersisa dengan menggunakan sekrup mini titaniumke daerah tulang yang tersisa dengan menggunakan sekrup mini titanium berdiameter
berdiameter 1,5 1,5 mm. mm. Pada Pada kasus kasus resorpsi resorpsi vertikal vertikal yang yang hebat,hebat, graft graft dipasang berlapis-lapis dipasang berlapis-lapis hingga diperoleh tinggi tulang mandibula yang adekuat. Semua daerah yang kosong antara hingga diperoleh tinggi tulang mandibula yang adekuat. Semua daerah yang kosong antara potongan
potongan tulang dengan tulang dengan resipien dipadatkan dresipien dipadatkan dengan mengguengan menggunakan kepingnakan kepingan tulangan tulang cancellouscancellous yang dipotong dari ramus mandibula atau dengan memecah sisa tulang kortikal dengan yang dipotong dari ramus mandibula atau dengan memecah sisa tulang kortikal dengan menggunakan
menggunakanbone milling bone milling , kemudian dilakukan penjahitan (gambar 2)., kemudian dilakukan penjahitan (gambar 2).
Instruksi pasca operasi meliputi diet lunak selama 2 minggu,dan menjaga
Instruksi pasca operasi meliputi diet lunak selama 2 minggu,dan menjaga oral hygieneoral hygiene dengan berkumur larutan klorheksidin 0,2%. Jahitan dibuka 7-10 hari setelah pembedahan. dengan berkumur larutan klorheksidin 0,2%. Jahitan dibuka 7-10 hari setelah pembedahan. Setelah 4-5 bulan, daerah yang direkonstruksi dibuka, sekrup penahan diangkat, kemudian Setelah 4-5 bulan, daerah yang direkonstruksi dibuka, sekrup penahan diangkat, kemudian implan dipasang.
implan dipasang.
Menurut Barone dkk., kriteria keberhasilan
Menurut Barone dkk., kriteria keberhasilan bone graftbone graft meliputi tidak adameliputi tidak adaexposureexposuredandan infeksi pada
infeksi pada graft graft setelah periode operasi,terjadi penyatuan yang baik antarasetelah periode operasi,terjadi penyatuan yang baik antara graft graft dengandengan daerah di sekitarnya, tidak ada daerah radiolusen di sekitar
daerah di sekitarnya, tidak ada daerah radiolusen di sekitar graft graft , terjadi perdarahan pada tulang, terjadi perdarahan pada tulang yang
di-yang di- graft graft ketika sekrup fiksasi diangkat, dan memungkinkan dilakukan penempatanketika sekrup fiksasi diangkat, dan memungkinkan dilakukan penempatan implan.
implan.
Sumber : Irma D. 2012. Perbandingan Tingkat Keberhasilan Implan Antara Osteogenesis Sumber : Irma D. 2012. Perbandingan Tingkat Keberhasilan Implan Antara Osteogenesis Distraksi dengan Autogenous Bone Graft
Proses Pembentukan Tulang
Proses pembentukan tulang baru diawali oleh fase inflamasi, pada fase ini terjadi pembentukan jendalan darah. Fase inflamasi terjadi antara minggu pertama sampai minggu ke-2. Pada tingkat seluler, sel-sel inflamasi (neutrofil, makrofag dan fagosit) dan fibroblas akan menginfiltrasi daerah luka yang distimulasi oleh prostaglandin. Sel-sel inflamasi bersama dengan osteoklas berfungsi untuk membersihkan jaringan nekrotik, serta untuk mempersia pkan fase reparasi. Infiltrasi sel-sel ini menimbulkan jaringan granulasi, meningkatkan pertumbuhan vaskuler serta migrasi sel-sel mesenkimal agar area yang mangalami fraktur mendapat suplai oksigen dan nutrisi dengan baik.
Selanjutnya terjadi fase reparasi,bone grafakan merangsang pertumbuhan dengan cara menginduksi dan menjadi media bagi sel-sel punca dan osteoblas untuk melekat, hidup dan berkembang dengan baik di dalam defek tulang. Kemudian luka akan distabilisasi oleh kartilago ( soft callus) yang nantinya akan menjadi tulang (hard callus). Fase ini terjadi dalam hitungan beberapa bulan. Karakteristik fase reparatif yaitu terjadinya diferensiasi dari sel mesenkim pluripotensial . Chondroblast dan fibroblas juga akan menginfasi daerah hematom fraktur dan kemudian membawa matriks pada daerah luka. Kemudian pada minggu ke-4 hingga minggu ke-6 terbentuk soft callus, yang tersusun oleh jaringan fibrous dan kartilago.
Dalam penelitian yang sudah ada, hidroksiapatit ternyata mampu menciptakan s uasana yang cocok serta menjadi media perlekatan sel-sel punca di dalam defek tulang sehingga dapat berdiferensiasi menjadi osteoblas yang matur sehingga proses osteogenesis dapat dihasilkan oleh hidroksiapatit sebagai perancah ( scaffold ) dalam proses regenerasi tulang. Osteoblas ini akan membantu proses mineralisasi soft callus dengan cara mensekresi matriks (kolagen tipe l) yang nantinya akan menjadi hard callusatauwoven bone. Tulang pada fase ini masih imatur, masih lemah terhadap kekuatan putar dan kekuatan tekan. Fase reparasi ini menentukan kecepatan proses penyembuhan jaringan tulang.
Proses penyembuhan tulang berakhir ketika tercapai fase remodeling tulang. Fase ini berlangsung beberapa bulan sampai tahun dan berfungsi untuk memperbaiki bentuk, struktur, serta sifat-sifat mekanis tulang. Pada fase ini, aktifitas osteoblas dan osteoklas merubah tulang imatur menjadi matur, dan woven bone yang susunannya tidak beraturan menjadi lebih beraturan, dengan membentuk lamella yang ebih terorganisir serta menjadikan daerah fraktur lebih stabil. Osteoblas sebagai sel sekretori yang aktif secara metabolik, menghasilkan sejumlah bone morphogenetic protein (BMP) superfamily, antara lain BMP-2, BMP-7, dan perubahan faktor β, dengan tambahan Insulin-Like Growth Factor , (IGF-I dan IGF-II), Platelet-Derived Growth Factor (PDGF), Fibroblastic Growth Factors (FGF), TGF-β, interleukin I dan PDGF ( Platelet-Derived Growth Factor ) dan osteoid yang sebagian terdiri dari kolagen tipe-I untuk proses mineralisasi matriks tulang dengan cara mensekresi osteosit dan matriks tulang. Terjadi pembentukan medullary canal , dan pembentukan permukaan tulang baru dengan proses resorpsi dari bentuk cembung menjadi bentuk yang lebih
lurus, sehingga pembentukan tulang yang baru menjadi lebih baik dan lebih stabil.
Sumber : Hengky BW. 2011. Peran Hidroksiapatit Sebagai Bone Graft dalam Proses Penyembuhan Tulang. Stomatognatic (J.K.G Unej). 8(2): 118-21.
Tipe Graft
Material bone graft dapat dibagi menjadi empat kelompok utama, yaitu: Autograft , Allograft , Xenograft , dan biomaterial sintetik.
II. 3. 1 Autograft
Autograft adalah bone graft yang ditransplantasikan langsung dari satu area skeletal seorangindividu ke area skeletal lain ditubuhnya sendiri. Sering juga dikenal sebagaiautogenous atauautologous bone graft . Autograft merupakan suatu jaringan tulang yang diambil dari suatu tempat dan ditanam di tempat lain pada individu yang sama. Komponen seluler tulang trabekular,mengandung sedikit osteoblast dan banyak sel prekursor yang mendukung suksesnya transplantasi. Sel prekursor ini berperan sebagai osteogenic potencial dalam autograft tulang. Autograft dianggap sebagai " gold standard " dalam regenerasi tulang karena mempunyai sifat osteoconduction,osteoinduction,osteogenicity, dan osseointegration.
Pembentukan tulang pada autograft terjadi dalam dua fase. Selama fase pertama, berkisar hingga 4 minggu, dengan kontribusi utama pembentukan
tulang berasal dari sel graft . Selama fase kedua, sel dari host mulai terlibat dalam proses pembentukan tulang. Sel lapisan endosteal dan s troma sumsum memproduksi setengah dari tulang baru, sedangkan osteocyte hanya sedikit terlibat.
Tulang untuk graft dicangkok atau diambil dari tulang kalvaria, panggul, iga, atau kaki. Autograft meliputi graft kanselus, kortikal, vaskular, avaskular dan sumsum tulang. Keuntungan autograft kanselus atau kortikal adalah rata-rata keberhasilan tinggi, resiko transmisi penyakit rendah, dan histokompatibilitas. Selain itu juga dapat diterima dengan baik dan efektif pada daerah transplan (transplant site) karena mengandung sejumlah besar sel tulang pasien sendiri dan protein. Tulang autograft menghasilkan rangka kuat bagi tulang baru yang tumbuh ke dalamnya.
Namun, kekurangan dari prosedur graft ini adalah adanyadiperlukan prosedur operasi kedua untuk mengambilbone graft dari daerah donor, yang akan berkaitan dengan peningkatan morbiditas, lamanya waktu operasi,
terbatasnya ketersediaan(kuantitas) dan bentuk bone graft , serta biaya yang lebih banyak.
a. Autograft kanselus
Autograftkanselus (autogenous cancellous graft ) merupakan gold standard yaitu dengan menggunakan tulang iliaka sebagai donor utama.Pada permukaan graft kanselus hanyadidapatkan osteoblas dan sel lapisan endosteal yang bertahan hidup saat ditransplantasikam, sehingga umumnya hanya bertindak sebagai substrak osteokonduktif dimana secara efektif mendukung pertumbuhan pembuluh darah baru, infiltrasi osteoblas baru, dan prekursor osteoblas. Faktor osteokonduktif dilepaskan dari graft selama proses reabsorpsi sebagaimana sitokin dilepaskan selama fase inflamasi, yang juga terlibat dalam penyembuhan tulang. Walaupun graft kanselus tidak menghasilkan struktur pendukung yang cepat, namun graft ini bersatu dengan cepat dan mencapai kekuatan yang sama dengan graft kortikal setelah 6 sampai 12 bulan. Autograft kanselus umumnya dicangkok dari krista iliaka yang menyediakan banyak suplai tulang (terutama krista iliaka posterior). Sumber lainnya yaitu didapat dari tuberkel Gerdy, distal radius, dan distal tibia.
Autograft dengan menggunakan tulang kanselus memiliki kelebihan mudah mengalami revaskularisasi dan sangat cepat bersatu denganrecipient site.Graft kanselus merupakan pengisi ruang yang baik, namun tidak dapat membangun struktur pendukung yang penting . Autograft kanselus adalah pilihan tepat untuk kasus nonunion dengan kehilangan tulang < 5-6 cm dan tidak memerlukan integritas struktural graft . Juga dapat digunakan untuk mengisi kista tulang atau tulang kosong setelah reduksi permukaan artikular dengan depresi misalnya pada fraktur plat tibia.
b. Autograft kortikal
Sumber autograft kortikal adalah kalvaria, fibula, iga, dan krista iliaka. Autograft kortikal memiliki sedikit atau tidak ada sifat osteoinduktif dan lebih banyak osteokonduktif, namun osteoblas yang bertahan mengandung sifat osteogenik. Autograft kortikal memiliki keuntungan yaitu dapat memberikan dukungan struktural yang baik pada
recipient site.Graft ini dapat ditranplantasikan dengan atau tanpa pedikel vaskularnya. Di samping kekuatan awalnya, graft kortikal harus didukung dengan fiksasi internal atau eksternal untuk melindunginya dari fraktur, sedangkan hipertrofi terjadi berkenaan respon terhadap hukum Wolff dan beban mekanik. Autograft kortikal merupakan pilihan yang baik untuk defek tulang segmental <5-6 cm yang memerlukan dukungan struktural cepat.
II. 3. 2 Allograft
Bone graft yang berasal dari donor lain (individu lain) yang masih satu species disebutallograft . Allograft umumnya berasal dari bank tulang yang dicangkok dari tulang kadaver. Allograft didapat dari jaringan kadaver berupamineralized freeze-dried (FDBA) atau decalcified freeze-dried
(DFBA). Baik FDBA maupun DFDBA diambil dari cortical tulang panjang karena kaya akan protein induktif tulang dan kurang antigenik dibanding tulang kanselus. Tulang dibersihkan dan disinfeksi untuk menurunkan kemungkinan transmisi penyakit dari donor ke resipien. Allograft digunakan sebagai pilihan dengan berbagai pertimbangan, misalnya pada pasien yang tidak memungkinkan untuk dilakukan autograft , misalnya pada anak kecil, pada pasien dengan penyakit penyerta,atau pada pasien yang membutuhkan banyak bone graft seperti post eksisi kista tulang dan post reseksi tumor. Allograft biasanya lebih dipilih oleh pasien sebagai material bone graft
karena pada autographterdapatkendala dalam operasi pengambilan material bone graft dari donor site.
Fresh allograft jarang digunakan karena dibutuhkan screening disease dan dapat meningkatkan terjadinya proses transmisi penyakit. Frozen Allograft disimpan pada suhu dibawah 10°C, dimana hal ini menurunkan
aktivitas enzim pengurai (degradation enzyme) dan mengurangi resiko adanya respon darisistem imun, mengurangi cairan,namun hal inimemiliki kelemahan yaitu kemampuan untuk osteoinduktif yang berkurang. Keuntungan allograft adalah pengurangan daerah operasi pencangkokan, berkurangnya nyeri post operatif, dan berkurangnya biaya operasi kedua. Kerugian allograft adalah terdapat kemungkinan adanya transmisi penyakit atau infeksi dan penggunaannya menjadi kurang efektif karena sel
pertumbuhan tulang dan protein hilang saat proses pembersihan dan disinfeksi.
Setelah allograft diambil,dilakukan beberapa metode termasuk debridement untuk menghilangkan jaringan lunak, ultrasonic washing untuk menghilangkan remnant sel dan darah, pemberian ethanol untuk denaturasi protein dan deaktivasi viral, pemberian antibiotic wash untuk membunuh bakteri, dan dilakukan sterilisasi menggunakan radiasi sinar gamma dan ethylene oxide untuk eliminasi spora. FDBA dicuci dengan antibiotik dua kali selama 1 jam, dibekukan pada suhu -70ºC dan dikeringkan sampai kadar air yang terkandung menjadi 5%. Saat dilakukannya prosedur ini, akan terbentuk mikrofraktur pada serat kolagen allograft , sehingga menurunkan sifat mekanisnya, sehingga disarankan untuk memberikan rehidrasi pada allograft sebelum ditanam. Bahanallograft yang telah diproses di dalamnya tidak terdapat sel yang hidup sehingga aktivitas osteogenicnya akan berkurang. Allograft padadasarnya bersifat osteoconductive, tergantung bagaimana memprosesnya, juga dapat mempunyai sifatosteoinductive. Allograft merupakan material komposit sehingga memiliki spektrum antigen potensial. Mekanisme primer penolakan adalah melaluimekanisme seluler.
Sel tulang sumsum allograft menghasilkan respon imun terbesar. Antigen seluler kelas I dan II dalam allograft dikenali oleh Limfosit T host . Komponen seluler yang terlibat dalam antigenisitas termasuk yang berasal dari sumsum, endotelium, dan sel aktivasi retinakular. Baik komponen seluler dan matriks ekstraseluler menghilangkan respon antigenik. Kolagen tipe I (matriks organik) menstimulasi mediated-cells dan respon humoral. Porsi matriks nonkolagen ( proteoglikan, osteopontin, osteocalcin, dan glikoprotein lain) juga menstimulasi respon imunogenik.
FDBA merupakan matriks tulang termineralisasi yang tidak memiliki protein morfogenik aktif (BMPs), oleh karena itu sifat osteoinductivenya kurang, meskipun mempunyai sifat osteoconductive. DFDBA diproses melalui demineralisasi asam dalam 0,5 sampai 0,6 molar denganhydrochloric acid sehingga 40% mineralnya hilang dan menyisakan matriks organik yang intak. Proses ini mempertahankan BMPs di tulang, sehingga sifat osteoinductivenya masih ada.
Disebutkan bahwa pemilihan penggunaan autograft atau allograft adalah sebagai berikut; bila osteogenesis adalah tujuan utama, maka fresh autogenous adalah yang utama dipilih. Penggunaan Autogenous bonegraft lebih disukai pada graft non union pada tulang panjang, Allograft diindikasikan penggunaanya untuk pasien anak – anak, atau pada orang yang sudah tua, pada pasien atau dengan resiko operasi yang tinggi serta dapat dikombinasikan dengan penambahan produk lainnya.
II. 3. 3. Xenograft
Xenograft adalah jaringan tulang yang diambil dari satu spesies dan ditanam ke spesies lain. Xenograft yang paling umum digunakan adalah anorganic bovine bone (ABB). ABB merupakan suatu biomaterial yang mempunyai sejarah keberhasilan yang tinggi dan telah banyak digunakan secara klinis. ABB memiliki kelebihan yaitu mempunyai komposisi ultrastruktural yang mirip dengan tulang manusia, terdiri dari hydroxyapatite, dan telah dilakukan prosedur kimiawi untuk menghilangkan komponen organiknya sehingga dapat digunakan tanpa menimbulkan respon immune host . Strukturnya terdiri dari wide interconnective pore system dengan ukuran partikel 0,25 sampai 1 mm yang dapat dengan mudah
dimasuki pembuluh darah yang menghasilkan migrasi osteoblastik. Konsistensinya yang sangat porous mempengaruhi sifat mekanis dan initial stability. ABB mempunyai sifat kurangosteoinductive, dan bentuk granule yang menyebabkannya sulit untuk bertahan di surgical sites. ABB bersifat nonresorbable in vivo. Adanya granule yang tidak teresorbsi dalam tulang baru merupakan hal yang tidak
diharapkan karena akan mempengaruhi kualitas tulang yang terbentuk karena mengganggu remodelling , juga mempengaruhi osseointegrasi dengan dental implant .
Bahan Xenograft biasanya diambil dari lembu atau babi dan digunakan pada manusia. Graft hidroksiapatit yang berasal dari lembu dibuat melalui proses kimia ( Bio-oss) atau pemanasan tinggi (osteograft /N) untuk menghilangkan bahan organik. Proses ini menghasilkan suatuhidroksiapatit alami tulang manusia. Bentuk lain dari xenograft adalahemdogain, suatu kelompok protein matriks email yang diambil dari babi. Bahan ini nampaknya dapat mendorong pembentukan cementum yang
Xenograft telah menunjukkan keberhasilan dalam memperlambat tingkat resorpsi dari linggir alveolar. Material ini diperoleh dari hewan dan diproses untuk menghilangkan semua bahan organik sehingga hanya meninggalkan bagian anorganik yang sebagian besar adalah hidroksiapatit, tetapi mungkin juga mengandung bahan anorganik lainnya. Karena produk anorganik ini memiliki porositas seperti tulang normal dan mengandung karbonat serta trikalsium fosfat
sebagai tambahan komponen hidroksiapatit, bahan ini memiliki kecenderangan bagi osteoklas untuk meresorpsi material.
II. 3. 4. Biomaterial Sintetik (bone graft subtitutes)
Adanya masalah keterbatasan dalam suplai autograft membuat para peneliti mencari bahan lain yang dapat digunakan sebagai pengganti (substitusi). Terdapat beberapa kategori bahan pengganti bone graft yang bervariasi dalam hal materi, sumber, dan origin (natural vs sintetik). Bahan penggantibone graft terdiri dari variasi material dandapat dibentuk dari satu
atau lebih tipe komposit.
Bone graft sintetis yang baik adalah bone graft yang secara struktur dan komposisi mirip dengan tulang alami. Komposisi yang mengandung kolagen-hidroksiapatit merupakanbone graft sintetis yang sangat mirip dengan tulang alami dari banyak sudut pandang. Tulang terdiri dari kolagen dan hidroksiapatit sebagai komponen utama dan beberapa persen berasal dari komponen lainnya. Komposit kolagen-hidroksiapatit saat ditanamkan dalam tubuh manusia menunjukkan sifat osteokonduktif yang lebih baik dibandingkan dengan hidroksiapatit monolitik dan menghasilkan kalsifikasi matriks tulang yang persis sama. Selain itu, komposit kolagen-hidroksiapatit terbukti biokompatibel baik pada manusia maupun hewan.
Walaupun banyak bahan pengganti yang memiliki sifat positif seperti autograft , belum ada satu pun dari biomaterial sintetik yang memiliki sifat seperti tulang individu itu sendiri. Biomaterial sintetik yang sering digunakan untuk prosedur bone graft salah satunya adalahcalcium phosphate.Calcium phosphate merupakan biomaterial yang secara kimiawi menyerupai mineral tulang. Calcium phosphate banyak digunakan untuk regenerasi jaringan tulang karena mempunyai kelebihan dalam sifat biokompatibilitas, osteointegration, dan osteoconductive. Selain calcium phosphate, material sintetik yang digunakan untuk prosedur bone graft
adalah bioglass. Bioglass yang juga dikenal sebagai bioactive glass merupakan nama komersial untuk calcium substituted silicon oxide yang dipasarkan sebagai material regenerasi tulang. Bioglass mempunyai kelebihan yaitu area permukaan basa yang luas dan sangat reaktif terhadap serum ion. Sifat ini memungkinkan interaksi dengan serum dan memungkinkan presipitasi hydroxyapatite pada permukaannya setelah ditanam in vivo. Fenomena ini dinamakan bioactivity, yang merupakan karakteristik unik dari bioglass yang mempercepat integrasi jaringan tulang. Bioglass cocok untuk regenerasi tulang dalam prosedur dental implan dan
murni bahan sintetik sehingga dapat terhindar dari penyebaran infeksi.
Bone graft sintetikmempunyai dua dari empat karakteristik ideal biomaterial sintetik yaitu bersifat osteointegration dan osteoconduction.Idealnya bone graft sintetikbersifat biokompatibel, dapat menunjukkan reaksi fibrotic minimal, dapat mengalami remodelling , dan mendukung pembentukan tulang baru. Bone graft sintetik seharusnya mempunyai kekuatan yang sama dengan tulang kortikal/cancellous yangdigantikan, sehingga perlu dicocokkan dengan modulus elastisitas yang sama dengan tulang dalam upaya untuk melindungi dari tekanan serta menjaga kekuatan tulang untuk mencegah patah tulang di bawah siklik normal.Bahan sintetis yang menunjukkan sebagian dari sifat tersebut terdiri dari kalsium, silikon, atau aluminium.
a. Bioactive glasses
Bioactiveglass merupakan material yang keras, solid (non-porous), dan pertama kalidiperkenalkan pada tahun 1970. Terdiri dari natrium oksida, kalsium oksida, pentoxide phosphorus, dan silikon dioksida. Silikon dioksida yang juga dikenal sebagai silicate merupakan bentuk komponen utama.Dengan berbagai proporsi sodium oksida, kalsium oksida, dan silikon dioksida, bentuk ini dapat larutsecara in vivo (kelarutan menjadi proporsional dengan adanya natrium oksida) yang dapat menembus pada
dasar yangnonresorbable.
Bioactive glass memiliki sifat osteointegrative dan osteoconductive. Sebuah ikatan mekanis yang kuat antara bioactive glass dan tulangdisebabkan oleh lapisan silica yang terbentuk pada permukaan bioactive glassketika terkena larutan fisiologis. Pada gel ini ion Ca2+ dan
PO42- bergabung untuk membentuk kristal hydroxyapatite (HA) yang mirip dengan tulang, sehingga memiliki obligasi kimia yang kuat. Saat digunakan sebagai implan, bioactive glass secara signifikan memiliki kekuatan mekanis yang besar ketika dibandingkan dengan kalsium fosfat seperti kristalhydroxyapatite.
Variasi bioactive glass adalah bioactive keramik. Bioactive keramik umumnya lebih kuatdalam meningkatkan sifat mekanik dibandingbioactive glass namun keduanya masih mempunyai kekuatan yang rendah terhadap frakturjika dibandingkan dengan tulang kortikal. Kedua material ini relatif rapuh dan rawan terhadap patah tulang. Bioactive keramik telah berhasil digunakan sebagaivertebral prostheses dalam penatalaksanaan tumor dan burst fractures.
b. Aluminium oksida
Aluminium oksida (Al203) merupakan salah satu komponen dari beberapa bahan bioactive tetapi dapat berfungsi sebagai sebuah bone graft sintetis walaupun digunakan secara tunggal.Pada alumina keramik tidak terjadi pertukaran ion antara implan dan tulangseperti padabioactive glass, dan tidak bersifatosteointegrate. Mekanismeikatan yang terjadi sebagai akibat dari tekanan pada implan yang kemudian terbawa kedalam hubungan dengan tulang sekitarnya. Keramikalumina mempunyai sifat yang sangat keras dan kaku sehingga mempunyaipertahanan yang lebih baikterhadap fraktur fleksural dibandingkan dengan keramik hydroxyapatite.Alumina telah digunakan sebagai bone graft sintetis dan sebagai baji untuk osteotomi, tetapi penerapannya di bidang orthopaedimasih terbatas oleh karena ketidakmampuannya dalam osteointegrasi.Alumina telah berhasil digunakan dalam implan, prostetik pada sendi,dan penggantianossicular . c. Kalsium sulfat
Material ini adalah yang paling sering digunakan oleh para ahli orthopaedi dan mungkin sebagai material osteoconductive yang tertua yang masih digunakan.Material ini pertama kali didokumentasikan sebagai pengobatan yang digunakan pada penanganan fraktur oleh bangsa Arab pada abad ke-10, dengan cara memutari ekstremitas yang terkena menggunakan plester. Pada tahun 1852 seorang tentara ahli bedah asal belanda bernama Mathysen menggabungkan plester menjadi sebuah
bentuk bandageable(bentuk yang familiar saat ini).Pada tahun 1892, seorang ahli berkebangsaan Jerman bernama Dreesman berhasil menggunakan plester paris dikombinasi dengan larutan fenol 5%untuk mengobati osteomielitis tuberkulosis pada tulang panjang, dan mayoritas besar mencapai kesuksesan penyembuhan.
Kalsium sulfatberperan sebagai matriks
osteoconductiveuntukpertumbuhan pembuluh darah dan terkait dengan fibrogenicdan sel osteogenic.Oleh karena itu, sangat penting bahwaimplankalsium sulfate sebaiknya berdampingan dengan periosteum atau endosteum. Dalam waktu 5-7 minggu kalsium sulfat akan direabsorbsi oleh tubuh. Material ini dapat digunakan untuk mengisi defek tulang. Kelemahan utama material ini adalah terjadinya reaksi kimia yang menghasilkan bermacam – macam struktur crystalline. Material ini juga diresorbsi secara cepat yang melebihi kapasitas tulang disekitarnyadalamberegenerasi.
d. Mineral apatit
Komponen utama senyawa apatit adalah kalsium fosfat. Kalsium fosfat terdiri dari beberapa fase yaitu oktakalsium fosfat, dikalsium fosfat dihidrat (DKFD), trikalsium fosfat (TKF), dan hidroksiapatit (HA). Komponen mineral apatit memiliki rumus kimia M10(ZO4)6X2. Kristal apatit mengandung banyak karbon dalam bentuk karbonat. Karbonat di dalam tubuh dapat mensubtitusi formula hidroksiapatit dengan menempati dua posisi yakni menggantikan posisi OH yang disebut sebagai apatit karbonat tipe A yang terbentuk pada suhu tinggi. Karbonat menggantikan posisi PO4 disebut apatit karbonat tipe B yang dapat dibentuk pada suhu rendah. Kalsium fosfat (Ca-P) dapat ditemukan di alam (coralline hidroksiapatite) atau disintesa menggunakan regen kimia dengan metode presipitasi.
1. Hidroksiapatit Sintetik
Hidroksiapatit (HA) merupakan material keramik bioaktif dengan kelebihan mempunyai bioafinitas tinggi, bersifat biokompatibel, dan bioaktif. Bioaktif adalah kemampuan material dalam bereaksi dengan jaringan dan menghasilkan ikatan kimia yang sangat baik, sedangkan
biokompatibel adalah kemampuan material dalam menyesuaikan diri dengan kecocokan tubuh penerima.
Hidroksiapatit merupakan unsur mineral terbesar yang terdapat pada tulang dan gigi. Hidroksiapatit termasuk ke dalam senyawa kalsium fosfat yang merupakan senyawa mineral dan anggota kelompok mineral apatit dengan rumus kimia [Ca10(PO4)6OH2] yang mempunyai struktur heksagonal serta memiliki rasio Ca/P sekitar 1,67. Senyawa ini adalah salah satu dari sedikit material yang diklasifikasikan sebagai material bioaktif. Material tersebut dapat mendukung pertumbuhan tulang tanpa adanya penghancuran ketika digunakan untuk implantasi pada manusia. Selain itu, hidroksiapatit dapat melekat secara biointegrasi. Implan yang terbuat dari bahan ini dapat berkontak dan
menyatu secara kimiawi dengan tulang.
Sintetis HAterdiri dari 2 jenis, keramik dan non-keramik dan terdapat dalam bentuk berpori atau padat, blok,atau butiran. Keramik mengacu pada fakta bahwa kristal HA telahdipanaskan pada suhu antara 700-1300 °C untuk membentuk struktur kristal. HA dalam bentuk keramik dibuat sedemikian rupa sehingga tahan terhadapreabsorpsi in vivo, yang terjadi pada tingkat 1-2% per tahun.Sebaliknya,HA non-keramik lebih mudah diserap invivo. HA sintetikmemilikikekuatan yang baik terhadap tekanan tetapi lemah terhadap ketegangan dangesekan.HA sintetik dalam bentuk padat sulit untukdibuat dalam berbagai bentuk,pertumbuhan fibro-osseusyang sulit, dan memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dari tulang.HA sintetik telahberhasildigunakan sebagai mantel pada implan logam untuk meningkatkan sifatosteointegration-nya.HA sintetik dalam bentuk butiran berpori telah digunakan baik secara tunggal maupun dengan bone graft untuk mengisi kekosongan.Namun, HA dalam bentuk keramik dan kristal lambat dalam penyerapan dan pembentukan tulang, sebaliknya pada non keramik, bentuk non kristal cepat dalam penyerapan dan dalam pembentukan tulang.
2. Coralline hidroksiapatit
HACoralline dikembangkan pada tahun 1971 dengan tujuan untuk menciptakanimplan HA dengan ukuran pori yang konsisten dan
meningkatkaninterkonektivitas.Interkonektivitas sangat penting karena adanyakonstriksiantar pori-pori atau kantong buntu dapatmembatasi dukungan vaskular untuktumbuh ke dalamjaringan. Iskemia pada sel-sel ini dapat menyebabkan kegagalan implan.Klawitter dan Hulbert memeloporistudi yang menunjukkan bahwa ukuran pori minimal yang dibutuhkan adalah 45-100 pM untuk pertumbuhan tulang. Pori-pori berukuran100-150 um memberikan pertumbuhan fibrovascular jaringan yang lebih cepat.
Material ini berasal dari calcium carbonate. Struktur dari coralline calcium phosphate diproduksi oleh spesies tertentu yang mempunyai kemiripan dengan tulang cancellous pada manusia, yang menjadikan material ini mempunyai kelebihan yaitu cocok sebagai pengganti osteoconductive untuk bone graft .Corraline dapat berupa bahan sintetik maupun bahan alami. Material ini dapat digunakan pada fraktur tibial plateau sebagai bahan pengisi dan hasilnya telah dibandingkan dengan hasil yang diperoleh pada autogenous bone graft . Kerugian utama material ini adalah variasi kekuatan dan daya
resorpsinya yang rendah.
Hidroksiapatit sintetis digunakan sebagai penambahan hidrogen peroksida atau partikel naftalen sebagai bahan dasar sebelum pemadatan dan pemanasan.Hidrogen peroksida akanmenjadi gelembung, dan selanjutnya partikel naftalena akan menguap, meninggalkan sebuah struktur pore-filled .Sayangnya dengan metode ini, sulit untuk mengendalikan ukuran pori dan hubungan antar-pori, sehingga keduanya akan sangat mempengaruhi kinerja implanberpori. Secara mekanis, HACorallinemempunyai ketahanan dalamkompresi yang sedikit lebih baik dibandingkan tulang cancellous.Seperti jenis HA pada umumnya, HA Corallinememiliki kelemahan dalam tegangan, rapuh dan sulit dibentuk. Kelebihan yang utama adalah strukturinterporous yang memungkinkan pertumbuhan jaringan fibro-osseus yang sempurna. 50-80% persen dari kekosongan dapat terisi dalam waktu 3 bulan.Ketika pertumbuhan jaringan fibro-osseus telah sempurna, implan akan terdiri dari 17% tulang, 43% jaringan lunak, dan 40% HA residu.
HACoralline pada awalnyatidak memiliki kekuatan seperti tulang trabekular karena kurangnya matriks kolagen; tetapi seiring dengan sempurnanya pertumbuhan fibro-osseus, HACorallinemenjadi lebihkuat tetapi kurang kaku dari tulang kanselus.
Material ini merupakan material yang dibutuhkan untuk defek metaphyseal karena memberikan dukungan struktural dengan distribusi beban yang baik, sehingga mengurangi kemungkinan adanyakonsentrasi stres pada artikular yang melekat erat pada tulang rawan. HACarolline telah berhasil digunakan padaaplikasi non-weightbearing seperti rahang atas, periodontalaugmentationdan fraktur radius distal.Penggunaannya pada defek metaphyseal weight bearing
(yaitu fraktur tibia plateu) jugamempunyai hasil yang baik, namun karena adanya kelemahan mekanik pada tahap awal, maka material ini harus didukung oleh fiksasi internal sampai pertumbuhan fibro-osseous
sempurna. Kegunaan klinis lainnya termasuk ekspansi bone graft pada fusi tulang belakangdan restorasi orbital.
3. Kalsium fosfat
Material ini sangat populer dan merupakan osteoconductive substitute yang menjanjikan untuk bone graft . Struktur ini lebih mirip dengan dahllite, carbonated hydroxyapatite yang dapat membentuk mineral tulang dalam jumlah yang besar. Kombinasi ini terdiri dari
monocalcium phosphate, tricalcium phosphate, dan calcium carbonate dalam bentuk bubuk dan dicampur ke dalam larutan sodium phosphate. Material ini dapat berubah menjadi bentuk keras dalam 10-15 menit dan setelah 24-48 jam akan menjadi keras dengan konsistensi yang mirip dengan tulang cancellous yang normal. Material ini memiliki kekurangan yaitu tidak dapat menahan shear force dan tidak cocok untuk untuk fraktur diafisis.Selain itu, pada beberapa penelitian,penggunaan semen calcium phosphate pada fraktur radius distal dantibial plateau, material ini tetap ada selama dua tahun setelah pemasangan implan. Resorpsi tidak dapat diprediksi dengan pasti dan mungkin material ini dapat dianggap sebagai sebuah implant
permanen. Namun, pada 110 pasien yang diterapi dengan calcium phosphate selama satu tahun dan cast selama enam minggu, didapatkan hasil fungsional yang sangat baik dan tidak ditemukan adanyaloss of reduction.
Semen calcium phosphate juga dapat digunakan pada fraktur calcaneus. Adanya weight bearing yang lebih awal mungkin terjadipada penggunaan semen ini. Pada kasus frakturtanpa adanya infeksi, aposisi tulang secara lengkap dapat tercapai dan adanya resorpsi pada daerah sekitar tulang.
Telah dikemukakansebelumnya bahwa penggunaan material ini dapat meningkatkan kekuatan kompresi dari badan vertebra pada kasus osteoporosis. Material ini dapat menambah kekuatan fiksasi dari screw pedicle pada fraktur burst dan dengan penggunaan material ini dapat
menghindari dilakukannya fiksasi anterior pada fraktur burst .
Penggunaan semen calcium phosphate pada fraktur tibial plateau dapat digunakan pada tipe fraktur kompresi dan fraktur kompresi yang terbelah, dengan fiksasi internal yang minimal pada 41 pasien, reduksi anatomis telah tercapai pada 78% pasien. Reduksi yang gagal ditemukan pada satu pasien dengan infeksi berat. Hasil fungsionalnya sangat memuaskan pada sebagian besar kasus. Material ini sangat aman dan lebih efektif dibandingkan dengan bone graft autogenous.
4. Trikalsium fosfat
Trikalsium Fosfat (TKF) merupakan salah satu jenis kalsium fosfat dan memiliki struktur kimia Ca3(PO4)2. TKF memiliki empat jenis polymorph yaitu α, ß, γ, dan super-α. ß polymorph adalah fase bertekanan tinggi dan super-α polymorphhanya dapat diobservasi pada temperatur kira-kira diatas 1500°C. Oleh karena itu, TKF polymorph yang sering digunakan dalam penelitian biokeramik adalah TKF α dan ß.Beta trikalsium fosfat (ß-TCP) adalah salah satu senyawa kalsium fosfat pertama yang digunakan sebagai bone graft subtitute. Pada tahun 1920, Albee dan Morrison melaporkan bahwa tingkat union tulangmeningkat ketika ß-TCP disuntikkan ke dalam celah pada defek tulang segmental. Beta trikalsium fosfat tersedia dalam bentuk berpori
atau padat, baik sebagai butiran maupun blok. Secara struktural,ß-TCP yang berpori memiliki kekuatan dan daya tahan terhadaptekanan yang mirip dengan tulang cancellous. Seperti preparat kalsium fosfat lainnya, telah ditemukan bahwa material ini menjadi rapuh dan lemah di bawah ketegangan dan gesekan, tetapi tahan terhadap beban tekan. Biasanya, material ini digunakan dalam bentuk granular berpori. Butiran berpori cenderung kurang bermigrasi dibandingkan dengan butiran padat karena adanya fiksasi sebelumnya oleh pertumbuhan
fibrovascular.
Beberapa penelitian menyatakan bahwa TKF memiliki sifat biodegradabel, walaupun sedikit berbeda dengan karakteristik material yang digunakan. Strukturnya juga berupa kristal, dengan laju biodegradasi TKF lebih baik daripada HA. Bahkan dalam penelitian yang dilakukan oleh Takatoshi (2007) didapatkan hasil bahwa implantasi material TKF ßke dalam os femur kelinci menunjukkan bioresorbabel atau dapat diserap namun hal ini tidak terjadi pada HA.
Trikalsium Fosfat mempunyai peranan penting sebagai bioresorbabel keramik. Bahan ini memperlihatkan tingginya daya larut dan bioaktifitas. Hasilnya menunjukkan mikrostrutur TKF ß berefek pada aktifitas dari sel-sel tulang dan kemudian dapat menggantikan tulang. TKF ßdapat diterima dan digunakan di dalam tubuh atau dikenal sebagai biokompatibel, bioresorbabel material untuk perbaikan tulang yang dibentuk menjadi keramik blok, granul, atau fosfat semen. Beta trikalsium fosfat mengalami reabsorpsi melalui dissolusi dan fragmentasi selama periode 6-8 bulan. Sayangnya, penggantianß-TCP oleh tulang tidak terjadi dengan cara yang sama. Artinya, selalu terdapat volum tulang yang kurang yang diproduksi dari volume ß-TCP yang diserap. Sehingga, adanya alasan ini menyebabkan penggunaan klinis ßTCP sebagai adjuvan yang digunakan bersama bone graft substitute dengan sifat kurang reabsorbable atau sebagai expander untuk autogenous bone graft .
Keuntungan Kekurangan Indikasi Autograft Kortikal
1. Dukungan struktural yang baik pada recipien site 2. Dapat ditransplantasikan
dengan/tanpa pedikel vaskularnya
3. Graft kortikal harus di dukung dengan fiksasi internal dan eksternal agar melindunginya dari fraktur
4. Untuk defek tulang segmental <5-6 cm yang memerlukan dukungan struktural cepat Autograft Cancellous 1. Mudah mengalami
revaskularisasi dan sangat cepat bersatu dengan recipient site
2. Pengisi ruang yang baik, tapi tidak dapat membangun struktur pendukung yang penting
3. Untuk kasus nonunion dengan kehilangan tulang <5-6 cm dan tidak memerlukan integritas struktural graft 4. Mengisi kista tulang/tulang kosong setelah reduksi permukaan artikular dengan depresi misal fraktur plat tibia
Autograft Secara Umum 1. Keberhasilan tinggi,
resiko transmisi penyakit
rendah dan
histokompatibilitas
2. Dapat diterima dengan baik dan efektif pada daerah transplantasi karena mengandung
4. Diperlukan prosedur operasi kedua untuk mengambil bone graft dari daerah donor
5. Lamanya waktu operasi 6. Terbatasnya
ketersediaan (kuantitas) dan bentuk bone graft
sejumlah besar sel tulang pasien sendiri dan protein 3. Menghasilkan rangka
yang kuat bagi tulang baru yang tumbuh di dalamnya
7. Biaya lebih banyak
Allograft
Keuntungan Kekurangan Indikasi
1. Pengurangan daerah operasi pencangkokan 2. Berkurangnya nyeri post operatif 3. Berkurangnya biaya operasi kedua 1.Kemungkinan adanya transmisi penyakit/infeksi 2. Pemggunaan
menjadi kurang efektif
karena sel
pertumbuhan tulang dan protein hilang saat proses pembersihan
disenfeksi
1. Pasien yang tidak
memungkinkan untuk dilakukan autograft
2. Pada anak kecil
3. Pada pasien dengan penyakit penyerta
4. Pasien yang membutuhkan banyak bine graft seperti psot eksisi kista tulang dan post reseksi tumor
Sumber : Bucholz RW. 2010. Bone Grafting and Enhancement of Fracture Repair In: Rockwood and Green’s Fractures in Adults 7th Ed . USA: Lipincot Williams & Wilkins
Tulang donor diperoleh dari luar maupun dalam rongga mulut 1. Dalam rongga mulut
a) Rahang Atas : tuberositas maksila, spina nasalis anterior dan dinding zygomatikus.
b) Rahang Bawah : simfisis mandibula, ramus assendens,
processus coronoideus dan ramush horizontal 2. Bagian luar rongga mulut
Tulang yang diambil dari tulang kalvaria, crista iliaca, tulang rusuk
Sumber : Irma D. 2012. Perbandingan Tingkat Keberhasilan Implan Antara Osteogenesis Distraksi dengan Autogenous Bone Graft. Dentofasial . 10(1):6-12.
