R
Re
effe
erra
att
B
Bo
one
ne ggrra
afftt
Oleh Oleh Rebika
Rebika Nurul Nurul Azizah Azizah I4A012076I4A012076
Rafendy I4A012092
Rafendy I4A012092
Deriel
Deriel Elka Elka Hidayat Hidayat I4A012098I4A012098 Nanda
Nanda Shaskia Shaskia Larasaty Larasaty I4A012107I4A012107
Kharina I4A011055 Kharina I4A011055 Pembimbing Pembimbing
dr. Andreas, Sp.OT
dr. Andreas, Sp.OT
SMF ILMU BEDAH SMF ILMU BEDAH FK UNLAM-RSUDFK UNLAM-RSUD ULINBANJARMULINBANJARMASIN,ASIN, April, 2017
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul Judul ... ... ii Daftar Isi
Daftar Isi ... .... iiii BAB I. PENDAHULUAN
BAB I. PENDAHULUAN ... ... 11 BABII.
BABII. TINJAUAN PTINJAUAN PUSTAKA USTAKA ... ... 33
BAB III. PENUTUP
BAB III. PENUTUP
...
... ... ... ... 5252 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA
Isi : (1) Allograft, (2) Autograft, (3) Xenograft, dan (4) Sintetic Graft
Isi : (1) Allograft, (2) Autograft, (3) Xenograft, dan (4) Sintetic Graft
Yang dibahas :
Yang dibahas :
guna
guna bone graft bone graft nya, nya,
indikasi dan kontra indikasi masing2 graft,
indikasi dan kontra indikasi masing2 graft,
bone graft
BAB I BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN I.LATAR BELAKANG I.LATAR BELAKANG
Saat ini, penyakit muskuloskeletal merupakan masalah yang banyak Saat ini, penyakit muskuloskeletal merupakan masalah yang banyak dijumpai di pusat-pusat pelayanan kesehatan di seluruh dunia.Bahkan WHO dijumpai di pusat-pusat pelayanan kesehatan di seluruh dunia.Bahkan WHO telah menetapkan dekade ini menjadi Dekade Tulang dan Persendian.Penyebab telah menetapkan dekade ini menjadi Dekade Tulang dan Persendian.Penyebab fraktur terbanyak disebabkan oleh kecelakaan lalu lintas. Kecelakaan lalu lintas fraktur terbanyak disebabkan oleh kecelakaan lalu lintas. Kecelakaan lalu lintas ini, selain menyebabkan fraktur, menurut WHO, juga menyebabkan kematian ini, selain menyebabkan fraktur, menurut WHO, juga menyebabkan kematian 1,25 juta orang setiap tahunnya, dimana sebagian besar korbannya adalah remaja 1,25 juta orang setiap tahunnya, dimana sebagian besar korbannya adalah remaja atau dewasa muda.
atau dewasa muda.1,3,41,3,4
Trauma langsung akibat benturan akan menimbulkan garis fraktur Trauma langsung akibat benturan akan menimbulkan garis fraktur transversal dan kerusakan jaringan lunak. Benturan yang lebih keras disertai transversal dan kerusakan jaringan lunak. Benturan yang lebih keras disertai dengan pengh
dengan penghimpitan tulang akan impitan tulang akan mengakibatkan garis frakmengakibatkan garis fraktur kominutif diikutitur kominutif diikuti dengan kerusakan jaringan lunak yang lebih luas. Trauma tidak langsung dengan kerusakan jaringan lunak yang lebih luas. Trauma tidak langsung mengakibatkan fraktur terletak jauh dari titik trauma dan jaringan sekitar fraktur mengakibatkan fraktur terletak jauh dari titik trauma dan jaringan sekitar fraktur tidak mengalami kerusakan berat. Selain trauma, adanya proses patologi pada tidak mengalami kerusakan berat. Selain trauma, adanya proses patologi pada tulang seperti tumor atau pada penyakit Paget, adanya energi yang minimal tulang seperti tumor atau pada penyakit Paget, adanya energi yang minimal dapat mengakibatkan fraktur, yang pada orang normal hal tersebut belum tentu dapat mengakibatkan fraktur, yang pada orang normal hal tersebut belum tentu menimbulkan fraktur.
Bone graft
Bone graft adalah suatu prosedur pembedahan untuk penggantian tulang adalah suatu prosedur pembedahan untuk penggantian tulang yang hilang pada suatu fraktur. Proses ini merupakan suatu proses implantasi yang hilang pada suatu fraktur. Proses ini merupakan suatu proses implantasi atau transplantasi tulang dari satu lokasi dan dipindahkan ke lokasi yang lainnya atau transplantasi tulang dari satu lokasi dan dipindahkan ke lokasi yang lainnya pada tubuh manusia
pada tubuh manusia atau dari atau dari donor yang berasal donor yang berasal dari manusia, dari manusia, atau berasal atau berasal daridari spesies yang
spesies yang berbeda seperti berbeda seperti sapi, dan sapi, dan dapat pudapat pula berasal la berasal dari dari produkproduk sintesis/buatan pabrik.Prinsip
sintesis/buatan pabrik.Prinsip bone graft bone graft yaitusebagai pengganti defek tulang yaitusebagai pengganti defek tulang dengan sebab apapun dengan pengganti tulang lainyang digunakan dengan sebab apapun dengan pengganti tulang lainyang digunakan dalamperbaikan fraktur yang kompleks. Bahan ini digunakan juga untuk dalamperbaikan fraktur yang kompleks. Bahan ini digunakan juga untuk perbaikankerusakan
perbaikankerusakan (defek) (defek) tulang tulang karena karena cacat cacat bawaan, bawaan, traumatik, traumatik, operasioperasi kanker tulangdan rekontruksi kranial atau fasial.
kanker tulangdan rekontruksi kranial atau fasial. Bone
Bone graft graft pada umumnya dapat direabsorpsi dan dapat menggantikan pada umumnya dapat direabsorpsi dan dapat menggantikan tulang normal pada proses penyembuhan tulang dalam beberapa bulan. Prinsip tulang normal pada proses penyembuhan tulang dalam beberapa bulan. Prinsip penggunaan
penggunaan bone graft bone graft yang baik yaitu mengandung unsur osteokonduktif, yang baik yaitu mengandung unsur osteokonduktif, osteoinduktif,danosteogenik.
osteoinduktif,danosteogenik. Bone
Bone graft graft yang merupakan yang merupakan Gold Standart Gold Standart adalah bahan adalah bahan autograftboneautograftbone graft
graft dengan tulang pengganti yang sering digunakan adalahdengan tulang pengganti yang sering digunakan adalah os iliumos ilium.. Bone graft Bone graft lainnya yang dapat digunakan yaitu
lainnya yang dapat digunakan yaitu allograft allograft yang diperoleh dari individu lain yang diperoleh dari individu lain dari spesies yang sama atau dapat diambil dari donor manusia ataukadaver. dari spesies yang sama atau dapat diambil dari donor manusia ataukadaver. Sedangkan
Sedangkan bone graft bone graft yang berasal dari hewansering disebut yang berasal dari hewansering disebut xenograft xenograft .Kedua.Kedua bone graft
bone graft ini terkadang menimbulkan reaksi penolakan dari tubuh.Sebagai ini terkadang menimbulkan reaksi penolakan dari tubuh.Sebagai alternatif lain pengganti tulang(
alternatif lain pengganti tulang(bone graft bone graft ) juga dapat disintesis dari berbagai) juga dapat disintesis dari berbagai biomaterial, seperti hidroksiapatit,trikalsium fosfat, hidrogel dan lain-lain.
BAB II BAB II
TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA
II.1
II.1
BO
BONE GRAF
NE GRAF T
T
Graft
Graft adalah suatu bagian jaringan yang diambil dari satu tempat danadalah suatu bagian jaringan yang diambil dari satu tempat dan ditransplantasikan ke tempat lain, baik pada individu yang sama maupun yang ditransplantasikan ke tempat lain, baik pada individu yang sama maupun yang berlainan.
berlainan. Tujuannya Tujuannya adalah adalah untuk untuk memperbaiki memperbaiki suatu suatu cacat cacat yang yang disebabkandisebabkan oleh penyakit, kecelakaan, atau anomali pertumbuhan dan perkembangan. oleh penyakit, kecelakaan, atau anomali pertumbuhan dan perkembangan. Bone Bone graft
graft mempunyai peran penting pada bidang orthopaedi dalam penatalaksanaan mempunyai peran penting pada bidang orthopaedi dalam penatalaksanaan kasusnonunion, defek
kasusnonunion, defek bridging bridging pada diafisis, dan pada pengisian defek metafisis. pada diafisis, dan pada pengisian defek metafisis. Terminologi "
Terminologi "bone graft bone graft " diperkenalkan oleh Muschler, yaitu: "segala material" diperkenalkan oleh Muschler, yaitu: "segala material yang ditanam dengan atau tanpa kombinasi dengan material lain yang yang ditanam dengan atau tanpa kombinasi dengan material lain yang merangsang penyembuhan tulang dan mempunyai sifat osteogenik,
merangsang penyembuhan tulang dan mempunyai sifat osteogenik,osteoinduktif osteoinduktif ,, atau osteokonduktif".
Gambar 2.1 Mekanisme Pembentukan Tulang
Secara garis besar terdapat dua mekanisme graft terhadap tulang resipien yaitu mendorong terjadinya osteogenesis (pembentukan tulang) dan memberi dukungan mekanis pada kerangka resipien (mekanikal support).Fungsi graft dan tulang untuk mendorong osteogenesis melalui 3 cara, yaitu :
1. Membelah diri, yaitu sel dipermukaan graft dan tulang yang masih hidup pada saat dipindahkan, kemudian membelah diri dan membentuk tulang baru. Hal ini dapat terjadi pada autograft kanselus dan graft kortikal segar. 2. Osteoinduksi, yaitu merupakan proses menarik sel pluripotensial dari
resipien yang terdapat disekitar graft dan tulang. Hal ini terjadi karena graft dan tulang mengandung mediator osteoinduksi, seperti BMP (Bone Morphogenic Protein),yangmerupkan matrik tulang sehingga aktifitasnya tidak dipengaruhi oleh ada tidaknya sel tulang yang hidup, tidak dirusak oleh pembekuantetapi rusak oleh oktoklaf. BMP terdapat pada autograft, allograft , dan fresh bone dan osteogenins, merupakan glikoprotein, dimana protein ini aktif pada matriks tulang terdemineralisasi.
3. Osteokonduksi, yaitu proses resorpsi graft, kemudian diganti oleh tulang baru dari respien secara bertahap. Konstribusi graft dimulai dengan proses osteokonduksi yaitu membuat kerangka sebagai matrik tulang di jaringan resipien. Kemudian dilanjutkan dengan stimulasi pembentukan tulang sebagai proses osteoinduksi
Material osteogenik diartikan sebagai sesuatu yang mempunyai kemampuan untuk membentuk tulang, yang berarti mengandung sel yang hidup dan mampu melakukan diferensiasi menjadi sel tulang.Osteogenesis adalah kemampuan graft untuk memproduksi tulangbaru. Pada proses ini dipengaruhi oleh kehadiran sel-sel tulang di dalam graft tulang. Material osteogenik graft terdiri dari sel dengan kemampuan untukmembentuk tulang (sel osteoprogenitor) atau berpotensi untuk berdiferensiasimenjadi sel pembentuk tulang (diinduksi sel prekursor osteogenik/selosteoprogenitor). Sel berpartisipasi dalam tahap awal proses persembuhanuntuk menyatukan graft dengan tulang.3,14
Material osteoinduktif adalah suatu bahan yang dapat memberikan sinyal biologis yang dapat merangsang sel lokal memasuki proses diferensiasi menjadi
osteoblast matur.Osteoinduktif menginduksistem sel agar dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel tulang dewasa. Proses inibiasanya berkaitan denganfaktor pertumbuhan tulang dalam material graft . Bone morphogenic protein (BMP)dan
mineralisasi matriks tulang merupakan bahan pokok osteoinduktif.9,14
Material osteokonduktif menyediakan scaffold (kerangka) tiga dimensi dimana jaringan tulang lokal melakukan regenerasi membentuk tulang baru. Osteokonduktif tidak dapat membentuk tulang atau merangsang pembentukan tulang. Osteokonduktifhanya memungkinkan pertumbuhan neovaskularisasi dan infiltrasi sel-selprekursor osteogenik ke dalam ruang graft . Sifat osteokonduktif ditemukan di autograft dan allograft , demineralisasi tulang matrik, hidroksiapatit, kolagen, dan kalsium fosfat.3,7,16
Hal lain yang berkaitan dengan substitusi tulang adalah biodegradability, yang diartikan sebagai kemampuan melakukan degradasi suatu partikel dengan dua prinsip mekanisme; melalui degradasi kimia pasif atau disolusi, dan melalui aktivitas seluler aktif yang dimediasi oleh osteoclast dan/atau makrofag.Lebih jauh lagi, sifat biologis biomaterial substitusi tulang juga dipengaruhi oleh porositas tulang, geometri permukaan, dan sifat kimiawi permukaan. Healing dan regenerasi tulang dipengaruhi oleh hal-tersebut di atas. Sifat tersebut berkaitan dengan biomaterial itu sendiri, tetapi faktor host seperti kualitas tulang, vaskularisasi tulang, dan merokok dapat mempengaruhi hasil akhir regenerasi tulang dengan prosedur substitusi tulang.3,7,9,14
Tabel 2.1 Graft tulang dan substitusinya
Terdapat empat tujuan dan fungsi penggunaan bone graft , yaitu:
1. Untuk mengisi defek yang disebabkan oleh adanya kista tulang, tumor atau penyebabyang lain.
2. Bagian penting dari artrodesis yaitu sebagai “jembatan”. 3. Penyedia “bone blocks” untuk mengurangi pergerakan sendi .
4. Sebagai upaya untuk mengisi defek pada non union, delayed union, malunion, postosteotomy, dan mengupayakan union pada daerah yang pseudoartrosis. 16,17
Selain bahan dari graft itu sendiri, vaskularisasi dan stabilitas mekanik dari suatu tempat graft sangat penting. Untuk hasil optimal, bagian yang akan dilakukan graft harus mengandung sel pro-osteogenik atau sel osteogenik dan harus stabil agar pembuluh darah dapat tumbuh pada bagian graft . Autogenous bone graft bersifat osteogenik, osteoinduktif , osteokonduktif, danbiokompatibel yang baik. Karakteristik tersebut harus ada pada bone graft ideal.3,5,9,14
MenurutLaurencin et al.(2001), klasifikasi bone graft berdasarkan bahandasarnya antara lain3,5 :
1. Substitut-berdasarkan- Allograft , menggunakan allograft itu sendiriatau dikombinasi dengan material lainnya.
2. Substitut-berdasarkan-faktor-pertumbuhan-alami-atau-rekombinan,
digunakan dengan growth factor itu sendiriatau dikombinasi dengan material lain, seperti transforming growth factor-beta (TGF-beta), platelet-derived
growth factor (PDGF), fibroblast growth factor (FGF), dan bone morphogenetic protein (BMP).
3. Substitut-berdasarkan-selmenggunakan sel-sel untuk membangkitkan jaringan baru, digunakan bahan ini sendiri atau ditanam ke dalam bahan pendukung matriks (contohnya, mesenchymal stem cells).
4. Substitut-berdasarkan-keramik seperti kalsium fosfat, kalsium sulfat, dan bioglass, dapat digunakan dari bahan itu sendiri atau dikombinasikan.
5. Substitut-berdasarkan- Polymer yang degradable dan nondegradable dapat menggunakan bahan itu sendiri atau dikombinasikan dengan material lain.
II.2 Karakteristik Graft Ideal
Graft ideal adalah yang memiliki matriks osteokonduktif (dalam rangka tulang baru), protein osteoinduktif (berfungsi menstimulasi dan mendukung mitogenesis sel perivaskular undifferentiated untuk membentuk sel osteoprogenitor), dan sel osteogenik (berkemampuan untuk membentuk tulang bila ditempatkan di lingkungan yang tepat). Hanyabone graftautogenousyang
memenuhi semua persyaratandi atas.3,9
Allograft bersifatosteointegratif dan osteokonduktifdan mungkinmenunjukkan potensi osteoinduktif , tetapi tidak bersifat osteogenikkarenatidak mengandung komponen seluler hidup.Saat ini,autogenousbone graft dan allograft adalah sumber utama untuk prosedur bone graft . Di Indonesia, hanya di RS Dr. Sutomo, Surabaya yang bisa melakukan
Autogenous graft memiliki sifat osteogenikyang palingpotensial, diikuti oleh allograft . Allograft digunakan pada kasus dimana diperlukan volume bone graft yang besar.Terdapat beberapa kendala terkait dengan penggunaanautograft
dan allograft sehingga para peneliti mulai mencari alternatif. Bone graft sintetis yang tersedia saat ini hanya memberikansebagian solusi dalam pengelolaanbone loss. Bone graft sintetis hanya memiliki sifatosteointegratif dan osteokonduktif.15
II. 3 Tipe Graft
Material bone graft dapat dibagi menjadi empat kelompok utama, yaitu: Autograft , Allograft , Xenograft , dan biomaterial sintetik.5,9,11
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 sebagai autogenous atau autologous bone graft . Komponen seluler tulang trabekular,mengandung sedikit osteoblast dan banyak sel prekursor yang mendukung suksesnya transplantasi yang berperan sebagaisel potensialosteogenik. Autograft dianggap sebagai " gold standard " dalam regenerasi tulang karena mempunyai sifat osteokonduksi, osteoinduksi, osteogenik, dan oseointegrasi.5,7,9
Gambar 2.3 Bentuk-bentuk sediaan bone graft
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.5,7,9,10
Gambar 2.4 Perbedaan anatomis tulang kortikal dan kanselus
Namun, kekurangan dari prosedur graft ini adalah diperlukan prosedur operasi kedua untuk mengambil bone 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.7,9,12
a. Autograft kanselus
Autograft kanselus (autogenous kanselus 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.7,11,12
Gambar 2.6 Sumber periferal graft tulang kanselus. Jika hanya perlu sedikit atau ada kontraindikasi menggunakan krista iliaka, bisa donor dari trochanter mayor dan condylus femoral distal (C), atau tibia distal dan proksimal (D), olekranon (E), maupun radius tiloideus (F).
Autograft dengan menggunakan tulang kanselus memiliki kelebihan mudah mengalami revaskularisasi dan sangat cepat bersatu dengan recipient site.Graft kanselusmerupakan 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.7,11,12
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.Graft tulang kortikal mungkin perlu untuk spinal fusion atau penggantian defek mayor tulang pada regio metafisis, seperti pada
Gambar 2.7 Graft biokortikalkanselus tipis dipanen untuk pseudoarthrosis kongenital dari tibia.
II. 3. 2 Allograft
Bone graft yang berasal dari donor lain (individu lain) yang masih satu spesies disebutallograft . Allograft umumnya berasal dari bank tulang yang dicangkok dari tulang kadaver.Tulang dibersihkan dan disinfeksi untuk menurunkan transmisi penyakit dari donor ke resipien.Allograft di Indonesia hanya baru bisa dilakukan di RSUD dr. Soetomo, Surabaya, Jawa Timur.
Gambar 2.8 Rekonstruksi allograft oleh tim Departemen Tumor Muskuloskeletal di RSUD dr. Soetomo, Surabaya, Jawa Timur
Allograft digunakan sebagai pilihan dengan pertimbangan, misalnya pasien yang tidak memungkinkan untuk autograft , misalnya pada anak kecil, pasien dengan penyakit penyerta,atau pasien yang membutuhkan banyak bone graft seperti post eksisi kista tulang dan post reseksi tumor. Allograft lebih dipilih karena pada autograph terdapatkendala dalam operasi pengambilan material bone graft dari donor site.10,11
Allograft didapat dari jaringan kadaver berupa: 1. Tulang fresh atau fresh-frozen
2. Mineralized freeze-dried (FDBA) atau 3. Decalcified freeze-dried (DFBA).
Gambar 2.9 Allograft tipe Mineralized freeze-dried (FDBA)
Gambar 2.10 Allograft tipe Decalcified freeze-dried (DFBA)
Tulang FDBA atau DFBA diambil dari tulang kortikal panjang karena kaya protein induktif dan kurang antigenik dibanding tulang kanselus. Fresh
allograft jarang digunakan karena dibutuhkanskrining penyakit dan dapat meningkatkan transmisi penyakit. Frozen Allograft disimpan pada suhu dibawah 10°C, yangmenurunkan aktivitas enzim pengurai (degradation enzyme) dan
mengurangi resiko respon darisistem imun, mengurangi cairan,namun hal inimemiliki kelemahan yaitu kemampuan osteoinduktif yang berkurang.9,10,11
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.7,10,11
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. Bahan allograft yang telah diproses di dalamnya tidak terdapat sel yang hidup sehingga aktivitas osteogeniknya akan berkurang. Allograft padadasarnya bersifat osteokonduktif, tergantung bagaimana
memprosesnya, juga dapat mempunyai sifat osteoinduktif.7,9,10,11
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.7,10,11,13
FDBA merupakan matriks tulang termineralisasi yang tidak memiliki protein morfogenik aktif (BMPs), oleh karena itu sifat osteoinduktifnya kurang, meskipun mempunyai sifat osteokonduktif. 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 osteoinduktifnya masih ada.7,11
Disebutkan bahwa pemilihan penggunaan autograft atau allograft adalah sebagai berikut; bila osteogenesis adalah tujuan utama, maka fresh autogenous adalah yang utama dipilih. Penggunaan Autogenous bone graft 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
Bone graft
Kekuatan
Struktural Osteokonduksi Osteoinduksi Osteogenesis
Autograft Kanselus No +++ +++ +++ Kortikal +++ ++ ++ ++ AllograftKanselus Frozen No ++ + No Freeze-dry No ++ + No AllograftKortikal Frozen +++ + No No Freeze-dry + + No No
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) yang berasal dari sapi. 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 hydroxyapatit, 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 berpori mempengaruhi sifat mekanis dan stabilitas awal. ABB mempunyai sifat kurangosteoinduktif, dan bentuk granul yang menyebabkannya sulit untuk bertahan di tempat operasi. ABB bersifat nonresorbable in vivo. Adanyagranul yang tidak teresorbsi dalam tulang baru merupakan hal yang tidak diharapkan karena akan mempengaruhi kualitas tulang yang terbentuk karena mengganggu remodeling, juga mempengaruhi osseointegrasi dengan implan gigi.5,11
Gambar 2.11 Salah satu contoh produk xenograft yang berasal dari hewan
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 adalah dari babi. Bahan ini nampaknya dapat mendorongemdogain, suatu kelompok protein matriks email yang diambil diikuti pembentukan cementum yang kemudian diikuti oleh deposisi tulang.5,11,13
Xenograft berhasilmemperlambat 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 kecenderungan bagi osteoklas untuk meresorpsi material.5,7,11,13
II. 3. 4. Biomaterial Sintetik (
bone graft
substitut)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 pengganti bone graft terdiri dari variasi material dandapat dibentuk dari satu atau lebih tipe komposit.9,13,14
Gambar 2.12 Jenis-jenis bone graft dan substitutnya
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.9,15
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 adalahkalsiumfosfat. Kalsiumfosfat merupakan biomaterial yang secara kimiawi menyerupai mineral tulang. Kalsiumfosfat banyak digunakan untuk regenerasi jaringan tulang karena mempunyai kelebihan dalam sifat biokompatibilitas, osteointegrasi , dan osteokonduktif . Selain kalsiumfosfat, material sintetik yang digunakan untuk prosedur bone graft adalah bioglass. Bioglass yang juga dikenal sebagai bioactive glass merupakan nama komersial untuk kalsium substitutd 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 hydroxyapatit pada permukaannya setelah ditanam in vivo. Fenomena ini dinamakan bioaktivitas, 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.9,13,15
Bone graft sintetikmempunyai dua dari empat karakteristik ideal biomaterial sintetik yaitu bersifat osteointegrasi dan osteokonduksi.Idealnya bone graft sintetikbersifat biokompatibel, dapat menunjukkan reaksi fibrotik minimal, dapat mengalami remodeling, dan mendukung pembentukan tulang baru. Bone graft sintetik seharusnya mempunyai kekuatan yang sama dengan tulang kortikal/kanselus 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.13,15
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.9,13,15
Bioactive glass memiliki sifat osteointegratif dan osteokonduktif. Sebuah ikatan mekanis yang kuat antara bioactive glass dan tulangdisebabkan oleh lapisan silika yang terbentuk pada permukaan bioactive glassketika terkena larutan fisiologis. Pada gel ini ion Ca2+ dan PO42- bergabung untuk membentuk
kimia yang kuat. Saat digunakan sebagai implan, bioactive glass secara signifikan memiliki kekuatan mekanis yang besar ketika dibandingkan dengan kalsium fosfat seperti kristal hydroxyapatit.9,13,15
Gambar 2.13 Salah satu contoh substitutbone graft berupa bioactive glass
Variasi bioactive glass adalah keramik bioaktif.Keramik bioaktif umumnya lebih kuatdalam meningkatkan sifat mekanik disbandingbioactive glass namun keduanya masih mempunyai kekuatan yang rendah terhadap
frakturjika dibandingkan dengan tulang kortikal. Kedua material ini relatif rapuh dan rawan terhadap patah tulang.Keramik bioaktif telah berhasil digunakan sebagaiprosthesevertebra dalam penatalaksanaan tumor dan burst fractures.13,15 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 keramik aluminatidak terjadi pertukaran ion antara implan dan tulangseperti padabioactive glass, dan tidak
bersifatosteointegrasi. 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 keramikhydroxyapatit.
Gambar 2.14 Salah satu contoh substitutbone graft berupa Alumunium Oksida
Alumina telah digunakan sebagai bone graft sintetis dan sebagai baji untuk osteotomi, tetapi penerapannya di bidang orthopaedimasih terbatas oleh karena ketidakmampuannya dalamosteointegrasi.Alumina telah berhasil digunakan dalam implan, prostetik pada sendi,dan penggantianossicular .14,15 c. Kalsium sulfat
Material ini adalah yang paling sering digunakan oleh para ahli orthopaedi dan mungkin sebagai material osteokonduktif 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.9,14
Kalsium sulfatberperan sebagai matriks
osteokonduktifuntukpertumbuhan pembuluh darah dan terkait dengan fibrogenikdan sel osteogenik.Oleh karena itu, sangat penting bahwaimplankalsium sulfat sebaiknyaberdampingan dengan periosteum atau endosteum.Dalam waktu 5-7 minggu kalsium sulfatakandireabsorbsi oleh tubuh. Material ini dapat digunakan untuk mengisi defek tulang. Kelemahan utama material ini adalah terjadinya reaksi kimia yang menghasilkan bermacam – macam struktur kristalina. Material ini juga diresorbsi secara cepat yang melebihi kapasitas tulang disekitarnyadalamberegenerasi.14,15
Gambar 2.15 Salah satu contoh substitutbone graft berupa Kalsium Sulfat
d. Mineral apatit
Komponen utama senyawa apatit adalah kalsium fosfat yang 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 yang disebut sebagai apatit karbonat tipe A yang terbentuk pada suhu tinggi. Sedangkan apatit karbonat tipe B dibentuk pada suhu rendah. Kalsium fosfat (Ca-P) dapat ditemukan di alam dari tumbuhan koral ( coralline hidroksiapatite) atau disintesa menggunakan regen kimia dengan metode presipitasi.9,15
1. Hidroksiapatit Sintetik
Hidroksiapatit (HA) merupakan material keramik bioaktif dengan kelebihanbioafinitas tinggi, biokompatibel (kemampuan material dalam menyesuaikan diri dengan kecocokan tubuh penerima), dan bioaktif (kemampuan materialbereaksi dengan jaringan dan menghasilkan ikatan kimia sangat baik).9,14
Hidroksiapatit merupakan unsur mineral terbesar pada tulang dan gigi. Hidroksiapatit termasuk ke dalam senyawa kalsium fosfat yang merupakan mineral apatit dengan rumus kimia [Ca10(PO4)6OH2] yang mempunyai struktur
heksagonal serta memiliki rasio Ca/P sekitar 1,67. 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
Gambar 2.16 Salah satu contoh substitutbone graft berupa Hidroksiapatit (HA)
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
sifatosteointegrasi-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.15
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 menyebabkankegagalanimplan.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 fibrovaskularjaringan yang lebih cepat.15
Gambar 2.17 Salah satu contoh substitut bone graft berupa Coralline Hidroksiapatit
Material ini berasal dari kalsium karbonat. Struktur dari coralline kalsiumfosfat diproduksi oleh spesies tertentu yang mempunyai kemiripan dengan tulang kanselus pada manusia, yang menjadikan material ini mempunyai kelebihan yaitu cocok sebagai pengganti osteokonduktif 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.14,15
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.9,14
Secara mekanis, HACorallinemempunyai ketahanan dalamkompresi yang sedikit lebih baik dibandingkan tulang kanselus.Seperti jenis HA pada umumnya, HA Corallinememiliki kelemahan dalam tegangan, rapuh dan sulit dibentuk. Kelebihan yang utama adalah struktur interporous 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.15
CorallineHApada 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.15
Material ini merupakan material yang dibutuhkan untuk defekmetafisis 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-weight-bearing seperti rahang atas,augmentasiperiodontaldan fraktur radius distal.Penggunaannya pada defekmetafisis weight bearing (yaitu fraktur tibia plateu) jugamempunyai hasil yang baik, namun karena adanya kelemahan mekanik pada tahap awal, maka material ini harus didukung oleh
lainnya termasuk ekspansi bone graft pada fusi tulang belakangdan restorasi orbital.15
3. Kalsium fosfat
Material ini sangat populer dan merupakan substitutosteokonduktif yang menjanjikan untuk bone graft . Struktur ini lebih mirip dengan dahllite, carbonated hydroxyapatityang dapat membentuk mineral tulang dalam jumlah yang besar. Kombinasi ini terdiri dari monokalsiumfosfat, trikalsiumfosfat, dan kalsium karbonat dalam bentuk bubuk dan dicampur ke dalam larutan sodium fosfat. 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 kanselus 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 kalsiumfosfat pada fraktur radius distal dan tibial 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 implan permanen. Namun, pada 110 pasien yang diterapi dengan kalsiumfosfat selama satu tahun dan cast selama enam minggu, didapatkan hasil fungsional yang sangat baik dan tidak ditemukan adanya loss of reduction.9,14,15
Semen kalsiumfosfat juga dapat digunakan pada fraktur calcaneus.Adanya weight bearing yang lebih awal mungkin terjadipada penggunaan semen ini. Pada kasus frakturtanpa adanya infeksi, aposisi tulang
Gambar 2.18 Salah satu contoh substitut bone graft berupa Calcium phosphate
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 .5,9,15
Penggunaan semen kalsiumfosfat 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
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-TKF) adalah salah satu senyawa kalsium fosfat pertama yang digunakan sebagai bone graft substitut. Pada tahun 1920, Albee dan Morrison melaporkan bahwa tingkat union tulangmeningkat ketika ß-TKF 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-TKF yang berpori memiliki kekuatan dan daya tahan terhadaptekanan yang mirip dengan tulang kanselus. 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 pertumbuhanfibrovaskular.15
Gambar 2.19 Salah satu contoh substitut bone graft berupa TriCalcium phosphate
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 implanasi material TKF ßke dalam os femur kelinci menunjukkan bioresorbabel atau dapat diserap namun hal ini tidak terjadi pada HA.9,15
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.7,9,14
yang kurang yang diproduksi dari volume ß-TKF yang diserap. Sehingga, adanya alasan ini menyebabkan penggunaan klinis ßTKF sebagai adjuvan yang digunakan bersama bone graft substitut dengan sifat kurang reabsorbable atau sebagai expander untuk autogenousbone graft .15
Keramik kalsium fosfat juga merupakan bahan yang memiliki sifat osteokonduktif, sehingga penggunaannya dapat menjadi alternatif autogenous cortico kanselusbone graft untuk mengisi defek tumor, tibial plate fraktur, spinal fusion, operasi scoliosis, dan lain-lain. Pemeriksaan histologi menunjukkan adanya pertumbuhan tulang baru ke dalam struktur pori-pori dari implan HA. Di dalam hasil pengamatan preparat tersebut tidak ada bukti yang meyakinkan bahwa implan terbiodegradasi meskipun terdapat histiosit, multinucleat giant sel , dan osteoklas. Sedangkan Levin et al (1975) melaporkan bahwa pada percobaan menggunakan hewan model terjadi resorpsi TKF ß secara
sempurna.9,14
Saat ini,substitut bone graft yang tersedia hanya memiliki sedikit aktivitas biologi. Substitut hanya bertindak sebagai pengisi dan hanya memiliki sifat osteointegratif dan osteokonduktif.Idealnya,substitut bone graft dimasa depan sebaiknyamemiliki struktur integritas yang baik, memberi kerangka pada pembentukan tulang, bertindak sebagai sistem pengirim, dansebagai faktor penting dalam mengatur respon regulasi lokal pada tulang.Untuk memastikan hasil yang efektif dalam fungsinya sebagai sistem pengiriman,dibutuhkan adanya pengendalian resorpsipengganti.Hal ini diperlukan untuk memastikan
waktu yang tepat dan untuk memprediksi pelepasan faktor yang tergabung dalam pengganti dan penggantian lengkapberikutnya oleh tulang host .9,14,15
Pada akhirnya pembentukan tulang terjadi karena adanya aktivitasseluler osteoblastik.Perkembangan yang terjadi saat ini dikarenakan adanyaproses purifikasi dan perluasan prekursorosteogenik in vitrotelah menambah sebuah dimensi baru untuk material bone graft .Substitut bone graft hanya menawarkan solusi sebagai penatalaksanaan pada kasus bone loss.Substitut bone graft memilikibeberapa kualitasmekanis tulang yaitu sebagaiosteointegratifatauosteokonduktif tetapi sebagian besar mengandalkan periosteum/tulang sebagai pendukung.Idealnya,substitut bone graft sebaiknya
meniru seperti tulang aslinya dalamproses mekanik dan osteogenik .9,15
II. 4 Indikasi penggunaan
bone graft
dalam bidang orthopaedi : 1. Fraktur nonunion dengan bone lossPenggunaan bone graft, terutama allograft , pada fraktur dengan bone loss banyak digunakan untuk mengurangi morbiditas dan mempersingkat masa penggunaan fiksasi external baik saat limb lengthening (pemanjangan ekstremitas) maupun transportasi tulang. Hilangnya komponen artikular mayor pada permukaan sendi yang mengikuti suatu trauma jarang terjadi, tetapi pada pasien muda, allograft digunakan sebagai pengganti permukaan sendi dan
mungkin dipertimbangkan sebargai alternatif artroplasti.16
nonunion dengan kehilangan tulang <5-6 cm dan tidak memerlukan integritas struktural graft .16
Substitut bone graft menawarkan solusi penatalaksanaan pada kasus bone loss.Substitut bone graft memiliki beberapa kualitas mekanis tulang yaitu sebagai osteointegratif/osteokonduktif dan sebagian besar mengandalkan periosteum/tulang sebagai pendukung.Idealnya,substitut bone graft sebaiknya mempunyai sifat seperti tulang aslinya dalam proses mekanik dan osteogenik .9,15 2. Fraktur Kominutif
Pada fraktur kominutif, terdapat banyak fragmen tulang yang terlepas, sehingga bone graft digunakan untuk menyatukan fragmen tersebut. Bone graft pada fraktur kominutifpaling sering dilakukan pada kasus fraktur tulang belakang.16
3. Defek pada Tulang
Bone graft digunakan pada kasus dimana terdapat defek pada tulang seperti adanya penyakit, infeksi, ataupun luka. Bone graft dapat digunakan dalam jumlah yang sedikitpada rongga tulang, misalnya pada kasus defek bridging pada diafisis dan pada pengisian defek metafisis. Selain itu, dapat juga digunakan dalam jumlah besar sebagai perangkat implan (cangkok) yang digunakan dalam membantu penyembuhan tulang di sekitar perangkat implan operasi, seperti pada penggantian sendi, plate, atau screws.16
Autograft digunakan untuk mengisi kista tulang atau tulang kosong setelah reduksi permukaan artikular, misalnya pada fraktur plat tibia. Autograft
kortikal merupakan pilihan yang baik sebagai penanganan defek tulang segmental <5-6 cm yang memerlukan dukungan struktural cepat.5,7
Keramik kalsium fosfat merupakan bahan yang memiliki sifat osteokonduktif, sehingga penggunaannya dapat menjadi alternatif autogenous cortico kanselusbone graft untuk mengisi defek tumor, fraktur tibial plate, spinal fusion, operasi scoliosis, dan lain-lain.9,14
4. Sebagai ProstheseVertebra
Keramik bioaktif telah berhasil digunakan sebagaiprosthesevertebradalam penatalaksanaan tumor dan burst fractures.13 5. Sebagai Implan, Prostetik pada Sendi, dan Penggantian Ossicular
Alumina telah digunakan sebagai bone graft sintetis dan sebagai baji untuk osteotomi, tetapi penerapannya di bidang orthopaedimasih terbatas oleh karena ketidakmampuan untuk osteointegrasi.Alumina telah berhasil digunakan dalam implan, prostetik pada sendidan penggantianossicular.14,15
Bioglass cocok untuk regenerasi tulang dalam prosedur implan dental dan murni bahan sintetik sehingga dapat terhindar dari penyebaran infeksi.13 6. Fraktur Kompresi
Penggunaan semen kalsiumfosfat 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
besar kasus. Material ini sangat aman dan lebih efektif dibandingkan dengan bone graft autogenous.5,9
II. 5 Proses penyembuhan
bone gr aft
Phemister memperkenalkan istilah “substitusi merayap” yang menyatakan bahwa tulang yang ditransplantasi akan diserang jaringan granulasi vaskular, yang menyebabkan tulang lama diresorpsi dan lambat laun digantikan oleh tulang baru yang diproduksi host. Sementara itu, Abbot et al. Menyatakan bahwa, sebagai tambahan, sel-sel permukaan bone graft dapat bertahan hidup dan berpartisipasi dalam formasi tulang baru; hal ini juga didukung penelitian Ray, Sabet, Arora dan Laskin. Sel yang dapat bertahan hidup ini meminimalisir interval antara pencangkokan dan implantasi dan dengan menjaga graft agar tetap lembab dan dalam temperatur fisiologis.17,18,19,20,21
Gambar 2.20 Proses penyembuhan tulang
Pada graft tulang kanselus, jaringan nekrotik pada ruang sumsum tulang dan kanal haversian dimakan oleh makrofag. Lalu disusul oleh neovaskularisasi dan pembentukan jaringan granulasi yang memenuhi area resorpsi. Sel mesenkimal pluripotensial berdiferensiasi menjadi osteoblas yang memproduksi lapisan osteoid di sepanjang trabekula mati dari graft tulang. Osteoklas meresorpsi tulang nekrotik dan lalu mayoritas dari graft tulang digantikan oleh tulang host yang baru. Akhirnya ruang sumsum tulang yang lama diisi dengan sel sumsum tulang yang baru. 17
Gambar 2.21 Proses penyembuhan tulang dengan bone graft
Pada tulang kortikal, prosesnya sama namun berjalan lebih lambat, karena graft tulang harus melewati kanal haversian dari transplan. Osteoklas yang meresorpsi permukaan kanal, membuat lubang yang lebih besar unuk jaringan granulasi berkembang. Saat jaringan granulasi mempenetrasi pusal graft tulang kortikal, tulang baru dibuat di sepanjang graft tulang dan memperbesar kanalis haversian. Tergantung dari ukuran graft tulang, proses penyembuhan tulang ini mungkin memakan waktu berbulan-bulan dampai bertahun-tahun. 17
BAB III PENUTUP
Bone graft adalah suatu prosedur pembedahan untuk penggantian tulang yang hilang pada suatu fraktur. Proses ini merupakan suatu proses implantasi atau transplantasi tulang dari satu lokasi dan dipindahkan ke lokasi yang lainnya. Bahan ini digunakan juga untuk perbaikankerusakan (defek) tulang karena cacat bawaan, traumatik, operasi kanker tulangdan rekontruksi kranial atau fasial.
Prinsip penggunaan bone graft yang baik yaitu mengandung unsur osteokonduktif, osteoinduktif,dan osteogenik. Bone graft yang merupakan Gold Standart adalah bahan autograftbone graft yaitu bahan cangkok tulang yang diperoleh dari individu atau spesies itu sendiri. Sebagai alternatif dari autograft , bahan allograft dapat diambil dari donor manusia ataukadaver.Sedangkan bone graft yang berasal dari hewansering disebut xenograft .Kedua bone graft ini terkadang menimbulkan reaksi penolakan dari tubuh. Sebagai alternatif lain pengganti tulang(bone graft ) juga dapat disintesis dari berbagai biomaterial,
seperti hidroksiapatit,trikalsium fosfat, hidrogel dan lain-lain.
Kemungkinan nonunion pada pasien-pasien memicu para klinisi untuk penggunaan bone graft sebagai bagian dari sebuah prosedur yang ditujukan untuk mencapai union. Tujuan akhirnya adalah untuk mencapai proses mineralisasi jaringan tulang yang kokoh. Penggunaan bone graft sangat
memungkinkan dikarenakan jaringan tulang tidak seperti jaringan lainnya, dimana tulang mempunyai kemampuan untuk regenerasi secara baik bila diberikan tempat ( scaffold) yang cukup untuk tumbuh.Sebagaimana tulang normal yang tumbuh, bone graft dapat menggantikan tulang secara penuh pada daerah dimana bone graft tersebut ditempatkan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Bucholz, Robert W. Classification of Fractures. In: Rockwood and Green’s Fractures in Adults. 7th ed. 2010. Lippincott Williams & Wilkins.USA.P.44 2. Salter RB. Musculosceletal Injuries. In: Textbook of Disorders and Injuries
of the Muskuloskeletal System. 3rd ed. Lippincott William & Wilkins, Philadelphia. USA. 1999. P.417
3. Cole A, et al. Principles of fractures. In: Apley’s System of Orthopaedic and Fractures.9th ed. 2010. Hodder arnold UK company. P.687
4. Canale & Beaty. Fractures and dislocation. In: Campbell's Operative Orthopaedics. 11th ed. Mosby. Philadelphia. P. 3018
5. Bucholz, Robert W. Bone graft ing and Enhancement of Fracture Repair. In: Rockwood and Green’s Fractures in Adults. 7th ed. 2010. Lippincott Williams & Wilkins.USA. P.314
6. Mcrae, Ronald. Open fractures. In : Practical fracture treatment. 4th ed. Churcil livingstone. P. 69
7. Finkemeier, C. G. Bone-Grafting and Bone-Graft substitut. J Bone Joint Surg Am. 2002;84:454-464
8. Miller, M. D. 2004. Review of Orthopaedics. 4th ed. Elseviere. Philadelphia 9. Laurencin,C.T. 2006. Bone graft Substitut. Available at :
10. Delloye, C. Aspect of Current Management Bone Allograft. The journal of bone and joint surgery. 2007; 89-B:574-9.
11. Keating,J. F.The management of fractures with bone loss. The journal of bone and joint surgery.2005;87-B:142-50.
12. J. F. Keating, M. M. McQueen. substitut for Autologous Bone graft in Orthopaedic Trauma. The journal of bone and joint surgery. 2001;82-B:3-8. 13. Stringa, G. Studies of the Vascularisation of Bone graft s. Nuffield
Orthopaedic Centre, Oxford. Vol. 39B 2007.
14. Lindner, T. The Role of Bone substitut. The journal of bone and joint surgery. 2009;91-B:294-303.
15. William, R. Synthetic Bone graft Substitut. ANZ J. Surg. (2001) 71, 354 – 361 16. N Hossain, M Barry. Management of Traumatic Bone Loss. The journal of
bone and joint surgery. 2011.
17. Nguyen Ngoc Hung Basic Knowledge of Bone graft ing, Bone graft ing. Pediatric Orthopaedic Department of Dong Da District, Ha Noi. 2012.
18. Phemister DB. The Fate of Transplanted Bone and Re generative Power of Its Various Constituents. Surg Gynecol Obstet. 1914.
19. Abbott LC, Schottstaedt ER, Saunders JB, et al. The Evaluation of Cortical and Cancellous Bone as Grafting Material. A Clinical and Experimental Study. J Bone Joint Surg. 1947.
20. Ray RD, Sabet TY. Bone graft s: Cellular Survival Versus Induction. J Bone Joint Surg.1963.
