i
BAHAN CANGKOK DEMINERALIZED FREEZE-DRIED BOVINE BONE XENOGRAFT (DFDBBX) DAN HYDROXYAPATITE BOVINE
BONE XENOGRAFT (HA-BBX)
Oleh I Wayan Wirata Luh Made Sudimartini I Wayan Nico Fajar Gunawan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR 2016
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah yang berjudul ”BAHAN CANGKOK DEMINERALIZED FREEZE-DRIED BOVINE BONE XENOGRAFT (DFDBBX) DAN HYDROXYAPATITE BOVINE BONE XENOGRAFT (HA-BBX)”.
Penulis menyadari bahwa karya tulis ilmiah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran membangun penulis terima dengan tangan terbuka.
Denpasar, Januari 2016
iii DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR……….. ii DAFTAR ISI……… iii DAFTAR GAMBAR………... iv BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang……… 1 1.2 Tujuan Penulisan………. 2 1.3 Manfaat Penulisan………... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan Cangkok……….. 5 2.2 Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)…… 5 2.3 Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)………. 7 BAB III
3.1 Kesimpulan……… 9 3.2 Saran ……… 9 DAFTAR PUSTAKA
iv
DAFTAR GAMBAR
halaman Gambar 1. Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)…...12 Gambar 2. Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)………...13
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Fraktur adalah suatu kondisi dimana terjadi pemisahan kontinuitas atau kesinambungan suatu tulang. Klasifikasi fraktur secara umum, menurut Junquera dan Carneiro (1995), fraktur akan menyebabkan kerusakan sel-sel tulang sehingga tulang akan kehilangan kontinuitasnya. Setelah mengalami fraktur, tulang secara normal akan membentuk kalus untuk menstabilkan fragmen patahan tulang sehingga lamela tulang dapat tumbuh kembali dan mengisi rongga tulang yang terbentuk akibat fraktur. Meskipun terbentuknya kalus bersifat positif, tetapi apabila tumbuh berlebihan akan menyebabkan tulang tidak lagi berbentuk seperti sebelum mengalami fraktur. Hal ini disebabkan karena pertumbuhan kalus yang berlebihan biasanya berkaitan dengan posisi fragmen patahan yang tidak stabil. Suatu kesembuhan sempurna senantiasa dikehendaki agar pertumbuhan kalus minimal. Imobilisasi fragmen tulang, yang menjadi penyebab pertumbuhan kalus dapat dikurangi dengan pemasangan pin atau kompresi terhadap sisi fragmen. Tujuan penanganan fraktur adalah agar terjadi kesembuhan secara primer (primary union) tanpa terbentuk kalus periosteum dan endosteum.
Secara umum, fraktur sederhana mudah ditangani dengan cara memfiksasi fragmen patahan tulang menggunakan pin intrameduller maupun eksternal fiksator. Namun, pada fraktur multiple, patahan tulang kecil amat sulit untuk disatukan kembali menggunakan pin maupun eksternal fiksator, sehingga dalam kasus ini diperlukan metode khusus, yaitu pencangkokan tulang (bone grafting).
Pencangkokan tulang didefinisikan sebagai teknik operasi untuk mengganti tulang yang hilang menggunakan material bahan cangkok tulang. Material bahan cangkok tulang yang ideal harus memiliki potensi untuk mempertahankan sel tetap hidup, tidak menimbulkan reaksi imunologik, mudah didapat, memberi kekuatan sekeliling tulang, dan tidak menyebarkan penyakit (Becker et al.,1998).
2
Bahan cangkok tulang dapat berfungsi sebagai 1) Osteokonduktor karena berperan sebagai jembatan (scaffold) yang akan membantu pembentukan tulang, 2) Osteoinduktor karena berperan dalam merangsang pembentukan tulang baru, dan 3) Osteogenesis karena mengandung bahan yang berperan membantu produksi bahan pembentuk tulang (Greenwald, 2001).
Bahan cangkok tulang berdasarkan sumbernya dapat dikelompokkan menjadi 4 (empat) yaitu : 1) Autograft apabila berasal dari tulang individu yang bersangkutan, 2) Allograft apabila berasal dari tulang individu yang lain pada spesies yang sama, 3) Xenograft apabila berasal dari spesies yang berbeda, biasanya diambil dari tulang spongiosa sapi umur dibawah 2 tahun dengan melalui skrining yang ketat, dan 4) Synthetic graft apabila berasal dari bahan buatan atau sintetik (Lindhe, 2008, Abbas dkk., 2005, Greenwald, 2001).
Berdasarkan proses pembuatan bahan cangkok tulang xenograft, dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu : (1) Bahan cangkok tulang yang dihilangkan kandungan mineralnya (Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)) dan (2) Bahan cangkok tulang yang tidak dihilangkan mineralnya (hydroxyapatite bovine bone xenograft) (Anonim, 2011).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut dapat ditarik permasalahan yaitu apa yang dimaksud dengan demineralized freeze dried bovine bone xenograft (DFDBBX) dan hydroxyapatite bovine bone xenograft, bagaimana cara pembuatannya serta kelebihan dan kekurangannya.
1.3 Manfaat Penulisan
Adapun manfaat dari penulisan artikel ini adalah untuk memberikan informasi mengenai pengertian bahan cangkok demineralisasi (demineralized freeze dried bovine bone xenograft (DFDBBX)) dan bahan cangkok mineralisasi (hydroxyapatite
3
bovine bone xenograft), bagaimana cara pembuatan serta kelebihan dan kekurangannya.
4 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan Cangkok Tulang (Bone grafting)
Pencangkokan tulang (Bone grafting) didefinisikan sebagai teknik operasi untuk mengganti tulang yang hilang menggunakan material bahan cangkok tulang. Material bahan cangkok tulang yang ideal harus memiliki potensi untuk mempertahankan sel tetap hidup, tidak menimbulkan reaksi imunologik, mudah didapat, memberi kekuatan sekeliling tulang, dan tidak menyebarkan penyakit (Becker et al.,1998).
Bahan cangkok tulang yang ideal adalah bahan yang bersifat biocompatible, bioabsorbable, osteokonduktif, osteoinduktif, strukturnya sama dengan tulang, mudah digunakan, dan murah. Bahan cangkok tulang terbagi atas autograft, allograft, dan xenograft. Menurut McAllister dan Haghighat (2007) penggunaan bahan cangkok didasarkan pada asumsi sebagai bahan regeneratif yang memiliki potensi osteogenik (mengandung sel pembentuk tulang), bersifat osteoinduksi (mengandung substansi induksi tulang), atau osteokonduksi (membentuk scaffold pada formasi tulang). Bahan cangkok tulang merupakan jaringan yang diharapkan dapat hidup pada inang setelah ditanam dan ikut dalam proses regenerasi. Bahan cangkok harus mampu menyatu dalam proses penyembuhan sehingga dapat berfungsi alami (Grant et al., 1988). Tujuan dilakukannya pencangkokan tulang antara lain untuk pengisian tulang pada area kerusakan dan regenerasi tulang baru (Brunsvold dan Melloning, 1993). Pemberian bahan cangkok tulang pada kasus fraktur ataupun tindakan bedah memerlukan pertimbangan-pertimbangan karena kerusakan tulang dengan lebar kurang dari 2 mm memiliki potensi regenerasi tulang yang baik sehingga tidak diperlukan diberikan bahan cangkokan tulang, sedangkan pada kerusakan tulang dengan lebar lebih dari 2 mm secara umum memiliki potensi regenerasi tulang yang lebih kecil sehingga diperlukan bahan cangkok tulang untuk membantu regenerasi tulang (Fedi dkk., 2005) .
5
2.2 Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)
Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft digunakan sebagai bahan cangkok kerusakan tulang pada hewan dan manusia. Pada kedokteran umum, bahan ini merupakan bahan alternatif yang direkomendasikan menggantikan bahan cangkok tulang autograft. Bahan cangkok tulang autograft dinilai memiliki beberapa kelemahan signifikan antara lain keterbatasan penyediaan tulang autograft sebagai donor dan dapat mengakibatkan kematian jaringan selama proses pengambilan bahan cangkok tulang pada donor (Torricelli et al., 2002).
Pencangkokan tulang didasarkan pada kemungkinan terjadinya proses induksi tulang, melalui kemampuan bahan cangkok tulang untuk menarik sel-sel multipotensial dari resipien yang terdapat disekitarnya. Hal ini dapat terjadi karena cangkok tulang mengandung mediator osteoinduksi yang disebut bone morphogenetic proteins (BMPs) yaitu suatu protein hyodrophobic dalam matrix tulang yang mempengaruhi diferensiasi sel mesenkim menjadi osteoblas dan kondroblas yang ikut dalam proses penyembuhan tulang baru (Wirjokusumo, 2001; Rummelhart et al., 1989; Burchardt, 1987).
Penggunaan bahan cangkok tulang demineralisasi pada praktek klinis didasarkan pada kemampuan osteokonduksi dan osteoinduksi. Osteoinduksi tergantung pada aktivitas BMPs yang terdapat pada matriks tulang organik. Formasi tulang ektopik yang telah diteliti secara biokimia, histologis, dan histokimia menunjukkan terjadinya tulang baru dalam proses perbaikan. Penelitian terkini menunjukkan bahwa potensial osteogenik yang dimiliki demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX) berhubungan dengan sejumlah protein yang terkandung di dalamnya dan memiliki potensi osteoinduksi dan mengandung transforming growth factor β (TGF β) dan BMPs (Plata et al., 2002).
Becker et al. (1998) telah mengisolasi adanya BMPs yang berasal dari tulang cortical manusia dan tulang sapi dimana protein tersebut menunjukkan inisiasi pembentukan tulang. Penelitian yang dilakukan pada hewan mamalia menunjukkan adanya protein induksi tulang mamalia, yang disebut bovine BMPs (bovine bone
6
morphogenetic proteins ) / osteogenic proteins (OPs) dan baboon BMPs/OPs yang mempengaruhi diferensiasi tulang (Ripamonti dan Renton, 2006).
Penggunaan bahan xenograft menurut Plata et al. (2002) tidak ada respon sistemik dan lokal imun yang menyertai pada pencangkokan tulang dengan bahan bovine bone xenograft. Tujuan penggunaan bahan cangkok tulang xenograft, antara lain : (a) Menghindari kemungkinan kematian jaringan disebabkan tindakan bedah kedua untuk mengambil donor, dan keterbatasan penyediaan tulang autograft sebagai donor dan (b) Sifat osteoinduksi yang diperkirakan lebih banyak dibanding bahan lain (Torricelli et al., 2002). Salah satu kekurangan dari xenograft adalah kemungkinan adanya resiko penyebaran penyakit, namun demikian dengan radiasi dan penambahan ethylene oxide diharapkan dapat memperkecil resiko tersebut (Brunsvold dan Mellonig, 1993).
Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX) merupakan bahan cangkok tulang yang berasal dari tulang sapi, yang mengalami proses demineralisasi dengan pendinginan, kemudian dicairkan dengan asam hidroklorik sehingga akan menampakkan komponen-komponen matriks tulang yang berhubungan dengan fibril kolagen yang disebut BMPs. Bahan anorganik dari bovine bone graft mampu mendukung perlekatan dan proliferasi sel-sel osteoblas, yang merupakan langkah awal untuk proses osteogenesis. Bahan tersebut akan mendukung matriks tulang untuk regulasi, melalui 3 mekanisme : (1) Membentuk spasi bahan pengisi yang kuat; (2) Membentuk perlekatan dan proliferasi osteoblast; dan (3) Sebagai sarana untuk menstimulasi pembentukan tulang (Stephan et al., 1999).
Proses pembuatan demineralisasi meliputi beberapa tahapan, yaitu : 1) Pemotongan tulang sesuai ukuran yang diperlukan, 2) Pencucian menggunakan larutan H2O2, 3) Pencucian menggunakan NaCl 0,9 %, 4) Proses defatting untuk
menghilangkan sisa-sisa lemak, 5) Pencucian ulang dengan larutan NaCl 0,9%, 6) Proses perendaman dengan HCl selama 24-48 jam, 7) Proses pencucian dengan akuades steril sampai pH kembali normal, 8) Proses Freeze-dried, dan 9) Proses Pengemasan ( Anonim, 2011).
7
Gambar 1. Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)
DFDBBX memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari DFDBBX adalah karena banyak mengandung protein growth factor dan struktur bahan cangkok ini tidak rapuh atau cukup kuat sehingga mempermudah saat aplikasi pada penanganan kasus fraktur yang terdapat gap. Kekurangan DFDBBX adalah proses mineralisasi tulang lebih lama dibanding HA-BBX sehingga proses remodeling tulang juga lebih lama dibanding dengan HA-BBX.
2.3 Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)
Merupakan bahan cangkok tulang atau bahan substitusi tulang yang berasal dari sapi yang masih memiliki kandungan mineral. Hydroxyapatite (HA) bovine bone xenograft dibuat melalui proses tertentu sehingga dapat menghilangkan antigenisitas dan potensi respon inflamasi bagi penerima (Hislop et al., 1993, Cohen et al., 1994). Menurut Dersot et al. (1995) hydroxyapatite merupakan bahan yang mudah diresorbsi oleh osteoklas (multinucleated giant cells), sehingga dapat menyebabkan substitusi dan renovasi pada tulang.
8
Proses pembuatan HA-BBX meliputi beberapa tahapan, yaitu : 1) Pemotongan tulang sesuai ukuran yang diperlukan, 2) Pencucian menggunakan larutan H2O2, 3) Pencucian menggunakan NaCl 0,9 %, 4) Proses defatting untuk
menghilangkan sisa-sisa lemak, 5) Pencucian ulang dengan larutan NaCl 0,9%, 6) Deproteinasi dengan cara proses pembakaran pada suhu 1000oC 7) Proses pencucian
dengan akuades steril, 8) Proses pengeringan dengan oven pada suhu 100 oC, dan 9)
Proses Pengemasan (Anonim, 2011).
Gambar 2. Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)
Kelebihan HA adalah berpengaruh lebih cepat memacu proses mineralisasi tulang sehingga mempercepat proses remodeling tulang. Kekurangan HA-BBX adalah bentuk sediaan bahan cangkok tulang ini memiliki struktur yang lebih rapuh dibandingkan DFDBBX sehingga saat aplikasi pada penanganan kasus fraktur model gap lebih sulit.
9 BAB III PENUTUP
3.1 Simpulan
Metode khusus pencangkokan tulang (bone grafting) dapat dilakukan pada penanganan fraktur untuk menyatukan patahan tulang yang sulit disatukan, baik dengan bahan cangkok yang bersifat demineralisasi maupun yang bersifat mineralisasi. Karena masing-masing bahan cangkok memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari DFDBBX adalah karena banyak mengandung protein growth factor dan struktur bahan cangkok ini tidak rapuh atau cukup kuat sehingga mempermudah saat aplikasi pada penanganan kasus fraktur yang terdapat gap. Kekurangan DFDBBX adalah proses mineralisasi tulang lebih lama dibanding HA-BBX sehingga proses remodeling tulang juga lebih lama dibanding dengan HA-BBX. Namun kelebihan dari HA-BBX adalah berpengaruh lebih cepat memacu proses mineralisasi tulang sehingga mempercepat proses remodeling tulang.
3.2 Saran
Penelitian- penelitian lanjutan diperlukan untuk mengetahui bagaimana pengaruh bahan cangkok tulang terhadap kekuatan tulang pasca fraktur sehingga akan lebih spesifik mengetahui manfaat penambahan bahan cangkok tulang.
10
DAFTAR PUSTAKA
Abbas, B., Pandansari, P., dan Anas, F., 2005. Status Bank Jaringan di Indonesia, disampaikan pada seminar pemanfaatan teknologi nuklir bidang kesehatan di propinsi NTB. 21 Juni 2005.
Anonim, 2009. Instalansi Biomaterial Bank Jaringan RSUD. Dr. Soetomo. Surabaya. Becker, W., Clokie C., Sannerby L,. Urist, M.R., and Becker, B.B., 1998. Histologic
finding after implantation and evaluation of different grafting materials and titanium miro screws into extraction socket : case reports. J. Periodontal. 69: 414-21.
Burchardt, H and Enneking, W.F. 1987. Transpalantation of bone. Surg. Clin. North. Am. 58: 403-427.
Brunsvold, M.A,. and Mellonig, J.T., 1993. Bone graft and periodontal regeneration. Periodontology .200: 9-15.
Cohen, R., Mullarky, R., Noble, B., Comeau, R, Neiders, M., 1994. Phenotypic characterisation of mononuclear cells following anorganic bovine bone implantation in rats. J. Periodontol. 65: 1008-15.
Dersot, J.M., Colombier, M.L., Lafont J, Baroukh B, Septier D, Saffar JL. 1995. Multinucleated giant cells elicited around hydroxyapatite particles implanted in craniotomy defects are not osteoclasts. Anat. Rec. 242: 166-76.
Fedi, P.F., Vernino, A.R., dan Gray, J.L. 2005. Silabus peridonti. Ed. Ke-4. hal. 94-104, 167-179. EGC. Jakarta.
Grant, D.A., Stern, I.B., and Listgarten, M.A., 1988. Periodontics, the C.V. Mosby Co., st.Louis. p. 860-71.
Hislop, W.S., Finlay, P.M., Moos, K.P., 1993. A preliminary study into the use of anorganic bone in oral and maxillofacial surgery. Br. J. Oral Maxillofac. Surg. 31: 149-53.
Junquera, C.L, Carnerio J, Kelly R.O., 1995. Basic histology, 8th ed., pp 94-105. Prentice-Hall International, USA.
Lindhe, J., Lang, N.P., and Karring, T, 2008. Clinical periodontology and implant densitry, 5th ed. Blackwell Munksgaard. Hongkong. 554-562, 542.
11
McAllister, B.S., and Haghighat, K., 2007. Bone augmentation techniques. J. Periodontal. 78 : 377-96.
Plata, D.V., Scheyer, E.T and Mellonig,J.T., 2002. Clinical comparison of an enamel matriw derivative used alone or in combination with a bovine- derived xenograft for treatment of periodontal osseous defect in humans. J.periodontal. 73:433-40
Ripamonti, U., and Renton, L., 2006. Bone morphogeetic proteins and the induction of periodontal tissue regeneration. Peridontology 2000. 41 :73-87.
Rummelhart, J.M., Mellonig, J.T., Gray, J.L., and Towle, H.J, 1989. A comparison of freeze-dried bone allograft and demineralized freeze-dried bone allograft in human periodontal osseous defects. J.periodontal osseous defect. J. Periodontal. 60: 655-63.
Stephan, E.B.,Jang, D., Lynch, S., Bush, P., and Dziak, R., 1999. Anorganic bovine bone supports osteoblastic cell attachment and proliferation. J. Periodontal. 70 : 364-69.
Toricelli, P., Fini, m., Giavaresi, G., Rimondini, l., and Giardino, R, 2002. Characterization of bone defect repair in young and aged rat femur induced by xenogenic demineralized bone matrix. J. Periodontal. 73:1003-09.
Wirjokusum, S., 2001. Aplikasi klinis biomaterial di bidang bedah mulut dalam the 1st indonesian tissue bank scientific meeting and workshop on biomaterial application. hal 43-44, Surabaya.
