TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …
EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (
DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN
BIOFILM BAKTERI
PROGRAM STUDI
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (SalvadoraPersica.L
DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN
BIOFILM BAKTERI Enterococcus faecalis SECARA
TESIS
Oleh :
Ika Rhisty Cendana Sari
NIM : 021141020
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU KESEHATA
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2015
IKA RHISTY CENDANA SARI
SalvadoraPersica.L)
BAKTERI DAN
SECARA IN VITRO
ADLN-PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ii
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
LEMBAR PENGESAHAN
EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (SalvadoraPersica.L) DALAM
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN BIOFILM BAKTERI
Enterococcus faecalis SECARA IN VITRO
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan
Magister Ilmu Kesehatan Gigi di Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Airlangga Surabaya
Oleh :
IKA RHISTY CENDANA SARI
NIM : 021141020
Menyetujui:
Pembimbing Ketua Pembimbing Kedua
Dr. Rini Devijanti Ridwan,drg.,M.Kes Prof.Dr.Diah Savitri Ernawati.,drg.,M.Si.,Sp.PM NIP : 196412161990022001 NIP : 196004291985032001
Mengetahui,
Ketua Program Studi Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Airlangga
Dr. Titiek Bernijanti, drg., M.Kes NIP : 19581020 198902 2 001
iii
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
HALAMAN PENETAPAN PENGUJI
Penelitian Tesis ini telah diuji dan dinilai oleh panitia penguji pada:
Program Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi
Universitas Airlangga
Pada tanggal: 30 November 2015
Tim penguji :
1. Dr. Rini Devijanti R., drg., M.Kes
2. Prof Dr. Diah Savitri Ernawati, drg., M.Si., Sp.PM
3. Dr. Titiek Bernijanti, drg., M.Kes
4. Dr. Indah Listiana Kriswandini.,drg., M.Kes
5. Dr. Tuti Kusumaningsih, drg., M.Kes
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
iv
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya
dengan berkat dan bimbingan-Nyalah maka Tesis yang berjudul
“EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (Salvadora Persica.L) DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN BIOFILM BAKTERI
Enterococcus faecalis SECARA IN VITRO” ini dapat diselesaikan dengan
sebaik-baiknya.
Penyusunan skripsi ini tak lepas dari dukungan dan bantuan banyak pihak. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Darmawan Setidjanto, drg., M.Kes selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga Surabaya.
2. Dr. Titiek Bernijanti, drg., M.Kes selaku Kepala Program Studi S-2 Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga Surabaya.
3. Dr. Rini Devijanti Ridwan, drg., M.Kes selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, saran, kritik, arahan serta dukungan bagi penulis dalam menyelesaikan Tesis.
4. Prof.Dr. Diah Savitri Ernawati, drg., MSi., Sp.PM selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, saran, kritik, arahan serta dukungan bagi penulis dalam menyelesaikan Tesis.
5. Dr. Indah Listiana Kriswandini.,drg., M.Kes dan Dr. Tuti Kusumaningsih, drg., M.Kes selaku dosen penguji proposal yang telah memberikan masukan dan saran yang membangun.
v
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI 6. Kedua Orang tua tercinta, Dr. T. Kuncoro, Drs., M.Si., dan Sugiarmi, Dra.,
yang telah banyak memberikan dukungan, perhatian, doa, dan semua yang terbaik bagi penulis dalam menyelesaikan tesis.
7. Adik tercinta, Satrio Agi Nugraha yang telah memberikan dukungan dan semangat.
8. Sahabat dan teman-teman, rekan mahasiswa serta seluruh bagian S-2 Program Studi Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga Angkatan tahun 2012 yang ikut mendukung terselesaikannya Tesis ini.
9. Tim Laboratorium RSPTI dan Mas Rizky telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian laboratoris.
10. Serta pihak – pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu dalam penyelesaian Tesis ini
Penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang kiranya dapat membangun dari pembaca demi kesempurnaan Tesis ini. Demikian makalah ini disusun, semoga dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan yang berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Surabaya, 22 November 2015
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
vi
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
(INHIBITION EFFECT OF SIWAK (Salvadora Persica.L)
EXTRACT TOWARDS THE GROWTH OF BACTERIA AND
BIOFILM BACTERIA OF Enterococcus faecalis BY IN VITRO)
Abstract
Background: Enterococcus faecalis (E. faecalis) is the most persistent gram positive bacteria that exists in root canal and caused secondary infection after endodontic treatment. Pathogenicity by E. faecalis is caused by overgrowth of it’s planktonic and biofilm bacteria formed. E. faecalis as a planktonic bacteria produces lipoteichoid acid (LTA) as virulence factor that could defend it’s permeability cell. As a biofilm bacteria, E. faecalis produce protease such as Esp (enterococcal surface protein), GelE (gelatinase), and SprE (serin protease) that has quorum-sensing mechanism as an adhesion factor to form extracellular polysaccharide substance (EPS) and increasing the growth of biofilm bacteria itself. Siwak (Salvadora persica L.) as a medicinal herb has an antimicrobial and antibiofilm mechanism by it’s active component named benzylisothio-cyanate,
trimethylamine, and salvadorine that could inhibit growth of E. faecalis as a
planktonic and also the biofilm bacteria. Purpose: The aim of this study was to measure inhibition effect of siwak extract towards both E. faecalis as a planktonic and also biofilm bacteria’s growth. Method : As an antimicrobial research, the first method used culture of E.faecalis that was incubated in TSB medium. Siwak extract was diluted into the different concentrations: 25%; 30%; 35%; 40%; 45%; 50%; 55%; 60%;65%; 70%; 75%; 100%. The extract was placed into the E.
faecalis’s colony and planted into Trypticase Soy Agar medium. After 24 hours
incubation in 37◦C temperature, the colony would be measured and compared with
control (+), control (-), and also chlorhexidine 0,1%. As an antibiofilm research, the method used biofilm microtitter assay that formed and growth biofilm bacteria
E. faecalis is incubated in 96 well-plate that contain TSB medium and glucose
0,1% . Siwak extract also diluted into the same range concentration like the first method and placed into the colony of E. faecalis that could form biofilm bacteria. After incubation, three times washed process and staining with chrystal violet. The Optical Density was measured by spectrophotometry 595 nm. Results: Siwak extract could inhibit the growth of planktonic E. faecalis bacteria in 35% concentration as a minimum inhibitory concentration and the growth of biofilm E.
faecalis bacteria in 45% concentration as a minimum biofilm inhibitory
concentration. Conclusion: Siwak extract has an inhibition effect particulary in a concentration of 35% towards growth planktonic bacteria and 45% towards the growth biofilm bacteria of E. faecalis.
Keyword : Enterococcus faecalis, Siwak, antibacterial, antibiofilm,
vii
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
DAFTAR ISI
Halaman judul ... i
Halaman pengesahan ... ii
Halaman penetapan penguji ... iii
Kata pengantar ... iv
Abstract ... v
Daftar Isi ... vii
Daftar Gambar ... x
Daftar Tabel ... xii
Daftar Singkatan ... xiii
Daftar Lampiran ... xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ... 1 1.2 Rumusan masalah ... 4 1.3 Tujuan penelitian 1.3.1 Tujuan umum ... 4 1.3.2 Tujuan khusus ... 4 1.4 Manfaat penelitian 1.4.1 Akademis ... 5 1.4.2 Praktis ... 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siwak( Salvadora persica.L ) 2.1.1 Klasifikasi siwak ... 6
2.1.2 Morfologi siwak ... 7
2.1.3 Kandungan kimiawi siwak ... 8
2.1.4 Manfaat siwak ... 8
2.2. Mikroorganisme patogen pada kasus endodontik ... 15
2.3 Enterococcus faecalis 2.3.1 Klasifikasi Enterococcus faecalis ... 18
2.3.2 Karakteristik dan morfologi Enterococcus faecalis ... 18
2.3.3 Patofisiologi Enterococcus faecalis ... 19
ADLN –PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
2.5 Faktor yang mempengaruhipertumbuhan biofilm danmekanismenya ...22
2.6 Proses pembentukan biofilm bakteri ...25
2.7 Mekanismeresistensibakteridanbiofilmnya ...27
2.8 Biofilm endodontik ...31
2.9 Patofisiologi biofilm Enterococcus faecalis...34
BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN 3.1 Bagan kerangkakonseptualpenelitian ...37
3.2 Keterangankerangkakonseptual ...38
3.3 Hipotesispenelitian ...39
BAB 4 METODE PENELITAN 4.1 Rancanganpenelitian ...40
4.2 Unit analisispenelitian 4.2.1 Unit analisisujidayahambatbakteri ...40
4.2.2 Unit analisisujidaya hambat pertumbuhanbiofilmbakteri...41
4.3 Besarsampelpenelitian...41
4.4 Variabelpenelitian 4.4.1 Variabelbebaspenelitianujidayahambatbakteridan biofilm bakteri ...42
4.4.2 Variabelterikatpenelitianuji dayahambatbakteri ...42
4.4.3 Variabelterikatpenelitianujidayahambatpertumbuhanbiofilm bakteri.43 4.4.4 Variabelterkendalipenelitianuji dayahambatbakteri...43
4.4.5 Variabelterkendalipenelitianujidayahambatpertumbuhan biofilm bakteri ...43
4.5 Definisioperasional ...44
4.6 Waktudantempatpenelitian ...45
4.7 Alatdanbahanpenelitian 4.7.1 Alatdanbahanujidayahambatbakteri ...45
4.7.2 Alatdanbahanujidayahambatpertumbuhanbiofilmbakteri...46
4.8 Prosedurpenelitian 4.8.1 Tahappersiapan ...47
4.8.2 Prosedurpenelitianujidayahambatbakteri...50
4.8.3 Prosedurpenelitianujidayahambatpertumbuhanbiofilm bakteri ...51
4.9 Analisisdata penelitian ...54 viii
ix
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
4.10 Alur penelitian uji daya hambat bakteri dan pertumbuhan biofilm bakteri ... 55
4.10.1 Alur penelitian pembentukan biofilm oleh bakteri E. faecalis ... 55
4.10.2 Uji daya hambat bakteri dan daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri E. faecalis ... 56
BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS HASIL PENELITIAN 5.1 Hasil uji daya hambat pertumbuhan bakteri Enterococcus faecalis ... 57
5.2 Hasil uji anti biofilm bakteri Enterococcus faecalis ... 61
5.3 Analisis hasil penelitian ... 63
BAB 6 PEMBAHASAN ... 69
BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan ... 78
7.2 Saran ... 78
DAFTAR PUSTAKA ... 79
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
x
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Tanaman Siwak (Salvadora persica L.)………..……6
Gambar 2.2 Batang kunyah tanaman siwak (Salvadora persica.L).………...….7
Gambar 2.3 Gambaran mikroskopik Enterococcus faecalis…..………19
Gambar2.4 Faktor yang berpengaruh terhadap pertumbuhan biofilm……...23
Gambar2.5 A. Perkembangan biofilm pada substrat ;
B. Foto mikroskopik perkembangan biofilm…………..………...26
Gambar 2.6 Mekanisme biofilm bakteri untuk meningkatkan resistensi…….28
Gambar 5.1 Kontrol positif dan kontrol negatif pertumbuhan koloni
Enterococcus faecalis ...………..58
Gambar 5.2 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak
siwak 25% dan 30% ...………58
Gambar 5.3 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak
siwak 35% dan 40% ...…………...59
Gambar 5.4 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak
siwak 45%, 50%, 55% dan 60% ...…59
Gambar 5.5 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak
xi
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
Gambar 5.6 Pertumbuhan biofilm bakteri Enterococcus faecalis pada
96-well plate………..62
Gambar 5.7 Pengecatan biofilm bakteri Enterococcus faecalis dengan crystal
violet 0,1% pada masing-masing well………..62
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xii
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Bakteri penyebab infeksi endodontik………..17
Tabel 5.1 Rerata dan standar deviasi pada penelitian uji daya hambat bakteri………..…..…..57
Tabel 5.2 Rerata dan standar deviasi pada penelitian uji antibiofilm bakteri………...61
xiii
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
DAFTAR SINGKATAN
1. S. persica. L : Salvadora persica Linn.
2. E. faecalis : Enterococcus faecalis
3. S. mutans : Streptococcus mutans 4. S. sanguinis : Streptococcus sanguinis
5. E. coli : Escherichia coli
6. LPS : lipopolisakarida
7. LTA : Lipoteichoic acid
8. NaCl : Natrium Chlorida
9. pH : potential of Hydrogen
10. EPS : extracellular polymeric substances
11. NaOCl : Sodium Hypochlorite
12. CTAB : Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide
13. SDS : Sodium Dodecyl Sulphate
14. EDTA : Ethylene Diamine Tetraacetic Acid
15. CaOH2 : Calcium Hydroxide
16. Esp : Enterococcal Surface Protein
17. GelE : Gelatinase
18. SprE : Serin protease
19. Ace : collagen binding antigen
20. GBAP : gelatinase biosynthesis activating
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xiv
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI
21. TSB : Trypticase Soy Broth
22. PBS : Phosphat Buffer Saline
23. OD : Optical Density
24. LSD : Least Square Differences
25. MIC : Minimum Inhibitory Consentration
26. MBIC : Minimum Biofilm Inhibitory Consentration
27. MBC : Minimum Bactericidal Concentration
28. XTT Assay :
2,3-bis-(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carbozanilide-water – soluble Assay
xv
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 :Pembuatan ekstrak siwak dengan metode sokhletasi……….92
Lampiran 2 : Hasil viteks bakteri Enterococcus faecalis yang digunakan dalam penelitian………..…... 95
Lampiran 3 : Spesifikasi peralatan laboratorium yang digunakan dalam
penelitian ……….………...……….…97
Lampiran 4 : Spesifikasi bubuk siwak yang digunakan dalam
penelitian………... 98
Lampiran 5 : Hasil nilai optical density biofilm bakteri Enterococcus
faecalis………..………..99
Lampiran 6 : Hasil SPSS uji normalitas daya hambat bakteri Enterococcus
faecalis………101
Lampiran 7 : Hasil SPSS uji anova daya hambat bakteri Enterococcus
faecalis………..……..102
Lampiran 8 : Hasil SPSS uji LSD (Least Square Differences) daya hambat bakteri Enterococcus faecalis………..…...………...103
Lampiran 9 : Hasil SPSS uji normalitas anti biofilm bakteri Enterococcus
faecalis……….………...112
Lampiran 10 : Hasil SPSS uji anova anti biofilm bakteri Enterococcus
ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xvi
TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … IKA RHISTY CENDANA SARI Lampiran 11 : Hasil SPSS uji LSD (Least Square Differences) anti biofilm
bakteri Enterococcus faecalis………...……...114
Lampiran 12 : Sertifikat laik etik penelitian………...………..129
Lampiran 13 : Jumlah koloni bakteri Enterococcus faecalis masing-masing perlakuan pada uji daya hambat bakteri……….. 130
Lampiran 14 : Nilai Optical Density masing-masing perlakuan pada uji antibiofilm bakteri………... 131
Lampiran 15 : Grafik persentase hambatan biofilm masing-masing perlakuan pada uji antibiofilm bakteri……….. 132
