PEMBERIAN GEL NANOCHITOSAN-PRP TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI MMP-1 DAN MENINGKATKAN JUMLAH KOLAGEN PADA JARINGAN LUKA TIKUS WISTAR

PEMBERIAN GEL NANOCHITOSAN-PRP TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI MMP-1 DAN MENINGKATKAN

JUMLAH KOLAGEN PADA JARINGAN LUKA TIKUS WISTAR

IMELDA AUDRY CHANDRA

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2014

i

PEMBERIAN GEL NANOCHITOSAN-PRP TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI MMP-1 DAN MENINGKATKAN

JUMLAH KOLAGEN PADA JARINGAN LUKA TIKUS WISTAR

IMELDA AUDRY CHANDRA NIM 1290761023

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR

2014

ii

PEMBERIAN GEL NANOCHITOSAN-PRP TOPIKAL MENURUNKAN EKSPRESI MMP-1 DAN MENINGKATKAN

JUMLAH KOLAGEN PADA JARINGAN LUKA TIKUS WISTAR

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister

Pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik Kekhususan Anti Aging Medicine

Program Pascasarjana Universitas Udayana

IMELDA AUDRY CHANDRA NIM 1290761023

PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI BIOMEDIK

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2014

iii

Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL 25 April 2014

Pembimbing I,

Prof. Dr. Dr. Wimpie I. Pangkahila, SpAnd,FAACS NIP. 194612131971071001

Pembimbing II,

Dr. Dr. A.A. G.P. Wiraguna, SpKK(K), FINSDV, FAADV NIP. 195609121984121001

Mengetahui

Ketua Program Magister Program Studi Biomedik

Program Pascasarjana Universitas Udayana,

Prof. Dr. Dr. Wimpie I. Pangkahila, SpAnd,FAACS NIP. 194612131971071001

Direktur Program Pascasarjana

Universitas Udayana,

Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, SpS(K) NIP. 195902151985102001

iv

Tesis Ini Telah Diuji dan Dinilai oleh Panitia Penguji pada

Program Pascasarjana Universitas Udayana Pada Tanggal 25 April 2014

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor

Universitas Udayana, No : 1131 /UN14.4/HK/2014 Tanggal 21 April 2014

Ketua : Prof.Dr.dr.Wimpie Pangkahila,Sp.And., FAACS.

Anggota :

1. Dr.dr.A.A.Gde.P. Wiraguna.,Sp.KK(K).,FINSDV, FAADV 2. Prof. Dr. dr. Nyoman Adiputra, MOH

3. Prof.dr. I Gusti Made Aman, Sp.FK 4. Dr .dr. Ida Sri Iswari, SpMK

v

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, yang melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan tesis yang berjudul PEMBERIAN GEL NANOCHITOSAN-PRP TOPIKAL DAPAT MENURUNKAN EKSPRESI MMP-1 DAN MENINGKATKAN JUMLAH KOLAGEN PADA JARINGAN LUKA TIKUS WISTAR .

Tulisan ini disusun untuk memenuhi persyaratan tugas akhir studi yang dijalani Penulis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik, Kekhususan Anti-Aging Medicine, Program Pascasarjana Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan rasa hormat, penghargaan, dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, SpPD-KEMD selaku Rektor Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. A. A Raka Sudewi, SpS(K) sebagai Direktur Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr. Made Budhiarsa, MA selaku Asdir I dan Prof. Dr. Made Sudiana Mahendra, Ph selaku Asdir II yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti Pendidikan di Program Pascasarjana

2. Prof. Dr. dr. Wimpie Pangkahila, Sp. And, FAACS selaku pembimbing I dan selaku ketua Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik Kekhususan Anti Aging Medicine Universitas Udayana yang telah banyak memberikan

vi

dorongan, semangat, bimbingan dan masukan kepada penulis selama mengikuti program magister khususnya pada saat penyusunan tesis ini.

3. Dr. dr. A. A. G. P. Wiraguna, SpKK(K),FINSDV,FAADF selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan masukan kepada penulis selama mengikuti program magister khususnya dalam penyusunan tesis ini.

4. Prof. dr. I Gusti Made Aman, Sp. FK selaku Kepala Laboratory Animal Unit Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, serta penguji dan pembimbing akademik yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan saran selama penulis mengikuti program magister, khususnya dalam penyusunan tesis ini.

5. Dr. Indra Bachtiar, PhD sebagai Principal Investigator at Stem Cell and Cancer Institute, Jakarta yang telah banyak membantu dalam segala hal termasuk pengadaan bahan aktif serta tak henti-hentinya membimbing dan mendorong serta memberi semangat kepada penulis dalam menyusun tesis ini sejak awal hingga akhir.

6. Dra. Juanita I Tawas selaku owner dan pimpinan komisaris PT. Fanita Estetika berlokasi di jalan Kranji F12 no 8 Delta Silicon II Kawasan Industri Lippo Cikarang, Bekasi-Jawa Barat yang membantu dan membimbing pada saat pembuatan pencampuran bahan aktif hingga siap menjadi gel yang siap pakai.

7. Prof. Dr. dr. N. Adiputra, MOH selaku penguji yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis selama penyusunan tesis ini.

vii

8. Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp.MK.,M.Kes sebagai penguji yang dengan sepenuh hati memberikan bimbingan, dorongan, dan saran selama penulisan tesis ini.

9. Drs. I Ketut Tunas, M.Si yang dengan tekun dan sabar memberikan bimbingan, pengarahan dan petunjuk dalam analisis statistik.

10. Bapak I Gede Wiranatha yang banyak membantu dan menjaga tikus peneliti selama penelitian di bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana.

11. Dr. I Gusti Kamasan Nyoman Arijana, M.Si.Med yang telah membantu dalam pelaksanaan pemeriksaan histologi laboratorium.

12. Sahabat-sahabat seangkatan AAM 2012 khususnya dr. Tania, dr. Ericson, serta seluruh teman dokter seangkatan lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang selalu bersama dalam suka dan duka, memberikan motivasi dan doa.

13. Para dosen pengajar dan rekan-rekan staf yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang selalu memberikan doa dan dorongan kepada penulis.

14. Keluarga tercinta yaitu: suami (dr. Soehadi), anak-anak tersayang (Andrew dan Regina), kedua orang tua dan adik-adik tercinta yang selalu memberikan motivasi, doa, dukungan, dan pengertiannya selama penulis menempuh pendidikan serta pada saat penyusunan tesis.

15. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah ikut membantu dalam pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.

Manusia tidak luput dari kesalahan karena tidak ada manusia yang sempurna, untuk itu penulis berharap dengan semua kekurangan dalam tulisan tugas akhir ini, tetap dapat memberikan manfaat bagi penulis pribadi, bagi

viii

program pendidikan Magister Program Studi Ilmu Biomedik, Program Pascasarjana Universitas Udayana, serta bagi pihak-pihak lain yang berkepentingan.

Akhir kata semoga Allah Yang Maha Kuasa senantiasa melimpahkan berkat dan rahmat-Nya kepada kita semua, amin.

Denpasar, April 2014

Penulis

ix ABSTRAK

PEMBERIAN GEL NANOCHITOSAN-PRP TOPIKAL DAPAT MENURUNKAN EKSPRESI MMP-1 DAN MENINGKATKAN JUMLAH

KOLAGEN PADA JARINGAN LUKA TIKUS WISTAR

Kondisi kulit dapat menjadi salah satu indikator utama dalam menentukan usia seseorang. Teknologi nano adalah ilmu dan rekayasa material didalam skala yang sangat kecil yaitu skala nanometer tapi berkekuatan penetrasi yang sangat besar. Chitosan adalah produk alami dari chitin yang sangat bermanfaat didalam aplikasinya karena dapat melindungi dan melepaskan secara perlahan bahan aktif yang diikatnya. Nanochitosan-prp adalah penggabungan teknologi nano dan chitosan dalam mengikat dan memaksimalkan Growth factor didalam PRP.

Matriks Metalloproteinase-1 (MMP-1) bertanggung jawab terhadap terjadinya degradasi kolagen. Kolagen merupakan salah satu komponen yang penting peranannya di dalam proses penyembuhan luka. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pemberian gel Nanochitosan-PRP dapat mempercepat penyembuhan luka tikus Wistar secara topikal.

Penelitian ini adalah animal eksperimental laboratorik dengan rancangan the randomized post test only control group. Penelitian dilaksanakan di Animal Unit Laboratorium Farmakologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Denpasar, selama 2 minggu. Populasi dalam penelitian ini adalah tikus Wistar jantan dewasa dan sehat, umur 10-12 bulan, dan berat 270-300 gram, yang berjumlah 30 ekor,yang dilukai dan dibagi menjadi 3 kelompok yaitu kelompok kontrol (klindamisin gel), kelompok P1 (Klindamisin gel dan PRP gel), dan kelompok P2 (Klindamisin Gel dan Nanochitosan-PRP gel). Data disajikan secara deskriptif dengan program SPSS 17.0 for windows. Data jumlah kolagen dan ekspresi MMP-1 diuji normalitasnya dengan menggunakan uji Shapiro-Wilk.

Hasilnya menunjukkan bahwa data berdistribusi normal (p>0,05).

Berdasarkan hasil analisis didapatkan rerata kelompok kontrol 53,76±8,94 untuk jumlah kolagen dan 22,93±8,04 untuk ekspresi MMP-1, sedangkan rerata kelompok PRP adalah 70,27±6,53 untuk jumlah kolagen dan 13,85±8,12 untuk ekspresi MMP-1 dan rerata kelompok Nanochitosan-PRP adalah 80,91±4,67 untuk jumlah kolagen dan 2,83±2,53 ekspresi MMP-1.

Analisis kemaknaan menggunakan uji One Way Anova dan menunjukkan bahwa nilai F = 22,19 dan nilai p = 0,001 untuk ekspresi MMP-1 dan nilai F=38,88 dan nilai p=0,001 untuk jumlah kolagen. Hal ini menyatakan bahwa hasil rerata jumlah kolagen dan ekspresi MMP-1 pada ketiga kelompok berbeda bermakna (p< 0,005).Uji lanjut dengan LSD digunakkan untuk mengetahui beda nyata terkecil ekspresi MMP-1 dan jumlah kolagen.

Hasil penelitian ini mengungkapkan bahwa pemberian gel Nanochitosan–

PRP dapat menurunkan ekspresi Matriks Metalloproteinase-1 dan meningkatkan jumlah kolagen dermis pada jaringan luka tikus Wistar.

Kata kunci : Nanochitosan-PRP, Kolagen, Matriks Metalloproteinase-1, Growth Factor, Luka.

x ABSTRACT

TOPICAL NANOCHITOSAN-PRP GEL DECREASE MMP-1 EXPRESSION AND INCREASE DERMAL COLLAGEN IN WOUNDED

TISSUE WISTAR RATS

Skin condition can be used as one of main indicator to determine someone’s age. Nano technology was a material engineering and science in nanometer scale but have a great penetration ability. Chitosan was a natural product of chitin which can easily found in outer skin of Crustaceae. The form can be changed into sponge, gel, paste, membrane and fiber which will be useful in its application because it can protect and release slowly the active ingredients that bind to it. Nanochitosan-PRP was a combined nano and chitosan technology in binding and maximizing the Growth factor in PRP. Matrix Metalloproteinase-1 (MMP-1) play a role in collagen degradation. Collagen is important in rejuvenating skin process.

This study was an experimental animal study using post test only control group. This study was held in Animal Unit Laboratory and Pharmacology Udayana University Medical Faculty Denpasar for 2 weeks (from late December 2013 to January 2014). Population for this study were 27 Wistar adult and healthy male rats,10- 12 months age, and weight 270-300 gram, wounded and divided into three groups, group control (clindamicyn gel), group P1 (PRP) and group P2 (Nanochitosan-PRP). All data were descriptive, collagen and MMP-1 level were evaluated with Shapiro-Wilk Test. The result were all data is normally distributed (p>0,05).

Based on the analysis the mean of control group is 53,768,94 for collagen and 22,938,04 for MMP-1 level. The mean of PRP group is 70,276,53 for collagen and 13,858,12 for MMP-1 level. And the mean of Nanochitosan-PRP group is 80,914,67 for collagen and 2,832,53 for MMP-1 level. To find the difference in three groups we used One Way Anova Test and the result are F=22,19 and p=0,001 for MMP-1 level and F=38,88 and p=0,001 for collagen.

This result mean that mean for collagen and MMP-1 level in three groups is significantly different (p<0,005). LSD test is used to know the smallest difference in MMP-1 levl and collagen.

In conclusion, applied Nanochistosan-PRP gel in Wistar rats can lower MMP-1 level and enhance collagen better compare to PRP group in wounded male Wistar rats’ skin.

Key words: Nanochitosan-PRP, Collagen, Matrix Metalloproteinase-1, Growth Factor, Wounded

xi

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM ... i

PRASYARAT GELAR ... ii

LEMBAR PERSETUJUAN... iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... iv

UCAPAN TERIMA KASIH ... v

ABSTRAK ... ix

ABSTRACT ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR ARTI LAMBANG, SINGKATAN DAN ISTILAH ... xvi

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah... 8

1.3 Tujuan Penelitian ... 8

1.3.1 Tujuan Umum ... 8

1.3.2 Tujuan Khusus ... 8

1.4 Manfaat Penelitian ... 9

1.4.1 Manfaat Ilmiah ... 9

1.4.2 Manfaat Praktis ... 9

BAB II. KAJIAN PUSTAKA ... 10

2.1 Penuaan ... 10

2.1.1 Definisi Penuaan ... 10

2.1.2 Teori Penuaan ... 11

2.1.3 Proses Penuaan ... 12

2.2 Luka ... 14

2.2.1 Jenis-Jenis Luka ... 15

2.2.2 Proses Penyembuhan Luka ... 16

xii

2.3 Kolagen ... 23

2.4 Matriks Metalloproteinase-1 ( MMP-1 ) ... 25

2.5 Platelet Rich Plasma ( PRP ) ... 27

2.5.1 Growth Factor ... 31

2.6 Teknologi Nano ... 34

2.7 Chitosan ... 35

2.8 Tikus Wistar (Rattus norvegicus) ... 37

BAB III. KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN ... 39

3.1 Kerangka Berpikir ... 39

3.2 Kerangka Konsep ... 40

3.3 Hipotesis Penelitian ... 41

BAB IV. METODE PENELITIAN ... 42

4.1 Rancangan Penelitian ... 42

4.2 Tempat dan Waktu Penelitian... 43

4.3 Populasi dan Besar Sampel ... 43

4.3.1 Populasi ... 43

4.3.2 Sampel ... 44

4.3.3 Besar sampel dan teknik penentuan sampel ... 44

4.4 Variabel Penelitian ... 45

4.4.1 Klasifikasi Variabel ... 45

4.4.2 Hubungan Antar Variabel ... 46

4.4.3 Tehnik Pengambilan Sample ... 46

4.4.4 Definisi Operasional Variabel ... 47

4.5 Prosedur Penelitian ... 50

4.6 Alur Penelitian ... 57

4.7 Analisis Data... 58

xiii

BAB V. HASIL PENELITIAN ... 59

5.1 Uji Normalitas Data ... 59

5.2 Uji Homogenitas Data antar Kelompok ... 60

5.3 Jumlah Kolagen ... 60

5.4 Ekspresi MMP-1 ... 62

BAB VI. PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN ... 68

6.1 Subyek Penelitian ... 68

6.2 Pengaruh Nanochitosan-PRP Topikal terhadap Ekspresi MMP-1... 69

6.3 Pengaruh Nanochitosan-PRP topikal terhadap Jumlah Kolagen ... 72

BAB VII. SIMPULAN DAN SARAN ... 76

7.1 Simpulan ... 76

7.2 Saran ... 76

DAFTAR PUSTAKA ... 77

LAMPIRAN ... 81

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel.2.1 Jenis Matriks Metalloproteinase dan Target Sasaran

YangTerdegradasi ... 26 Tabel.2.2 Synopsis of Growth Factors Present in PRP (Peter A.M. Evert et

al. Platelet –rich plasma and Platelet gel: A review³) ... 32 Tabel.5.1 Hasil Uji Normalitas Data Jumlah Kolagen Dermis dan Ekspresi

MMP-1 Masing-masing Kelompok ... 59 Tabel.5.2 Hasil Uji Homogenitas antar Kelompok Data Jumlah kolagen dan

Ekspresi MMP-1 Sesudah Perlakuan ... 60 Tabel.5.3 Rerata Jumlah Kolagen antar Kelompok Sesudah Diberikan

Perlakuan ... 60 Tabel.5.4 Analisa Komparasi Jumlah Kolagen Sesudah Perlakuan antar

Kelompok ... 61 Tabel.5.5 Rerata Ekspresi MMP-1 antar Kelompok Sesudah Diberikan

Perlakuan ... 63 Tabel.5.6 Analisis Komparasi Ekspresi MMP-1 Sesudah Perlakuan antar

Kelompok ... 63

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pembagian Jenis Luka Berdasarkan Lamanya Luka ... 16

Gambar 2.2 Mekanisme Penyembuhan Luka ... 21

Gambar 2.3 Fase Penyembuhan luka berdasarkan waktu dan faktor yang berperan ... 22

Gambar 2.4 Tahapan Dalam Pembuatan PRP ... 30

Gambar 2.5 Penggunaan Platelet Rich Plasma dalam menghambat penuaan kulit wajah untuk keperluan mesotherapy dan/ atau filler ... 31

Gambar 2.6 Perbedaan Ukuran Partikel dan Penetrasi ke Kulit ... 35

Gambar 2.7 Proses Pembuatan Chitosan ... 37

Gambar 2.8 Tikus Jantan Galur Wistar ... 38

Gambar 3.1 Kerangka Konsep ... 40

Gambar 4.1 Rancangan Penelitian ... 42

Gambar 4.2 Hubungan Antar Variabel ... 46

Gambar 4.3 Alur Penelitian ... 57

Gambar 5.1 Profil Rerata Jumlah Kolagen Jaringan Dermis Tikus ... 62

Gambar 5.2 Perbedaan Ekspresi MMP-1 antar Kelompok ... 65

Gambar 5.3 Ekspresi Kolagen pada Jaringan Dermis Tikus dengan Pengecatan Picro-Sirius Red ... 66

Gambar 5.4 Ekspresi MMP-1 pada Jaringan Dermis Tikus dengan Pengecatan IHC ... 67

xvi

DAFTAR ARTI LAMBANG, SINGKATAN DAN ISTILAH

A4M : American Academy of Anti-Aging Medicine CTGF : Conective Tissue Growth Factor

DHEA : Dehydroepiandrosterone DNA : Deoxyribonucleic Acid EGF : Epidermal Growth Factor FDA : Food and Drug Administration FTA : Fibrin Tissue Adhesive

GH : Growth Hormon

IGF : Insulin like Growth Factor IL : Interleukin

JPEG : Joint Photographic Experts Group KGF : Keratinocyte Growth Factor LSD : Least Significant Difference MPP : Matriks Metalloproteinase mRNA : Messenger Ribonucleic Acid N₂O : Nitrogen

PDGF : Platelet Derived Growth Factor PMN : Polymorphonuclear

PRP : Platelet Rich Plasma

TGF : Transforming Growth Factor THT : Telinga Hidung Tenggorokan TMB : Tetra Methyl Benzidine TNF : Tumor Necrosis Factor UV : Ultraviolet

VEGF : Vascular Endothelial Growth Factor Zn : Zinc

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penuaan adalah suatu proses alami yang terjadi pada setiap makhluk hidup, yang dimulai sejak proses kelahiran terjadi didunia ini. Terutama setelah mencapai usia dewasa, secara alami seluruh komponen tubuh selain tidak berkembang lagi, bahkan terjadi penurunan fungsi.

Di bidang kedokteran ilmu berkembang dengan pesat, ini dibuktikan dengan lahirnya ilmu kedokteran terbaru yang mendalami tentang melawan efek penuaan dan meningkatkan kualitas hidup setiap individu Ilmu baru yang mendalami tentang anti penuaan atau Anti Aging Medicine merupakan ilmu yang dikembangkan awalnya oleh The American Academy of Anti Aging Medicine (A4M) pada tahun 1993 (Pangkahila, 2007).

Penuaan dianggap dan diperlakukan sebagai suatu penyakit yang dapat dicegah, diperlambat atau dihambat serta dapat diobati sehingga dapat mencapai keadaan semula yang optimal. Penuaan secara praktis dapat dilihat sebagai suatu penurunan fungsi biologis dari usia kronologis seseorang. Penuaan tidak dapat dihindarkan dan berjalan dengan kecepatan berbeda dari susunan genetik seseorang, lingkungan dan gaya hidup sehingga proses penuaan seseorang dapat terjadi lebih dini atau lebih tergantung kesehatan individu masing-masing (Fowler, 2003).

1

dapat mengembalikan fungsi berbagai organ tubuh sehingga dapat berfungsi kembali seperti pada usia muda, walaupun usia sebenarnya semakin bertambah.

Kesehatan dan kualitas hidup seseorang bisa lebih baik dibandingkan dengan usia yang sebenarnya. Anti Aging Medicine membagi usia manusia menjadi dua kategori, yaitu usia kronologis dan usia fisiologis. Usia kronologis merupakan usia sebenarnya sesorang yang disesuaikan dengan tahun kelahiran, sedangkan usia fisiologis seseorang adalah usia yang sesuai dengan fungsi organ atau sel tubuhnya. Pada kenyataanya di masyarakat dapat ditemukan orang yang memiliki usia kronologis yang tidak selalu sama dengan usia fisiologisnya (Pangkahila, 2007).

Penuaan secara praktis dapat dilihat sebagai suatu penurunan fungsi biologis dari usia kronologis seseorang. Penuaan tidak dapat dihindarkan dan berjalan dengan kecepatan berbeda dari susunan genetik seseorang, lingkungan dan gaya hidup sehingga proses penuaan seseorang dapat terjadi lebih dini atau lebih tergantung kesehatan individu masing-masing (Fowler, 2003).

Proses penuaan berhubungan dengan perubahan yang terjadi secara terus menerus pada semua jaringan semua, termasuk jaringan kulit. Kulit dapat mengalami penuaan oleh karena faktor intrinsik dan diperberat oleh faktor ekstrinsik. Organ tubuh cukup kompleks termasuk kulit manusia merupakan organ yang kompleks dan dinamis, yang menunjukkan tanda – tanda penuaan secara nyata.

Salah satu perubahan mikroskopis yang terjadi pada lapisan dermis kulit adalah berkurangnya jumlah serat kolagen secara bermakna dengan bertambahnya usia setiap orang (Yaar dkk., 2008 ; Walker dkk., 2008).

Kolagen merupakan salah satu komponen serat yang dominan pada lapisan dermis kulit. Serat kolagen banyak berperan pada kekenyalan dan kekompakan kulit. Kolagen adalah protein yang sangat labil, banyak faktor yang mempengaruhinya dalam proses pembentukan maupun dalam proses degradasinya (Uito dkk., 2008 ; Walker dkk., 2008). Untuk lebih memahami tentang hubungan MMP-1, kolagen dan luka pada proses penuaan kulit, maka kita harus memahami bahwa kulit mengalami penuaan dan berpengaruh pada proses penyembuhan luka.

Sel fibroblast bertanggung jawab terhadap produksi kolagen, serat retikulin, serat elastik dan jaringan penyangga dari dermis. Selain itu fibroblast juga dapat menghilangkan serat-serat tersebut dengan mensekresikan enzim seperti collagenase (Matriks Metalloproteinase-1 atau MMP-1) dan elastase (Junqueiradkk., 1997; Obagi, 2000).

Proses perubahan kolagen III menjadi I yang terjadi di dalam dermis dikontrol oleh interaksi yang melibatkan sintesis kolagen yang baru dengan melisiskan kolagen tua. Proses perubahan ini dipengaruhi oleh enzim metalloproteinase-1 terutama kolagenase.

Peningkatan MMP mempengaruhi sintesis kolagen, dimana dengan bertambahnya umur maka level MMP-1, 2, 9, dan 12 akan makin bertambah sementara ekspresi procollagen mRNA lebih rendah dibanding saat masih berusia muda (Chung dkk., 2004).

dengan menggunakan darah Fibrin Tissue Adhesive (FTA) dan Platelet Rich Plasma (PRP) karena pada FTA dan PRP diketahui terdapat banyak Growth Factor. Metode ini cukup banyak juga digunakan untuk peremajaan kulit wajah, PRP atau plasma kaya trombosit yang merupakan tindakan salah satu tindakan dengan menggunakan serum pasien dalam volume kecil. PRP mengandung 7 protein Growth Factor yang aktif dikeluarkan pada proses penyembuhan luka (Marx, 2004).

Teknologi medis semakin berkembang, salah satunya adalah perkembangan teknologi Nano yang merupakan teknologi terbaru yang mencakup pengembangan teknologi dalam skala nanometer, biasanya dengan ukuran 0,1 sampai 100 nm. Satu nanometer sama dengan seperseribu mikrometer atau sepersejuta milimeter atau satu per-milyar meter, yang berarti 50.000 lebih kecil dari ukuran rambut manusia. Nano digunakan untuk mencapai tujuan yaitu mencapai penyerapan lebih dalam pada kulit yaitu lapisan dermis kulit.

Pengabunggan teknologi Nano dan PRP dalam mengaplikasi PRP ke wajah atau luka diharapkan dapat mencapai lapisan dermis kulit tanpa melukai dengan suntikan atau alat roller yang biasa dipakai untuk menghilangkan bekas jerawat dengan mencapai hasil yang lebih baik dan lebih nyaman terutama dalam mempercepat pembentukan kolagen kulit dalam proses penyembuhan luka maupun dalam menghambat penuaan kulit.

Chitosan berasal dari bahasa yunani yaitu “Chiton“ yang berarti baju rantai besi. Kata ini menggambarkan fungsi dari material chitosan sebagai jaket

pelindung pada invertebrate. Chitosan adalah polisakarida linier tersusun atas residu N-asetil glukosamin dan memiliki 2000-3000 monomer dengan ikatan 1.4- b-gliksida berupa molekul glukosa dengan cabang mengandung nitrogen (Gagne dan Simoson, 2000).

Berdasarkan sifat biologi dan kimianya, maka chitosan memiliki sifat khas yaitu : mudah dibentuk menjadi spons, larutan, gel, pasta, membran dan serat yang bisa dikombinasi dengan bahan lain sehingga bermanfaat dalam aplikasinya.

Dalam penelitian ini, chitosan diubah menjadi partikel nano, selanjutnya Growth Factor yang diambil dari serum darah PRP dimasukkan ke dalam nano chitosan tersebut sehingga terbentuklah gel Nanochitosan-PRP yang berfungsi untuk melepaskan Growth Factor secara bertahap dan dapat mencapai dermis kulit secara perlahan dan nyaman. Chitosan berfungsi untuk melakukan proses enkapsulisasi pada Growth Factor yang diambil dari Platelet Rich Plasma (PRP), tanpa harus diambil secara autologus. Sifat Chitosan yang unik dan dapat mengikat Growth Factor dari serum darah PRP, dan kondisi partikel yang telah dirubah menjadi nano diharapkan secara perlahan dan secara bertahap melepaskan Growth factor ke dalam jaringan kulit terutama dermis kulit .

Penelitian ini diharapkan dapat membantu mempercepat proses penyembuhan luka dan secara tidak langsung dapat menghambat penuaan kulit melalui peningkatan jumlah kolagen dan penurunan ekspresi MMP-1 pada proses penyembuhan luka. Pencapaian hasil yang lebih maksimal dikarenakan adanya teknologi nano yang menjadikan chitosan yang mengandung Growth factor

bertahap hingga ke dalam lapisan dermis kulit.

Luka adalah hilangnya atau terputusnya kontinuitas suatu jaringan karena adanya cedera atau pembedahan. Penyembuhan luka dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain semakin tua usia seseorang maka proses penyembuhan luka akan berlangsung lebih lama.

Penyembuhan luka adalah suatu istilah yang seharusnya hanya digunakan sesuai dengan konteks regenerasi. Pada proses penyembuhan luka bentuk dan susunan asli dari suatu organ atau bagian anatomi tubuh kembali seperti saat sebelum terjadinya luka. Pada manusia dan pada golongan vertebrata yang lebih tinggi penyembuhan terjadi melalui suatu proses perbaikan dimana hasil yang dicapai bukan berupa restorasi secara anatomi namun lebih kepada hasil yang fungsional (Falanga, 2007).

Seperti sirkulasi sel di dalam darah, PRP dibentuk dari stem sel di dalam sumsum tulang belakang. Mereka memulai hidup sebagai suatu sel yang disebut megakariosit. PRP dan darah normal berisi antara 120.000 sampai 600.000 per mikroliter. Mereka berbeda dengan sel darah putih mereka tidak memiliki inti dan tidak bisa membagi. Bagaimanapun mereka mempunyai peran yang utama di dalam banyak proses tubuh. Awal kerja menunjukkan bahwa platelet darah adalah pusat proses pembekuan tetapi itu secara berangsur-angsur menjadi jelas bahwa mereka mempunyai fungsi penting di dalam mediasi inflamasi dan pendukung proses penyembuhan (Roberts, 2010).

Kemajuan pengetahuan dan berbagai penelitian di bidang tersebut, terjadi antusiasme besar dalam penggunaan PRP yang mengeluarkan growth factor dalam jumlah sangat besar untuk menstimulasi penyembuhan pada luka yang tidak dapat sembuh. Selama 20 tahun terakhir ini penggunaan PRP autologus banyak didokumentasikan dan tidak hanya di bidang penyembuhan luka namun juga di bidang ortopedi, kedokteran olah raga, kedokteran gigi, THT, bedah saraf, mata, urologi, bedah jantung dan bedah plastik (Sampson dkk., 2008).

Pada proses penyembuhan luka, trombosit sangat dibutuhkan untuk membuat fibrin, mengeluarkan growth factor disertai dengan chemoattraction untuk menginduksi migrasi makrofag dan stem sel. Selanjutnya akan terjadi proliferasi serta mitosis dan diferensiasi stem sel untuk membentuk sel baru yang dibutuhkan (Green dkk., 2009).

Growth factor yang dikeluarkan oleh trombosit pada proses degranulasi, yaitu platelet-derived growth factor (PDGF), transforming growth factor (TGF), insulin like growth factor (IGF) dan epidermal growth factor (EGF) (Blair dan Flaumenhaft, 2009). Penelitian tentang manfaat PRP dalam penyembuhan luka dan dalam proses menghambat penuaan masih banyak yang perlu diteliti.

Penelitian di bidang PRP masih kontroversi, maka peneliti ingin membuktikan kegunaan dan manfaat PRP yang dienkapsulisasi oleh chitosan dan dibuat dengan teknologi Nano agar menjadi gel Nanochitosan – PRP yang dapat digunakan untuk mempercepat penyembuhan luka dan secara tidak langsung dapat menghambat proses penuaan kulit.

Dari uraian latar belakang tersebut dapat dibuat rumusan masalah penelitian sebagai berikut:

1. Apakah pemberian gel Nanochitosan-Platelet Rich Plasma secara topikal dapat menurunankan ekspresi Matriks Metalloproteinase-1 pada jaringan luka tikus Wistar?

2. Apakah pemberian gel Nanochitosan-Platelet Rich Plasma secara topikal dapat meningkatkan jumlah kolagen dermis pada jaringan luka tikus Wistar?

1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan umum

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pemberian gel Nanochitosan- Platelet Rich Plasma topikal dapat menghambat penuaan kulit dan dapat mempercepat penyembuhan jaringan luka.

1.3.2 Tujuan Khusus

Tujuan secara khusus dari penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui pemberian Nanochitosan-Platelet Rich Plasma topikal dapat menurunkan ekspresi Matriks Metalloproteinase-1 pada jaringan luka tikus Wistar.

2. Untuk mengetahui pemberian gel Nanochitosan-Platelet Rich Plasma topikal dapat meningkatan jumlah kolagen dermis pada jaringan luka tikus Wistar.

1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Manfaat Ilmiah

Dapat menambah wawasan dan memberi informasi ilmiah baru tentang peranan PRP pada proses penyembuhan luka melalui penggunaan gel Nanochitosan-Platelet Rich Plasma tanpa harus menggunakan darah secara autologus dan tanpa tindakan suntikan ke dalam lapisan dermis sehingga diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif terbaik dalam penanganan penyembuhan luka dan dalam menghambat penuaan kulit secara bertahap dan nyaman dengan hasil yang lebih maksimal.

1.4.2 Manfaat Praktis

Diharapkan dapat dipergunakan sebagai salah satu alternatif pengobatan penyembuhan luka dan terobosan baru dalam menghambat penuaan kulit.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Penuaan

2.1.1 Definisi Penuaan

Proses penuaan merupakan suatu akumulasi secara progresif berbagai perubahan patologis di dalam sel dan jaringan yang terjadi seiring dengan waktu.

Aging adalah suatu proses menghilangnya kemampuan jaringan secara perlahan untuk memperbaiki atau mengganti diri dan mempertahankan struktur serta fungsi normalnya, sehingga tubuh tidak dapat bertahan terhadap kerusakan atau memperbaiki kerusakan tersebut (Rabe dkk., 2006).

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi seperti saat ini tentunya banyak memberikan dampak positif bagi masyarakat. Ilmu yang sedang berkembang pesat saat ini adalah Ilmu Anti Penuaan. Penuaan secara praktis dapat dilihat sebagai suatu penurunan fungsi biologik dari usia kronologik. Penuaan tidak dapat dihindarkan dan berjalan dengan kecepatan berbeda, tergantung dari susunan genetik seseorang, lingkungan dan gaya hidup, sehingga penuaan dapat terjadi lebih dini atau lambat tergantung kesehatan masing-masing individu (Fowler, 2003).

10

2.1.2 Teori Penuaan

Ada empat teori pokok dari penuaan (Goldman dan Klatz, 2007), yaitu 1. Teori Wear and Tear

Tubuh dan sel mengalami kerusakan karena sering digunakan dan disalahgunakan (overuse and abuse). Organ tubuh seperti hati, lambung, ginjal, kulit dan yang lainnya, menurun karena toksin di dalam makanan dan lingkungan, konsumsi berlebihan lemak, gula, kafein, alkohol dan nikotin, karena sinar ultraviolet, dan karena stres fisik dan emosional. Tetapi kerusakan ini tidak terbatas pada organ melainkan juga terjadi di tingkat sel.

2. Teori Neuroendokrin

Teori ini berdasarkan peranan berbagai hormon bagi fungsi organ tubuh.

Hormon dikeluarkan oleh beberapa organ yang dikendalikan oleh hipotalamus, sebuah kelenjar yang terletak di otak. Hipotalamus membentuk poros dengan hipofise dan organ tertentu yang kemudian mengeluarkan hormonnya. Dengan bertambahnya usia tubuh memproduksi hormon dalam jumlah kecil, yang akhirnya mengganggu berbagai sistem tubuh.

3. Teori Kontrol Genetik

Teori ini fokus pada genetik memprogram sandi sepanjang DNA, di mana kita dilahirkan dengan kode genetik yang unik, yang memungkinkan fungsi fisik dan mental terentu. Penurunan genetik tersebut menentukan seberapa cepat kita menjadi tua dan berapa lama kita dapat hidup.

4. Teori Radikal Bebas

Teori ini menjelaskan bahwa suatu organisme menjadi tua karena terjadi akumulasi kerusakan oleh radikal bebas dalam sel sepanjang waktu. Radikal bebas sendiri merupakan suatu molekul yang memiliki elektron yang tidak berpasangan.

Radikal bebas memiliki sifat reaktivitas tinggi, karena kecenderungan menarik elektron dan dapat mengubah suatu molekul menjadi suatu radikal oleh karena hilangnya atau bertambahnya satu elektron pada molekul lain. Radikal bebas akan merusak molekul yang elektronnya ditarik oleh radikal bebas tersebut sehingga menyebabkan kerusakan sel, gangguan fungsi sel, bahkan kematian sel. Molekul utama di dalam tubuh yang dirusak oleh radikal bebas adalah DNA, lemak dan protein (Suryohudoyo, 2000). Dengan bertambahnya usia maka akumulasi kerusakan sel akibat radikal bebas semakin mengambil peranan, sehingga mengganggu metabolisme sel, juga merangsang mutasi sel, yang akhirnya membawa pada kanker dan kematian. Selain itu radikal bebas juga merusak kolagen dan elastin, suatu protein yang menjaga kulit tetap lembab, halus, fleksibel dan elastis. Jaringan tersebut akan menjadi rusak akibat paparan radikal bebas, terutama pada daerah wajah, di mana mengakibatkan lekukan kulit dan kerutan yang dalam akibat paparan yang lama oleh radikal bebas.

2.1.3 Proses Penuaan

Proses terjadinya penuaan memiliki dua fenomena yang saling berkaitan dan sering tumpang tindih. Yang pertama adalah penuaan intrinsik dan yang kedua adalah penuaan ekstrinsik. Penuaan intrinsik berlangsung secara alamiah

disebabkan oleh berbagai faktor dari faktor fisiologis tubuh sendiri seperti faktor genetik, hormonal dan ras. Penuaan ekstrinsik antara lain disebabkan oleh berbagai bahan yang meningkatkan pembentukan radikal bebas dapat mempercepat penuaan kulit seperti: sinar X, sinar UV, polusi, gas N2O, freon, rokok, diet salah, bahan pengawet, pewarna dan pelezat. Penggunaan kosmetik yang tidak sesuai. Terlalu sering menggunakan sabun, detergen, pembersih berkadar alkohol tinggi pada jenis kulit normal atau kering akan mempercepat terjadi penuaan kulit (Chung dkk., 2003; Soepardiman, 2003).

Menurut Fowler (2003), aging adalah suatu penyakit dengan karakteristik yang terbagi menjadi tiga fase yaitu:

1. Tahapan subklinik (usia 25-35 tahun)

Di rentangan usia ini sebagian besar hormon dalam tubuh mulai menurun, yaitu hormon testosteron, growth hormon, dan estrogen.

Pembentukan radikal bebas mulai terjadi, namun kerusakan yang terjadi belum tampak dari luar. Sehingga pada tahapan ini individu masih merasa dan tampak normal, tanpa tanda dan gejala penuaan.

2. Tahap transisi (usia 35 -45 tahun)

Pada tahap ini kadar hormon menurun sebanyak 25%. Massa otot berkurang 1 kg setiap beberapa tahun, akibatnya tenaga dan kekuatan terasa hilang, sedang komposisi lemak tubuh bertambah. Mulai muncul gejala penuaan seperti rambut mulai putih, elastisitas kulit menurun, pigmentasi kulit menurun, demikian juga halnya dengan pendengaran, penglihatan dan dorongan seksual. Kerusakan oleh radikal bebas mulai

orang akan mulai merasa tidak muda lagi dan tampak lebih tua.

3. Tahap klinik (Usia 45 th ke atas)

Penurunan kadar hormon terus berlanjut yaitu DHEA, melatonin, GH, testosteron, estrogen, dan tiroid. Terjadi penurunan sampai hilangnya kemampuan penyerapan bahan makanan, vitamin, dan mineral. Densitas tulang menurun, massa otot berkurang sekitar 1 kg setiap tiga tahunnya, akibatnya terjadi ketidakmampuan membakar kalori, meningkatnya lemak tubuh dan berat badan. Sistem organ mulai mengalami kegagalan, penyakit kronis menjadi lebih nyata. Ketidakmampuan menjadi faktor utama.

2.2 Luka

Penyembuhan luka adalah suatu istilah yang seharusnya hanya digunakan sesuai dengan konteks regenerasi, dimana bentuk dan susunan asli dari suatu organ atau bagian anatomi tubuh kembali seperti saat sebelum terjadinya luka atau injury. Beberapa binatang yang primitif, seperti amphibi dan reptil tetap mampu mengalami regenerasi seperti tersebut diatas. Pada binatang yang lebih besar dan komplek, regenerasi tidak dapat dilakukan. Pada manusia dewasa dengan pengecualian pada organ hati, regenerasi yang sebenarnya, tidak mungkin terjadi.

Oleh sebab itu pada manusia dan pada golongan vertebrata yang lebih tinggi penyembuhan terjadi melalui suatu proses perbaikan dimana hasil yang dicapai bukan berupa restorasi secara anatomi namun lebih kepada hasil yang fungsional (Falanga, 2007).

2.2.1 Jenis – Jenis Luka

Luka adalah rusaknya kesatuan/komponen jaringan, dimana secara spesifik terdapat substansi jaringan yang rusak atau hilang. Berdasarkan kedalaman dan luasnya, luka dapat dibagi menjadi:

1. Luka superfisial : terbatas pada lapisan epidermis.

2. Luka partial thickness : hilangnya jaringan kulit pada lapisan epidermis dan lapisan bagian atas dermis.

3. Luka full thickness : hilangnya jaringan kulit pada lapisan epidermis, dermis, dan fasia tapi tidak mengenai otot.

4. Luka mengenai otot, tendon dan tulang (Tawi, 2008).

Pada kebanyakan mekanisme perbaikan luka yang terjadi, tujuannya adalah menghasilkan suatu penutupan pada daerah luka tersebut. Sekali lagi, dari suatu proses terjadinya evolusi, maka manusia tidak seharusnya mengalami suatu penyakit degeneratif atau hidup lebih lama serta mempertahankan sistem arteri, vena, serta mencegah terjadinya dekubitus atau ulkus neuropati dari suatu penyakit diabetes.

Untuk itu manusia tidak disiapkan untuk mengalami keadaan ini (luka kronik), dan tidak ada mekanisme yang spesifik untuk mengatasinya secara efektif. Yang menjadi perhatian penting dalam hal ini adalah adanya perluasan dan kedalaman luka. Untuk itu, luka yang dangkal (luka saat bercukur) dimana komponen atau adneksa kulit (folikel rambut, kelenjar keringat dll) masih

tersebut masih ada.

Pada bagian lain, luka dengan fullthickness (punch biopsy) tergantung pada migrasi keratinosit dan proliferasi pada bagian tersebut. Tidak mengherankan bahwa pada luka fullthickness akan mengalami penyembuhan yang lama dan sering timbul jaringan parut (Falanga, 2007).

Journal of Investigative Dermatology (2007)127, 1018- 1029

Gambar 2.1 Pembagian jenis luka berdasarkan lamanya luka ( Jurnal Investigasi Dermatology (2007)127 )

2.2.2 Proses Penyembuhan Luka

Terdapat empat fase dalam proses penyembuhan luka, yaitu: fase koagulasi, fase inflamasi, fase proliferasi – migrasi dan fase remodeling. Fase koagulasi dan inflamasi sering dikelompokkan menjadi satu, sehingga menyebabkan mediator yang dikeluarkan dari fase tersebut sering overlaping. Ini

menunjukan seluruh fase secara berurutan dan juga menerangkan hubungan secara linear mengenai penyembuhan luka mulai dari terjadinya luka sampai dengan terjadinya perbaikan, dimana hal ini tidak terdapat pada luka yang kronis, serta proses terjadinya melalui jalur yang pendek atau secara berulang. Yang menjadi perhatian adalah penjabaran mengenai seluruh proses perbaikan luka sulit dijelaskan atau digolongkan dalam fase-fase yang pasti dan hal ini harus menjadi pertimbangan karena fase–fase tersebut sering overlaping (Falanga, 2007).

1. Fase Inflamasi

Pertama fase penyembuhan luka dimulai dari segera setelah cedera dan dapat berlangsung sampai 4-6 hari (Broughton dkk., 2006). Dalam literatur lain, fase penyembuhan diklasifikasikan menjadi empat tahap dengan membedakan hemostasis sebagai fase pertama (Chin dkk., 2005), sementara itu umumnya diketahui sebagai bagian dari fase inflamasi.

Tahap awal yang alami untuk mengangkat jaringan debris dan mencegah infeksi yang invasif (Gurtner, 2007) dan ditandai oleh peningkatan permeabilitas vaskular oleh hemostasis trombin berikut, sekresi sitokin chemotactic yang memfasilitasi migrasi sel (Myers, 2007).

Kolagen selama luka membentuk pengaktivan kaskade pembekuan, baik intrinsik maupun jalur ekstrinsik (Broughton dkk., 2006) yang memuncak dalam pembentukan gumpalan fibrin dan hemostasis memulai fase inflamasi (Broughton dkk., 2006; Myers dkk., 2007) bekuan fibrin berfungsi sebagai scaffolding untuk sampai sel, seperti neutrofil, monosit, fibroblasts, dan endotel sel (Broughton dkk., 2006) polimorfonuklear leukosit dan makrofag adalah

matriks sementara juga berfungsi untuk memusatkan sitokin dan growth factor (Broughton dkk., 2006) yang dilepaskan oleh trombosit, trombin, dan fibronectin.

Penghapusan sementara matriks fibrin akan mengganggu penyembuhan luka (Gurtner, 2007). Neutrofil adalah respon pertama tekanan sinyal sel dan sinyal chemotactic (oleh sitokin) tiba ke dalam pembekuan fibrin (Broughton dkk., 2006). Selanjutnya darah di dekat pembuluh vasodilatasi dan neutrofil lebih ditarik ke daerah luka dengan interleukin (IL) -1, tumor nekrosis faktor (TNF)-α, faktor trombosit (PF)-4, mengubah faktor pertumbuhan (TGF)-β, trombosit berasal faktor pertumbuhan (PDGF) (Broughton dkk., 2006; Chin dkk., 2005) dan

"produk bakteri" (Broughton dkk., 2006).

Leukosit PMN mulai membersihkan menyerang bakteri dan seluler debris (Broughton dkk., 2006) Monosit akan tertarik ke daerah luka dan berubah menjadi makrofag dalam 48 sampai 72-96 jam setelah luka (Broughton dkk., 2006;

Gurtner, 2007) Makrofag phagocytose debris dan bakteri, tapi sangat penting untuk diatur produksi faktor pertumbuhan yang diperlukan untuk produksi matriks ekstraselular oleh fibroblasts dan produksi pembuluh darah (Gurtner, 2007) .

Singkatnya, proses penyembuhan dimulai dengan hemostasis, deposisi trombosit, dan interaksi mediator larut dan faktor pertumbuhan dengan ekstraselular matrik (Chin dkk., 2005)

2. Fase Proliferasi

Fase ini ditandai dengan pembentukan jaringan granulasi dalam dasar luka, terdiri dari jaringan kapiler baru, fibroblast, dan makrofag dalam pengaturan struktur pendukung (Myers dkk., 2007). Kolagen dan jaringan ikat protein deposisi dan angiogenesis, epitelisasi juga fase utama (Broughton dkk., 2006;

Ueno dkk., 2006). Proses ini bagian dari penyembuhan luka.

Fase kedua akan mulai pada hari 7-45 bersamaan dengan memudarnya fase inflamasi dan terus sampai 146-215 hari, setelah luka. Angiogenesis ditandai dengan migrasi sel endotel dan pembentuk kapiler (Broughton dkk., 2006).

Ini adalah respon alami penyembuhan untuk menggantikan mikrosirkulasi luka yang meliputi pergerakan sel endotel dalam menanggapi ke tiga gelombang yaitu faktor pertumbuhan PDGF, TGF-β, insulin-like growth factor selama fase inflamasi; fibroblast growth factor (FGF) dibebaskan ikatannya pada molekul jaringan ikat sebagai gelombang kedua, dan vascular endotelial growth factor (VEGF) disampaikan oleh makrofag sebagai yang ketiga dan gelombang dominan (Ueno dkk., 2006).

Angiogenesis berlangsung proporsional untuk perfusi darah dan tekanan parsial oksigen arteri (Ueno dkk., 2006). Pembuluh darah baru tumbuh ke dalam matriks kolagen dibentuk oleh fibroblast

PDGF dan epidermal growth factor (EGF) yang berasal dari platelet dan makrofag adalah sinyal utama ke fibroblasts (Broughton dkk., 2006; Gurtner, 2007).

mensintesis kolagen dan berkembang biak. Respon PDGF, fibroblast sementara mensintesis matriks terdiri dari kolagen tipe III, glycosaminoglycans, dan fibronectin 1 yang menyediakan tempat untuk migrasi keratinosit (Gurtner, 2007) Tipe lain dari fibroblasts "luka fibroblasts" yang sudah ada di luka. Jenis fibroblasts akan berubah menjadi myofibroblast yang memainkan peranan pada kontraksi luka (Broughton dkk., 2006).

Myofibroblast ada yang lain dari fibroblast dengan intraseluler actin mikrofilamen yang mampu meregenerasi matrik dan kontraksi (Gurtner, 2007).

Kontraksi myofibroblast luka melalui spesifik c integrin berinteraksi dengan matriks kolagen (Gurtner, 2007).

Klinis, kontraksi luka adalah respon alami dari tubuh melokalisasi dan membuat daerah lebih kecil melindungi dirinya dari semua dampak negatif luka.

Luka yang sembuh dengan sendirinya tanpa perawatan khusus menunjukkan ini kekuatan dari tindakan kontraksi luka.

Sebenarnya epitelisasi mulai terjadi segera setelah luka dan dirangsang oleh inflamasi sitokin.1 IL-1 dan TGF-α up regulate growth factor keratinocyte (KGF) ekspresi gen di fibroblast. Fibroblast kemudian akan mensintesis dan mensekresikan KGF-1, KGF-2 (paling penting pada manusia) dan IL-6 yang merangsang keratinosit untuk bermigrasi ke daerah luka, berproliferasi dan berdiferensiasi di epidermis (Broughton dkk., 2006). Terakhir, epitelisasi ditandai dengan replikasi dan migrasi.

3. Fase Remodelling

Merupakan fase terpanjang dalam penyembuhan luka yaitu pematangan proses, yang meliputi perbaikan yang sedang berlangsung pada jaringan granulasi yang membentuk lapisan epitel yang baru dan meningkatkan tegangan pada luka (Ueno dkk., 2006).

Fase ini diakui akan mulai tumpang tindih dengan fase proliferatif 8 hari (Broughton dkk., 2006) sampai 21 hari (Gurtner, 2007) setelah cedera sampai satu tahun setelah itu.

Karakteristik utama fase ini penting adalah deposisi kolagen pada tempatnya (Broughton dkk., 2006) yang menyiratkan untuk memperbaiki kolagen dan kontraksi scar (Gurtner, 2007). Gerakan fibroblasts menarik jaringan kolagen bersama merangsang kontraksi jaringan scar (Ueno dkk., 2006).

PENYEMBUHAN LUKA

FASE I

INFLAMASI

1. Platelet realese/

agregasi 2 . Coagulation &

inflammation 3. Recruitment of leucocytes

FASE II

PROLIFERASI

1. Hypoxia 2. Fibroplasia 3. Angiogenesis 4. Keratinocyte Migration

FASE III

REMODELING

1. Fibronectin & ass.

com.

2. Hyaluronic acid

&proteoglycans 3. Collagen

4. Myofibroblasts &

contraction

Gambar 2.2 Mekanisme Penyembuhan Luka (Mechanism Of Cutaneous Wound Repair by Dr.dr.A.A.G.P.Wiraguna)

dalam sumsum tulang belakang. Mereka memulai hidup sebagai suatu sel yang disebut megakariosit. Platelet dan darah normal berisi antara 120.000 sampai 600.000 per mikroliter.

Mereka berbeda dengan sel darah putih mereka tidak memiliki inti dan tidak bisa membagi. Bagaimanapun mereka mempunyai peran yang utama di dalam banyak proses tubuh.

Awal kerja menunjukkan bahwa platelet darah adalah pusat proses pembekuan tetapi itu secara berangsur-angsur menjadi jelas bahwa mereka mempunyai fungsi penting di dalam mediasi inflamasi dan pendukung proses penyembuhan (Roberts, 2010).

Gambar 2.3. Fase Penyembuhan luka berdasarkan waktu dan faktor yang berperan (http://www.medscape.com)

2.3 Kolagen

Kolagen adalah salah satu komponen serat yang dominan pada lapisan dermis kulit. Serat kolagen banyak berperan pada kekenyalan dan kekompakan kulit. Merupakan polipeptida yang ditemukan pada hampir semua organ tubuh.

Sampai saat ini sudah ditemukan sebanyak 12 tipe kolagen, jumlah dan jenisnya berbeda-beda pada berbagai organ tubuh manusia.

Kolagen tipe I terus meningkat sampai umur 35 tahun, saat kulit mencapai puncak kekuatan mekanik, setelah itu kolagen tipe I akan menurun. Hubungan umur dengan jumlah kolagen sampai saat ini belum jelas, akan tetapi jumlah kolagen manusia setelah umur 60 tahun secara keseluruhan secara signifikan jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan kulit umur lebih muda (Rhein dan Santiago, 2010).

Kolagen tipe I merupakan jenis serabut kolagen terbanyak yang dijumpai dalam tubuh manusia seperti pada tendon, tulang, kulit. Serabut kolagen tipe I berperan penting dalam pembentukan jaringan parut. Kolagen tipe II, IX, X, XI ditemukan pada kartilago.

Kolagen tipe III banyak dijumpai pada kulit, dinding pembuluh darah, pada jaringan yang ada serabut retikuler, seperti pada jaringan yang mengalami pertumbuhan cepat terutama pada tahap awal penyembuhan luka. Kolagen tipe III penyebarannya hampir sama dengan kolagen tipe I. Sedangkan kolagen tipe VII kebanyakan lokasinya terletak pada anchoring fibril di dermal epidermal junction pada kulit, mukosa dan servik.

Matriks ekstraseluler dermis terutama terdiri dari kolagen tipe 1 (85%), sejumlah kecil kolagen tipe 3, elastin, proteoglikan dan fibronektin. Serat kolagen yang terdapat pada dermis manusia berperan penting untuk kekuatan dan kekenyalan kulit, terdiri sekitar 85% kolagen tipe 1 dan sekitar 30% kolagen tipe 3 (Uito dkk., 2008).

Biosintesis kolagen tipe 1, berawal dari pembentukan prokolagen tipe 1 dalam sel fibroblast dermis dan terdiri dari kolagen tipe 1 tripel helix, ujung karboksipeptida dan ujung aminopeptida. Begitu disekresikan dari fibroblast ke matriks ekstraseluler, prokolagen tipe 1 melalui proses enzimatik pecah dari kedua ujungnya dan membentuk kolagen tipe 1 matang (Varani dkk., 2001).

Diperkirakan jumlah kolagen di dermis akan berkurang sebanyak 1 % tiap tahunnya pada usia dewasa. Mekanisme berkurangnya kolagen selama proses penuaan alamiah adalah akibat dari peningkatan ekspresi matriks metalloproteinase (MMP-1).

Kolagen tipe I terus meningkat sampai umur 35 tahun, saat kulit mencapai puncak kekuatan mekanik, setelah itu kolagen tipe I akan menurun. Hubungan umur dengan jumlah kolagen sampai saat ini belum jelas, akan tetapi jumlah kolagen manusia setelah umur 60 tahun secara keseluruhan secara signifikan jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan kulit umur lebih muda (Rhein dan Santiago, 2010).

Walaupun kolagen tipe I merupakan kolagen utama pada lapisan dermis kulit akan tetapi kolagen tipe lain juga tidak kalah peranan pentingnya. Kolagen tipe VII yang terbanyak pada anchoring fibril terletak pada membrana basalis yang melekatkan membrana basalis ke papila dermis.

2.4 Matriks Metalloproteinase-1 (MMP-1)

Matriks metalloproteinase (MMP) adalah suatu protease dengan aktivitas degradasi terhadap protein jaringan ikat seperti kolagen, elastin, proteoglikan dan laminin. Pada setiap organisme, MMP merupakan endopeptidase yang mengandung domain aktif Zn² (zinc-dependent endopeptidas).

MMP memiliki gene family pada manusia terdiri dari 28 tipe dengan struktur dan spesivitas berbeda. MMPs berhubungan dengan proses fisiologis dan patologis yang berkaitan dengan turnover matriks ekstraseluler, wound healing, angiogenesis, dan kanker.

Sejumlah MMPs mampu menimbulkan degradasi terhadap kolagen tipe I yaitu antara lain MMP-1, 8,13, MT1-MMP (MMP-14), MT2-MMP (MMP-15), dan MT3-MMP (MMP-16). Pada kulit hanya MMP-1 yang paling banyak dipicu pembentukannya oleh pajanan sinar ultra violet dan tampaknya paling bertanggung jawab terhadap pemecahan kolagen akibat paparan matahari.

Level MMP-1 akan meningkat sesuai dengan bertambahnya usia, yang mana hal ini diperkirakan sebagai akibat dari fragmentasi serat kolagen dan disorganisasi susunan serat kolagen pada dermis (Seltzer dan Eisen, 2006).

Matriks Metalloproteinase juga bertanggung jawab terhadap tejadinya degradasi kolagen. MMP juga telah dikenal perannya dalam pertumbuhan sel

karena ekspresinya yang berlebihan.

Berbagai jenis Matriks Metalloproteinase dan target sasaran yang didegradasi dapat dilihat pada tabel di bawah ini (Rhein dan Santiago, 2010).

Jenis Matriks Metalloproteinase dan target sasaran yang terdegradasi Tabel 2.1 Jenis Matriks-Metalloproteinase dan target sasaran yang terdegradasi.

SINGKATAN NAMA NAMA ALTERNATIF TARGET SASARAN

MMP-1 Matrix collagenase Collagens I, II, VII dan X

MMP-2 Gelatinase Gelatin, Collagens I, V,

VII, XI, Fibronectin laminin dan elastin

MMP-3 Stromelysin I Agreccan, Gelatin, Laminin

Fibronectin, Collagens tipe IV,IX,X

MMP-7 Matrilisyn Agreccan, Fibronectin

MMP-8 Neutrophil colagenase Agreecan, Gelatin,

Fibronectin, Laminin, Collagens II, IV, IX, X

MMP-9 Gelatinese B Agrecan dan Fibronectin

MMP-10 Stromelysin 2 Agrecan

MMP-11 Stromelysin 3 Fibronectan

MMP-12 Metalloelastase Elastin

MMP-13 Collagenase 3 Collagens I, II, III

MMP-14 Membran Type Collagens I, II, III,

Lamininn

MMP-18 Colagenase IV Agrecan

Sumber : Rhein dan Santiago (2010)

2.5 Platelet Rich Plasma (PRP)

PRP bisa didefinisikan sebagai plasma darah yang mengandung 1.00.000 trombosit/mikroliter dengan volume 5 ml plasma (Greene dkk., 2009). PRP mengandung 7 macam growth factor yaitu: PDGF-AA, PDGF-BB, PDGF-AB, TGF-β1, TGF-β2, VEGF, EGF. Kadar growth factor in-vivo akan tetap terjaga setelah dilakukan pembuatan PRP.

PRP adalah bagian dari fraksi plasma yang diperoleh secara autologus (diambil dari tubuh sendiri) (Marx, 2001; Mehta dan Watson, 2008).

Sejak tahun 1985 PRP sudah digunakan untuk menyembuhkan luka (Driver dkk., 2006), karena selain berisi platelet dan faktor pembekuan darah dalam jumlah besar, PRP juga mempunyai growth factor agonist (Petrova dan Edmonds, 2006).

Platelet rich plasma pertama kali digunakan pada operasi jantung oleh Ferrari , dkk tahun 1987 sebagai komponen transfusi autologus setelah operasi terbuka pada jantung. Sekarang banyak diikuti oleh banyak spesialis seperti pada operasi maxillofacial, kosmetik, spine, orthopedic, dan penyembuhan luka secara keseluruhan (Crane dan Evert, 2008).

Hasil publikasi terakhir PRP juga digunakan dalam bedah periodontal dan mulut (Pietrzak dan Eppley, 2005; Shashikiran dkk., 2006), bedah plastik dan kosmetik (Bhanot dan Alex, 2002; Frechette dkk., 2005), bedah spinal (Eppley dkk., 2006), bedah bypass jantung dan luka bakar (Henderson dkk., 2003).

tentang respon tubuh terhadap luka yang terdiri dari 3 fase yaitu inflamasi, proliferasi dan remodeling. Fase inflamasi yang didahului dengan agregasi trombosit sehingga terjadi hemostasis.

Selain itu trombosit juga mengeluarkan thromboxane dan serotonin yang merangsang hemostasis dengan vasokonstriksi. Selain itu trombosit juga mengeluarkan histamin yang merangsang polymorphonuclear (PMN) dan monosit ke tempat luka. Selanjutnya kemotaktik dari growth factor akan merekrut sel endotel untuk membuat pembuluh darah baru (angiogenesis), juga fibroblas terangsang untuk membentuk matriks ekstraseluler sehingga luka akan cepat menutup (Greene dkk., 2009).

Bermacam sitokin dan growth factor berpengaruh terhadap penyembuhan dan maturasi dari luka. Sitokin berperan dalam perekrutan sel untuk proliferasi dan diferensiasi. Growth factor yang berasal dari trombosit atau PDGF keluar dari alfa granul dan berfungsi dalam rekrutmen dan aktivasi sel immun dan fibroblas.

Contoh produk yang telah dipakai dan disetujui oleh FDA yaitu bentuk isomer rantai β dari PDGF (PDGF-BB) yang secara klinis terbukti mempercepat penyembuhan, termasuk pada luka kronis diabetic neuropathy.

Selain itu trombosit juga mengeluarkan TGF-β, yang merangsang maturasi fibroblas, migrasi, dan sintesis matriks ekstraseluler. Sedangkan growth factor lainnya yaitu EGF, dan VEGF dikeluarkan oleh fibroblas, sel endotel, dan sel imun untuk menambah percepatan penyembuhan luka.

Konsentrasi trombosit dalam PRP dapat meningkat delapan kali dari kadar trombosit di dalam darah sehingga kadar growth factor di dalam PRP juga meningkat delapan kali kecuali IGF-1.

Selama proses pengambilan atau pembuatannya tidak terjadi aktivasi dari trombosit (Greene dkk. 2009). PRP juga disebutkan sebagai volume plasma darah autologus yang mengandung trombosit 4x nilai normal yaitu 200,000/µl. Namun belum diketahui apakah dengan peningkatan konsentrasi trombosit akan menghasilkan efek yang lebih baik (Sampson dkk. 2008).

Kontraindikasi dari terapi ini adalah kelainan fungsi trombosit, trombositopenia, pasien dengan ketidakstabilan hemodinamik serta kehamilan (Budiyanto, 2009).

Platelet Rich Plasma diperoleh melalui dua tahap:

1. Mengambil darah pasien kemudian ditambahkan antikoagulan (Natrium Sitrat) untuk menghindari aktivasi dan degranulasi dari platelet, lakukan sentrifugasi yang pertama dengan kecepatan lambat (soft spin) sebesar 1100 rpm selama 10 menit untuk memisahkan plasma dari packed red blood cell sehingga menghaasilkan tiga lapisan, yaitu paling dasar 55% dari total volume adalah red blood corpuscles, paling atas 40% dari total volume adalah acellular plasma layer (platelet – poor plasma), di antara kedua lapisan tersebut terdapat 5% dari total volume disebut “buffy coat”yang merupakan platelet – rich plasma. Pada tahap ini pengambilan PRP masih sulit.

syringe steril, kemudian dipindahkan ke tabung lain tanpa menggunakan antikoagulan, lakukan sentrifugasi yang ke dua dengan kecepatan yang lebih cepat dibanding yang pertama (hard spin) sebesar 2000 rpm selama 2 menit untuk memisahkan PRP dengan PPP sehingga menghasilkan tiga lapisan, yaitu residual red blood corpuscle terjebak paling bawah, 80% dari total volume terdapat paling atas adalah acellular plasma (PPP), lapisan tengahnya adalah PRP. Pada saat ini sudah lebih mudah untuk mengambil PRP dengan menggunakan syringe steril.

Gambar 2.4 Tahapan dalam pembuatan Platelet Rich Plasma (www.amsjournal.com)

Gambar 2.5 Penggunaan Platelet Rich Plasma dalam menghambat penuaan kulit wajah untuk keperluan mesotherapy dan/ atau filler (www.dermavita.bg)

2.5.1 Growth Factor

Growth factor adalah substansi yang secara alamiah ada di dalam tubuh kita, dan berguna untuk merangsang pertumbuhan sel baik proliferasi maupun diferensiasi.

Growth factor adalah protein atau hormon steroid. Growth factor sangat penting dalam regulasi proses seluler dan berperan sebagai signal antar sel.

Contohnya sitokin dan hormon yang menempel pada reseptor dari sel target.

Mereka berperan dalam diferensiasi dan maturasi sel yang bervariasi untuk setiap growth factor. Misalnya, bone morphogenic proteins menstimulasi diferensiasi sel tulang, VEGF menstimulasi diferensiasi pembuluh darah (angiogenesis).

Growth factor akan menstimulasi siklus sel dari phase G0 menjadi phase G1. Dalam dunia kedokteran selama 20 tahun belakangan, penggunaan growth factor pada penanganan kelainan darah, kanker dan cardiovascular sangat meningkat antara lain: neutropenia, sindrom myelodisplastik, leukemia, anemia aplastik, transplantasi sumsum tulang, angiogenesis untuk penyakit kardiovaskular serta penyembuhan luka dan menghambat penuaan kulit.

Tabel 2.2 Synopsis of Growth Factors Present in PRP (Peter A.M. Evert dkk. Platelet –rich plasma and Platelet gel: A review³)

Growth

factor Source Function

Transformin g growth factor- beta, TGF-β

Platelet, extracellular matrix of bone, cartilage matrix, Activated TH1 cell and natural killer cells, macrophage/ monocytes and neutrophils

Stimulates undifferentiated mesenchymal cell proliferation;

regulates endothelial, fibroblastic

mitogenesis;regulate s collagen synthesis and collagenase secretion; regulates mitogenic effects of growth factors;

stimulates endothelial chemotaxis and angiogenesis;

inhibits macrophage and lymphocyte proliferation Basic

Fibroblast Growth

Platelet, macrophage, mesenchymal cell, chondrocytes,

Promotes growth and differentiation of chondrocytes and

factor, bFGF osteoblast osteoblasts;

mitogenic for mesenchymal cells, chondrocytes and osteoblasts Platelet

Derived Growth Factor, PDGFa-b

Platelets,osteoblasts, endothelial cell, macrophage, monocytes, smooth muscle cells

Mitogenic for mesenchymal cells and osteoblasts, stimulates chemotaxis and mitogenesis in fibroblast/glial/smoot h muscle cells, regulates

collagenase secretion and collagen

synthesis; stimulates macrophage and neutrophil chemotaxis Epidermal

Growth factor, EGF

Platelets, macrophage, monocytes

Stimulates endothelial

chemotaxis/angiogen esis; regulates collagenase

secretion; stimulates epithelial/mesenchym al mitogenesis Vascular

Endothelial Growth Factor, VEGF

Platelets, endothelial cells

Increases

angiogenesis and vessel permeability, stimulates

mitogenesis for endothelial cells Conective

Tissue Growth Factor, CTGF

Platelet through endocytosis from extracellular

environment in bone marrow

Promotes angiogenesis, cartilage

regeneration, fibrosis and platelet adhesion

2.6 Teknologi Nano

Merupakan teknologi terbaru yang mencakup pengembangan teknologi dalam skala nanometer, biasanya dengan ukuran 0,1 sampai 100 nm.Satu nanometer sama dengan seperseribu mikrometer atau sepersejuta milimeter atau satu per-milyar meter, yang berarti 50.000 lebih kecil dari ukuran rambut manusia.

Nano digunakan untuk mencapai penyerapan lebih dalam pada kulit.

Nano teknologi adalah ilmu dan rekayasa material, struktur fungsional maupun piranti di dalam skala ukuran yang sangat kecil yaitu skala nanometer atau sepuluh pangkat minus sembilan.

Dengan ukuran material yang sangat kecil diharapkan memiliki kekuatan yang sangat besar karena kemampuan penyerapan yang dapat menembus lapisan dalam kulit dan dapat meningkatkan ketelitian pengarahan obat atau zat yang dibawanya ke target organ tubuh yang dikehendaki.

Periode 2010 – 2020 terjadi percepatan yang luar biasa didalam penerapan nano teknologi dalam dunia industri dan medis. Material apapun selama dapat dibuat menjadi nano kristal akan menghasilkan sifat yang mencengangkan dan bahkan tidak pernah ada di alam ini.

Gambar 2.6 Perbedaan ukuran partikel dan penetrasi ke kulit (Slide Presentasi Produk Qva –PT.Kalbe Farma Tbk)

2.7 Chitosan

Kata chitosan berasal dari bahasa yunani yaitu “Chiton“ yang berarti baju rantai besi. Kata ini menggambarkan fungsi dari material chitosan sebagai jaket pelindung pada invertebrate.

Chitosan adalah polisakarida linier tersusun atas residu : N- asetil glukosamin dan memiliki 2000-3000 monomer dengan ikatan 1.4-b-gliksida berupa molekul glukosa dengan cabang mengandung nitrogen (Gagne, 2000).

Unit monomer pada chitosan mempunyai rumus molekul C8 H12 NO5

dengan kadar C, H, N, dan O masing-masing 47%, 6%, 7%, dan 40%.Sifat chitosan yang biodegradable ini mempunyai sifat lain diantaranya tidak larut dalam air, asam organik, encer dan alkalikat, akan tetapi larut dalam asam pekat

Tan, 2002).

Chitosan mempunyai sifat penting untuk berbagai aplikasi, yaitu kemampuannya mengikat minyak dan air karena terdapat gugus hidrofilik dan hidrofobik, jumlah minyak dan air yang dapat diikat oleh chitosan masing-masing adalah 315% dan 385%.

Berdasarkan sifat biologi dan kimianya maka chitosan mempunyai sifat yang khas yaitu mudah dibentuk menjadi spons, larutan gel, pasta, membran, dan serat yang sangat bermanfaat didalam aplikasinya (Irawan, 2007)

Disamping itu telah terbukti pada beberapa penelitian bahwa chitosan dapat meminimalisasikan oksidasi, ditujukan oleh angka peroksida, perubahan warna dan jumlah mikroba dalam sampel (Yingyuad dkk., 2006)

Chitosan bersifat anti mikrobakterial (dapat menghambat perkembangbiakan kuman) dan membantu proses penyembuhan luka (Mizuno dkk., 2003).