Cedera lutut merupakan cedera sistem muskuloskeletal yang sering terjadi bersamaan dengan cedera punggung. Pada umumnya terjadi dengan 9% kerusakan ligamen, termasuk Anterior Cruciate Ligament (ACL). Sebagian besar ACL dapat rusak selama aktivitas olahraga. Insiden tertinggi terjadi pada usia 15 dan 25 tahun pada atlet yang seringkali memutar sendi lutut, seperti olahragawan yang bermain sepak bola, bola basket, dan bola voli. Cedera tersebut disebabkan oleh valgus atau trauma rotasi eksternal dengan lutut yang sedikit tertekuk. Tingkat keparahan robekan ACL menentukan perawatan untuk cedera tersebut. Jika cedera dapat mengganggu kualitas hidup terutama pada atlet yang aktif bergerak maka penanganannya adalah operasi ACL. ACL yang robek biasanya diobati dengan cangkok yang diambil dari pasien (terapi autograft). Namun, terapi autograft menimbulkan risiko kerusakan jaringan dan cenderung memperpanjang prosedur pembedahan. Akibatnya, rekayasa jaringan digunakan untuk mengembangkan metode yang efisien untuk rekonstruksi ACL.
Dalam empat dekade terakhir, rekayasa jaringan telah muncul sebagai upaya untuk menanggulangi permasalahan cidera ACL. Rekayasa jaringan bertujuan untuk memulihkan, mempertahankan, atau meningkatkan fungsi jaringan yang rusak atau hilang sebagai akibat dari kondisi atau trauma fisiologis, patologis, atau mekanis atau trauma dengan mengembangkan penggantian biologis atau merekonstruksi jaringan. Menggabungkan biomaterial seperti perancah, sel punca, dan faktor pertumbuhan akan menghasilkan produk rekayasa jaringan yang dapat diterapkan secara medis. Tiga faktor, yang dikenal sebagai triad rekayasa jaringan, tidak dapat dipisahkan: perancah, sel punca, dan faktor pertumbuhan. Mereka menyerupai regenerasi sel, jaringan, dan organ yang terjadi secara alami.
Melalui pengembangan perancah, ilmu material telah memainkan peran penting dalam proses ini. Perancah adalah media atau kerangka kerja yang menyediakan lingkungan bagi sel punca atau sel lain untuk menempel, berkembang biak, dan berdiferensiasi, yang pada akhirnya menghasilkan pembentukan jaringan yang diinginkan. Perancah harus dirancang dengan sifat yang sesuai untuk fungsi yang dimaksudkan, dan permukaannya harus memiliki morfologi yang benar untuk perlekatan dan diferensiasi sel.
Jaringan yang direkayasa untuk cedera ACL harus memiliki sifat biomekanik yang sama dengan jaringan ACL asli untuk merekonstruksi cedera dengan benar. Biopolimer adalah bahan yang sangat baik yang sering digunakan untuk merekonstruksi jaringan yang rusak. Biopolimer yang biasanya digunakan untuk rekonstruksi jaringan juga harus memiliki biodegradabilitas yang sangat baik. Namun, biopolimer yang dapat terbiodegradasi harus dipertimbangkan secara hati-hati dalam hal biokompatibilitas, karena sifat ini dapat memiliki efek toksik selama degradasi.
Salah satu biopolimer yang digunakan dalam rekayasa jaringan adalah polikaprolakton (PCL). Dengan modulus elastisitas antara 0,21 dan 0,44 GPa, PCL sangat ulet dan memberikan kekakuan yang rendah. PCL adalah polimer dengan biokompatibilitas dan karakteristik degradasi yang sangat baik. PCL memiliki tingkat degradasi yang jauh lebih rendah daripada PLA, PGA, dan PLGA. Diperlukan waktu dua tahun agar PCL benar-benar terdegradasi. PCL memiliki manfaat tambahan, seperti mengurangi pengasaman dan peradangan lokal. Pembuluh darah, tulang, tulang rawan, saraf, kulit, dan jaringan esofagus adalah di antara banyak aplikasi PCL dalam rekayasa jaringan.
Untuk memberikan sifat bioaktif PCL, hidroksiapatit harus ditambahkan. Hidroksiapatit (HA) adalah mineral yang paling melimpah di tulang manusia. HA sering digunakan dalam aplikasi implan biomedis atau untuk rekonstruksi dan regenerasi jaringan. HA memiliki bioaktivitas dan sifat osteokonduktif yang sangat baik. Diperkirakan penambahan HA pada rekonstruksi ACL akan merangsang pertumbuhan sel pada femur dan tibia yang merupakan tempat perlekatan scaffold sehingga tulang dapat berintegrasi dengan scaffold. HA adalah senyawa keramik kalsium fosfat yang paling stabil secara termodinamika dalam larutan; pH, suhu, dan komposisi kimianya paling mirip dengan cairan fisiologis. Selain HA, kolagen harus ditambahkan agar sesuai dengan Extracellular Matrix (ECM). Kolagen telah digunakan secara luas untuk mendorong pertumbuhan dan diferensiasi sel selama pembentukan jaringan. Sebagai protein yang paling melimpah dalam tubuh manusia, kolagen berfungsi sebagai penopang fisik dalam jaringan dengan menempati ruang antar sel, tidak hanya sebagai penopang struktural untuk mengatur sel dalam jaringan ikat tetapi juga sebagai zat yang bergerak, dinamis, dan fleksibel yang penting untuk perilaku seluler. dan fungsi jaringan. Kolagen juga bersifat bio-induktif, memiliki sifat mekanis yang kompatibel dengan ECM, dan dapat terurai secara hayati, yang menjadikannya pilihan populer untuk aplikasi klinis. Berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa kolagen dapat meningkatkan adhesi sel, meningkatkan proliferasi sel tulang, dan meningkatkan diferensiasi sel osteogenik. Selain itu, kolagen secara dramatis meningkatkan adhesi awal segmen periosteal, yang memfasilitasi perkembangan sel dan efisiensi penanganan selama implantasi.
Berdasarkan informasi sebelumnya, tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi HA dan kolagen pada scaffold PCL-HA-Kolagen pada sejumlah karakteristik, antara lain morfologi permukaan serat, ukuran serat, mekanik kekuatan, tingkat degradasi, dan sitotoksisitas. Electrospinning digunakan untuk membuat serat karena ACL secara anatomi terdiri dari kumpulan serat kolagen yang padat. Electrospinning menghasilkan serat dengan karakteristik yang menguntungkan, seperti porositas tinggi, luas permukaan yang besar, dan panjang yang kontinyu dan cukup panjang.
Penulis: Dr. Ir, Aminatun M.Si
