Defek tulang merupakan suatu kejadian yang biasa terjadi didunia medis yang dapat disebabkan karena tumor, cedera, dan kelainan kongenital. Defek tulang sering terjadi akibat trauma, infeksi, dan periodontitis dalam kedokteran gigi. Rekayasa jaringan menjadi perawatan yang tepat untuk defek tulang. Salah satu komponen penting rekayasa jaringan adalah scaffold yang merupakan tempat pendukung untuk pertumbuhan sel dan jaringan sertamemerlukan desain dan proses yang tepat untuk meniru sifat biologis, struktural, dan mekanis jaringan tulang alami. Syarat utama scaffold dalam rekayasa jaringan yaitu biokompatibel, memiliki sifat mekanis yang baik, biodegradabilitas terkontrol, osteoinduktivitas, osteokonduksi dan tidak toksik.
Scaffold dari kitosan, gelatin, dan karbonat hidroksiapatit (CHA) berbasis batu kapur dikembangkan untuk aplikasi di bidang rekayasa jaringan. Kitosan (K) merupakan polimer turunan dari kitin, yang memiliki struktur yang mirip dengan glikosaminoglikan, yang mendukung proliferasi, diferensiasi sel osteoprogenitor, dan pembentukan tulang. Kitosan dapat diaplikasikan secara klinis karena biokompatibilitas dan biodegradasinya yang baik. properti. Gelatin (G) adalah biopolimer yang dihasilkan dari hidrolisis parsial kolagen. Gelatin terdiri dari rangkaian asam amino arginin-glisin-aspartat (RGD), yang mendukung adhesi dan migrasi sel, dan memiliki sifat biokompatibel dan biodegradabel yang baik. Karbonat apatit digunakan dalam bidang rekayasa jaringan tulang karena kandungannya sebagian besar menyerupai apatit pembentuk tulang dibandingkan dengan kalsium fosfat lainnya. Karbonat apatit memiliki sifat osteokonduktif dan osteoinduktif, dan juga dapat merangsang osteogenesis dengan reaksi imunologis yang minimal. Kombinasi kitosan dan gelatin dengan karbonat apatit diharapkan menghasilkan komposisi organik dan anorganik yang menyerupai struktur tulang dan menghasilkan sifat mekanik yang baik untuk implantasi pada defek tulang. Komposisi organik tulang terdiri dari komponen kolagen dan non-kolagen. Komponen kolagen diwakili oleh gelatin, sedangkan komponen non-kolagen diwakili oleh kitosan.
Scaffold bertindak sebagai lingkungan mikro yang memfasilitasi sel induk untuk menempel. Selain itu, dapat mendukung proliferasi sel yang dapat menginduksi pembentukan tulang. Ada beberapa persyaratan untuk scaffold yang ideal seperti biokompatibel, biodegradable, osteokonduktif, porositas yang baik dan harus memiliki sifat mekanik yang baik. Sifat scaffold ditentukan oleh sifat intrinsik dan kombinasi sifat kimia dan fisik material. yang membentuk scaffold. Komposisi scaffold penting untuk menghasilkan scaffold yang ideal. Swelling merupakan sifat penting dari biomaterial scaffold dalam rekayasa jaringan. Kemampuan swelling berguna untuk penyerapan cairan tubuh dan transfer nutrisi. Karakteristik swelling dapat diukur melalui persentase penyerapan cairan. Persentase water content (WCP) merupakan persentase volume banyaknya cairan yang dapat diserap oleh scaffold dalam waktu tertentu.
Telah diakukan penelitian tentang karakteristik, rasio swelling dan persentase penyerapan air scaffold komposit Kitosan-Gelatin: Karbonat hidroksi apatit dari batu kapur. Scaffold disintesis dari K, G, dan CHA berbasis batu kapur menggunakan metode freeze-drying dengan rasio K-G/CHA (b/b) 40:60, 30:70, 20:80, dan 10:90. Karakteristik dianalisis menggunakan spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR), pemindaian mikroskop elektron-energi dispersif sinar-X (SEM-EDX), dan difraksi sinar-X (XRD). Selain itu juga dilakukan analisis rasio swelling dan persentase kadar air (WCP) menggunakan simulated body fluid (SBF). Perbedaan rasio komposisi komponen scaffold akan mempengaruhi karakteristik scaffold. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik berbagai rasio scaffold K-G/CHA dan mencari rasio optimal untuk pembuatan scaffold regenerasi tulang. Hasil uji FTIR menunjukkan beberapa gugus fungsi, seperti hidroksil, amida I, amida II, karbonat, dan fosfat. Uji SEM-EDX menunjukkan struktur pori mikro (<50 um) dan pori makro (>50 um) serta unsur C, N, O, Mg, Al, Si, P, dan Ca. Analisis XRD diperoleh partikel kristal dan amorf. Nilai persentase penyerapan kadar air (WCP) yang diperoleh adalah 61,29%, 64,30%, 67,71%, dan 67,78%. Kesimpulannya scaffold komposit K-G/CHA dengan rasio 30:70 memiliki karakteristik, rasio swelling, dan persentase penyerapan kadar air yang ideal.
Penulis: Devi Rianti, Anita Yuliati
Link: https://publisher.uthm.edu.my/ojs/index.php/ijie/article/view/8792
