Fraktur femoralis sering terjadi pada anjing dengan prevalensi 31,9% di Kairo, Mesir, 17,4% di India, 50% di Brasil, dan 57,7% di Ibadan, Nigeria. Fraktur adalah terputusnya kontinuitas tulang dan tulang rawan jaringan yang umumnya disebabkan oleh trauma. Fraktur ditandai dengan kerusakan jaringan lunak yang substantif, pemisahan periosteum dari tulang, perdarahan yang luas, laserasi dan kerusakan otot. Kerusakan tulang yang parah akibat trauma, dimana banyak fragmen fraktur yang tidak dapat dipertahankan sehingga dapat menghambat penyembuhan tulang. Selain itu, penyembuhan yang tertunda atau komplikasi non-union setelah operasi juga menjadi penyebab kerusakan tulang. Secara umum, fraktur sederhana mudah diobati dengan memperbaiki fragmen fraktur menggunakan pin intramedullary atau fixator eksternal.
Penerapan bahan implan sebagai endoprostetik pada hewan membutuhkan biokompatibilitas, kekuatan, dan ketahanan yang baik terhadap korosi, terutama cairan tubuh. Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan implan adalah stainless steel, paduan logam berbasis Cobalt dan titanium. Paduan titanium memiliki biokompatibilitas dan ketahanan korosi yang baik, tetapi harganya sangat mahal. Baja tahan karat memiliki tingkat biokompatibilitas yang lebih rendah daripada paduan titanium dan paduan kobalt-kromium-molibdenum (CoCrMo). Namun, ia memiliki sifat mekanik yang baik dan lebih murah daripada paduan titanium dan CoCrMo. Persyaratan dasar biomaterial berbasis logam adalah sifat korosif yang rendah dan harus memiliki biokompatibilitas.
Ini penting karena biomaterial ditanamkan di dalam tubuh dan berhubungan langsung dengan sel hidup. Logam yang digunakan sebagai biomaterial tidak boleh melepaskan ion yang bersifat toksik atau karsinogenik pada sel hidup. Reaksi korosi pada bahan implan dapat menimbulkan reaksi inflamasi di sekitar jaringan sehingga jika digunakan dalam jangka panjang akan sangat berbahaya bagi tubuh. Bone plate merupakan salah satu komponen implan yang dibuat untuk menggantikan struktur dan fungsi tulang serta menopang patah tulang. Dalam konteks penelitian ini, material implan dapat diaplikasikan secara internal maupun eksternal. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi temuan radiografi dan histologis pada tulang paha anjing setelah implantasi plat berbahan dasar stainless steel 304.
Sebanyak 6 ekor anjing lokal jantan umur 3-4 bulan dengan berat 4-5 kg diteliti dan dipelihara di kandang individu Jurusan Bedah dan Radiologi Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Gadjah Mada. Anjing diaklimatisasi selama seminggu dan diberi pakan komersial, minum ad libitum dan 25 mg/kg obat cacing. Setelah aklimatisasi, anjing dikelompokkan menjadi 2 kelompok dan 3 ulangan yaitu (A) plat komersial dan (B) 304 plat stainless steel.
Setelah 24 jam, radiografi pada kedua kelompok menunjukkan temuan radiolusen dengan celah 1 mm yang mewakili fragmen tulang di diafisis femoralis kiri dan tidak ada produksi kalus. Sementara itu, setelah 28 hari, ditemukan temuan radiolusen tanpa celah dan produksi kalus dimulai. Produksi kalus yang tidak berlebihan di sekitar fragmen radiopak yang terlihat menunjukkan proses mineralisasi. Di sisi lain, pemeriksaan fisik lempeng pada kedua kelompok menunjukkan tidak ada perubahan warna otot atau produksi cairan yang berlebihan pada jaringan tulang pasca implantasi. Dalam hal ini menunjukkan bahwa tidak ada reaksi inflamasi yang berlebihan dan tidak ada efek penolakan pada implantasi plat stainless steel 304. Dalam penelitian ini, temuan histologis pada 28 hari mengamati proliferasi jaringan ikat fibrosa, pembentukan tulang trabekular, vaskularisasi baru, osteoblas di tepi tulang trabekula, dan osteosit di tengah matriks tulang. Otot-otot di sekitar area fraktur tidak menunjukkan peradangan, miopati, atau atrofi. Selain itu, pembentukan baru tulang trabekular, jaringan ikat, dan sel osteogenik tampak serupa pada kedua kelompok perlakuan.
Berdasarkan pengamatan radiografi pada 24 jam pasca operasi, terungkap bahwa kedua kelompok belum menghasilkan kalus. Produksi kalus tergantung pada akhir fase inflamasi. Fase inflamasi merupakan respon yang terjadi bila terjadi fraktur, cedera, dan inflamasi yang dapat mencapai puncak produksi pada 48 jam kemudian menurun dalam 1-2 minggu. Fase inflamasi dimulai segera setelah cedera tulang dan jaringan lunak di sekitarnya. Pada kasus patah tulang, gangguan jaringan dapat terjadi pada sel, pembuluh darah, matriks tulang, otot, dan saraf. Pendarahan terjadi dari periosteum, endosteum, jaringan lunak di sekitar tulang yang retak, dan juga bisa disebabkan oleh pembuluh darah besar. Hematoma akan berkembang di tempat fraktur selama beberapa jam pada hari pertama. Hematoma terdiri dari trombosit dan makrofag yang dirangsang untuk melepaskan serangkaian sitokin dan meningkatkan tahap penyembuhan.
Jenis-jenis sitokin yang terlibat dalam tahap penyembuhan adalah faktor pertumbuhan yang diturunkan dari trombosit (PDGF), faktor pertumbuhan yang mengubah kelompok beta protein (TGF-β), interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), dan prostaglandin E2 (PG-E2). Trombosit bekuan fibrin terdegranulasi melepaskan TGF-β dan PDGF. Lebih lanjut, TGF-β merangsang sel punca mesenkim (MSC), proliferasi osteoblas dan kemotaksis makrofag. Produksi hematoma memerlukan kondisi lingkungan iskemik, hipoksia, pH rendah dan konsentrasi kalium dan laktat yang tinggi.
Penyembuhan tulang bergantung pada suplai vaskular yang memadai dan didukung oleh modulasi osteoblas di sekitar pembuluh darah sehingga pembentukan jaringan tulang lebih terorganisir pada permukaan yang stabil dan padat. Tahap awal penyatuan tulang adalah pembentukan kalus, diikuti oleh vaskularisasi dari tulang. host ke daerah fraktur tengah dan diakhiri oleh resorpsi matriks tulang dan penggantian tulang baru. Berdasarkan evaluasi histologis 28 hari pasca operasi, kedua kelompok menunjukkan formasi yang sama, yaitu terjadinya proliferasi jaringan fibrosa, pembentukan tulang trabekular, stimulasi angiogenesis, dan proliferasi osteoblas di perbatasan tulang trabekular.
Gambaran histologis jaringan di sekitar lempeng implan menggambarkan tidak adanya sel inflamasi, miopati atau atrofi otot. Temuan ini menunjukkan bahwa penggunaan universal pelat tulang berbahan dasar stainless steel 304 tidak memiliki efek negatif pada proses penyembuhan atau jaringan di sekitarnya. Baja tahan karat 304 merupakan kategori austenitik yang memiliki struktur face-centered-cubic sehingga lebih unggul dari baja tahan karat feritik dalam hal ketahanan korosi karena memiliki kerapatan atom kristalografi yang lebih tinggi, rasio kekuatan luluh dan uji tarik yang sangat rendah.
Baja tahan karat tipe 316L adalah bahan yang paling umum digunakan untuk bahan implan. Baja tahan karat 316L adalah jenis karbon rendah dengan komposisi kimia 0,030% karbon, 1,0% silikon, 2,0% mangan, 0,045% fosfor, 0,030% belerang, 12,0-15,0% nikel, dan 16,0-18,0% kromium. Jenis logam paduan lainnya adalah paduan CoCr yang terdiri dari 65% kobalt dan 30% kromium dengan sedikit unsur karbon yang memiliki tekstur keras, kaku, kuat dan ketahanan korosi yang sangat baik.
Penulis: Muhammad Thohawi Elziyad Purnama, drh., M.Si.
Sumber: Purnomo, A., Hartiningsih, S. B., Adji, D., Anggraeni, D., Dito Anggoro, S., Widyarini, S. C., & Purnama, M. T. E. (2022). Radiographic and Histological Evaluation in Canine Femur after Implantation of 304 Stainless-steel-based Plate. Pharmacognosy Journal, 14(4).
Link: https://www.phcogj.com/sites/default/files/PharmacognJ-14-4-388.pdf
Gambar: Plat Besi untuk Menopang Pelurusan Fraktur Kaki pada Anjing
