Hewan kecil juga mengalami trauma tulang yang sering terjadi dalam istilah ortopedi, termasuk patah tulang, osteoporosis, osteomielitis, osteosarcoma, dan defek tulang. Kasus trauma tulang yang mengenai femur (28,2%), pelvis (24,8%), mandibula (11,4%), tibia (14,8%), radius, dan ulna (17,3%) juga cukup tinggi. Cacat tulang adalah ketidaksesuaian pada tulang dan jaringan tulang rawan yang sering terjadi karena cedera dan penyembuhan yang tidak cukup. Beberapa kondisi medis menyebabkan cacat tulang, seperti fraktur terbuka tingkat tinggi dengan keropos tulang, trauma, luka ledakan, komplikasi yang memerlukan debridemen tulang, dan reseksi tumor tulang. Cacat tulang dapat menyebabkan laserasi otot, perdarahan berat, regresi periosteum tulang, dan kerusakan jaringan lunak. Regenerasi tulang yang lebih serius dihambat oleh cedera tulang kritis dan beberapa fragmen. Selain itu, penyatuan yang tertunda dan komplikasi pasca operasi akibat kegagalan osifikasi tulang dapat menyebabkan kerusakan tulang menjadi lebih parah.
Defek tulang biasanya dapat diobati dengan mudah dengan memfiksasi fragmen tulang dengan pin intramedullary atau fiksator eksternal. Namun, fragmen tulang kecil yang sering terjadi dan sulit ditangani membutuhkan teknik pencangkokan tulang khusus untuk mendorong proses penyembuhan dan mengisi dengan zat tulang. Untuk mengatasi keterbatasan cangkok tulang autologus dan alogenik, cangkok tulang artifisial atau pengganti tulang dibuat dengan memanfaatkan tulang alami untuk mereplikasi profil mineral jaringan tulang atau susunan struts yang saling berhubungan di tulang trabekular. Allografts, bone grafts, dan bone grafts vaskularisasi dan non-vaskularisasi adalah beberapa contoh metode perawatan tulang yang telah dipelajari. Namun, saat merawat defek tulang, faktor penting yang harus dipertimbangkan termasuk respon imunologis, komorbiditas antara donor dan resipien, ketersediaan allograft, dan kemungkinan penularan penyakit. Sebaliknya, pengembangan bahan sintetik yang terdiri dari polimer, logam, dan keramik telah menimbulkan perdebatan tentang seberapa efektif mereka untuk memperbaiki, meregenerasi, dan mengganti tulang in vivo. Oleh karena itu, selama sepuluh tahun terakhir, sejumlah besar penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan biomaterial yang dapat mempercepat regenerasi tulang.
Kemampuan osteogenik xenograft lebih rendah daripada autograft dan allograft, tetapi xenograft menggunakan biomaterial untuk menghasilkan bahan yang sesuai untuk cangkok tulang. Dilaporkan bahwa teripang (Stichopus variegatus) dan cangkang udang memiliki sifat hidroksiapatit (HA), kolagen, dan kitosan (Ch). Sifat-sifat ini sesuai untuk osteokonduksi dan pertumbuhan sel, dengan sedikit reaksi benda asing, dan dapat digunakan dalam rekayasa jaringan tulang. Tulang alami terdiri dari kolagen dan serat hidroksiapatit. Bahan yang ideal untuk cangkok tulang harus noninvasif, mudah disintesis, tidak meningkatkan kohesivitas tulang, dan mempertahankan viabilitas sel. Kombinasi kolagen dan HA tetap menjadi pilihan terbaik karena komposisi kimiawi dan susunan molekuler yang sesuai untuk matriks tulang dan peningkatan diferensiasi osteoblas selama osteogenesis. Kulit udang juga memiliki sifat antimikroba dan kemotaktik, digunakan untuk meningkatkan proliferasi sel, dan memberikan struktur berpori biodegradable. Dalam penelitian ini, komposit HA-Ch alami dari teripang dan kulit udang dievaluasi pada tikus albino dengan defek tulang femur.
Hasilnya menunjukkan bahwa komposit HA-Ch alami yang berasal dari cangkang udang dan teripang secara efektif meningkatkan regenerasi tulang pada tikus albino dengan cacat tulang femoralis. Studi ini juga menunjukkan bahwa komposit HA-Ch memodulasi IL-6, IL-10, PMNs, ALP, kalsium, fosfat, dan PINP. Tingkat serum senyawa biologis ini ditentukan pada tujuh dan empat puluh dua hari pasca perawatan, yang merupakan periode awal dan akhir setelah kerusakan tulang dimulai. Jaringan tulang yang hilang atau rusak dapat diperbaiki dengan pencangkokan tulang. Tulang cacat yang tidak pulih cukup setelah operasi biasanya diobati dengan cangkok tulang, yang merangsang pertumbuhan kalus. Selanjutnya, biomaterial yang digunakan sebagai cangkok tulang diharapkan dapat menghilangkan celah pada kontinuitas tulang dengan mengisi bagian korteks yang rusak. Penelitian ini menggunakan komposit HA-Ch alami yang berasal dari teripang dan kulit udang sebagai biomaterial. Hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2] telah dipelajari sebagai bahan pengganti potensial untuk jaringan ikat padat karena biokompatibilitas dan osteokonduktivitasnya yang tinggi dan telah digunakan secara klinis sebagai tulang tiruan dan implan gigi. Namun, nilai klinis HA sebagai pengganti tulang masih diperdebatkan; misalnya, sulit untuk mencegah dispersi butiran HA dan membentuk butiran menjadi bentuk yang sesuai dengan titik cacat.
Dalam penelitian sebelumnya, polimer yang larut dalam air seperti asam polilaktat, asam poliglikolat, dan natrium alginat ditambahkan ke HA untuk meningkatkan efisiensi. Selama regenerasi tulang, dikatakan bahwa menggunakan Ch sebagai pelapis akan meningkatkan osteokonduksi dan viabilitas sel, serta mengaktifkan dan memodulasi sel inflamasi. Untuk memperbaiki kerusakan tulang, osteoblas yang berkembang menempel pada osteokonduksi dalam cangkok tulang perancah. Scaffolding juga memulai angiogenesis selama proses menghasilkan anyaman tulang. Allograft dapat mempercepat aposisi tulang dari titik epifisis ke daerah diafisis. Dengan kata lain, osteogenesis diinduksi oleh osteoinduksi, yang berarti cangkok tulang secara aktif mendorong sel punca dan osteoblas dari jaringan sekitarnya untuk berproliferasi dan berdiferensiasi dalam proses pembentukan anyaman tulang.
Protein morfogenik tulang, faktor pertumbuhan turunan platelet, faktor pertumbuhan insulin, faktor pertumbuhan fibroblas, faktor pertumbuhan transformasi-β, dan faktor pertumbuhan epidermal adalah beberapa faktor pertumbuhan yang terlibat dalam diferensiasi dan proliferasi osteoblas. Selain itu, fungsi sitokin pro-inflamasi memengaruhi bagaimana penyembuhan berjalan. Jika peradangan dapat dikontrol dan ditekan, afinitas dan viabilitas sel setelah implantasi biomaterial dapat ditingkatkan. Sitokin yang terlibat dalam proses penyembuhan adalah IL-1, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α, matrix metalloproteinase-9, dan prostaglandin E2. Dalam penelitian ini, IL-4, IL-6, IL-10, dan TNF-α meningkat selama pertumbuhan awal perbaikan kerusakan tulang. Selanjutnya pada kelompok HA-Ch, aktivitas IL-6 pada 7 hari dan IL-10 pada 42 hari mengalami penurunan selama masa pemulihan. Jumlah neutrofil polimorfonuklear juga meningkat pada periode awal dan kemudian menurun secara bertahap selama 42 hari masa penyembuhan, terutama pada kelompok HA-Ch. Sebuah penelitian sebelumnya juga menunjukkan bahwa kadar IL-1, IL-6, IL-10, TNF-α, dan TGF-β mempercepat proses osifikasi. Temuan penelitian ini sejalan dengan temuan penelitian ini. Studi lain menunjukkan bahwa PMN mencegah osteitis, infeksi, dan kemungkinan operasi sepsis pada pasien dengan patah tulang paha dengan implan komposit HA.
Penulis: Faisal Fikri, drh., M.Vet.
Sumber: Fikri, F., Purnomo, A., Chhetri, S., & Purnama, M. T. E. (2023). Sea Cucumber-Based Hydroxyapatite-Chitosan Ameliorate Serum Liver Enzymes and Cytokine Levels in Albino Rats with Femoral Bone Defect. Indian Veterinary Journal, 100(7), 23-26.
Link: https://ivj.org.in/journal-article-viewer/386211c0-05e4-4746-9c39-3a1996c9a0af/
