Polycaprolactone (PCL) adalah polimer yang bersifat biokompatibel dan biodegradable, meskipun memiliki kelemahan pada sifat mekaniknya. PCL sering digunakan dalam aplikasi biomedis, termasuk teknik jaringan. Penambahan graphene (G) ke dalam PCL diketahui dapat meningkatkan sifat mekanik dan kemampuan osteogenikya. Scaffold PCL/G, khususnya dengan kosentrasi 3 wt% G, menunjukkan potensi yang besar dalam rekayasa jaringan karena memiliki pori-pori yang saling terhubung dengan ukuran lebih dari 101 μm, yang mendukung proliferasi osteoblas dan regenerasi tulang yang cepat.
Struktur pori scaffold memainkan peran penting dalam mendukung aliran cairan, diferensiasi sel, dan deposisi mineral. Selain ukuran dan volume pori, geometri pori seperti keseragaman, orientasi, dan interkonektivitas juga sangat berpengaruh pada pertumbuhan tulang. Pori yang saling terhubung memungkinkan penetrasi cairan tubuh dan sel, memfasilitasi pertumbuhan tulang. Scaffold dengan pori-pori yang lebih besar (101-300 μm) cocok untuk proliferasi osteoblas, sementara pori yang lebih kecil (<100 μm) mendukung fibroblas tetapi berisiko menyebabkan inflamasi atau penghambatan fungsi osteoblas.
Pentingnya geometri pori juga terkait dengan tortuositas geodesik, yang menggambarkan kompleksitas jalur dalam bahan berpori. Kompleksitas ini memengaruhi difusivitas, aliran nutrisi, dan pembuangan limbah, sehingga berdampak langsung pada regenerasi jaringan. Desain scaffold dengan arsitektur pori yang dioptimalkan dapat memfasilitasi adhesi, proliferasi, dan diferensiasi sel untuk rekayasa jaringan yang lebih baik.
Hasil menunjukkan bahwa scaffold dengan konsentrasi 3 wt% G memiliki pori-pori yang lebih besar (>100 mm) dan interkonektivitas yang lebih baik, yang menguntungkan bagi adhesi, proliferasi, dan diferensiasi osteoblas. Dalam analisis tortuositas dan difusivitas scaffold, ukuran pori-pori berperan dalam aliran fluida dan difusivitas. Scaffold dengan 3 wt% G menunjukkan difusivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan scaffold dengan 1 dan 2 wt% G, kemungkinan karena ukuran pori-pori yang lebih besar dalam scaffold 3 wt% G.
Penelitian menunjukkan bahwa geometri pori scaffold berpengaruh signifikan terhadap diferensiasi sel dan pembentukan jaringan tulang. Pori dengan ukuran 200-400 μm memungkinkan difusivitas yang baik dan respons seluler yang optimal, termasuk proliferasi dan diferensiasi osteoblas. Oleh karena itu, pengendalian ukuran dan geometri pori sangat penting untuk hasil rekayasa jaringan yang lebih efektif.
Penulis: Prof. Dr. Hendrik Setia Budi, drg., M.Kes.
Link: https://tis.wu.ac.th/index.php/tis/article/view/8297
Baca juga: Kandidat Material Substitusi Tulang: Blok CANCELLOUS COSTAE FREEZE-DRIED BOVINE BONE
