Salah satu penanganan kasus kerusakan tulang adalah dengan rekayasa jaringan tulang yang salah satu komponennya adalah scaffold.  Scaffold berfungsi untuk mengembalikan fungsi atau meregenerasi jaringan. Scaffold tulang diperlukan sebagai matriks sementara untuk proliferasi sel dan deposisi matriks ekstraseluler, hingga matriks benar-benar pulih. Karakteristik scaffold yang ideal adalah memiliki biokompatibilitas yang baik, rasio luas permukaan terhadap volume yang besar, porositas tinggi, memiliki interkonektivitas pori, memiliki kestabilan mekanis dan mampu berfungsi secara biologis di lokasi implan. 

Scaffold tulang dapat dibuat dengan berbagai macam bentuk, diantaranya berupa nanofiber. Nanofiber memiliki morfologi yang mirip dengan ekstraseluler matriks (ECM). Diameter dan porositas scaffold nanofiber dapat diatur agar dapat memfasilitasi proses proliferasi sel dan mendukung terjadinya adhesi sel. Nanofiber juga memberikan rasio luas permukaan terhadap volume yang tinggi sehingga memungkinkan terjadinya adsorpsi yang baik dan imobilisasi sel yang tinggi. 

Hidroksiapatit (HA) banyak digunakan sebagai scaffold tulang karena HA merupakan komponen anorganik utama penyusun jaringan tulang. Sruktur kimia HA memiliki kesamaan dengan mineral jaringan tulang manusia, sehingga HA memberikan daya afinitas yang baik yaitu dapat berikatan secara kimiawi dengan tulang. Namun HA memiliki kelemahan yakni getas, sehingga perlu ditambahkan polimer untuk memperkuat sifat mekaniknya. Penggunaan polycaprolactone (PCL) dalam bidang biomaterial sudah meluas sejak 1980an. PCL memiliki sifat mekanik yang baik serta mudah difabrikasi dan harganya yang relatif murah bila dibandingkan dengan polimer jenis lain. Selain itu,  PCL bersifat biodegradabel dan biokompatibel dengan tubuh. Scaffold yang dibuat dari PCL memberikan ketahanan yang lama pada rekayasa jaringan lunak serta dapat menstimulasi pertumbuhan jaringan di sekitarnya. PCL terdegradasi dalam kurun waktu sekitar 2 tahun. Untuk meningkatkan kemampuan scaffold HA/PCL dalam berinteraksi dengan sel, maka ditambahkan polimer alami yaitu gelatin. Gelatin juga bersifat biodegradabel, biokompatibel dan memiliki antigenitas yang rendah. Gelatin yang dikombinasikan dengan HA sangat menjanjikan karena sangat mirip dengan ekstraseluler matriks (ECM) tulang asli dan memberi biokompatibilitas tinggi serta sifat mekanik yang memadai yaitu memiliki ketahanan untuk aplikasi jangka panjang.

Scaffold nanofiber HA/PCL/gelatin dari hasil penelitian ini memiliki ukuran diameter fiber sebesar 369-1403 nm. Semakin tinggi konsentrasi PCL, maka diameter fiber semakin besar.  Persentase porositas terbesar adalah (77,27±11,57)% dan laju degradasi paling lama adalah 3,5 bulan. Hasil uji kekuatan tarik menunjukkan bahwa penambahan komposisi PCL dapat meningkatkan nilai kekuatan tarik hingga mencapai 1,93 MPa. Pada uji MTT assay terjadi proliferasi sel yang dilihat dari adanya kenaikkan persentase viabilitas sel pada hari ke-1, ke-3 dan ke-5. Peningkatan jumlah sel juga terlihat pada uji mikroskop fluoresensi dengan jumlah sel hidup pada hari ke -1 dan ke-5 juga mengalami peningkatan. Scaffold nanofiber HA/PCL/gelatin bersifat biokompatibel dikarenakan sel osteoblast dapat melekat dan terdistribusi dengan baik setelah 5 hari penyemaian. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa scaffold nanofiber HA/PCL/gelatin memiliki potensi sebagai kandidat dalam penanganan kasus kerusakan tulang berdasarkan karakterisasi yang telah dilakukan di atas.

Penulis: Dr. Aminatun, Ir.M.Si

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ra/d4ra02485k