Kehilangan tulang rahang, baik akibat infeksi, trauma, maupun pencabutan gigi, masih menjadi tantangan besar dalam kedokteran gigi modern. Tulang alveolar yang menopang gigi memiliki struktur berpori yang kompleks, sehingga upaya regenerasinya membutuhkan bahan pengganti tulang (scaffold) yang tidak hanya kuat, tetapi juga mampu mendukung pertumbuhan sel dan pembentukan jaringan baru. Selama ini, polimer seperti poly-ε-caprolactone (PCL) sering digunakan karena sifatnya yang biokompatibel dan mudah terurai. Namun, kelemahan PCL adalah permukaannya yang cenderung hidrofobik, sehingga sel sulit menempel dan tumbuh dengan optimal.
Untuk mengatasi hal ini, para peneliti dari Taipei Medical University dan Universitas Airlangga mengembangkan scaffold 3D berbasis kombinasi PCL dan graphene oxide (GO). Graphene dikenal memiliki kekuatan mekanik luar biasa dan sifat konduktif yang baik, sementara graphene oxide menambah kemampuan interaksi dengan sel karena sifatnya yang lebih hidrofilik. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi sejauh mana penambahan GO dapat meningkatkan sifat fisik dan biologis scaffold untuk aplikasi regenerasi tulang rahang.
Metode dan Hasil Penelitian
Scaffold tiga dimensi dibuat dengan metode solvent-casting/particulate-leaching, menggunakan campuran PCL dan berbagai konsentrasi GO (0,05–2% berat). Natrium klorida digunakan sebagai bahan pembentuk pori, yang kemudian dilarutkan untuk menghasilkan struktur berpori. Uji karakterisasi meliputi pengukuran porositas, kekuatan tekan (compressive strength), dan tingkat degradasi bahan. Untuk menguji biokompatibilitas, digunakan sel osteosarkoma manusia (MG-63) sebagai model sel tulang, dengan pengamatan pertumbuhan dan diferensiasi sel melalui uji MTT dan ALP (alkaline phosphatase).
Scaffold PCL/GO menunjukkan porositas tinggi (lebih dari 88%) dengan ukuran pori antara 250–400 mikrometer—rentang yang ideal untuk pertumbuhan jaringan tulang baru. Menariknya, penambahan GO mampu mengubah sifat permukaan scaffold dari hidrofobik menjadi hidrofilik, sehingga sel dapat menempel dan menyebar lebih baik. Kekakuan (modulus Young) scaffold yang dihasilkan juga sebanding dengan tulang spons manusia (0,26–0,79 GPa), menunjukkan potensinya sebagai bahan penunjang tulang alveolar.
Laju Degradasi Stabil
Uji degradasi menunjukkan bahwa scaffold dengan 1% GO memiliki laju degradasi paling stabil, menjaga kestabilan pH medium dan tidak menimbulkan efek toksik. Hasil kultur sel memperlihatkan peningkatan pertumbuhan dan aktivitas diferensiasi osteoblast paling tinggi pada scaffold dengan kandungan 1% GO. Artinya, kombinasi ini mendukung pembentukan jaringan tulang baru lebih efektif dibandingkan PCL murni.
Studi ini menunjukkan bahwa penambahan graphene oxide ke dalam scaffold berbasis PCL dapat meningkatkan sifat mekanik, memperbaiki interaksi sel, serta mempercepat proses pembentukan tulang. Scaffold PCL/GO berpori tiga dimensi dengan 1% GO terbukti menjadi kandidat kuat untuk aplikasi perbaikan tulang alveolar. Inovasi ini membuka peluang besar bagi terapi regeneratif di bidang kedokteran gigi, terutama dalam memperbaiki kerusakan tulang akibat penyakit periodontal atau kehilangan gigi.
Penulis: Prof. Dr. Hendrik Setia Budi, drg., M.Kes
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1991790225003368
