Defek tulang merupakan salah satu permasalahan yang sering ditemui dalam praktik kedokteran gigi dan bedah maksilofasial. Kondisi ini dapat terjadi akibat trauma, infeksi, kista, tumor, maupun prosedur pembedahan yang menyebabkan hilangnya sebagian jaringan tulang. Apabila tidak ditangani dengan baik, defek tulang dapat mengganggu stabilitas struktur anatomi serta mempengaruhi keberhasilan perawatan. Oleh karena itu, penggunaan material pengganti tulang menjadi salah satu pendekatan penting dalam terapi regenerasi tulang.
Dalam beberapa dekade terakhir, berbagai jenis material pengganti tulang telah dikembangkan, baik yang berasal dari jaringan pasien sendiri (autograft), donor manusia (allograft), maupun dari hewan (xenograft) dan bahan sintetis. Di antara berbagai pilihan tersebut, material yang berasal dari tulang sapi semakin banyak digunakan karena ketersediaannya relatif tinggi serta memiliki komposisi mineral dan struktur mikro yang mendekati tulang manusia.
Meskipun demikian, material berbasis tulang sapi dapat diproses menjadi berbagai bentuk dengan karakteristik fisik dan biologis yang berbeda. Penelitian yang telah dilakukan untuk membandingkan tiga jenis material pengganti tulang yang berasal dari sumber tulang sapi yang sama, yaitu bovine cancellous bone (BBC), demineralized bone matrix cancellous (DBMC), dan hydroxyapatite (HAp). Ketiga material tersebut diproduksi dalam bentuk kubus dengan ukuran yang seragam sehingga memungkinkan perbandingan yang lebih objektif terhadap sifat struktur, komposisi kimia, dan karakteristik mekaniknya.
BBC merupakan tulang spons sapi yang diproses secara minimal sehingga tetap mempertahankan arsitektur trabekular alaminya. Struktur ini memiliki pori-pori besar yang saling terhubung, sehingga mendukung migrasi sel serta pertumbuhan jaringan tulang baru. Hasil pengamatan mikroskop menunjukkan bahwa BBC memiliki struktur trabekular yang kasar dengan ukuran pori yang relatif besar. Karakteristik ini juga berkontribusi pada kekuatan mekanik yang lebih baik. Uji kekuatan tekan menunjukkan bahwa BBC memiliki nilai rata-rata sekitar 13,27 MPa, yang merupakan nilai tertinggi dibandingkan dua material lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa BBC memiliki kemampuan yang lebih baik dalam menopang beban dan mempertahankan stabilitas struktural.
Material kedua, yaitu DBMC, diperoleh melalui proses demineralisasi yang menghilangkan komponen mineral dari tulang sehingga menyisakan matriks organik yang kaya kolagen dan protein bioaktif. Struktur ini diketahui memiliki potensi biologis yang baik karena dapat merangsang proses pembentukan tulang baru. Namun, penghilangan komponen mineral menyebabkan penurunan kekuatan mekanik secara signifikan. Dalam penelitian ini, DBMC menunjukkan kekuatan tekan rata-rata sekitar 1,49 MPa, yang jauh lebih rendah dibandingkan BBC. Selain itu, material ini memiliki kemampuan menyerap cairan yang tinggi sehingga mudah mengalami pembengkakan dan perubahan struktur dalam kondisi tertentu.
Material ketiga adalah hydroxyapatite (HAp), yaitu mineral kalsium fosfat yang merupakan komponen utama penyusun tulang. Dalam penelitian ini, HAp diperoleh melalui proses kalsinasi tulang sapi sehingga menghasilkan material dengan tingkat kristalinitas yang tinggi dan kandungan mineral yang dominan. Analisis kimia menunjukkan bahwa HAp memiliki kandungan kalsium dan fosfor paling tinggi di antara ketiga material yang diuji. Material ini juga menunjukkan stabilitas yang baik serta kemampuan menyerap cairan yang sangat rendah. Meskipun demikian, sifat mekaniknya cenderung rapuh dan memiliki kekuatan tekan yang relatif rendah, yaitu sekitar 1,22 MPa.
Selain karakteristik struktural dan mekanik, penelitian ini juga mengevaluasi aspek biokompatibilitas melalui uji sitotoksisitas secara in vitro. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ketiga material memiliki tingkat viabilitas sel yang tinggi, yaitu di atas 90%, sehingga dapat dikategorikan tidak bersifat toksik terhadap sel. Temuan ini menunjukkan bahwa BBC, DBMC, maupun HAp memiliki potensi yang baik untuk dikembangkan sebagai material pengganti tulang dalam aplikasi biomedis.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa perbedaan komposisi dan struktur material sangat mempengaruhi sifat mekanik, kemampuan menyerap cairan, serta kinerjanya sebagai material pengganti tulang. BBC menunjukkan keseimbangan yang paling baik antara stabilitas struktur, kekuatan mekanik, dan kompatibilitas biologis. Sementara itu, DBMC lebih menonjol dalam aspek biologis karena kandungan kolagennya yang tinggi, namun memiliki keterbatasan dalam kekuatan mekanik. Di sisi lain, HAp memiliki stabilitas mineral yang sangat baik dan biokompatibilitas tinggi, tetapi sifatnya yang rapuh dapat membatasi penggunaannya pada kondisi tertentu.
Dengan memahami karakteristik masing-masing material, pemilihan material pengganti tulang dapat disesuaikan dengan kebutuhan klinis yang spesifik. Pendekatan ini diharapkan dapat meningkatkan keberhasilan terapi rekonstruksi tulang serta mendukung pengembangan biomaterial yang lebih efektif di masa mendatang.
Penulis: Oktarina dan Meircurius DC Surboyo
Tulisan lengkap kami dapat dilihat di:
Octarina, Florencia Livia Kurniawan, Niko Falatehan, Karen Sofiana, Astri Rinanti, Meircurius Dwi Condro Surboyo. Structure and property comparison of bovine cancellous bone, demineralized bone matrix, and hydroxyapatite for localized bone graft applications. Materials Letters. 2026; 409: 140230. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2026.140230
