Bone defect merupakan jenis gangguan tulang yang harus mendapatkan perhatian dalam tindakan medik dan terapinya. Kegagalan pendekatan terapi akan berdampak pada penurunan fungsi fisiologis tulang, kualitas hidup seseorang dan peningkatan beban ekonomi. Setiap tahun, lebih dari 2,2 juta orang menjalani implantasi tulang untuk mengatasi gangguan tersebut. Oleh karena itu, pengembangan biomaterial yang digunakan dalam implant harus mempunyai mutu yang baik, sifat compatible dan osteokonduktif. Diharapkan rekayasa biomaterial implant dapat mempercepat perbaikan cacat tulang dan kesembuhan. Seperti telah banyak diketahui, perkembangan biomaterial dengan skala nano telah meningkat dengan pesat pada decade terakhir ini. Biomaterial skala nano memiliki efek yang menguntungkan dalam rekayasa jaringan tulang, melalui peningkatan adhesi, diferensiasi dan proliferasi osteoblast, serta membentuk vaskular dan tulang. Namun demikian, pada biomaterial hidroksi apaptit (HA) skala nano ( sampai 100 nm) tidak mampu memfasilitasi proliferasi dan fungsi osteoklas yang diperlukan dalam proses penyembuhan dan remodeling tulang. Hal ini disebabkan adanya peningkatan apoptosis osteoklas dan menekan ekspresi gen pembentuk protein spesifik osteoklas.
Berdasarkan fakta tersebut, penelitian yang dilakukan di teaching industry bovine hidroksi apapti (BHA) merancang ukuran biomaterial tersebut dalam skala submikron yaitu berkisar 500-800 nm untuk memberikan peluang keseimbangan pembentukan osteblas dan osteoclast pada setiap fase penyembuhan dan remodeling tulang. Ukuran submicron tersebut mempunyai keuntungan karena dimensi permukaan dapat mendorong diferensiasi osteoblas. Juga telah dilaporkan bahwa hidroksiapatit dengan ukuran partikel berkisar 500 nm dapat mempercepat pembentukan osteoklas dan meningkatkan fungsinya. BHA sebagai biomaterial natural dihasilkan melalui ekstraksi dari tulang sapi. BHA mempunyai kemiripan dengan tulang manusia dan tidak ditemukan dalam HA sintetis. Karakteristik lain dari BHA, yang menguntungkan adalah mempunyai kekuatan kompresi yang tinggi, mencegah degradasi dini dan kompatibel dalam pembentukan tulang. Mempertimbangkan efek menguntungkan dari bahan BHA dan submikron dalam jaringan tulang rekayasa, pengembangan submikron BHA berpotensi meningkatkan osteoinduktif dan osteokonduktif BHA. Sintesis submicron BHA menggunakan metode penggilingan dengan bola secara basah maupun penggilingan dengan bola secara kering dengan energi tinggi.Peneliti menerapkan proses dari BHA alami dalam ukuran mikron digiling selama beberapa jam dengan menggunakan metode penggilingan bola kering berenergi tinggi.
Tulang kortikal sapi dihilangkan pengotornya dan didekalsifikasi untuk menghasilkan serbuk BHA pada skala mikron. BHA digiling selama 3, 6, dan 9 jam dengan cara kering. Hasil penggilingan dikarakterisasi dengan menggunakan dynamic light scattering, scanning electron microscope terhubung dengan energy dispersive X-Ray spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffractometry. Dalam proses tersebut diperoleh BHA 500-800 nm yang mempunyai karakter intrinsik tidak berbeda dengan ukuran micron. Ini berpeliang untuk dapat menjadi material implant yang digunakan pada gangguan tulang maupun pengembangan sistem penghantaran obat ke jaringan tulang. Kristal berbentuk heksagonal dan berpeluang untuk menghasilkan pori dengan ukuran optimum untuk pertumbuhan dan proliferasi sel tulang. Komposisi karbonat dan fosfat, serta rasio Ca/P berkisar antara 1,48-1,68 yang merupakan karakter ideal untuk memicu sifat osteoinduktif dari biomaterial. Berdasarkan data tersebut produksi BHA ukuran submicron (500-800 nm) akan mendukung tersedianya biomaterial ideal dalam pembuatan implant. Upaya ini akan membantu kemudahan penanganan dan kecepatan penyembuhan defect tulang.
Penulis: Junaidi Khotib
Laman: https://www.mdpi.com/1996-1944/15/6/2324
Judul: Fabrication and Characterization of Submicron-Scale Bovine Hydroxyapatite: A Top-Down Approach for a Natural Biomaterial
