Cedera Anterior Cruciate Ligament (ACL) merupakan salah satu masalah ortopedi yang paling sering dialami oleh atlet maupun masyarakat umum yang aktif secara fisik. ACL adalah jaringan ikat sepanjang sekitar 38 mm yang tersusun dari serat kolagen dan berfungsi sebagai ligamen utama di dalam sendi lutut. Struktur ini menghubungkan tulang tibia dan femur. ACL berperan penting dalam menjaga stabilitas lutut dengan mencegah pergeseran tibia ke depan dan mengontrol gerakan rotasional lutut. Ketika ACL mengalami robekan, fungsi stabilisasi lutut terganggu sehingga dapat memicu ketidakstabilan sendi, robekan meniskus, bahkan osteoartritis.
Setiap tahun diperkirakan sekitar 100.000 hingga 200.000 atlet di dunia mengalami cedera ACL, dengan rata-rata insiden 1 kasus pada tiap 3500 atlet. Tingginya angka kejadian ini menjadi perhatian besar di bidang kedokteran olahraga dan rekayasa jaringan. Salah satu alasan mengapa cedera ACL sulit sembuh secara alami adalah minimnya vaskularisasi (suplai darah) pada jaringan ini, sehingga proses regenerasi sel berjalan sangat lambat. Oleh karena itu, penanganan cedera ACL umumnya memerlukan prosedur rekonstruksi melalui pembedahan.
Pendekatan terapi ACL terbagi atas terapi konservatif (non-operatif) dan operatif. Terapi konservatif lebih diarahkan pada rehabilitasi untuk mengurangi inflamasi dan menjaga fungsi otot, sedangkan tindakan operatif umumnya memanfaatkan teknik artroskopi untuk rekonstruksi ligamen. Namun, ligamen yang berada di dalam sendi memiliki suplai nutrisi dan oksigen yang rendah serta kapasitas regenerasi sel yang terbatas. Kondisi ini mendorong pengembangan scaffold sebagai media rekayasa jaringan untuk memperbaiki struktur ligamen yang rusak.
Rekayasa jaringan menjadi harapan baru dalam rekonstruksi ACL karena pendekatan ini mengombinasikan sel, scaffold, dan molekul bioaktif seperti growth factor untuk menstimulasi regenerasi jaringan. Biomaterial yang banyak digunakan sebagai scaffold meliputi kolagen dan elastin, yaitu komponen utama matriks ekstraseluler pada tendon dan ligamen. Scaffold ideal harus biokompatibel, biodegradable, memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, berpori, serta mampu menunjang adhesi dan proliferasi sel.
Penelitian terbaru ini berfokus pada pengembangan scaffold serat nanofiber berbahan dasar kombinasi polycaprolactone (PCL), kolagen, dan elastin sebagai kandidat pengganti ligamen Anterior Cruciate Ligament (ACL). Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana variasi komposisi ketiga material tersebut memengaruhi beragam parameter penting, seperti gugus fungsi kimia, diameter serat, laju degradasi, kekuatan mekanik, serta viabilitas dan proliferasi sel.
Analisis menggunakan metode Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR) berhasil membuktikan keberadaan gugus fungsi khas PCL, kolagen, dan elastin pada seluruh sampel yang diuji. Hal ini menunjukkan bahwa ketiga komponen tersebut berhasil terintegrasi dengan baik di dalam struktur scaffold. Pengamatan lebih lanjut terhadap diameter serat menunjukkan variasi antara 26 hingga 425 nanometer pada lima sampel yang diteliti, menandakan kemampuan proses elektrospinning dalam menghasilkan serat halus yang menyerupai matriks ekstraseluler alami.
Dari berbagai komposisi yang diuji, sampel dengan rasio PCL/kolagen/elastin 50/35/15 (persen berat), menunjukkan karakteristik paling unggul dari aspek sifat mekanik, porositas dan waktu degradasi sekitar 115 hari yang sangat mendukung kebutuhan regenerasi jaringan ligamen.
Hasil pengujian in vitro menggunakan metode MTT Assay memperlihatkan peningkatan viabilitas sel yang signifikan dari hari ke-1 hingga hari ke-5, menandakan terjadinya proliferasi sel yang aktif. Hal ini diperkuat oleh visualisasi menggunakan mikroskop fluoresensi, yang memperlihatkan jumlah sel semakin banyak pada hari ke-5 dibandingkan hari pertama. Sementara itu, pengamatan melalui Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan pola pelekatan dan penyebaran sel yang baik di permukaan scaffold, mendukung interaksi sel yang berperan penting dalam pembentukan jaringan baru.
Secara keseluruhan, scaffold berbahan kombinasi PCL/kolagen/elastin yang dikembangkan dalam penelitian ini menunjukkan tingkat biokompatibilitas yang tinggi dan potensi besar untuk dikembangkan sebagai pengganti ligamen ACL buatan. Temuan ini menjadi langkah penting menuju terciptanya solusi regeneratif yang lebih efektif dan aman bagi pasien dengan cedera ACL.
Dengan perkembangan rekayasa jaringan yang semakin pesat, masa depan perawatan cedera ACL berpotensi bergeser dari rekonstruksi invasif menjadi regenerasi biologis yang mengembalikan fungsi ligamen secara alami. Tantangan besar masih ada, namun inovasi biomaterial terus mendekatkan kita pada solusi medis yang lebih efektif dan meminimalkan risiko komplikasi jangka panjang.
Artikel selengkapanya dapa dibaca pada:
Aminatun, Nabila Meinisya Sahira, Andreas Charles Raharjo, Atin Asna Octavia, Anindya Chandra Faizah, Prihartini Widiyanti, Djony Izak R, Sofijan Hadi, and Che Azurahanim Che Abdullah, Scaffold Fiber Polycaprolactone/Collagen/Elastin as Artificial Anterior Cruciate Ligament, 2025, Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, https://doi.org/10.1080/09205063.2025.2584674, © 2025 informa UK limited, trading as taylor & francis Group
