Cedera lutut merupakan cedera pada sistem muskuloskeletal yang sering terjadi selain cedera pada punggung. Cedera lutut umumnya terjadi pada anterior cruciate ligament (ACL). Cedera ACL banyak terjadi pada atlet olahraga disertai dengan gejala pembengkakan lutut, ketidakstabilan dan rasa nyeri di sekitarnya. Di Indonesia terdapat kurang lebih 7 kasus cedera ACL yang menimpa pemain muda timnas Indonesia dalam lima tahun terakhir. Estimasi di seluruh dunia pemain olahraga muda yang memerlukan operasi karena cedera lutut terletak antara 17% – 61%. Insiden tertinggi terjadi pada usia 15-25 tahun, yaitu pada atlet yang melakukan gerakan memutar sendi lutut seperti atlet sepak bola, basket dan bola voli.
Penanganan cedera ACL bergantung pada besarnya robekan. ACL yang robek biasanya dilakukan pencangkokan yang berasal dari tubuh pasien itu sendiri (Autograft). Namun, penanganan dengan autograft dapat menimbulkan risiko kerusakan jaringan dan juga waktu operasi yang cenderung lama. Dengan demikian, dilakukan pengembangan metode yang efektif untuk rekonstruksi ACL.
Salah satu perkembangan rekonstruksi ACL adalah dengan rekayasa jaringan. Rekayasa jaringan bertujuan untuk mengembalikan, mempertahankan atau memperbaiki fungsi dari jaringan yang rusak atau hilang karena kondisi fisiologis, patologis dan mekanis atau trauma. Rekayasa jaringan dilakukan dengan cara mengembangkan pengganti biologis atau dengan merekonstruksi jaringan. Rekayasa jaringan untuk cedera ACL harus memiliki sifat biomekanik yang sama seperti jaringan ACL asli sehingga fungsi dari jaringan tersebut dapat merekontruksi cedera dengan baik.
Polycaprolactone (PCL) merupakan salah satu biopolimer yang juga digunakan untuk rekayasa jaringan. PCL memiliki sifat ketangguhan yang tinggi karena fleksibilitas rantainya. PCL juga merupakan polimer yang memiliki sifat biokompatibel dan degradasi yang baik. Hidroksiapatit (HA) merupakan komponen utama tulang manusia. HA juga sering digunakan untuk aplikasi implan biomedis ataupun rekonstruksi dan regenerasi jaringan. HA memiliki sifat bioaktivitas dan osteokonduktivitas yang baik. Penambahan HA untuk rekonstruksi ACL diharapkan dapat merangsang pertumbuhan sel pada tulang femur dan tibia yang merupakan tempat perlekatan scaffold sehingga tulang dapat berintegrasi dengan scaffold. Biomaterial yang biasanya digunakan untuk rekayasa jaringan dengan HA adalah polimer karena polimer dapat terdagradasi dengan baik dalam tubuh. Kolagen merupakan biomaterial untuk rekayasa jaringan yang juga sering digunakan untuk rekontruksi ligamen dan tendon. Kolagen tipe 1 merupakan kolagen yang banyak ditemukan pada tendon dan ligamen.
Penelitian tentang potensi PCL-HA-kolagen sebagai scaffold ligament perlu dilakukan. Ligamen asli memiliki struktur berserat. Oleh karena itu untuk menyerupakan dengan ligamen asli maka pembuatan scaffold ligamen ini menggunakan proses elektrospining. Dengan menggunakan electrospinning, nanofiber yang dihasilkan memiliki beberapa kelebihan seperti porositas yang tinggi, luas permukaan yang besar, nanofiber yang dihasilkan continu dan cukup panjang. Proses pembentukan serat metode electrospinning dilakukan pada tegangan 23 kV, jarak ujung jarum dengan kolektor yaitu 15 cm dan flow rate 2 mL/h.
Kekuatan mekanik merupakan salah satu sifat penting bagi scaffold ligamen. ACL merupakan ligamen yang berfungsi sebagai penahan pergerakan dari belakang dan depan, serta sebagai penstabil lutut, sehingga nilai kekuatan tarik memegang peranan penting. Penambahan HA dan kolagen berpengaruh terhadap kekuatan mekanik, struktur kristal dan derajat kristalinitas sampel. Pada penelitian ini, kekuatan mekanik sampel serat PCL:HA:kolagen belum menyamai kekuatan mekanik ACL manusia. Ini bisa jadi karena orientasi serat acak. Serat dengan orientasi acak tidak dapat menahan tekanan dalam arah yang sama, sehingga kekuatan mekaniknya rendah. Penambahan HA dan kolagen berpengaruh terhadap kekuatan mekanik, struktur kristal dan derajat kristalinitas sampel.
Penulis: Dr. Ir. Aminatun, M.Si
Artikel selengkapnya dapat dibaca pada:
Characterization of crystal structure and mechanical properties of polycaprolactone-hydroxyapatite-collagen nanofiber for scaffold anterior cruciate ligament (ACL) applications, Faika Hanum Salsabilah, Djony Izak Rudyardjo, Sofijan Hadi, Tahta Amrillah and Aminatun Aminatun, AIP Conference Proceedings 2663, 050003 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0108576
