PENGARUH APLIKASI DBM (Demineralized Bone Matrix) TERHADAP KEPADATAN OSTEOBLAS PADA PROSES PROSES PENYEMBUHAN LUKA IRISAN SOKET GIGI INCISIVUS MANDIBULA KELINCI

INTISARI

Suatu kerusakan tulang didefinisikan sebagai suatu celah pada tulang yang membutuhkan pengisian tulang baru. Mencegah kerusakan tulang alveolus agar tidak menjadi lebih parah dapat dilakukan dengan terapi periodontal agar terjadi regenerasi. Berbagai bahan dan teknik digunakan sebagai terapi regeneratif untuk kerusakan tulang intraboni yang disebabkan karena periodontitis seperti bone graft, guided tissue regeneration (GTR), growth factors atau bahan yang berperan dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel-sel periodontal. Ekstrak demineralized bone graft biasa digunakan pada praktek klinik karena memiliki kemampuan osteokonduktif dan osteoinduktif. Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa mampu menilai dan mengevaluasi kepadatan osteoblas pada jaringan tulang yang sedang dalam proses penyembuhan luka dengan cara mengamati preparat dari irisan soket gigi incisivus mandibula kelinci pada kelompok kontrol (kelompok subjek yang tidak diberi aplikasi DBM) dan kelompok perlakuan (kelompok subjek yang diberi aplikasi DBM) setelah pencabutan gigi hari ke 5, 7, 10, dan 14. Masing-masing preparat diamati dan dilakukan penghitungan jumah osteoblas dari 10 lapang pandang. Kepadatan osteoblas dianalisis sesuai dengan data yang diperoleh. Dari  hasil pengamatan didapatkan jumlah osteoblas pada preparat dengan perlakuan memiliki kepadatan yang lebih tinggi daripada preparat kontrol sehingga dapat disimpulkan bahwa pengaplikasian demineralized bone matrix diketahui efektif dalam mempercepat penyembuhan tulang karena memiliki kemampuan osteokonduktif dan osteoinduktif.

Kata Kunci : osteoblas, DBM, penyembuhan luka, osifikasi

PENDAHULUAN

Suatu kerusakan tulang didefinisikan sebagai suatu celah pada tulang yang membutuhkan pengisian tulang baru. Definisi tersebut berlaku untuk pengisian tulang pada kerusakan periodontal, pemasangan implan dan ruang yang terjadi setelah operasi atau karena penyakit (Bernard, 1991). Mencegah kerusakan tulang alveolus agar tidak menjadi lebih parah dapat dilakukan dengan terapi periodontal agar terjadi regenerasi. Regenerasi periodontal meliputi perbaikan tulang, sementum dan serabut-serabut periodontal setelah terjadi kerusakan akibat proses penyakit periodontal (Lecovik, 2001). Perubahan yang terjadi pada jaringan keras, dalam hal ini tulang alveolus adalah penting karena kerusakan tulang berpengaruh terhadap keberadaan gigi (Carranza, 1996). Prosedur augmentasi pada tulang alveolus telah sering digunakan untuk regenerasi kerusakan periodontal, meliputi bahan-bahan osteakonduktif dan osteinduktif untuk merangsang pembentukan tulang baru dan regenerasi (Boyan BD et al, 2000). Berbagai bahan dan teknik digunakan sebagai terapi regeneratif untuk kerusakan tulang intraboni yang disebabkan karena periodontitis seperti bone graft, guided tissue regeneration (GTR), growth factors atau bahan yang berperan dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel-sel periodontal (Lecovik, 2001). Graf adalah suatu bahan yang dipakai untuk menggantikan atau memperbaiki kerusakan jaringan Jaringan graf termasuk tulang, sudah digunakan secara luas sampai sekarang, karena merupakan salah satu jaringan yang sama, yang digunakan sebagai pengganti dengan tujuan adanya perbaikan kerusakan jaringan. (Reksoprojo, 2001). Macam bone graft adalah autograf, allograf, senograf dan alloplas yang kesemuanya dimaksudkan untuk menghasilkan regenerasi. Penggunaan allograf dilaporkan merupakan suatu metode yang efektif menghasilkan regenerasi dan perbaikan secara klinis (Harris, 1998).

Menurut Darwono (2001), secara garis besar terdapat dua fungsi utama graft terhadap tulang resipien yaitu mendorong terjadinya osteogenesis dan memberi dukungan mekanis pada kerangka resipien (mechanical support). Fungsi graf dan tulang untuk mendorong osteogenesis dapat melalui 3 cara, yaitu:

1). Membelah diri. Sel dipermukaan graf dan tulang yang masih hidup pada saat dipindahkan, kemudian membelah diri dan membentuk tulang baru. Hal ini dapat terjadi pada cancelous autograft dan fresh cortical graft.

2). Osteoinduksi. Merupakan proses menarik sel pluripotensial dari resipien yang terdapat disekitar graft dan tulang. Hal ini terjadi karena graf dan tulang mengandung mediator osteoinduksi, seperti BMP ( Bone Morphogenic Protein), merupakan matrik tulang sehingga aktifitasnya tidak dipengaruhi oleh ada tidaknya sel tulang yang hidup, tidak dirusak oleh proses freezing tetapi rusak oleh proses oktoklaf. BMP terdapat pada autograf, allograf, dan fresh bone dan osteogenins, merupakan glikoprotein, dimana protein ini aktif pada demineralized bone matriks.

3). Osteokonduksi. Merupakan proses resorpsi graft, kemudian diganti oleh tulang baru dari resipien secara bertahap. Kontribusi graft dimulai dengan proses osteokonduksi yaitu membuat kerangka  sebagai matrik tulang di jaringan resipien. Kemudian dilanjutkan dengan stimulasi pembentukan tulang sebagai proses osteoinduksi.

Penggunaan graft tulang pada perawatan peridontal sudah diterima secara luas, karena telah diketahui bahwa graft mempunyai daya osteoinduksi dan osteokonduksi. Daya osteokonduksi graft berperan sebagai kerangka untuk memacu pertumbuhan jaringan tulang baru, yang biasanya diletakkan pada jaringan penerima donor. Sedangkan proses osteoinduksi meliputi growth factor dari jaringan penerima donor untuk mengadakan regenerasi struktur jaringan yang hilang (Stephen et al, 1999).

Ekstrak demineralized bone graft biasa digunakan pada praktek klinik karena memiliki kemampuan osteokonduktif dan osteoinduktif. Banyak penelitian menunjukkan pembentukan tulang baru yang diinduksi oleh demineralized bone matrix (DBM) in vitro dan pada implantasi subkutan maupun intramuskular. Pembentukan tulang ektopik telah diteliti secara biokimia, histologi, dan histokimia untuk mengetahui proses perbaikan jaringan tulang. DBM graft ternyata berhasil digunakan untuk memperbaiki kerusakan tulang baik pada hewan maupun manusia (Toricelli et al, 2002). Proses biologis yang terlibat dalam pembentukan tulang baru pada penggunaan graft tulang adalah osteogenesis, osteokonduksi, dan osteoinduksi. Osteokonduksi melibatkan penggantian graft oleh sel osteoprogenitor dari host, resorpsi tulang terjadi secara simultan dengan aposisi tulang. Osteoinduksi terjadi saat protein morphogenic tulang (BMP) diaktivasi. Bagian aktif BMP didapatkan dari matrix tulang yang didekalsifikasi. Bentukan serbuk meningkatkan interaksi bahan graft dengan permukaan tulang. Potensi osteoinduksi dari beberapa jaringan tubuh dan tulang tidak sama pada tiap bagian. Tulang diaphyseal (humerus, femur, tibia dan fibula), dentin mempunyai potensi osteoinduksi yang tinggi (Wirjokusumo, 2002).

Mengutip pendapat Smeltzer (2002), tahapan penyembuhan tulang terdiri dari: inflamasi, proliferasi sel, pembentukan kalus, penulangan kalus (osifikasi), dan remodeling.

  1. Tahap inflamasi berlangsung beberapa hari dan hilang dengan berkurangnya pembengkakan dan nyeri. Terjadi perdarahan dalam jaringan yang cidera dan pembentukan hematoma di tempat patah tulang. Ujung fragmen tulang mengalami devitalisasi karena terputusnya pasokan darah. Tempat cidera kemudian akan diinvasi oleh magrofag (sel darah putih besar), yang akan membersihkan daerah tersebut. Terjadi inflamasi, pembengkakan dan nyeri.
  2. Pada tahap proliferasi sel, kira-kira lima hari hematom akan mengalami organisasi, terbentuk benang-benang fibrin dalam jendalan darah, membentuk jaringan untuk revaskularisasi, dan invasi fibroblast dan osteoblast. Fibroblast dan osteoklast (berkembang dari osteosit, sel endotel, dan sel periosteum) akan menghasilkan kolagen dan proteoglikan sebagai matriks kolagen pada patahan tulang. Terbentuk jaringan ikat fibrus dan tulang rawan (osteoid). Dari periosteum, tampak pertumbuhan melingkar. Kalus tulang rawan tersebut dirangsang oleh gerakan mikro minimal pada tempat patah tulang. Tetapi gerakan yang berlebihan akan merusak sruktur kalus. Tulang yang sedang aktif tumbuh menunjukkan potensial elektronegatif.
  3. Tahap pembentukan kalus, pertumbuhan jaringan berlanjut dan lingkaran tulang rawan tumbuh mencapai sisi lain sampai celah  sudah terhubungkan. Fragmen patahan tulang digabungkan dengan jaringan fibrus, tulang rawan, dan tulang serat matur. Bentuk kalus dan volume dibutuhkan untuk menghubungkan defek secara langsung berhubungan dengan jumlah kerusakan dan pergeseran tulang. Perlu waktu tiga sampai empat minggu agar fragmen tulang tergabung dalam tulang rawan atau jaringan fibrus. Secara klinis fargmen tulang tidak bisa lagi digerakkan.
  4. Tahap penulangan kalus (Osifikasi), pembentukan kalus mulai mengalami penulangan dalam dua sampai tiga minggu  patah tulang, melalui proses penulangan endokondral. Patah tulang panjang orang dewasa normal, penulangan memerlukan waktu tiga sampai empat bulan. Mineral terus menerus ditimbun sampai tulang benar-benar telah bersatu dengan keras. Permukaan kalus tetap bersifat elektronegatif.
  5. Tahap akhir perbaikan patah tulang yaitu remodeling, meliputi pengambilan jaringan mati dan reorganisasi tulang baru ke susunan struktural sebelumnya. Remodeling memerlukan waktu berbulan-bulan sampai bertahun – tahun tergantung beratnya modifikasi tulang yang dibutuhkan, fungsi tulang, dan pada kasus yang melibatkan tulang kompak dan kanselus – stres fungsional pada tulang. Tulang kanselus mengalami penyembuhan dan remodeling lebih cepat daripada tulang kortikal kompak, khususnya pada titik kontak langsung.

Penyembuhan periodonsium dapat dibedakan menjadi dua yaitu regeneratif dan reparatif. Sebagai contoh, penggantian jaringan ikat dengan jaringan ikat adalah proses regeneratif, namun penggantian tulang dengan jaringan ikat adalah proses reparatif (Carranza, 1996).

Proses pembentukan tulang terutama melibatkan osteoblas sebagai sel utama penghasil matrik tulang. Osteoblas juga mengatur konsentrasi ion kalsium pada matrik melalui pelepasan kalsium dari intraseluler. Perkembangan osteoblas dikontrol antara lain oleh faktor pertumbuhan, sitokin, hormon dan sinyal mekanik (Bostrom, 2000; Manolagas, 2000). Osteoblas merupakan sel jaringan tulang yang berperan mensintesis kolagen untuk membentuk osteoid sebagai bahan dasar tulang dan mempunyai fungsi utama mensintesis komponen organik tulang yaitu kolagen dan glikoprotein. Sel ini biasanya terletak pada permukaan jaringan tulang, berbentuk kuboid atau kolumnar, dengan posisi saling bersebelahan seperti jaringan epitel. Apabila osteoblas sedang mensintesis matriks tulang bentuknya kuboid dangan sitoplasma basofilik, sedangkan bila aktivitasnya menurun bentuknya menjadi lebih fusiformis dengan sitoplasma yang kurang basofilik. Pada proses penyembuhan kerusakan tulang (remodeling), osteoblas akan mendisagregasi zat interseluler tulang yang mengandung kolagen untuk sintesis serat kolagen baru dan membentuk osteoid. Bahan yang pertama kali dibentuk oleh osteoblas adalah garam anorganik yang berbentuk amorf, deposisinya terjadi sebelum sintesis bercampur dengan komponen organik kolagen dan glikoprotein membentuk substansi dasar tulang yang disebut osteoid. Osteoid merupakan substansi dasar tulang yang mengandung serat osteokolagen. Osteoblas berdeferensial pada tempat dibentuknya tulang baru dan berfungsi untuk pertumbuhan tulang maupun mereparasi jaringan tulang yang rusak. Setelah membentuk osteoid segera terjadi disposisi garam-garam kalsium yang mula-mula membentuk kristal-kristal berupa pulau-pulau kecil atau spikula kemudian akan membentuk osteon dengan sistem Harvers (Poedjiastoeti, 1995; Junquerira, 1992). Sewaktu osteoid terbentuk, beberapa osteoblas terperangkap dalam osteoid dan selanjutnya disebut osteosit (Guyton dan Hall, 1997).

Pembentukan hidroksiapatit pada proses mineralisasi dimulai dari terbentuknya osteoid oleh osteoblas yang mempunyai kemampuan mengikat mineral tulang. Osteoid kemudian mengalami kalsifikasi yaitu proses deposisi mineral yaitu kalsium, fosfat dan ion hidroksi (Vigorita, 1999).

Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa mampu menilai dan mengevaluasi kepadatan osteoblas pada jaringan tulang yang sedang dalam proses penyembuhan luka.

BAHAN DAN CARA

Praktikum ini membutuhkan mikroskop cahaya, alat tulis, serta preparat dari irisan soket gigi incisivus mandibula kelinci pada kelompok kontrol (kelompok subjek yang tidak diberi aplikasi DBM) dan kelompok perlakuan (kelompok subjek yang diberi aplikasi DBM) setelah pencabutan gigi hari ke 5, 7, 10, dan 14. Masing-masing preparat diamati dan dilakukan penghitungan jumah osteoblas dari 10 lapang pandang. Kepadatan osteoblas dianalisis sesuai dengan data yang diperoleh.

HASIL PENGAMATAN

Tabel 1. Rata-rata hasil penghitungan osteoblas pada preparat kontrol dan perlakuan

HARI KE- KONTROL PERLAKUAN
5 11.1 23.5
7 15.6 31.2
10 31.06 41.9
14 20.8 22.5
RATA-RATA 19.64 29.77

PEMBAHASAN

Dari  hasil pengamatan dapat dilihat bahwa jumlah osteoblas pada preparat dengan perlakuan memiliki kepadatan yang lebih tinggi daripada preparat kontrol. Hal ini terjadi karena pada preparat perlakuan, pembentukan tulang baru diinduksi oleh DBM yang diketahui memiliki kemampuan osteokonduktif dan osteoinduktif (Toricelli et al, 2002). Daya osteokonduksi graft berperan sebagai kerangka untuk memacu pertumbuhan jaringan tulang baru, yang biasanya diletakkan pada jaringan penerima donor. Sedangkan proses osteoinduksi meliputi growth factor dari jaringan penerima donor untuk mengadakan regenerasi struktur jaringan yang hilang (Stephen et al, 1999).

Kepadatan osteoblas baik dari preparat kontrol maupun preparat perlakuan terus meningkat dari hari ke-5 sampai hari ke-10 dan menurun pada hari ke-14. Hal ini disebabkan pada hari ke-14 telah terjadi tahap penulangan kalus atau osifikasi (Smeltzer, 2002), dimana osteoid yang dibentuk osteoblas sudah semakin bertambah sehingga berbentuk lempeng-lempeng atau trabekulae yang tebal. Dengan menebalnya trabekula, beberapa osteoblas akan terbenam dalam matriks yang mengapur sehingga sel tersebut dinamakan osteosit (Guyton dan Hall, 1997).

KESIMPULAN

Dari praktikum ini dapat disimpulkan bahwa pengaplikasian demineralized bone matrix diketahui efektif dalam mempercepat penyembuhan tulang karena memiliki kemampuan osteokonduktif dan osteoinduktif.

DAFTAR PUSTAKA

Bernard GW. 1991. Healing And Repair Of Osseous Defect. Dent Clin North Am; 35: 469-77

Bostrom MP. 2000. Form and Function of Bone. Orthopaedic Basic Science : Biology and Biomechanics of the Musculoskeletal System, 2nd edition. The American Academy of Orthopaedic Surgeons.

Boyan BD et al. 2000. Porcine Fetal Enamel Matrix Derivative Enhance Bone Formation Induced By Demineralized Freeze Dried Bone Allograft In Vivo. J Periodontol 2000;71:1278-85

Carranza Fermin A & Michael G N. 1996. Clinical Periodontology 8th Ed. Philadelphia: WB Sauners Company.

Darwono B. 2001. Pengalaman Penggunaan Allograf Tulang di RSPAD Gatot Subroto Jkt. The 1st indonesian Tissue Bank Scientific Meeting & workshop on Biomaterial Applicatio; p.19-24

Guyton AC dan Hall. 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Ed: ke-9. Jakarta: EGC.

Harris RJ. 1998. A Clinical Evaluation Of An Allograft Combine With A Bioabsorbable Membrane Versus An Alloplast/Allograft Composite Graft Combined With Bioabsorbable Membrane. J Periodontol; 69: 536-46

Junquerira. 1992.Carvene Basic Histology 7th ed. cit Sutrisno, Uji Sitoksisitas Curcumin pada Kultur Sel Luteal Tikus. Tesis FKG UGM Yogyakarta.

Lecovik V et al. 2001. Combination Use Of Bovine Porous Bone Material, Enamel Matrix Protein And A Bioabsorbable Membrane In Intrabony Periodontal Defect In Humans. J Periodontol; 72: 583-9

Manolagas SC. 2000. Birth and Death of Cells: Basic regulatory Mechanism and Implications for the Patogenesis and treatment of Osteoporosis. Endocrine Reviews 21(2)

Poedjiastoeti W. 1995. Perbedaan Penyembuhan Jaringan Pada Implantasi Gigi Imediat Antara Paduan Kromkobalt dan paduan Baja Tahan Karat Pada Soket Premolar Dua Bawah. Tesis. Program Pasca Sarjana UNAIR Surabaya.

Reksoprojo S. 2001. Kebutuhan biomaterial di Indonesia. The 1st Indonesian Tissue Bank Scientific Meeting & workshop on Biomaterial Application; p. 19-24

Smeltzer MS. 2002. Treatment Of Experimental Osteomyelitis By Surgical Debridement And The Implantation Of Calcium Sulfate Tobramycin Pellets. Journal of Orthopaedic Research.  20:643-647.

Stephen Eb, Jiang D, Lynch S, Bush P, Dziak R. 1999. Anorganic bovine bone support osteoblastic cell attachment and proliferation. J Periodontal; 70: 364-8

Sudarto Wirjokusumo. 2002. Uji banding biokompatibilitas bahan graft demineralisasi serbuk gigi manusia, serbuk gigi sapi, serbuk tulang manusia dan serbuk tulang sapi pada biakan sel. Majalah Kedokteran Gigi Dental Journal. Vol 35, No 2 (2002)

Vigorita VJ, Ghelman B. 1999. Orthopaedic Pathology. Philadelphia: Lippicott Williams & Wilkins.

4 responses

  1. thanks for the article🙂 apa punya soft copy dari daftar pustaka yang ini: “Bernard GW. 1991. Healing And Repair Of Osseous Defect” ? terimakasih sebelumnya🙂

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s