Biosafety Penggunaan Implan Tulang Berbahan Dasar Besi Biodegradasi sebagai Penanganan Jangka Panjang Fraktur Tibia pada Domba.

Abstract

Implan berbahan dasar biomaterial terdegradasi telah banyak diteliti selama beberapa dekade sebagai implan ortopedik. Beberapa biomaterial terdegradasi yang paling diminati adalah implan berbahan dasar magnesium dan besi. Besi merupakan material yang masih diperdebatkan penggunaannya baik sebagai implan tulang ataupun sebagai stent pembuluh darah. Namun demikian, beberapa penelitian menyatakan bahwa material ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai biomaterial terdegradasi. Meskipun telah banyak penelitian yang dilakukan terhadap material besi, namun efek jangka panjang material ini terhadap tubuh masih belum diketahui dengan pasti. Penelitian ini dibagi menjadi dalam tiga tahap yaitu karakterisasi material, pengujian in-vitro dan pengujian in-vivo. Seluruh rangkaian penelitian ini telah disetujui oleh Komite Perawatan dan Penggunaan Hewan, Rumah Sakit Hewan Pendidikan, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, Nomor 12- 2015 RSHP FKH-IPB. Karakterisasi material dilakukan menggunakan scanning electron microscope yang disertai dengan energy dispersive spectrometer dan xray diffraction. Pengujian in-vitro sitoksitas dilakukan dengan penghitungan jumlah sel yang dihitung menggunakan hemositometer dan microtetrazolium assay. Pengujian in-vivo dilakukan menggunakan hewan model domba jantan berusia 1-2 tahun. Pengamatan dilakukan selama 9 bulan waktu observasi yang meliputi pengamatan konsentrasi mineral darah (kalsium, fosfor dan besi), profil darah tepi, kimia darah dan diakhiri dengan dengan pengamatan histopatologi pada area fraktur. Karakterisasi material menunjukkan permukaan implan berbahan dasar besi memiliki pori yang lebih besar dan tidak beraturan, serta permukaan yang lebih kasar dibandingkan dengan implan berbahan dasar stainless steel. Permukaan dengan pori yang lebih banyak menyebabkan interaksi antara material implan dengan cairan kultur lebih tinggi sehingga akan menginduksi hasil degradasi material yang lebih cepat. Hal ini menyebabkan viabilitas sel endotel yang digunakan pada uji in-vitro tidak setinggi viabilitas sel dari implan stainless steel. Pada uji in-vivo, penelitian ini menggunakan domba sebagai hewan coba. Delapan ekor domba dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok yang diimplantasi dengan material berbahan dasar besi dan stainless steel. Pada pengukuran konsentrasi besi menunjukkan bahwa konsentrasi besi hasil degradasi implan berbahan dasar besi sejalan dengan waktu pengamatan. Implan berbahan dasar besi tidak menunjukkan perubahan jumlah eritrosit, konsentrasi hemoglobin, persentase hematokrit, serta jumlah trombosit yang berarti sebagai efek dari hemolisis serta persembuhan tulang post implantasi. Hal ini dikarenakan besi merupakan salah satu komponen penyusun eritrosit. Implan berbahan dasar besi menunjukkan reaksi inflamasi yang lebih tinggi dilihat dari profil leukosit pada beberapa periode dibandingkan dengan implan stainless steel meskipun nilainya tidak signifikan. Hal ini dipengaruhi oleh permukaan implan yang lebih kasar. Hasil degradasi sejalan dengan lamanya periode implantasi dan persembuhan tulang. Implan berbahan dasar besi tidak menunjukkan perubahan yang signifikan pada pemeriksaan enzim hati. Sementara pengamatan terhadap fungsi ginjal menunjukkan hasil yang lebih beragam, meskipun perubahan tersebut masih dapat ditoleransi oleh fungsi ginjal. Kreatinin tidak hanya berhubungan dengan fungsi ginjal, namun juga masa otot skeletal dan densitas tulang. Pada pemeriksaan tulang tibia secara histopatologis terlihat adanya vaskularisasi dan osteosit muda yang berkembang pada kedua kelompok implan dan tidak terjadi perbedaan yang signifikan. Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat disimpulkan bahwa material berbahan dasar besi tidak menginduksi reaksi hemolisis dan inflamasi yang berlebihan. Implan berbahan dasar besi juga tidak menginduksi penurunan fungsi organ hati dan ginjal, serta respon lokal dari area implantasi yang berlebihan. Oleh sebab itu, implan berbahan dasar besi berpotensi sebagai implan tulang terdegradasi.