i

BAHAN CANGKOK DEMINERALIZED FREEZE-DRIED BOVINE

BONE XENOGRAFT (DFDBBX) DAN HYDROXYAPATITE BOVINE

BONE XENOGRAFT (HA-BBX)

Oleh

I Wayan Wirata

Luh Made Sudimartini

I Wayan Nico Fajar Gunawan

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2016

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena

berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah yang berjudul

”BAHAN CANGKOK DEMINERALIZED FREEZE-DRIED BOVINE BONE

XENOGRAFT (DFDBBX) DAN HYDROXYAPATITE BOVINE BONE

XENOGRAFT (HA-BBX)”.

Penulis menyadari bahwa karya tulis ilmiah ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu kritik dan saran membangun penulis terima dengan tangan

terbuka.

Denpasar, Januari 2016

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR……………………………………………………….. ii

DAFTAR ISI………………………………………………………………… iii

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………... iv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……………………………………………………… 1

1.2 Tujuan Penulisan……………………………………………………. 2

1.3 Manfaat Penulisan…………………………………………………... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Cangkok…………………………………………………….. 5

2.2 Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)…… 5

2.3 Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)…………………. 7

BAB III 3.1 Kesimpulan………………………………………………………… 9

3.2 Saran ……………………………………………………………… 9

DAFTAR PUSTAKA

iv

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 1. Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)…...12

Gambar 2. Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)………………...13

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fraktur adalah suatu kondisi dimana terjadi pemisahan kontinuitas atau

kesinambungan suatu tulang. Klasifikasi fraktur secara umum, menurut Junquera dan

Carneiro (1995), fraktur akan menyebabkan kerusakan sel-sel tulang sehingga tulang

akan kehilangan kontinuitasnya. Setelah mengalami fraktur, tulang secara normal

akan membentuk kalus untuk menstabilkan fragmen patahan tulang sehingga lamela

tulang dapat tumbuh kembali dan mengisi rongga tulang yang terbentuk akibat

fraktur. Meskipun terbentuknya kalus bersifat positif, tetapi apabila tumbuh

berlebihan akan menyebabkan tulang tidak lagi berbentuk seperti sebelum mengalami

fraktur. Hal ini disebabkan karena pertumbuhan kalus yang berlebihan biasanya

berkaitan dengan posisi fragmen patahan yang tidak stabil. Suatu kesembuhan

sempurna senantiasa dikehendaki agar pertumbuhan kalus minimal. Imobilisasi

fragmen tulang, yang menjadi penyebab pertumbuhan kalus dapat dikurangi dengan

pemasangan pin atau kompresi terhadap sisi fragmen. Tujuan penanganan fraktur

adalah agar terjadi kesembuhan secara primer (primary union) tanpa terbentuk kalus

periosteum dan endosteum.

Secara umum, fraktur sederhana mudah ditangani dengan cara memfiksasi

fragmen patahan tulang menggunakan pin intrameduller maupun eksternal fiksator.

Namun, pada fraktur multiple, patahan tulang kecil amat sulit untuk disatukan

kembali menggunakan pin maupun eksternal fiksator, sehingga dalam kasus ini

diperlukan metode khusus, yaitu pencangkokan tulang (bone grafting).

Pencangkokan tulang didefinisikan sebagai teknik operasi untuk mengganti

tulang yang hilang menggunakan material bahan cangkok tulang. Material bahan

cangkok tulang yang ideal harus memiliki potensi untuk mempertahankan sel tetap

hidup, tidak menimbulkan reaksi imunologik, mudah didapat, memberi kekuatan

sekeliling tulang, dan tidak menyebarkan penyakit (Becker et al.,1998).

2

Bahan cangkok tulang dapat berfungsi sebagai 1) Osteokonduktor karena

berperan sebagai jembatan (scaffold) yang akan membantu pembentukan tulang, 2)

Osteoinduktor karena berperan dalam merangsang pembentukan tulang baru, dan 3)

Osteogenesis karena mengandung bahan yang berperan membantu produksi bahan

pembentuk tulang (Greenwald, 2001).

Bahan cangkok tulang berdasarkan sumbernya dapat dikelompokkan menjadi

4 (empat) yaitu : 1) Autograft apabila berasal dari tulang individu yang bersangkutan,

2) Allograft apabila berasal dari tulang individu yang lain pada spesies yang sama, 3)

Xenograft apabila berasal dari spesies yang berbeda, biasanya diambil dari tulang

spongiosa sapi umur dibawah 2 tahun dengan melalui skrining yang ketat, dan 4)

Synthetic graft apabila berasal dari bahan buatan atau sintetik (Lindhe, 2008, Abbas

dkk., 2005, Greenwald, 2001).

Berdasarkan proses pembuatan bahan cangkok tulang xenograft, dapat dibagi

menjadi 2 (dua) yaitu : (1) Bahan cangkok tulang yang dihilangkan kandungan

mineralnya (Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)) dan (2)

Bahan cangkok tulang yang tidak dihilangkan mineralnya (hydroxyapatite bovine

bone xenograft) (Anonim, 2011).

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut dapat ditarik permasalahan yaitu apa yang

dimaksud dengan demineralized freeze dried bovine bone xenograft (DFDBBX) dan

hydroxyapatite bovine bone xenograft, bagaimana cara pembuatannya serta kelebihan

dan kekurangannya.

1.3 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat dari penulisan artikel ini adalah untuk memberikan informasi

mengenai pengertian bahan cangkok demineralisasi (demineralized freeze dried

bovine bone xenograft (DFDBBX)) dan bahan cangkok mineralisasi (hydroxyapatite

3

bovine bone xenograft), bagaimana cara pembuatan serta kelebihan dan

kekurangannya.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Cangkok Tulang (Bone grafting)

Pencangkokan tulang (Bone grafting) didefinisikan sebagai teknik operasi

untuk mengganti tulang yang hilang menggunakan material bahan cangkok tulang.

Material bahan cangkok tulang yang ideal harus memiliki potensi untuk

mempertahankan sel tetap hidup, tidak menimbulkan reaksi imunologik, mudah

didapat, memberi kekuatan sekeliling tulang, dan tidak menyebarkan penyakit

(Becker et al.,1998).

Bahan cangkok tulang yang ideal adalah bahan yang bersifat biocompatible,

bioabsorbable, osteokonduktif, osteoinduktif, strukturnya sama dengan tulang,

mudah digunakan, dan murah. Bahan cangkok tulang terbagi atas autograft, allograft,

dan xenograft. Menurut McAllister dan Haghighat (2007) penggunaan bahan cangkok

didasarkan pada asumsi sebagai bahan regeneratif yang memiliki potensi osteogenik

(mengandung sel pembentuk tulang), bersifat osteoinduksi (mengandung substansi

induksi tulang), atau osteokonduksi (membentuk scaffold pada formasi tulang).

Bahan cangkok tulang merupakan jaringan yang diharapkan dapat hidup pada inang

setelah ditanam dan ikut dalam proses regenerasi. Bahan cangkok harus mampu

menyatu dalam proses penyembuhan sehingga dapat berfungsi alami (Grant et al.,

1988). Tujuan dilakukannya pencangkokan tulang antara lain untuk pengisian tulang

pada area kerusakan dan regenerasi tulang baru (Brunsvold dan Melloning, 1993).

Pemberian bahan cangkok tulang pada kasus fraktur ataupun tindakan bedah

memerlukan pertimbangan-pertimbangan karena kerusakan tulang dengan lebar

kurang dari 2 mm memiliki potensi regenerasi tulang yang baik sehingga tidak

diperlukan diberikan bahan cangkokan tulang, sedangkan pada kerusakan tulang

dengan lebar lebih dari 2 mm secara umum memiliki potensi regenerasi tulang yang

lebih kecil sehingga diperlukan bahan cangkok tulang untuk membantu regenerasi

tulang (Fedi dkk., 2005) .

5

2.2 Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)

Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft digunakan sebagai bahan

cangkok kerusakan tulang pada hewan dan manusia. Pada kedokteran umum, bahan

ini merupakan bahan alternatif yang direkomendasikan menggantikan bahan cangkok

tulang autograft. Bahan cangkok tulang autograft dinilai memiliki beberapa

kelemahan signifikan antara lain keterbatasan penyediaan tulang autograft sebagai

donor dan dapat mengakibatkan kematian jaringan selama proses pengambilan bahan

cangkok tulang pada donor (Torricelli et al., 2002).

Pencangkokan tulang didasarkan pada kemungkinan terjadinya proses induksi

tulang, melalui kemampuan bahan cangkok tulang untuk menarik sel-sel

multipotensial dari resipien yang terdapat disekitarnya. Hal ini dapat terjadi karena

cangkok tulang mengandung mediator osteoinduksi yang disebut bone morphogenetic

proteins (BMPs) yaitu suatu protein hyodrophobic dalam matrix tulang yang

mempengaruhi diferensiasi sel mesenkim menjadi osteoblas dan kondroblas yang ikut

dalam proses penyembuhan tulang baru (Wirjokusumo, 2001; Rummelhart et al.,

1989; Burchardt, 1987).

Penggunaan bahan cangkok tulang demineralisasi pada praktek klinis

didasarkan pada kemampuan osteokonduksi dan osteoinduksi. Osteoinduksi

tergantung pada aktivitas BMPs yang terdapat pada matriks tulang organik. Formasi

tulang ektopik yang telah diteliti secara biokimia, histologis, dan histokimia

menunjukkan terjadinya tulang baru dalam proses perbaikan. Penelitian terkini

menunjukkan bahwa potensial osteogenik yang dimiliki demineralized freeze-dried

bovine bone xenograft (DFDBBX) berhubungan dengan sejumlah protein yang

terkandung di dalamnya dan memiliki potensi osteoinduksi dan mengandung

transforming growth factor β (TGF β) dan BMPs (Plata et al., 2002).

Becker et al. (1998) telah mengisolasi adanya BMPs yang berasal dari tulang

cortical manusia dan tulang sapi dimana protein tersebut menunjukkan inisiasi

pembentukan tulang. Penelitian yang dilakukan pada hewan mamalia menunjukkan

adanya protein induksi tulang mamalia, yang disebut bovine BMPs (bovine bone

6

morphogenetic proteins ) / osteogenic proteins (OPs) dan baboon BMPs/OPs yang

mempengaruhi diferensiasi tulang (Ripamonti dan Renton, 2006).

Penggunaan bahan xenograft menurut Plata et al. (2002) tidak ada respon

sistemik dan lokal imun yang menyertai pada pencangkokan tulang dengan bahan

bovine bone xenograft. Tujuan penggunaan bahan cangkok tulang xenograft, antara

lain : (a) Menghindari kemungkinan kematian jaringan disebabkan tindakan bedah

kedua untuk mengambil donor, dan keterbatasan penyediaan tulang autograft sebagai

donor dan (b) Sifat osteoinduksi yang diperkirakan lebih banyak dibanding bahan lain

(Torricelli et al., 2002). Salah satu kekurangan dari xenograft adalah kemungkinan

adanya resiko penyebaran penyakit, namun demikian dengan radiasi dan penambahan

ethylene oxide diharapkan dapat memperkecil resiko tersebut (Brunsvold dan

Mellonig, 1993).

Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX) merupakan

bahan cangkok tulang yang berasal dari tulang sapi, yang mengalami proses

demineralisasi dengan pendinginan, kemudian dicairkan dengan asam hidroklorik

sehingga akan menampakkan komponen-komponen matriks tulang yang

berhubungan dengan fibril kolagen yang disebut BMPs. Bahan anorganik dari bovine

bone graft mampu mendukung perlekatan dan proliferasi sel-sel osteoblas, yang

merupakan langkah awal untuk proses osteogenesis. Bahan tersebut akan mendukung

matriks tulang untuk regulasi, melalui 3 mekanisme : (1) Membentuk spasi bahan

pengisi yang kuat; (2) Membentuk perlekatan dan proliferasi osteoblast; dan (3)

Sebagai sarana untuk menstimulasi pembentukan tulang (Stephan et al., 1999).

Proses pembuatan demineralisasi meliputi beberapa tahapan, yaitu : 1)

Pemotongan tulang sesuai ukuran yang diperlukan, 2) Pencucian menggunakan

larutan H2O2, 3) Pencucian menggunakan NaCl 0,9 %, 4) Proses defatting untuk

menghilangkan sisa-sisa lemak, 5) Pencucian ulang dengan larutan NaCl 0,9%, 6)

Proses perendaman dengan HCl selama 24-48 jam, 7) Proses pencucian dengan

akuades steril sampai pH kembali normal, 8) Proses Freeze-dried, dan 9) Proses

Pengemasan ( Anonim, 2011).

7

Gambar 1. Demineralized freeze-dried bovine bone xenograft (DFDBBX)

DFDBBX memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari

DFDBBX adalah karena banyak mengandung protein growth factor dan struktur

bahan cangkok ini tidak rapuh atau cukup kuat sehingga mempermudah saat aplikasi

pada penanganan kasus fraktur yang terdapat gap. Kekurangan DFDBBX adalah

proses mineralisasi tulang lebih lama dibanding HA-BBX sehingga proses

remodeling tulang juga lebih lama dibanding dengan HA-BBX.

2.3 Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)

Merupakan bahan cangkok tulang atau bahan substitusi tulang yang berasal

dari sapi yang masih memiliki kandungan mineral. Hydroxyapatite (HA) bovine bone

xenograft dibuat melalui proses tertentu sehingga dapat menghilangkan antigenisitas

dan potensi respon inflamasi bagi penerima (Hislop et al., 1993, Cohen et al., 1994).

Menurut Dersot et al. (1995) hydroxyapatite merupakan bahan yang mudah

diresorbsi oleh osteoklas (multinucleated giant cells), sehingga dapat menyebabkan

substitusi dan renovasi pada tulang.

8

Proses pembuatan HA-BBX meliputi beberapa tahapan, yaitu : 1)

Pemotongan tulang sesuai ukuran yang diperlukan, 2) Pencucian menggunakan

larutan H2O2, 3) Pencucian menggunakan NaCl 0,9 %, 4) Proses defatting untuk

menghilangkan sisa-sisa lemak, 5) Pencucian ulang dengan larutan NaCl 0,9%, 6)

Deproteinasi dengan cara proses pembakaran pada suhu 1000oC 7) Proses pencucian

dengan akuades steril, 8) Proses pengeringan dengan oven pada suhu 100 oC, dan 9)

Proses Pengemasan (Anonim, 2011).

Gambar 2. Hydroxyapatite bovine bone xenograft (HA-BBX)

Kelebihan HA adalah berpengaruh lebih cepat memacu proses mineralisasi

tulang sehingga mempercepat proses remodeling tulang. Kekurangan HA-BBX

adalah bentuk sediaan bahan cangkok tulang ini memiliki struktur yang lebih rapuh

dibandingkan DFDBBX sehingga saat aplikasi pada penanganan kasus fraktur model

gap lebih sulit.

9

BAB III

PENUTUP

3.1 Simpulan

Metode khusus pencangkokan tulang (bone grafting) dapat dilakukan pada

penanganan fraktur untuk menyatukan patahan tulang yang sulit disatukan, baik dengan

bahan cangkok yang bersifat demineralisasi maupun yang bersifat mineralisasi. Karena

masing-masing bahan cangkok memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari

DFDBBX adalah karena banyak mengandung protein growth factor dan struktur

bahan cangkok ini tidak rapuh atau cukup kuat sehingga mempermudah saat aplikasi

pada penanganan kasus fraktur yang terdapat gap. Kekurangan DFDBBX adalah

proses mineralisasi tulang lebih lama dibanding HA-BBX sehingga proses

remodeling tulang juga lebih lama dibanding dengan HA-BBX. Namun kelebihan

dari HA-BBX adalah berpengaruh lebih cepat memacu proses mineralisasi tulang

sehingga mempercepat proses remodeling tulang.

3.2 Saran

Penelitian- penelitian lanjutan diperlukan untuk mengetahui bagaimana

pengaruh bahan cangkok tulang terhadap kekuatan tulang pasca fraktur sehingga akan

lebih spesifik mengetahui manfaat penambahan bahan cangkok tulang.

.

10

DAFTAR PUSTAKA

Abbas, B., Pandansari, P., dan Anas, F., 2005. Status Bank Jaringan di Indonesia,

disampaikan pada seminar pemanfaatan teknologi nuklir bidang kesehatan

di propinsi NTB. 21 Juni 2005.

Anonim, 2009. Instalansi Biomaterial Bank Jaringan RSUD. Dr. Soetomo. Surabaya.

Becker, W., Clokie C., Sannerby L,. Urist, M.R., and Becker, B.B., 1998. Histologic

finding after implantation and evaluation of different grafting materials

and titanium miro screws into extraction socket : case reports. J.

Periodontal. 69: 414-21.

Burchardt, H and Enneking, W.F. 1987. Transpalantation of bone. Surg. Clin. North.

Am. 58: 403-427.

Brunsvold, M.A,. and Mellonig, J.T., 1993. Bone graft and periodontal regeneration.

Periodontology .200: 9-15.

Cohen, R., Mullarky, R., Noble, B., Comeau, R, Neiders, M., 1994. Phenotypic

characterisation of mononuclear cells following anorganic bovine bone

implantation in rats. J. Periodontol. 65: 1008-15.

Dersot, J.M., Colombier, M.L., Lafont J, Baroukh B, Septier D, Saffar JL. 1995.

Multinucleated giant cells elicited around hydroxyapatite particles

implanted in craniotomy defects are not osteoclasts. Anat. Rec. 242: 166-

76.

Fedi, P.F., Vernino, A.R., dan Gray, J.L. 2005. Silabus peridonti. Ed. Ke-4. hal. 94-

104, 167-179. EGC. Jakarta.

Grant, D.A., Stern, I.B., and Listgarten, M.A., 1988. Periodontics, the C.V. Mosby

Co., st.Louis. p. 860-71.

Hislop, W.S., Finlay, P.M., Moos, K.P., 1993. A preliminary study into the use of

anorganic bone in oral and maxillofacial surgery. Br. J. Oral Maxillofac.

Surg. 31: 149-53.

Junquera, C.L, Carnerio J, Kelly R.O., 1995. Basic histology, 8th ed., pp 94-105.

Prentice-Hall International, USA.

Lindhe, J., Lang, N.P., and Karring, T, 2008. Clinical periodontology and implant

densitry, 5th ed. Blackwell Munksgaard. Hongkong. 554-562, 542.

11

McAllister, B.S., and Haghighat, K., 2007. Bone augmentation techniques. J.

Periodontal. 78 : 377-96.

Plata, D.V., Scheyer, E.T and Mellonig,J.T., 2002. Clinical comparison of an enamel

matriw derivative used alone or in combination with a bovine- derived

xenograft for treatment of periodontal osseous defect in humans.

J.periodontal. 73:433-40

Ripamonti, U., and Renton, L., 2006. Bone morphogeetic proteins and the induction

of periodontal tissue regeneration. Peridontology 2000. 41 :73-87.

Rummelhart, J.M., Mellonig, J.T., Gray, J.L., and Towle, H.J, 1989. A comparison of

freeze-dried bone allograft and demineralized freeze-dried bone allograft

in human periodontal osseous defects. J.periodontal osseous defect. J.

Periodontal. 60: 655-63.

Stephan, E.B.,Jang, D., Lynch, S., Bush, P., and Dziak, R., 1999. Anorganic bovine

bone supports osteoblastic cell attachment and proliferation. J.

Periodontal. 70 : 364-69.

Toricelli, P., Fini, m., Giavaresi, G., Rimondini, l., and Giardino, R, 2002.

Characterization of bone defect repair in young and aged rat femur

induced by xenogenic demineralized bone matrix. J. Periodontal.

73:1003-09.

Wirjokusum, S., 2001. Aplikasi klinis biomaterial di bidang bedah mulut dalam the

1st indonesian tissue bank scientific meeting and workshop on biomaterial

application. hal 43-44, Surabaya.