pustaka unpad konsep baru dalam pembuatan beads mengandung campuran antibiotik

8/18/2019 Pustaka Unpad Konsep Baru Dalam Pembuatan Beads Mengandung Campuran Antibiotik

1/10

Konsep Baru Dalam Pembuatan Beads Mengandung CampuranAntibiotik dan Polymethylmethacrylate Untuk Terapi Osteomielitis

Kronis

Hermawan Nagar Rasyid

Bagian Orthopaedi dan TraumatologiFakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran Rumah !akit Hasan !adikin Bandung

hermawan"nr#indo$net$id

Pendahuluan

Osteomielitis kronis merupakan suatu penyakit pada jaringan tulang yang dapat

mempengaruhi kelangsungan hidup %agi anggota gerak tu%uh$ Patogenesis terjadinya

osteomielitis telah dipelajari se&ara klinis dan telah di%uat klasi'kasi sesuai dengan

sum%er dari in(eksi apakah hematogen atau sum%er yang %erdekatan dan kemampuan

vaskuler setempat$) !e&ara klinis terdapat pepatah yang mengatakan *sekali

osteomielitis tetap osteomielitis+ yang masih tetap menunjukan relevansinya$ ,ulti(aktor

sangat %erpengaruh terhadap tim%ulnya penyakit terse%ut yaitu hu%ungannya dengan

luka- implan dan patogenitas %akteri$ !epanjang hidup- tulang se&ara konstan

memper%aharui diri- dan sedikit koloni %akteri dapat tertutup di dalam tulang selama

terjadinya in(eksi$ ,ereka dapat tetap hidup se&ara dorman dalam %e%erapa tahun tanpa

menim%ulkan gejala$

)-.

Bioflm yang %erkem%ang di sekitar sekuester /tulang mati0 akan melindungi

jaringan yang mati terse%ut terhadap %akteri patogen- sehingga hal ini dapat

menye%a%kan in(eksi menjadi persisten$1 !aat ini penanganan osteomielitis kronis masih

merupakan masalah dalam %idang orthopaedi /2am%ar )30$ 4e%ridemen /mem%uang

jaringan yang non vital0 dan pem%erian anti%iotika merupakan penatalaksanaan yang

dianut$ !eringkali anti%iotika yang di%erikan se&ara oral maupun parenteral tidak dapat

men&apai lokasi in(eksi dengan %aik$ 1-5-6

3plikasi biomaterial merupakan modal utama di dalam dunia kedokteran modernuntuk memper%aiki kualitas hidup pasien- walaupun demikian tim%ulnya osteomielitis

kronis masih tetap merupakan masalah kesehatan yang perlu mendapat perhatian

khusus$ 789 Para ahli mengem%angkan pem%erian anti%iotika lokal dalam %entuk

antibiotic–loaded polymethylmethacrylate (PMMA) beads dikenal se%agai anti%iotik

dalam bone cement $ Bone cement akan %erperan se%agai *kendaraan” untuk mengirim

anti%iotik /drug delivery system0 ke tempat in(eksi dengan konsentrasi tinggi yaitu .::

kali di%anding dengan pem%erian parenteral$):8)1 !ementara konsentrasi serum tetap

rendah dan tidak menim%ulkan e(ek samping sistemik$ P,,3 ini merupakan polimer dari

kelompok non-biodegradable polymethylmetha&rylate$)5-)6 Kerugian dari jenis ini adalah

4i%a&akan pada; )st National ,eeting on Biomedi&al


2/10

rendahnya konsentrasi anti%iotik yang keluar dari &ampuran P,,3 terse%ut? dan

diperlukan tindakan pem%edahan kedua untuk melepas beads terse%ut$

Untuk melakukan ini maka para ahli orthopaedi di =ndonesia se&ara manual

mem%uat sendiri &ampuran anti%iotik dengan P,,3 yang akan di%entuk menyerupai

untaian beads- untuk selanjutnya akan ditanam dalam de(ek tulang melalui tindakan

operasi dalam jangka waktu dua sampai empat minggu7 /2am%ar )B0$ 3dapun hasil dari

tindakan %edah ini se&ara empiris menunjukkan hasil yang memuaskan$

3nti%iotik yang sering digunakan adalah golongan (os(omy&in sodium dan sampai

saat ini masih %elum ada kepustakaan yang mem%erikan in(ormasi tentang e(ekti'tas

beads yang mengandung &ampuran (os(omy&in dengan P,,3- terutama dalam jumlah

konsentrasi anti%iotik yang keluar dari &ampuran ini$ Oleh karena itu ke%erhasilan

penggunaan &ampuran (os(omy&in dengan P,,3 dalam %entuk beads ini masih sangat

diragukan$ Terdapat %e%erapa (aktor yang dapat mempengaruhi ke%erhasilan

pengo%atan dengan &ara ini yaitu apakah dari pem%erian anti%iotik se&ara parenteral-

antibiotic beads itu sendiri- atau ke%erhasilan tindakan pem%edahan$

Gambar A Foto penderita osteomielitis kronis pada lengan atas kanan dengan sekuester yang

&ukup %esar /lihat panah0$ Gambar B Foto sinar8@ /3ntero Posterior0 dengan antibiotic-loaded

PMMA beads ditanam pada de(ek tulang /lihat panah0$

3gar diperoleh hasil yang optimal dalam pelepasan anti%iotik dari bone cement,

maka beads terse%ut harus mempunyai surace area per-volume ratio yang %esar-

sehingga perlu di %uat beads dengan diameter A mm /menga&u dari antibiotic-loaded

beads produk impor0- mempunyai %entuk dan ukuran yang seragam- mempunyai

porositas yang &ukup- serta konsentrasi anti%iotik yang tepat$

Oleh karena itu tujuan dari penelitian ini adalah;



3/10

)$ ,empelajari karakteristik beads yang mengandung &ampuran anti%iotik dan

P,,3 terhadap porositas beads- konsentrasi anti%iotik dan durasi pelepasan

anti%iotik dari P,,3 beads

.$ ,engusulkan konsep %aru dalam pem%uatan beads mengandung &ampuran

anti%iotik dengan P,,3

1$ ,eran&ang dan merealisasikan semi-manual beads template system untuk

memproduksi antibiotic-loaded PMMA beads yang mempunyai %entuk dan ukuran

yang seragam serta mempunyai porositas yang &ukup

4engan demikian akanmem%erikan kontri%usi se%agai %erikut;

)$ =nstitut Teknologi Bandung dapat se%agai pusat penelitian untuk pengem%angan

handmade antibiotic-loaded beads di >awa Barat

.$ Para ahli orthopaedi dapat memperoleh in(ormasi yang akurat dari konsep %aru inidalam pem%uatan beads mengandung &ampuran anti%iotik dan P,,3$

1$ Konsep %aru dapat dikem%angkan untuk memperoleh antibiotic beads dengan

konsentrasi yang tinggi pada tempat in(eksi /ditinjau dari e'kasi- pelepasan

%ertahap- waktu- dan %iaya0$

5$ !andmade PMMA beads dapat dengan mudah diproduksi dengan menggunakan

semi-manual beads template system di kamar %edah$

6$ Konsep ini dapat diaplikasikan oleh negara %erkem%ang lainnya$

!"aluasi dari Handmade Antibiotic-Loaded PMMA Beads yang Biasa Digunakan

4i negara %erkem%ang sering ditemukan komplikasi osteomielitis kronis- dan

pem%edahan merupakan terapi pilihan- pem%erian anti%iotik parenteral dan pemakaian

handmade beads dengan menggunakan (os(omy&in8sodium se%agai anti%iotik terpilih

untuk ditanam dalam de(ek tulang selama dua sampai empat minggu$ Pada umumnya-

se&ara klinis pengo%atan ini memperlihatkan hasil yang memuaskan walaupun %ukti

ke%erhasilan masih sangat kurang- apakah %erasal dari anti%iotik parenteral- atau

(os(omy&in beads itu sendiri- atau ke%erhasilan tindakan pem%edahan$

Untuk mengetahui sejauh mana e(ekti'tas anti%iotik yang keluar dari beads P,,3

yang %iasa digunakan /e"isting osomycin-loaded PMMA beads0- maka dilakukan

%er%agai per&o%aan in vitro- untuk mempelajari pelepasan anti%iotik yang

%erkesinam%ungan dengan konsentrasi yang %erada dalam koridor optimum dan durasi

waktu tertentu$ Penelitian dilakukan terhadap %er%agai strain %akteri dari pasien yang

menderita in(eksi aki%at osteomielitis kronis dan pemasangan implan$ 4ilakukan

per&o%aan untuk menilai e(ekti'tas anti%iotik dengan menentukan kadar ham%at

minimal /KH,0- selanjutnya dilakukan evaluasi terhadap kinetika anti%iotik melalui ona

ham%at /inhibition-#ones

0 serta melakukan penilaian terhadap porositasbeads

denganmenggunakan scanning electron micrsocopy /!


4/10

dengan beads anti%iotik dari produk impor- yang merupakan standar %aku untuk terapi

in(eksi tulang$

Hasil evaluasi terse%ut ternyata handmade osomycin P,,3 beads tidak

menunjukkan pelepasan anti%iotik yang memuaskan- hal ini dise%a%kan karakteristik

beads yang tidak ideal- dimana beads %erukuran %esar serta tidak seragam dan

mempunyai porositas yang sangat kurang$ Ukuran beads yang %erukuran ke&il perlu

dipertim%angkan perannya dalam pelepasan anti%iotik$ Permukaan beads merupakan

karakteristik yang sangat penting dalam e(ekti'tas pelepasan anti%iotik$ $"isting beads

yang dievaluasi mempunyai ukuran yang sangat tidak seragam dengan kisaran )$7

sampai .$A &m %ila di%andingkan dengan produk impor !eptopal /:$C &m0, sehingga

menunjukkan surace area per-volume ratio yang tidak optimal /.$) sampai 1$A &m8)0

di%anding dengan !eptopal /A$7 &m8)0- sehingga mempunyai %e%an anti%iotik yang

%er%eda$ Karakteristik %eads se&ara rin&i dapat dilihat pada Ta%el )$

Pilihan (os(omy&in se%agai anti%iotik yang di&ampur dengan P,,3 dalam %entuk

beads dapat dipertanyakan apakah anti%iotik ini dapat %er(ungsi dengan %aikD$ Karena

dari penelitian in vitro diperoleh %ahwa (os(omy&in memperlihatkan e'kasinya terhadap

7:E /)..:0 terhadap strain %akteri osteomielitis- dan 6AE /C).0 adalah %akteri

%taphylococcus aureus$ 4isamping itu (os(omy&in8P,,3 beads hanya mampu

mem%unuh .:E /.):0 yaitu %taphylococcus aureus C1.1 dan N! C19) /Ta%el .0$

Tabel


5/10

*o Bacterial 'trainsBeadno

Beadno +

Beadno ,

Beadno -

Beadno .

Beadno /

'eptopalG

) %& aureus 6.9A 8 8 8 8 8 8 0

. %& aureus C1.1 8 0 8 0 0 0 0

1 P& aeruginosa 6)5A 8 8 8 8 8 8 0

5 P& aeruginosa C15A 8 8 8 8 8 8 06 N! C17A 8 8 8 8 8 8 0

7 N! C115 8 8 8 8 8 8 8

C N! C19) 8 0 0 0 0 0 8

A 'lebsiella 111.6C 8 8 8 8 8 8 0

9 Micrococcus C19C 8 8 8 8 8 8 0

): $& coli B! 7.:7 8 8 8 8 8 8 0

Table + ona ham%at satu tetes &airan dari handmade osomycin-loaded PMMA beads dan

gentamicin-loaded %eptopal beads$

Kepustakaan menyatakan %ahwa (os(omy&in sangat mudah menye%a%kan mutasi

untuk tim%ulnya resistensi %akteri- walaupun kepustakaan lain mengatakan peran

peru%ahan genetika dalam tim%ulnya resistensi terse%ut$ ,elihat risiko yang potensial

untuk tim%ulnya mutasi- di dunia %arat- (os(omy&in sangat jarang digunakan se%agai

monoterapi dan hampir selalu digunakan se&ara kom%inasi dengan van&omy&in atau

tei&oplanin$ Je%ih lanjut dapat dilihat pada penelitian ini %ahwa diperlukan (os(omy&in

dalam konsentrasi tinggi untuk men&apai e'kasi yang optimal- tanpa memperhatikan

ada atau tidaknya glu&ose878phosphate$ 4apat disimpulkan %ahwa se&ara in vitro,

(os(omy&in tidak dapat dikom%inasikan dengan polimer P,,3$

Konsep Baru untuk Meningkatkan Pelepasan Antibiotik pada Handmade

Antibiotic-Loaded PMMA Beads

Pada tahun )9C:- Bu&&hol dan


6/10

pengo%atan osteomielitis kronis- tanpa memperhatikan jenis %akteri dan sensiti'tasnya

terhadap gentami&in$

Telah dipelajari pengaruh soluble fllers seperti gly&ine- sodium &hloride /NaJ0

terhadap kinetika gentami&in$ Pada 2am%ar . terlihat %ahwa &ampuran gentami&in8

gly&ine dengan penam%ahan konsentrasi tinggi NaJ dapat meningkatkan pelepasan

gentami&in yang keluar dari handmade beads& Hal ini dise%a%kan ter&apainya sistim

perkolasi pada konsentrasi terse%ut$ Tampak am%ang perkolasi terlihat pada )7 g dan .5

g Nal$

Gambar +

Pengaruh soluble fller Nal pada persentase pelepasan gentami&in terhadap waktu$

Kinetika pelepasan gentami&in dengan penam%ahan polimer biodegradable

seperti Kollidon pada %er%agai konsentrasi dalam 6:E konsentrasi monomer

diperlihatkan pada 2am%ar 1$ Pada (ormula dengan komposisi )g gentami&in 8

)6EKollidon85:g P,,3 dalam 6:E monomer /):mJ0 menunjukkan hasil yang %aik-

%erada di dalam koridor *dosis optimal+ dan memperlihatkan sustained release$

Pelepasan gentami&in yang keluar dari beads dengan komposisi terse%ut di atas adalah

)7695$A gmJ /C)$1E0 pada hari ke8)5- %ila di%andingkan dengan gentami&in yangkeluar dari !eptopalG pada waktu yang %ersamaan- pelepasan gentami&in menunjukkan

5)C.$: gmJ /67E0$ Tampak pelepasan gentami&in yang %erasal dari template system

memperlihatkan peningkatan )$1 kali di%anding !eptopalG dengan per%edaan yang

%ermakna /pL:$:60$



7/10

Gambar , Persentase kumulati( pelepasan gentami&in yang keluar dari beads P,,3 pada

&ampuran Kollidon dalam %er%agai konsentrasi /6 wwE- ): wwE- atau )6 wwE0 dalam 6:E

monomer- terhadap (ungsi waktu- di%andingkan dengan pelepasan gentami&in dari !eptopal G$ !4

diperoleh dari tiga handrolled beads yang %er%eda dan !eptopalG$

ampuran )g gentami&in8)6EKollidon85:g P,,386:E monomer di%uat rangkap

tiga dengan menggunakan teknik molding yang %er%eda (handrolled, template)&

!eptopalG digunakan se%agai pem%anding$ 4alam waktu yang telah ditentukan yaitu hari

ke8)- ke8.- ke81- ke8C dan hari ke8)5- bioflm di %eri pewarnaan dengan crystal violet /M0

se%agai indeks dari (ormasi bioflm$ Terlihat %ahwa gentami&in dapat mengham%at

ter%entuknya bioflm sampai 9A$CE- tampaknya setara dengan !eptopalG- hal ini

ditunjukkan pada 2am%ar 5$ 2entami&in menunjukkan e'kasinya terhadap pen&egahan

ter%entuknya bioflm dari strain % aureus 6.9A /,= :$C6 gmJ0$ !ehingga dapat

disimpulkan %ahwa handmade gentamicin-loaded PMMA beads dengan teknik molding

menggunakan semi-manual beads template system tidak mempengaruhi e'kasi

gentami&in- serta tidak memperlihatkan per%edaan yang %ermakna terhadap !eptopalG

/pL:$5)0$ !edangkan per%edaan yang sangat %ermakna terlihat pada pelepasan

gentami&in dengan teknik molding dengan &ara handrolling di%anding dengan !eptopal/pL:$:::10$

Pada gam%ar ini terlihat %ahwa deviasi standar dari handrolled beads mempunyai

per%edaan yang &ukup %esar apa%ila di%andingkan dengan !eptopalG dan template-

keadaan ini dise%a%kan karena handrolled beads mempunyai diameter rata8rata )$C kali

le%ih %esar di%anding dengan produk impor$ Hal ini tentunya akan %erpengaruh terhadap

pelepasan anti%iotik yang rendah karena mempunyai surace area per-volume ratio yang

ke&il$



8/10

Gambar - Persentase penurunan pertum%uhan %akteri$ Bakteri yang digunakan adalah strain %&

aureus 6.9A yang sangat sensiti( terhadap gentami&in /,= :$C6 gmJ0$ $rror bars menunjukkan

nilai rata8rata !4 dari hasil rangkap tiga$

4ari penelitian terhadap e"isting beads, tampak %ahwa surace area per-volume

ratio adalah C &m8)- sangat kurang apa%ila di%andingkan dengan produk impor /A$7 &m 8) 0$

Rasio ini sangat penting untuk meramal pelepasan anti%iotik- ukuran %eads makin ke&il

akan meningkatkan konsentrasi anti%iotik yang akan lepas dari beads$

,elihat kepentingan rasio beads yang demikian %erpengaruh maka telah di

laksanakan peran&angan dan realisasi dari semi-manual beads template system yang

dapat mem%uat %eads %er%entuk %ola dengan diameter yang seragam dan %erjarak

sama satu sama lain$ Hal ini diperlukan untuk memperoleh surace area per-volume ratio

yang %esar- dengan menga&u dari produk impor !eptopalG yaitu C mm$ emplate ini

dapat mem%entuk 1: %uah P,,3 beads dengan %entuk dan ukuran yang seragam yaitu

sekitar A mm dengan jarak 5 mm satu sama lain$ 4apat dilaksanakan di kamar %edah

dengan &epat /sekitar .: menit0$ 4engan menggunakan semi-manual beads template

system diharapkan dapat memproduksi beads yang mempunyai kualitas yang setara

dengan kualitas produk impor- dengan harga yang terjangkau %agi masyarakat di negara

%erkem%ang$ Komponen beads template system se&ara rin&i dapat di lihat pada 2am%ar

6- sedangkan 2am%ar 7 memperlihatkan realisasi dari semi-manual beads template

system$



9/10

Gambar . Komponen semi manual beads template system terdiri dari %agian &in&in stainless steel

/3&in&in dasar- 4&in&in tengah-


10/10

)$ Alonge1 T2O21 Ogunlade1 '2O21 Omololu1 A2B21 %ashina1 A2*21 and Olu3atosin1 A$ ,anagement o(

&hroni& osteomyelitis in a developing &ountry using &e(triaIone8P,,3 %eads; an initial study$ *nt + lin Pract

.::.?./;)A)1$

.$ Brinker1 M242 3nti%ioti& Beads in 2eneral Prin&iples o( Trauma- in; Review o( Orthopaedi& Trauma .::);1)8

51$

1$ 5an de Belt1 621 *eut1 D21 5an 6orn1 72421 5an der Mei1 62C21 'chenk1 821 and Busscher1 6272%taphylococcus aureus %io'lm (ormation on dierent gentami&in8loaded polymethylmetha&rylate %one

&ements$ Biomaterials .::)?++;)7:C8)7))$

5$ Pat9akis1 M2721 8ilkins1 721 Kumar1 721 6oltom1 P21 Greenbaum1 B21 and 4essler1 4 $ omparison o( the

results o( %a&terial &ultures (rom multiple sites in &hroni& osteomyelitis o( long %ones; 3 prospe&tive study$ +

Bone +oint %urg Am )995?:/;7758777$

6$ 8alenkamp1 G262;2M21 Coombs1 421 and %it9gerald1 4262 2entami&in P,,3 %eads; Pharma&okineti&s

and ToIi&ology in; =n(e&tion in the Orthopaedi& Patient )9A9;)71877$

7$ Buchhol91 62821 and !ngelbrecht 62 U%er die 4epotwirkung einiger 3nti%ioti&a %ei Mermis&hung mit

dem Kunsthar Pala&os$ hirurg )9C:?-;6))8)6$

C$ Klemm1 K2 2entamy&in8P,,38Kugeln in der Behandlung a%sedierender Kno&hen und

Qei&hteilin(ektionen$ entral %l$ hirurg )9C9?

pustaka unpad konsep baru dalam pembuatan beads mengandung campuran antibiotik

Documents