Dinamika leukosit pada persembuhan tulang dengan implantasi kombinasi bifasik kalsium fosfat
DINAMIKA LEUKOSIT PADA PERSEMBUHAN TULANG
DENGAN IMPLANTASI KOMBINASI BIFASIK KALSIUM
FOSFAT
AMALIA MEINI BUNYAMIN
DEPARTEMEN KLINIK, REPRODUKSI DAN PATOLOGI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika Leukosit
pada Persembuhan Tulang dengan Implantasi Kombinasi Bifasik Kalsium Fosfat
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014
Amalia Meini B
NIM B04100152
ABSTRAK
AMALIA MEINI BUNYAMIN. Dinamika Leukosit pada Persembuhan Tulang
dengan Implantasi Kombinasi Bifasik Kalsium Fosfat. Dibimbing oleh RIKI
SISWANDI dan GUNANTI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika leukosit pada kelinci yang
diimplantasi dengan implan tulang BKF pada tulang tibia. Material implan tulang
terbuat dari kombinasi 70% hidroksiapatit (HA) : 30% β-trikalsium fosfat (β-TKF),
selanjutnya disebut sebagai BKF 1 dan 60% HA : 40% β-TKF (BKF 2). Hewan
yang digunakan dalam penelitian ini adalah dua belas ekor kelinci New Zealand
White yang dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama diimplantasi dengan
material implan tulang BKF 1 dan kelompok kedua diimplantasi dengan material
implan tulang BKF 2. Sampel darah diambil melalui vena aurikularis sebelum operasi
(H0) dan pada hari ke-7, 30 dan 60 setelah operasi. Hasil pemeriksaan darah
menunjukkan bahwa dinamika leukosit pada kedua kelompok perlakuan masih berada
dalam kisaran normal. Dinamika leukosit yang terjadi menunjukkan bahwa kedua
material implan dapat diterima oleh tubuh dan tidak menimbulkan reaksi inflamasi
yang berlebihan.
Kata kunci: diferensial leukosit, hidroksiapatit, implan tulang, β-trikalsium fosfat
ABSTRACT
AMALIA MEINI BUNYAMIN. Leucocyte Dynamics in the Bone Healing
Implanted by Biphasic Calcium Phosphate. Supervised by RIKI SISWANDI and
GUNANTI.
This study was conducted to evaluate the leucocyte dynamics in rabbits
which were implanted by biphasic calcium phosphate (BCP) bone graft in the
tibia bones. The bone graft was made by combination of 70% hydroxyapatite
(HA) : 30% β-tricalcium phosphate (β-TCP), herein after reffered as BCP 1, and
60% HA : 40% β-TCP (BCP 2). Twelve rabbits were used in this experiment and
divided into two groups. The first group was implanted with BCP 1 and the
second group was implanted with BCP 2. Blood samples were collected from
auricularis veins and sampled at pre-surgery (H0) and 7, 30 and 60 days postsurgery. According to the Complete Blood Count (CBC) test, the differential
leucocyte dynamics in both treatment groups were in the normal range.
Differential leucocyte profile showed that the implant was not rejected by the
body and did not cause any excessive inflammatory reaction.
Keywords: bone graft, differential leucocyte, hydroxyapatite, β-tricalcium
phosphate
DINAMIKA SEL DARAH PUTIH PADA PERSEMBUHAN
TULANG DENGAN IMPLANTASI KOMBINASI BIFASIK
KALSIUM FOSFAT
AMALIA MEINI BUNYAMIN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
DEPARTEMEN KLINIK, REPRODUKSI DAN PATOLOGI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu wa Ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
”Dinamika Leukosit pada Persembuhan Tulang dengan Implantasi Kombinasi
Bifasik Kalsium Fosfat”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat memperoleh
gelar sarjana dari Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Tulisan
ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan penulis di Divisi Bedah dan
Radiologi, Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi, Fakultas Kedokteran
Hewan Institut Pertanian Bogor.
Penulisan karya ini tidak akan dapat terselesaikan dengan baik tanpa
bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Drh Riki Siswandi, MSi dan Dr Drh Hj. Gunanti, MS selaku pembimbing
I dan pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, saran dan kritik
dalam penulisan karya ini,
2. Dr Ir Kiagus Dahlan, MSc (Dept. Fisika FMIPA IPB) dan teman-teman
Departemen Fisika (Mbak Aisyah, Tiara dan Dini) yang telah bersedia
memberikan bantuan berupa material implan dalam penelitian ini,
3. Kedua orang tua beserta keluarga besar yang selalu memberikan nasehat,
motivasi, bimbingan, kasih sayang, semangat dan doa yang tidak pernah
berhenti kepada penulis,
4. Teman-teman seperjuangan dalam penelitian (Zulfi Nadhirul Hikmah,
Inneke Faranthyka, Putu Jodie Kusuma Wijaya, Agvinta Nilam, Rizal Eko
Kurniawan, Ridzki M. Luthfi, Harini Pristiwa, dan M. Tri Apriyadi) atas
kebersamaan, bantuan dan kerjasamanya,
5. Staf Divisi Bedah dan Radiologi Departemen Klinik, Reproduksi, dan
Patologi FKH IPB: Pak Katim dan Pak Kosasih yang telah membantu
penulis selama penelitian,
6. Drh Kusdiantoro Muhammad, MSi selaku pembimbing akademik yang
telah menjadi orang tua selama penulis menimba ilmu di FKH IPB,
7. Keluarga besar Acromion 47 atas kebersamaannya selama ini,
8. Keluarga Besar KSR PMI Unit 1 IPB atas pengalaman dan pelajaran
dalam kebersamaan dan kekeluargaannya selama ini,
9. Sahabat tercinta, Bintang Pratiwi dan Frimadi Chandra atas doa, dukungan
dan motivasi yang diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi,
10. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu terima kasih atas
dukungannya
Penulis sadar bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Penulis
mengharapkan kritik dan saran untuk melengkapi skripsi ini. Semoga skripsi ini
bermanfaat bagi penulis, pembaca dan semua pihak yang terkait.
Bogor, Oktober 2014
Amalia Meini Bunyamin
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Kelinci
Bifasik Kalsium Fosfat (BKF)
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat dan Bahan
Tahap Persiapan
Tahap Pengambilan Darah
Tahap Operasi Penanaman Implan Tulang
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah total leukosit
Persentase neutrofil
Persentase eosinofil
Persentase monosit
Persentase limfosit
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vi
vi
vi
1
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
5
5
6
6
7
8
9
9
11
11
11
11
15
17
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Kelinci New Zealand White
Peralatan yang digunakan pada penelitian
Waktu dan jumlah pengambilan sampel
Pengambilan darah kelinci
Operasi penanaman implan tulang
Rataan jumlah total leukosit
Rataan persentase neutrofil
Rataan persentase eosinofil
Rataan persentase monosit
Rataan persentase limfosit
2
4
4
5
5
6
7
8
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rata-rata dan simpangan baku jumlah total leukosit serta persentase
neutrofil, eosinofil, monosit dan limfosit kelinci sebelum dan sesudah
operasi
15
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kehilangan serta kerusakan tulang yang substansial dan berbagai operasi
seperti pengangkatan tumor tulang, pemasangan prosthesis persendian panggul,
dan kerusakan tulang lainnya semakin meningkatkan kebutuhan akan biomaterial
implan tulang untuk menggantikan jaringan tulang yang hilang atau rusak.
Biomaterial yang digunakan sebagai material implan tulang harus memiliki
struktur dan sifat yang mirip dengan tulang, sehingga dapat membantu
mempercepat proses persembuhan tulang.
Biomaterial kalsium fosfat memiliki keunggulan sebagai bahan substitusi
tulang dibandingkan dengan biomaterial lainnya karena memiliki kemiripan
komposisi dengan mineral tulang. Contoh dari biomaterial ini diantaranya adalah
hidroksiapatit (HA) dan beta-trikalsium fosfat (β-TKF). Material HA memiliki
sifat biokompatibel yang baik sehingga dapat langsung berikatan dengan tulang
(Kano et al. 1994). Material β-TKF memiliki laju degradasi yang sesuai dengan
tingkat pertumbuhan tulang yang baru (Stahli et al. 2010). Kombinasi kedua
material ini (disebut dengan bifasik kalsium fosfat, BKF) diharapkan dapat
memberikan persembuhan tulang yang optimal.
Penelitian mengenai potensi BKF sebagai material implan tulang pernah
dilakukan terhadap domba. Berdasarkan hasil penelitian Noviana et al. (2011),
material implan tulang BKF memiliki sifat biokompatibilitas, biodegradasi,
bioresorbsi, bioaktif dan osteokonduktif yang lebih baik daripada material implan
tulang HA-Kitosan. Selain domba, hewan model lain yang dapat digunakan untuk
percobaan implantasi material sebagai model bagi manusia adalah anjing,
kambing dan kelinci (Pearce et al. 2007). Alasan pemilihan kelinci pada penelitian
ini adalah kemudahan dalam handling dan persamaan dengan tulang manusia
berupa kepadatan mineral tulang dan kekuatan bagian pertengahan diaphyseal
tulang terhadap kepatahan (Wang et al. 1998)
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengamati dinamika leukosit kelinci
yang meliputi jumlah total leukosit dan diferensial leukosit (neutrofil, eosinofil,
basofil, monosit dan limfosit) pada kelinci yang diimplantasi dengan material
implan tulang BKF.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat berupa informasi
mengenai dinamika leukosit pada tulang kelinci yang diimplantasi material BKF.
2
TINJAUAN PUSTAKA
Kelinci
Menurut Hustamin (2006), kelinci diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
: Animalia
Filum
: Chordata
Sub filum
: Vertebrata
Kelas
: Mammalia
Ordo
: Lagomorpha
Famili
: Leporidae
Sub famili
: Leporinae
Genus
: Oryctolagus
Spesies
: Oryctolagus cuniculus
Gambar 1 Kelinci New Zealand White
Kelinci adalah salah satu hewan yang paling umum digunakan untuk
penelitian biomedis dan yang digunakan sekitar 35% dari studi penelitian
muskuloskeletal (Neyt et al.1998). Pemilihan spesies ini antara lain karena
kemudahan penanganan dan ukuran. Kelinci digunakan karena kematangan tulang
dewasa tercapai tidak lama setelah kematangan seksual pada sekitar usia 6 bulan
(Gilsanz et al. 1988), sementara hewan lain membutuhkan usia kematangan tulang
dewasa yang lebih lama. Walaupun tidak banyak memiliki kesamaan dengan
karakter tulang manusia, beberapa persamaan yang dilaporkan adalah kepadatan
mineral tulang dan kekuatan bagian pertengahan diaphyseal tulang terhadap
kepatahan antara kelinci dan manusia (Wang et al. 1998).
Bifasik Kalsium Fosfat (BKF)
Biokeramik bifasik kalsium fosfat (BKF) merupakan biomaterial yang
terbuat dari kombinasi hidroksiapatit (HA) dan beta-trikalsium fosfat (β-TKF) .
Selain merupakan bahan bioaktif, material ini juga merupakan senyawa alami di
dalam tulang. Hal ini memungkinkan material BKF dapat diterima oleh tubuh dan
memberikan persembuhan. Penggunaan material ini secara klinis pertama kali
dilaporkan oleh Nery et al. (1975) yang menggunakan kalsium fosfat yang disebut
sebagai “trikalsium fosfat” tetapi teranalisis sebagai campuran dari HA dan βTKF pada gambaran radiografi.
3
Material HA memiliki kandungan kimia yang mirip dengan kandungan
kimia tulang yang telah termineralisasi sehingga bersifat osteokonduktif dan
biokompatibel (Nandi et al. 2008). Osteokonduktif berarti bahwa implan tulang
mampu menyediakan ruang dan sebagai perancah agar persembuhan tulang dapat
berjalan. Sifat ini memberikan ruang bagi pertumbuhan vaskularisasi baru dan
infiltrasi sel prekursor osteogenik ke dalam tulang (Kalfas 2001) sehingga
mempercepat proses regenerasi tulang (Fujishiro et al. 2005). Biokompatibel
berarti bahwa terjadi harmonisasi dengan sistem tubuh, tidak mempunyai efek
toksik atau mengganggu fungsi biologis (Dorland 2002).
Material HA hanya dapat digunakan secara terbatas karena tubuh hanya
mampu menyerap HA dalam jumlah yang kecil (Santos et al. 2007). Kekurangan
sifat HA tersebut dapat diatasi dengan β-TKF yang memiliki daya biodegradation
yang lebih tinggi (Nandi et al. 2010). Keunggulan penggunaan β-TKF sebagai
material implan tulang diantaranya adalah bersifat biokompatibel, implan tulang
dengan kontak yang optimal, preparasi yang mudah saat operasi, adaptasi yang
baik pada rongga di tulang dan mudah dimanipulasi (Oryan et al. 2014).
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli sampai bulan November 2013.
Pemeliharaan kelinci dilakukan di Kandang Kelinci, Kandang Fasilitas Hewan
Coba Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor. Penanaman material
implan dilakukan di Laboratorium Bedah Eksperimental, Divisi Bedah dan
Radiologi, Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi Fakultas Kedokteran
Hewan Institut Pertanian Bogor. Pemeriksaan darah dilakukan di Laboratorium
Apotik Yasa, Jalan Dr. Semeru 84, Bogor.
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah disposable syringe 3
ml, disposable syringe 1 ml, instrumen hematologi particle counter (ERMA Inc.,
Jepang) dan cool box. Peralatan lain yang digunakan meliputi perlengkapan
operasi bedah minor dan perlengkapan operasi ortopedik (bor tulang).
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sediaan anestesi, obat
cacing, antibiotik, antiinflamasi, iodine tincture 3%, perban, kapas, alkohol 70%,
Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid (EDTA) vacuum tube ukuran 3 ml dan
material implan tulang BKF.
Material implan tulang yang digunakan pada penelitian ini berbentuk
silinder dengan diameter 2 mm dan panjang 4 mm. Material ini tersusun oleh
hidroksiapatit (HA) dan β-trikalsium fosfat (β-TKF). Pada penelitian ini
digunakan dua kelompok implan tulang dengan perbandingan HA dan β-TKF
yang berbeda yaitu yaitu 70% HA : 30% β-TKF, selanjutnya disebut sebagai BKF
1 dan 60% HA : 40% β-TKF (BKF 2).
4
Gambar 2 Peralatan yang digunakan pada penelitian. Kiri: particle counter,
kanan: cold box
Tahap Persiapan
Sebanyak 12 ekor kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus)
jantan berusia 6 bulan dengan bobot badan berkisar 2.5-4 kg diaklimatisasi selama
satu minggu di kandang individu dengan pencahayaan dan temperatur optimal.
Kelinci diberikan obat cacing albendazole (Albentack-900®, Biotek Indonesia)
untuk mencegah terjadinya kecacingan. Pakan kelinci berupa pelet diberikan
setiap pagi dan sore hari. Air minum diberikan secara ad libitum menggunakan
wadah plastik
Tahap Pengambilan Darah
Sebanyak 12 ekor kelinci dipilih secara acak dan dibagi ke dalam dua
kelompok perlakuan, masing-masing sebanyak 6 ekor, yaitu kelompok BKF 1 dan
kelompok BKF 2. Pengambilan sampel darah dilakukan pada saat sebelum
operasi implantasi, yaitu hari ke-0 (H0), serta beberapa hari setelah operasi, yaitu
pada hari ke-7 (H7), 30 (H30) dan 60 (H60). Sebanyak 3 ekor kelinci dipilih
secara acak untuk setiap pengambilan sampel.
Gambar 3 Waktu dan jumlah pengambilan sampel
5
Gambar 4 Pengambilan darah kelinci
Tahap Operasi Penanaman Implan Tulang
Penanaman material implan tulang dilakukan dengan operasi secara aseptik.
Kelinci dibius dengan kombinasi xylazine 0.2 mg/ml (Xylazile®, Troy
Laboratories) dengan dosis 5 mg/kgBB dan ketamin 1 mg/ml (Ketamile®, Troy
Laboratories) dengan dosis 40 mg/kgBB secara intramuskular. Penanaman semen
tulang dilakukan pada bagian medial dari diafise os tibia proksimal dekstra
dengan menggunakan bor tulang untuk membuat lubang sesuai dengan ukuran
pelet semen tulang (diameter 2 mm, tinggi 4 mm). Sebagai kontrol, lubang dengan
ukuran yang sama dibuat di bagian medial diafise os tibia proksimal sinistra tanpa
diisi dengan semen tulang. Setelah penanaman pelet, tulang kemudian ditutup
dengan penjahitan periosteum, otot, jaringan subkutan dan kulit. Metode yang
sama juga dipergunakan pada os tibia sinistra. Perawatan setelah operasi
dilakukan dengan pemberian antibiotik Enrofloxacine 1 mg/ml (Roxine®, Sanbe
Farma) dengan dosis 5 mg/kgBB dan antiinflamasi Sodium Formaldehyde
Sulphoxylate Dihydrate 0.5 mg/ml (Flunixin®, Vet Tek) dengan dosis 1.1
mg/kgBB secara intramuskular. Luka akibat operasi dibersihkan setiap hari
dengan iodine tincture 3% selama 5 hari setelah operasi.
Gambar 5 Operasi penanaman implan tulang
Analisis Data
Data hasil pemeriksaan darah diolah menggunakan software Microsoft
Excel 2010 dan kemudian dianalisa dengan aplikasi Statistical Products and
6
Solution Services version 21.0 (SPSS v. 21.0) dengan menggunakan sistem analisis
One Way Analysis of Variance (One Way ANOVA). Selanjutnya, data yang
diperoleh dianalisa pada taraf nyata (p
DENGAN IMPLANTASI KOMBINASI BIFASIK KALSIUM
FOSFAT
AMALIA MEINI BUNYAMIN
DEPARTEMEN KLINIK, REPRODUKSI DAN PATOLOGI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Dinamika Leukosit
pada Persembuhan Tulang dengan Implantasi Kombinasi Bifasik Kalsium Fosfat
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014
Amalia Meini B
NIM B04100152
ABSTRAK
AMALIA MEINI BUNYAMIN. Dinamika Leukosit pada Persembuhan Tulang
dengan Implantasi Kombinasi Bifasik Kalsium Fosfat. Dibimbing oleh RIKI
SISWANDI dan GUNANTI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dinamika leukosit pada kelinci yang
diimplantasi dengan implan tulang BKF pada tulang tibia. Material implan tulang
terbuat dari kombinasi 70% hidroksiapatit (HA) : 30% β-trikalsium fosfat (β-TKF),
selanjutnya disebut sebagai BKF 1 dan 60% HA : 40% β-TKF (BKF 2). Hewan
yang digunakan dalam penelitian ini adalah dua belas ekor kelinci New Zealand
White yang dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama diimplantasi dengan
material implan tulang BKF 1 dan kelompok kedua diimplantasi dengan material
implan tulang BKF 2. Sampel darah diambil melalui vena aurikularis sebelum operasi
(H0) dan pada hari ke-7, 30 dan 60 setelah operasi. Hasil pemeriksaan darah
menunjukkan bahwa dinamika leukosit pada kedua kelompok perlakuan masih berada
dalam kisaran normal. Dinamika leukosit yang terjadi menunjukkan bahwa kedua
material implan dapat diterima oleh tubuh dan tidak menimbulkan reaksi inflamasi
yang berlebihan.
Kata kunci: diferensial leukosit, hidroksiapatit, implan tulang, β-trikalsium fosfat
ABSTRACT
AMALIA MEINI BUNYAMIN. Leucocyte Dynamics in the Bone Healing
Implanted by Biphasic Calcium Phosphate. Supervised by RIKI SISWANDI and
GUNANTI.
This study was conducted to evaluate the leucocyte dynamics in rabbits
which were implanted by biphasic calcium phosphate (BCP) bone graft in the
tibia bones. The bone graft was made by combination of 70% hydroxyapatite
(HA) : 30% β-tricalcium phosphate (β-TCP), herein after reffered as BCP 1, and
60% HA : 40% β-TCP (BCP 2). Twelve rabbits were used in this experiment and
divided into two groups. The first group was implanted with BCP 1 and the
second group was implanted with BCP 2. Blood samples were collected from
auricularis veins and sampled at pre-surgery (H0) and 7, 30 and 60 days postsurgery. According to the Complete Blood Count (CBC) test, the differential
leucocyte dynamics in both treatment groups were in the normal range.
Differential leucocyte profile showed that the implant was not rejected by the
body and did not cause any excessive inflammatory reaction.
Keywords: bone graft, differential leucocyte, hydroxyapatite, β-tricalcium
phosphate
DINAMIKA SEL DARAH PUTIH PADA PERSEMBUHAN
TULANG DENGAN IMPLANTASI KOMBINASI BIFASIK
KALSIUM FOSFAT
AMALIA MEINI BUNYAMIN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
DEPARTEMEN KLINIK, REPRODUKSI DAN PATOLOGI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu wa Ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
”Dinamika Leukosit pada Persembuhan Tulang dengan Implantasi Kombinasi
Bifasik Kalsium Fosfat”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat memperoleh
gelar sarjana dari Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor. Tulisan
ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan penulis di Divisi Bedah dan
Radiologi, Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi, Fakultas Kedokteran
Hewan Institut Pertanian Bogor.
Penulisan karya ini tidak akan dapat terselesaikan dengan baik tanpa
bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Drh Riki Siswandi, MSi dan Dr Drh Hj. Gunanti, MS selaku pembimbing
I dan pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, saran dan kritik
dalam penulisan karya ini,
2. Dr Ir Kiagus Dahlan, MSc (Dept. Fisika FMIPA IPB) dan teman-teman
Departemen Fisika (Mbak Aisyah, Tiara dan Dini) yang telah bersedia
memberikan bantuan berupa material implan dalam penelitian ini,
3. Kedua orang tua beserta keluarga besar yang selalu memberikan nasehat,
motivasi, bimbingan, kasih sayang, semangat dan doa yang tidak pernah
berhenti kepada penulis,
4. Teman-teman seperjuangan dalam penelitian (Zulfi Nadhirul Hikmah,
Inneke Faranthyka, Putu Jodie Kusuma Wijaya, Agvinta Nilam, Rizal Eko
Kurniawan, Ridzki M. Luthfi, Harini Pristiwa, dan M. Tri Apriyadi) atas
kebersamaan, bantuan dan kerjasamanya,
5. Staf Divisi Bedah dan Radiologi Departemen Klinik, Reproduksi, dan
Patologi FKH IPB: Pak Katim dan Pak Kosasih yang telah membantu
penulis selama penelitian,
6. Drh Kusdiantoro Muhammad, MSi selaku pembimbing akademik yang
telah menjadi orang tua selama penulis menimba ilmu di FKH IPB,
7. Keluarga besar Acromion 47 atas kebersamaannya selama ini,
8. Keluarga Besar KSR PMI Unit 1 IPB atas pengalaman dan pelajaran
dalam kebersamaan dan kekeluargaannya selama ini,
9. Sahabat tercinta, Bintang Pratiwi dan Frimadi Chandra atas doa, dukungan
dan motivasi yang diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi,
10. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu terima kasih atas
dukungannya
Penulis sadar bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Penulis
mengharapkan kritik dan saran untuk melengkapi skripsi ini. Semoga skripsi ini
bermanfaat bagi penulis, pembaca dan semua pihak yang terkait.
Bogor, Oktober 2014
Amalia Meini Bunyamin
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Kelinci
Bifasik Kalsium Fosfat (BKF)
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat dan Bahan
Tahap Persiapan
Tahap Pengambilan Darah
Tahap Operasi Penanaman Implan Tulang
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah total leukosit
Persentase neutrofil
Persentase eosinofil
Persentase monosit
Persentase limfosit
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vi
vi
vi
1
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
5
5
6
6
7
8
9
9
11
11
11
11
15
17
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Kelinci New Zealand White
Peralatan yang digunakan pada penelitian
Waktu dan jumlah pengambilan sampel
Pengambilan darah kelinci
Operasi penanaman implan tulang
Rataan jumlah total leukosit
Rataan persentase neutrofil
Rataan persentase eosinofil
Rataan persentase monosit
Rataan persentase limfosit
2
4
4
5
5
6
7
8
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rata-rata dan simpangan baku jumlah total leukosit serta persentase
neutrofil, eosinofil, monosit dan limfosit kelinci sebelum dan sesudah
operasi
15
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kehilangan serta kerusakan tulang yang substansial dan berbagai operasi
seperti pengangkatan tumor tulang, pemasangan prosthesis persendian panggul,
dan kerusakan tulang lainnya semakin meningkatkan kebutuhan akan biomaterial
implan tulang untuk menggantikan jaringan tulang yang hilang atau rusak.
Biomaterial yang digunakan sebagai material implan tulang harus memiliki
struktur dan sifat yang mirip dengan tulang, sehingga dapat membantu
mempercepat proses persembuhan tulang.
Biomaterial kalsium fosfat memiliki keunggulan sebagai bahan substitusi
tulang dibandingkan dengan biomaterial lainnya karena memiliki kemiripan
komposisi dengan mineral tulang. Contoh dari biomaterial ini diantaranya adalah
hidroksiapatit (HA) dan beta-trikalsium fosfat (β-TKF). Material HA memiliki
sifat biokompatibel yang baik sehingga dapat langsung berikatan dengan tulang
(Kano et al. 1994). Material β-TKF memiliki laju degradasi yang sesuai dengan
tingkat pertumbuhan tulang yang baru (Stahli et al. 2010). Kombinasi kedua
material ini (disebut dengan bifasik kalsium fosfat, BKF) diharapkan dapat
memberikan persembuhan tulang yang optimal.
Penelitian mengenai potensi BKF sebagai material implan tulang pernah
dilakukan terhadap domba. Berdasarkan hasil penelitian Noviana et al. (2011),
material implan tulang BKF memiliki sifat biokompatibilitas, biodegradasi,
bioresorbsi, bioaktif dan osteokonduktif yang lebih baik daripada material implan
tulang HA-Kitosan. Selain domba, hewan model lain yang dapat digunakan untuk
percobaan implantasi material sebagai model bagi manusia adalah anjing,
kambing dan kelinci (Pearce et al. 2007). Alasan pemilihan kelinci pada penelitian
ini adalah kemudahan dalam handling dan persamaan dengan tulang manusia
berupa kepadatan mineral tulang dan kekuatan bagian pertengahan diaphyseal
tulang terhadap kepatahan (Wang et al. 1998)
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengamati dinamika leukosit kelinci
yang meliputi jumlah total leukosit dan diferensial leukosit (neutrofil, eosinofil,
basofil, monosit dan limfosit) pada kelinci yang diimplantasi dengan material
implan tulang BKF.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat berupa informasi
mengenai dinamika leukosit pada tulang kelinci yang diimplantasi material BKF.
2
TINJAUAN PUSTAKA
Kelinci
Menurut Hustamin (2006), kelinci diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
: Animalia
Filum
: Chordata
Sub filum
: Vertebrata
Kelas
: Mammalia
Ordo
: Lagomorpha
Famili
: Leporidae
Sub famili
: Leporinae
Genus
: Oryctolagus
Spesies
: Oryctolagus cuniculus
Gambar 1 Kelinci New Zealand White
Kelinci adalah salah satu hewan yang paling umum digunakan untuk
penelitian biomedis dan yang digunakan sekitar 35% dari studi penelitian
muskuloskeletal (Neyt et al.1998). Pemilihan spesies ini antara lain karena
kemudahan penanganan dan ukuran. Kelinci digunakan karena kematangan tulang
dewasa tercapai tidak lama setelah kematangan seksual pada sekitar usia 6 bulan
(Gilsanz et al. 1988), sementara hewan lain membutuhkan usia kematangan tulang
dewasa yang lebih lama. Walaupun tidak banyak memiliki kesamaan dengan
karakter tulang manusia, beberapa persamaan yang dilaporkan adalah kepadatan
mineral tulang dan kekuatan bagian pertengahan diaphyseal tulang terhadap
kepatahan antara kelinci dan manusia (Wang et al. 1998).
Bifasik Kalsium Fosfat (BKF)
Biokeramik bifasik kalsium fosfat (BKF) merupakan biomaterial yang
terbuat dari kombinasi hidroksiapatit (HA) dan beta-trikalsium fosfat (β-TKF) .
Selain merupakan bahan bioaktif, material ini juga merupakan senyawa alami di
dalam tulang. Hal ini memungkinkan material BKF dapat diterima oleh tubuh dan
memberikan persembuhan. Penggunaan material ini secara klinis pertama kali
dilaporkan oleh Nery et al. (1975) yang menggunakan kalsium fosfat yang disebut
sebagai “trikalsium fosfat” tetapi teranalisis sebagai campuran dari HA dan βTKF pada gambaran radiografi.
3
Material HA memiliki kandungan kimia yang mirip dengan kandungan
kimia tulang yang telah termineralisasi sehingga bersifat osteokonduktif dan
biokompatibel (Nandi et al. 2008). Osteokonduktif berarti bahwa implan tulang
mampu menyediakan ruang dan sebagai perancah agar persembuhan tulang dapat
berjalan. Sifat ini memberikan ruang bagi pertumbuhan vaskularisasi baru dan
infiltrasi sel prekursor osteogenik ke dalam tulang (Kalfas 2001) sehingga
mempercepat proses regenerasi tulang (Fujishiro et al. 2005). Biokompatibel
berarti bahwa terjadi harmonisasi dengan sistem tubuh, tidak mempunyai efek
toksik atau mengganggu fungsi biologis (Dorland 2002).
Material HA hanya dapat digunakan secara terbatas karena tubuh hanya
mampu menyerap HA dalam jumlah yang kecil (Santos et al. 2007). Kekurangan
sifat HA tersebut dapat diatasi dengan β-TKF yang memiliki daya biodegradation
yang lebih tinggi (Nandi et al. 2010). Keunggulan penggunaan β-TKF sebagai
material implan tulang diantaranya adalah bersifat biokompatibel, implan tulang
dengan kontak yang optimal, preparasi yang mudah saat operasi, adaptasi yang
baik pada rongga di tulang dan mudah dimanipulasi (Oryan et al. 2014).
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juli sampai bulan November 2013.
Pemeliharaan kelinci dilakukan di Kandang Kelinci, Kandang Fasilitas Hewan
Coba Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor. Penanaman material
implan dilakukan di Laboratorium Bedah Eksperimental, Divisi Bedah dan
Radiologi, Departemen Klinik, Reproduksi dan Patologi Fakultas Kedokteran
Hewan Institut Pertanian Bogor. Pemeriksaan darah dilakukan di Laboratorium
Apotik Yasa, Jalan Dr. Semeru 84, Bogor.
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah disposable syringe 3
ml, disposable syringe 1 ml, instrumen hematologi particle counter (ERMA Inc.,
Jepang) dan cool box. Peralatan lain yang digunakan meliputi perlengkapan
operasi bedah minor dan perlengkapan operasi ortopedik (bor tulang).
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sediaan anestesi, obat
cacing, antibiotik, antiinflamasi, iodine tincture 3%, perban, kapas, alkohol 70%,
Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid (EDTA) vacuum tube ukuran 3 ml dan
material implan tulang BKF.
Material implan tulang yang digunakan pada penelitian ini berbentuk
silinder dengan diameter 2 mm dan panjang 4 mm. Material ini tersusun oleh
hidroksiapatit (HA) dan β-trikalsium fosfat (β-TKF). Pada penelitian ini
digunakan dua kelompok implan tulang dengan perbandingan HA dan β-TKF
yang berbeda yaitu yaitu 70% HA : 30% β-TKF, selanjutnya disebut sebagai BKF
1 dan 60% HA : 40% β-TKF (BKF 2).
4
Gambar 2 Peralatan yang digunakan pada penelitian. Kiri: particle counter,
kanan: cold box
Tahap Persiapan
Sebanyak 12 ekor kelinci New Zealand White (Oryctolagus cuniculus)
jantan berusia 6 bulan dengan bobot badan berkisar 2.5-4 kg diaklimatisasi selama
satu minggu di kandang individu dengan pencahayaan dan temperatur optimal.
Kelinci diberikan obat cacing albendazole (Albentack-900®, Biotek Indonesia)
untuk mencegah terjadinya kecacingan. Pakan kelinci berupa pelet diberikan
setiap pagi dan sore hari. Air minum diberikan secara ad libitum menggunakan
wadah plastik
Tahap Pengambilan Darah
Sebanyak 12 ekor kelinci dipilih secara acak dan dibagi ke dalam dua
kelompok perlakuan, masing-masing sebanyak 6 ekor, yaitu kelompok BKF 1 dan
kelompok BKF 2. Pengambilan sampel darah dilakukan pada saat sebelum
operasi implantasi, yaitu hari ke-0 (H0), serta beberapa hari setelah operasi, yaitu
pada hari ke-7 (H7), 30 (H30) dan 60 (H60). Sebanyak 3 ekor kelinci dipilih
secara acak untuk setiap pengambilan sampel.
Gambar 3 Waktu dan jumlah pengambilan sampel
5
Gambar 4 Pengambilan darah kelinci
Tahap Operasi Penanaman Implan Tulang
Penanaman material implan tulang dilakukan dengan operasi secara aseptik.
Kelinci dibius dengan kombinasi xylazine 0.2 mg/ml (Xylazile®, Troy
Laboratories) dengan dosis 5 mg/kgBB dan ketamin 1 mg/ml (Ketamile®, Troy
Laboratories) dengan dosis 40 mg/kgBB secara intramuskular. Penanaman semen
tulang dilakukan pada bagian medial dari diafise os tibia proksimal dekstra
dengan menggunakan bor tulang untuk membuat lubang sesuai dengan ukuran
pelet semen tulang (diameter 2 mm, tinggi 4 mm). Sebagai kontrol, lubang dengan
ukuran yang sama dibuat di bagian medial diafise os tibia proksimal sinistra tanpa
diisi dengan semen tulang. Setelah penanaman pelet, tulang kemudian ditutup
dengan penjahitan periosteum, otot, jaringan subkutan dan kulit. Metode yang
sama juga dipergunakan pada os tibia sinistra. Perawatan setelah operasi
dilakukan dengan pemberian antibiotik Enrofloxacine 1 mg/ml (Roxine®, Sanbe
Farma) dengan dosis 5 mg/kgBB dan antiinflamasi Sodium Formaldehyde
Sulphoxylate Dihydrate 0.5 mg/ml (Flunixin®, Vet Tek) dengan dosis 1.1
mg/kgBB secara intramuskular. Luka akibat operasi dibersihkan setiap hari
dengan iodine tincture 3% selama 5 hari setelah operasi.
Gambar 5 Operasi penanaman implan tulang
Analisis Data
Data hasil pemeriksaan darah diolah menggunakan software Microsoft
Excel 2010 dan kemudian dianalisa dengan aplikasi Statistical Products and
6
Solution Services version 21.0 (SPSS v. 21.0) dengan menggunakan sistem analisis
One Way Analysis of Variance (One Way ANOVA). Selanjutnya, data yang
diperoleh dianalisa pada taraf nyata (p