Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi
PROFIL HEMATOLOGI MENCIT PADA IMPLANTASI
BIOMATERIAL LOGAM BERBAHAN DASAR BESI
NINDYA DWI UTAMI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Profil Hematologi
Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi 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 2013
Nindya Dwi Utami
NIM B04090027
ABSTRAK
NINDYA DWI UTAMI. Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial
Logam Berbahan Dasar Besi. Dibimbing oleh DENI NOVIANA dan RETNO
WULANSARI.
Biomaterial adalah material tertentu yang dimasukkan ke dalam tubuh dan
digunakan sebagai perangkat medis yang berinteraksi dengan jaringan dan cairan
tubuh. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh implantasi
biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi darah, meliputi
jumlah eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit, jumlah leukosit dan
diferensiasi leukosit. Penelitian ini menggunakan 40 ekor mencit yang dibagi ke
dalam 4 kelompok, yaitu kelompok material logam besi (Fe, n=12), logam besi
berlapis kromium (Fe-Cr, n=12), logam bedah stainless steel (SS 316L, n=12) dan
kelompok kontrol (n=4). Mencit diimplantasi dengan biomaterial logam pada
daerah punggung secara subkutan dan daerah paha secara intramuskular.
Pengambilan sampel darah dilakukan pada hari ke-0, 1, 4, dan 14 setelah
implantasi biomaterial, melalui sinus retro-orbital menggunakan tabung
mikrohematokrit. Implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi tidak
menyebabkan perubahan yang signifikan pada jumlah eritrosit, kadar hemoglobin,
nilai hematokrit, persentase limfosit, persentase eosinofil dan persentase basofil.
Jumlah leukosit, persentase neutrofil, dan persentase monosit pada semua
kelompok mencit mengalami peningkatan yang signifikan pada hari ke-1, namun
menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata pada hari ke-0, 4, dan 14. Secara
umum, implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi tidak menyebabkan
perubahan yang signifikan pada profil sel darah merah dan sel darah putih.
Kata kunci: hematologi, implan logam berbahan dasar besi, intramuskular, mencit,
subkutan
ABSTRACT
NINDYA DWI UTAMI. Hematology Profile of Mice in Iron Based Metal
Biomaterial Implantation. Supervised by DENI NOVIANA and RETNO
WULANSARI.
Biomaterials are certain materials that are inserted into the body and used
as a medical device that interacts with the body's tissues and fluids. The aim of
this study was to determine the effect of implantation of iron based metal
biomaterials to blood hematological profile, including the erythrocyte count,
hemoglobin concentration, hematocrit value, leukocyte count and leukocyte
differentiation. This study used 40 mice. The mice were divided into 4 groups, the
iron wire group (Fe, n = 12), chromium-coated iron wire (Fe-Cr, n = 12),
stainless steel surgical wire (316L SS, n = 12) and the control group (n = 4). Mice
implanted with metal biomaterials in the hip area subcutaneously and in thigh
area intramuscularly. Blood sampling performed on days 0, 1, 4, and 14 after
implantation of biomaterials, through the retro-orbital sinus using
microhematocrit tube. Implantation of iron based metal biomaterial not caused
significant changes to erythrocytes count, hemoglobin levels, hematocrit values
lymphocytes, eosinophils, and basophils. Leukocyte count, percentage of
neutrophils, and percentage of monocytes in all groups of mice were significantly
increased on day 1 (p 0.05). Generally, the implantation of iron based
metal biomaterial not caused significant changes to red blood cell and white
blood cell’s profiles.
Keywords: hematology, intramuscularly, iron based metal implant, mice,
subcutaneously
PROFIL HEMATOLOGI MENCIT PADA IMPLANTASI
BIOMATERIAL LOGAM BERBAHAN DASAR BESI
NINDYA DWI UTAMI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi: Profit Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam
Berbahan Dasar Besi
: Nindya Dwi Utami
Nama
: B04090027
NIM
Disetujui oleh
Drh Delli Noviana, PhD
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
Drh Retno Wulansari, MS PhD
Pembimbing II
Judul Skripsi : Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam
Berbahan Dasar Besi
Nama
: Nindya Dwi Utami
NIM
: B04090027
Disetujui oleh
Drh Deni Noviana, PhD
Pembimbing I
Drh Retno Wulansari, MS PhD
Pembimbing II
Diketahui oleh
Drh Agus Setiyono, MS PhD APVet
Wakil Dekan
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2011 ini ialah
hematologi, dengan judul Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial
Logam Berbahan Dasar Besi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Drh Deni Noviana, PhD dan Drh
Retno Wulansari, MS PhD selaku pembimbing skripsi, serta Drh Mokhamad
Fakhrul Ulum, MSi yang telah banyak memberi saran. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Drh Rr Soesatyo Ratih, MSi selaku dosen penilai seminar,
Drh Leni Maylina, MSi selaku dosen moderator seminar, Dr Drh Trioso
Purnawarman, MSi dan Dr Drh Savitri Novelina, MSi PAVet selaku dosen
penguji dalam sidang atas masukannya untuk perbaikan dalam tulisan ini. Tidak
lupa juga penulis sampaikan terima kasih kepada Drh Gunanti Soedjono, MS
selaku ketua bagian dan kepada seluruh staf Bagian Bedah dan Radiologi FKH
IPB. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Mama, Bapak, dan Teteh,
atas segala doa dan kasih sayangnya. Di samping itu, penghargaan penulis
sampaikan kepada Dr Drh Chairun Nisa’, MSi PAVet selaku pembimbing
akademik. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Drh Devi Paramitha, Drh
Sitaria Siallagan, MSi, Bapak Katim dan Bapak Kosasih, yang telah membantu
selama pengumpulan data. Terimakasih penulis sampaikan kepada teman
seperjuangan Fitri, Predi, Kak Nengsih, Fian, Kevin, Sari, Ridha, Awit, Iky, serta
teman-teman Kepo, Cadohe, New Arini, Sekretariat Kurban dan Geochelone atas
segala bantuan dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang
memerlukannya.
Bogor, Oktober 2013
Nindya Dwi Utami
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
Mencit
2
Pengertian Biomaterial
2
Biomaterial Logam
2
Reaksi Tubuh dan Darah terhadap Biomaterial
3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
4
Hewan Percobaan
4
Bahan
4
Alat
4
Prosedur Penelitian
4
Aklimatisasi Hewan Percobaan
4
Persiapan Implan
5
Penanaman Implan
5
Pengambilan Sampel Darah
5
Perhitungan Jumlah Eritrosit
5
Penentuan Kadar Hemoglobin
6
Penghitungan Nilai Hematokrit
6
Penghitungan Jumlah Leukosit
6
Diferensiasi Leukosit
6
Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi
7
Profil Sel Darah Merah
7
Profil Sel Darah Putih
9
SIMPULAN DAN SARAN
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
15
RIWAYAT HIDUP
18
DAFTAR GAMBAR
1 Gambar 1. Implan berbahan dasar besi (a) logam besi (Fe), (b) logam
besi berlapis kromium (Fe-Cr), dan (c) logam bedah stainless steel (SS
316L)
2 Gambar 2. Grafik (a) jumlah eritrosit, (b) kadar hemoglobin, dan (c)
nilai hematokrit mencit setelah diimplan dengan berbagai jenis material
logam berbahan dasar besi
3 Gambar 3. Grafik (a) jumlah leukosit, (b) persen limfosit, (c) persen
neutrofil, (d) persen monosit, dan (e) persen eosinofil mencit setelah
diimplan dengan berbagai jenis material logam berbahan dasar besi
7
8
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rata-rata dan simpangan baku jumlah eritrosit (juta/mm3) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
2 Rata-rata dan simpangan baku kadar hemoglobin (gr%) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
3 Rata-rata dan simpangan baku nilai hematokrit (%) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
4 Rata-rata dan simpangan baku jumlah leukosit (ribu/mm3) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
5 Rata-rata dan simpangan baku persentase limfosit mencit yang diimplan
dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
6 Rata-rata dan simpangan baku persentase neutrofil mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
7 Rata-rata dan simpangan baku persentase monosit mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
8 Rata-rata dan simpangan baku persentase eosinofil mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
9 Rata-rata dan simpangan baku persentase basofil mencit yang diimplan
dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
15
15
15
16
16
16
17
17
17
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan biomaterial atau bahan implan meningkat secara cepat sejak
akhir abad ke-19. Macam-macam biomaterial yang sering digunakan terbuat dari
logam, keramik, polimer, kolagen dan gelatin. Logam yang sering digunakan
adalah platinum, titanium dan stainless steel (Kuhn 2005). Bahan-bahan tersebut
merupakan logam yang biokompatibel dengan tubuh namun harganya cukup
mahal. Penelitian untuk mencari logam lain yang lebih ekonomis terus dilakukan
hingga sekarang. Besi (Fe) merupakan logam yang potensial untuk dijadikan
biomaterial (Gross et al. 2002). Sampai saat ini belum ada penelitian mengenai
penggunaan biomaterial berbahan dasar besi murni.
Penggunaan besi sebagai biomaterial belum banyak diteliti sehingga masih
banyak data dasar yang belum diketahui. Salah satunya adalah data perubahan
profil hematologi darah akibat besi yang diimplankan dalam tubuh. Darah adalah
cairan tubuh yang pertama kali kontak dengan biomaterial yang ditanamkan
(Kuhn 2005). Reaksi sistemik yang ditimbulkan akibat implantasi biomaterial
dapat dilihat dari perubahan profil sel darah merah dan sel darah putih.
Penggunaan biomaterial dapat meningkatkan kualitas hidup dan
menyelamatkan hidup jutaan orang setiap tahunnya. Material baru seperti besi,
terus dikembangkan secara kontinyu sebagai perangkat medis. Data dasar
mengenai pengaruh implan besi terhadap tubuh pada hewan coba sangat
diperlukan untuk mengembangkan penggunaan biomaterial berbahan dasar besi.
Hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian untuk mengetahui pengaruh
biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi darah pada
hewan coba mencit.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah apakah ada pengaruh
implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi
darah mencit.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh implantasi biomaterial
logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi darah, meliputi jumlah
eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit, jumlah leukosit dan diferensiasi
leukosit.
2
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran pengaruh yang
ditimbulkan akibat implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap
profil hematologi, meliputi jumlah eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit,
jumlah leukosit dan diferensiasi leukosit sehingga dapat diketahui respon biologis
tubuh terhadap biomaterial logam berbahan dasar besi.
TINJAUAN PUSTAKA
Mencit
Hewan coba dalam penelitian ini adalah mencit (Mus musculus albinus).
Mencit digunakan sebagai hewan model dalam berbagai penelitian. Hewan ini
mudah didapat, mudah dikembangbiakkan, harganya relatif murah, ukurannya
kecil sehingga mudah ditangani, dan jumlah anaknya banyak (Penn 1999). Mencit
juga memiliki sifat fisiologis yang menyerupai mamalia besar oleh karena itu
mencit dijadikan hewan coba dalam penelitian ini
Pengertian Biomaterial
Biomaterial adalah material tertentu yang dimasukkan ke dalam tubuh dan
digunakan sebagai perangkat medis yang berinteraksi dengan jaringan dan cairan
tubuh dengan tujuan mengobati, meningkatkan fungsi atau mengganti elemen
anatomi tubuh (Williams 1987). Selama berabad-abad, biomaterial memberikan
dampak yang besar dalam upaya pengobatan cedera dan penyakit pada manusia.
Penggunaan biomaterial meningkat secara cepat pada akhir abad ke-19, terutama
setelah munculnya teknik bedah aseptik yang dikenalkan oleh Dr. Joseph Lister
pada tahun 1860-an (Kuhn 2005).
Syarat utama untuk semua jenis material yang akan ditanamkan dalam
tubuh adalah material tersebut harus biokompatibel dan tidak menyebabkan reaksi
yang dapat merugikan bagi tubuh (Kuhn 2005). Material yang digunakan harus
bisa mempertahankan kestabilan dalam melaksanakan fungsinya (Bidhendi dan
Pouranvari 2011). Beberapa efek yang ditimbulkan dari material yang
inkompatibel dengan tubuh adalah gangguan pertumbuhan jaringan di sekitar
daerah implantasi, gangguan terhadap reaksi sistemik tubuh dan deposisi ion
logam di beberapa jaringan atau organ (Khan et al. 1999).
Biomaterial Logam
Material yang sering digunakan dalam dunia medis diantaranya adalah
logam, keramik, polimer, kolagen dan gelatin. Perangkat logam pertama kali
digunakan untuk memperbaiki patah tulang pada awal abad ke-20. Kelebihan
3
logam dibandingkan dengan bahan lainnya seperti keramik dan polimer adalah
logam memiliki tingkat kekuatan yang tinggi, tidak mudah patah, dan dapat
dibentuk sesuai kebutuhan (Kuhn 2005). Kekurangan biomaterial yang terbuat
dari logam yaitu, menimbulkan korosi yang dapat mempengaruhi biokompabilitas
dan sifat mekanik bahan implan tersebut (Bidhendi dan Pouranvari 2011).
Pelepasan ion logam harus diminimalisasi dengan penggunaan bahan yang
tahan korosi. Material logam yang sering digunakan adalah platinum, titanium,
dan stainless steel. Bahan tersebut terbukti memiliki kekuatan yang diperlukan
untuk aplikasi dalam tubuh dan tahan korosi sehingga biokompatibel dengan
tubuh (Kuhn 2005).
Besi (Fe) merupakan logam yang potensial untuk dijadikan biomaterial
(Gross et al. 2002). Besi mudah didapatkan, mudah diolah dan dibentuk, serta
harganya relatif murah. Kekurangan besi adalah mudah mengalami korosi jika
terkena cairan fisiologis tubuh (Zhang et al. 2010).
Reaksi Tubuh dan Darah terhadap Biomaterial
Reaksi tubuh akibat implantasi biomaterial meliputi perlukaan, interaksi
darah dengan biomaterial, pembentukan jaringan baru, peradangan akut,
peradangan kronis, pertumbuhan jaringan granulasi, reaksi penolakan terhadap
benda asing, dan fibrosis (Anderson et al. 2008). Luka akibat penanaman implan
dapat menimbulkan hemoragi atau perdarahan yang dapat mempengaruhi jumlah
sel darah dalam tubuh.
Bahan implan yang ditanam dapat dikategorikan sebagai benda asing bagi
tubuh. Tubuh biasanya memberikan respon terhadap benda asing melalui proses
peradangan. Peradangan juga terjadi sebagai akibat dari korosi yang ditimbulkan
dari biomaterial logam (Patterson et al. 2005). Terjadinya peradangan pada suatu
area lokal dapat menyebabkan beberapa perubahan baik pada tingkat vaskular
maupun pada tingkat selular. Perubahan yang terjadi pada tingkat vaskular adalah
perubahan pada pembuluh darah, perubahan pada aliran darah, perubahan pada
pergerakan atau arus darah dalam pembuluh darah, eksudasi plasma darah,
emigrasi dari leukosit, dan diapedesis dari eritrosit. Perubahan pada tingkat selular
berupa peningkatan aktivitas leukosit (Vegad 1995).
Sistem sirkulasi darah mengalir ke semua sel dalam tubuh (Edmunds
1995). Ketika biomaterial ditanamkan dalam tubuh maka darah adalah cairan
tubuh yang pertama kali kontak dengan biomaterial yang ditanamkan (Kuhn
2005). Reaksi sistemik yang ditimbulkan akibat implantasi biomaterial dapat
dilihat dari perubahan profil sel darah merah dan sel darah putih. Kompatibilitas
biomaterial dengan darah tergantung pada sifat fisik dan kimia material tersebut
(Dash et al. 2010). Sifat fisik meliputi ukuran dan luas permukaan biomaterial
yang ditanamkan dalam tubuh sedangkan sifat kimianya meliputi senyawa yang
menyusun material tersebut.
4
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juni sampai Juli 2012. Pemeliharaan
hewan percobaan, operasi implantasi biomaterial, dan pengambilan sampel darah
dilakukan di Laboratorium Bagian Bedah dan Radiologi Departemen Klinik,
Reproduksi, dan Patologi Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor
(FKH IPB). Pemeriksaan darah dilakukan di Laboratorium Fisiologi Departemen
Anatomi, Fisiologi, dan Farmakologi FKH IPB.
Hewan Percobaan
Penelitian ini menggunakan 40 ekor mencit (Mus musculus albinus) jantan
dewasa (umur > 35 hari) dengan kisaran berat 30-35 g. Mencit dibagi kedalam
empat kelompok perlakuan, yaitu kelompok mencit yang diimplan logam besi
(Fe) 12 ekor, kelompok mencit yang diimplan logam besi berlapis kromium (FeCr) sebanyak 12 ekor, kelompok mencit yang diimplan stainless steel (SS 316L)
sebanyak 12 ekor, dan kelompok kontrol yang diasumsikan sebagai kondisi awal
sebelum perlakuan sebanyak 4 ekor.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah obat bius (xylazin HCl 1%
dan ketamin HCl 1%), antibiotik (amoxicillin 125 mg/5 ml), antelmintik
(praziquantel 20 mg/ml), antiprotozoa (metronidazole 200 mg/5 ml), benang jahit
(vicryl), bioplacenton, alkohol 70%, iodine tincture 3%, tampon, Fe (berat (w) =
201.90 x 10-4 g, panjang (ℓ) = 3.0 mm, diameter (Ø) =1.0 mm), Fe-Cr (w = 182.00
x 10-4 g, ℓ = 3.2 mm, Ø = 1.0 mm), dan SS 316L (w = 434.30 x 10-4 g, ℓ = 3.1 mm,
Ø = 1.3 mm).
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah timbangan untuk mencit,
timbangan untuk implan, perlengkapan bedah minor, trocar, dysposible syringe 1
ml, pencukur rambut, jarum jahit, amplas (Taiyo®), tabung mikrohematokrit, dan
tabung ependorf (1.5 ml) berantikoagulan heparin.
Prosedur Penelitian
Aklimatisasi Hewan Percobaan
Aklimatisasi hewan percobaan dilakukan selama 12 hari. Aklimatisasi
dilakukan dengan memberikan antelmintik peroral pada hari ke-1 dan ke-7 dengan
5
dosis 10 mg/kg bb satu kali sehari. Antibiotik peroral diberikan pada hari ke-2
sampai hari ke-6 dengan dosis 10 mg/kg bb satu kali sehari. Antiprotozoa
diberikan peroral pada hari ke-8 sampai hari ke-12 dengan dosis 20 mg/kg bb satu
kali sehari. Mencit diberikan pakan 4 g/ekor/hari dan air minum secara ad libitum.
Persiapan Implan
Implan berupa Fe, Fe-Cr, dan SS 316L dipotong sesuai dengan ukuran yang
telah ditetapkan, kemudian Fe diamplas, ketiga material tersebut lalu ditimbang.
Semua material disterilisasi menggunakan oven dengan suhu 100oC selama 60
menit sebelum diimplankan ke dalam tubuh mencit.
Penanaman Implan
Penanaman implan pada mencit dilakukan melalui operasi yang aseptis.
Sebelum dilakukan implantasi, mencit dianestesi menggunakan ketamin HCl 1%
dengan dosis 30 mg/kg bb dan xylazin HCl 1% dengan dosis 5 mg/kg bb melalui
intraperitoneum. Rambut di daerah punggung dan paha kanan bagian lateral
dicukur dan didesinfeksi menggunakan alkohol 70% dan iodine tincture 3%.
Implantasi dilakukan subkutan di daerah punggung dan intramuskular di otot paha
kanan dengan menggunakan trocar sebagai pendorong implan. Implantasi di
daerah subkutan dilakukan dengan membuat lubang menggunakan syringe lalu
biomaterial implan dimasukan ke subkutan dengan bantuan pinset. Implantasi
pada otot paha dilakukan dengan menusukkan syringe untuk membuat lubang
kemudian biomaterial dimasukkan menggunakan trocar. Penutupan jaringan
dilakukan dengan menjahit kulit dengan jahitan sederhana. Penanganan postoperatif dilakukan dengan pemberian antibiotik amoxicillin peroral dan pemberian
bioplacenton pada daerah yang dioperasi.
Pengambilan Sampel Darah
Pengambilan sampel darah dilakukan pada hari ke-1, 4, dan 14 setelah
implantasi biomaterial. Anestesi dilakukan sebelum pengambilan darah
menggunakan ketamin HCl 1% dan xylazin HCl 1%. Pengambilan sampel darah
dilakukan melalui sinus retro-orbital menggunakan tabung mikrohematokrit (Hoff
2000). Darah yang keluar kemudian ditampung pada tabung ependorf
berantikoagulan heparin.
Perhitungan Jumlah Eritrosit
Sampel darah dihisap menggunakan pipet eritrosit hingga tanda tera 0.5
dengan aspirator. Ujung pipet dibersihkan menggunakan tisu, lalu larutan Hayem
dihisap hingga tanda 101. Cairan dihomogenkan dengan cara memutar pipet
membentuk angka 8. Cairan yang tidak terkocok pada ujung pipet dihilangkan
dengan menempelkan ujung pipet ke kertas tisu. Cairan dalam pipet diteteskan
satu tetes ke dalam hemositometer. Cairan dibiarkan selama beberapa saat sampai
mengendap, lalu penghitungan dapat dimulai. Penghitungan dilakukan dengan
menggunakan mikroskop dengan perbesaran 40 x 10. Jumlah eritrosit yang
didapat dari hasil perhitungan dikalikan dengan 104 untuk mengetahui jumlah
eritrosit dalam 1 mm3 darah (Sodikoff 1995).
Jumlah total eritrosit = a x 104/mm3
Keterangan : a adalah jumlah eritrosit hasil penghitungan dalam hemositometer
6
Penentuan Kadar Hemoglobin
Penentuan kadar hemoglobin dilakukan dengan menggunakan metode Sahli.
Prinsip metode ini adalah mengukur konsentrasi hematin yang dibentuk oleh
darah dengan HCl. Prosedur metode ini yaitu darah diambil dengan menggunakan
pipet Sahli sebanyak 0.02 ml kemudian dimasukkan ke dalam tabung Sahli yang
berisi HCl 0.1 N sampai batas terbawah, kemudian didiamkan kurang lebih 3
menit sampai terbentuk asam hematin yang berwarna coklat tua. Warna tersebut
disamakan dengan warna standar Sahli dengan ditambahkan aquadestilata sedikit
demi sedikit ke dalam tabung sampel. Miniskus akhir dibaca pada skala yang
menunjukkan kadar hemoglobin setelah warnanya sama (Sodikoff 1995).
Penghitungan Nilai Hematokrit
Penghitungan nilai hematokrit atau Packed Cell Volume (PCV) dilakukan
dengan menggunakan metode mikrohematokrit. Prinsip kerjanya adalah
memisahkan sel-sel darah dari plasma yang terdiri dari butir-butir darah merah.
Darah diambil dengan tabung kapiler mikrohematokrit hingga ¾ tabung tersebut.
Tabung kapiler kemudian ditutup dengan crestoseal lalu disentrifuse selama 5
menit dengan kecepatan 12000 rpm. Persen volume sel darah merah diukur
dengan pembaca hematokrit (Sodikoff 1995).
Penghitungan Jumlah Leukosit
Sampel darah dihisap menggunakan pipet leukosit hingga tanda tera 0.5
dengan aspirator. Ujung pipet dibersihkan dengan menggunakan tisu, lalu larutan
Turk dihisap hingga tanda 11. Cairan dihomogenkan dengan cara memutar pipet
membentuk angka 8. Cairan yang tidak terkocok pada ujung pipet dihilangkan
dengan menempelkan ujung pipet ke kertas tisu. Cairan dalam pipet diteteskan
satu tetes ke dalam hemositometer. Cairan dibiarkan selama beberapa saat sampai
mengendap. Penghitungan dilakukan menggunakan mikroskop dengan perbesaran
40 x 10. Jumlah leukosit yang didapat dari hasil perhitungan dikalikan dengan 50
untuk mengetahui jumlah leukosit dalam 1 mm3 darah (Sodikoff 1995).
Jumlah total leukosit = c x 50/mm3
Keterangan : c adalah jumlah leukosit hasil penghitungan dalam hemositometer
Diferensiasi Leukosit
Diferensiasi leukosit dilakukan dengan membuat sediaan ulas darah. Darah
diteteskan di salah satu sisi gelas objek menggunakan pipet tetes, lalu gelas objek
lainnya diletakkan dengan sudut 45o kemudian gelas objek tersebut ditarik secara
perlahan. Ulas darah dibiarkan mengering di udara setelah itu difiksasi dengan
metanol selama 5 menit. Sediaan ulas darah kemudian diwarnai dengan Giemsa
10% selama 30 menit, setelah itu dibilas dengan air dan dikeringkan dengan cara
dianginkan. Sediaan ulas darah diamati dibawah mikroskop dengan perbesaran
100 x 10 kali. Penghitungan diferensiasi leukosit didasarkan pada hasil
pengamatan dengan menghitung neutrofil, eosinofil, basofil, limfosit, dan monosit
dalam 100 butir leukosit (Sodikoff 1995).
Analisa Data
Data hematologi dianalisa dengan metode ANOVA dan uji berganda
Duncan menggunakan perangkat lunak SPSS® v.16.
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi
Tiga jenis biomaterial logam yang digunakan dalam penelitian ini dapat
dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Implan logam berbahan dasar besi (a) logam besi (Fe), (b) logam besi
berlapis kromium (Fe-Cr), dan (c) logam bedah stainless steel (SS 316L).
Profil Sel Darah Merah
Jumlah eritrosit pada mencit normal menurut AML (2013) berkisar antara
(7.0-10.1) x 106/mm3. Pada penelitian ini jumlah rata-rata eritrosit mencit sebelum
dilakukan implantasi adalah 10.35 x 106/mm3, hal ini diasumsikan sebagai kondisi
awal sebelum implantasi. Profil hematologi darah merah mencit setelah diimplan
dengan berbagai jenis material logam berbahan dasar besi disajikan pada Gambar
2.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa jumlah eritrosit berfluktuasi antar
perlakuan dan antar waktu pengamatan. Berdasarkan hasil analisis statistik, tidak
ada perbedaan yang nyata antara setiap jenis implan (p
BIOMATERIAL LOGAM BERBAHAN DASAR BESI
NINDYA DWI UTAMI
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Profil Hematologi
Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi 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 2013
Nindya Dwi Utami
NIM B04090027
ABSTRAK
NINDYA DWI UTAMI. Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial
Logam Berbahan Dasar Besi. Dibimbing oleh DENI NOVIANA dan RETNO
WULANSARI.
Biomaterial adalah material tertentu yang dimasukkan ke dalam tubuh dan
digunakan sebagai perangkat medis yang berinteraksi dengan jaringan dan cairan
tubuh. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh implantasi
biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi darah, meliputi
jumlah eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit, jumlah leukosit dan
diferensiasi leukosit. Penelitian ini menggunakan 40 ekor mencit yang dibagi ke
dalam 4 kelompok, yaitu kelompok material logam besi (Fe, n=12), logam besi
berlapis kromium (Fe-Cr, n=12), logam bedah stainless steel (SS 316L, n=12) dan
kelompok kontrol (n=4). Mencit diimplantasi dengan biomaterial logam pada
daerah punggung secara subkutan dan daerah paha secara intramuskular.
Pengambilan sampel darah dilakukan pada hari ke-0, 1, 4, dan 14 setelah
implantasi biomaterial, melalui sinus retro-orbital menggunakan tabung
mikrohematokrit. Implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi tidak
menyebabkan perubahan yang signifikan pada jumlah eritrosit, kadar hemoglobin,
nilai hematokrit, persentase limfosit, persentase eosinofil dan persentase basofil.
Jumlah leukosit, persentase neutrofil, dan persentase monosit pada semua
kelompok mencit mengalami peningkatan yang signifikan pada hari ke-1, namun
menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata pada hari ke-0, 4, dan 14. Secara
umum, implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi tidak menyebabkan
perubahan yang signifikan pada profil sel darah merah dan sel darah putih.
Kata kunci: hematologi, implan logam berbahan dasar besi, intramuskular, mencit,
subkutan
ABSTRACT
NINDYA DWI UTAMI. Hematology Profile of Mice in Iron Based Metal
Biomaterial Implantation. Supervised by DENI NOVIANA and RETNO
WULANSARI.
Biomaterials are certain materials that are inserted into the body and used
as a medical device that interacts with the body's tissues and fluids. The aim of
this study was to determine the effect of implantation of iron based metal
biomaterials to blood hematological profile, including the erythrocyte count,
hemoglobin concentration, hematocrit value, leukocyte count and leukocyte
differentiation. This study used 40 mice. The mice were divided into 4 groups, the
iron wire group (Fe, n = 12), chromium-coated iron wire (Fe-Cr, n = 12),
stainless steel surgical wire (316L SS, n = 12) and the control group (n = 4). Mice
implanted with metal biomaterials in the hip area subcutaneously and in thigh
area intramuscularly. Blood sampling performed on days 0, 1, 4, and 14 after
implantation of biomaterials, through the retro-orbital sinus using
microhematocrit tube. Implantation of iron based metal biomaterial not caused
significant changes to erythrocytes count, hemoglobin levels, hematocrit values
lymphocytes, eosinophils, and basophils. Leukocyte count, percentage of
neutrophils, and percentage of monocytes in all groups of mice were significantly
increased on day 1 (p 0.05). Generally, the implantation of iron based
metal biomaterial not caused significant changes to red blood cell and white
blood cell’s profiles.
Keywords: hematology, intramuscularly, iron based metal implant, mice,
subcutaneously
PROFIL HEMATOLOGI MENCIT PADA IMPLANTASI
BIOMATERIAL LOGAM BERBAHAN DASAR BESI
NINDYA DWI UTAMI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi: Profit Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam
Berbahan Dasar Besi
: Nindya Dwi Utami
Nama
: B04090027
NIM
Disetujui oleh
Drh Delli Noviana, PhD
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
Drh Retno Wulansari, MS PhD
Pembimbing II
Judul Skripsi : Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial Logam
Berbahan Dasar Besi
Nama
: Nindya Dwi Utami
NIM
: B04090027
Disetujui oleh
Drh Deni Noviana, PhD
Pembimbing I
Drh Retno Wulansari, MS PhD
Pembimbing II
Diketahui oleh
Drh Agus Setiyono, MS PhD APVet
Wakil Dekan
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2011 ini ialah
hematologi, dengan judul Profil Hematologi Mencit pada Implantasi Biomaterial
Logam Berbahan Dasar Besi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Drh Deni Noviana, PhD dan Drh
Retno Wulansari, MS PhD selaku pembimbing skripsi, serta Drh Mokhamad
Fakhrul Ulum, MSi yang telah banyak memberi saran. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Drh Rr Soesatyo Ratih, MSi selaku dosen penilai seminar,
Drh Leni Maylina, MSi selaku dosen moderator seminar, Dr Drh Trioso
Purnawarman, MSi dan Dr Drh Savitri Novelina, MSi PAVet selaku dosen
penguji dalam sidang atas masukannya untuk perbaikan dalam tulisan ini. Tidak
lupa juga penulis sampaikan terima kasih kepada Drh Gunanti Soedjono, MS
selaku ketua bagian dan kepada seluruh staf Bagian Bedah dan Radiologi FKH
IPB. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Mama, Bapak, dan Teteh,
atas segala doa dan kasih sayangnya. Di samping itu, penghargaan penulis
sampaikan kepada Dr Drh Chairun Nisa’, MSi PAVet selaku pembimbing
akademik. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Drh Devi Paramitha, Drh
Sitaria Siallagan, MSi, Bapak Katim dan Bapak Kosasih, yang telah membantu
selama pengumpulan data. Terimakasih penulis sampaikan kepada teman
seperjuangan Fitri, Predi, Kak Nengsih, Fian, Kevin, Sari, Ridha, Awit, Iky, serta
teman-teman Kepo, Cadohe, New Arini, Sekretariat Kurban dan Geochelone atas
segala bantuan dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang
memerlukannya.
Bogor, Oktober 2013
Nindya Dwi Utami
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
Mencit
2
Pengertian Biomaterial
2
Biomaterial Logam
2
Reaksi Tubuh dan Darah terhadap Biomaterial
3
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
4
Hewan Percobaan
4
Bahan
4
Alat
4
Prosedur Penelitian
4
Aklimatisasi Hewan Percobaan
4
Persiapan Implan
5
Penanaman Implan
5
Pengambilan Sampel Darah
5
Perhitungan Jumlah Eritrosit
5
Penentuan Kadar Hemoglobin
6
Penghitungan Nilai Hematokrit
6
Penghitungan Jumlah Leukosit
6
Diferensiasi Leukosit
6
Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi
7
Profil Sel Darah Merah
7
Profil Sel Darah Putih
9
SIMPULAN DAN SARAN
12
Simpulan
12
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
15
RIWAYAT HIDUP
18
DAFTAR GAMBAR
1 Gambar 1. Implan berbahan dasar besi (a) logam besi (Fe), (b) logam
besi berlapis kromium (Fe-Cr), dan (c) logam bedah stainless steel (SS
316L)
2 Gambar 2. Grafik (a) jumlah eritrosit, (b) kadar hemoglobin, dan (c)
nilai hematokrit mencit setelah diimplan dengan berbagai jenis material
logam berbahan dasar besi
3 Gambar 3. Grafik (a) jumlah leukosit, (b) persen limfosit, (c) persen
neutrofil, (d) persen monosit, dan (e) persen eosinofil mencit setelah
diimplan dengan berbagai jenis material logam berbahan dasar besi
7
8
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rata-rata dan simpangan baku jumlah eritrosit (juta/mm3) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
2 Rata-rata dan simpangan baku kadar hemoglobin (gr%) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
3 Rata-rata dan simpangan baku nilai hematokrit (%) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
4 Rata-rata dan simpangan baku jumlah leukosit (ribu/mm3) mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
5 Rata-rata dan simpangan baku persentase limfosit mencit yang diimplan
dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
6 Rata-rata dan simpangan baku persentase neutrofil mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
7 Rata-rata dan simpangan baku persentase monosit mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
8 Rata-rata dan simpangan baku persentase eosinofil mencit yang
diimplan dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
9 Rata-rata dan simpangan baku persentase basofil mencit yang diimplan
dengan beberapa jenis material logam berbahan dasar besi
15
15
15
16
16
16
17
17
17
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan biomaterial atau bahan implan meningkat secara cepat sejak
akhir abad ke-19. Macam-macam biomaterial yang sering digunakan terbuat dari
logam, keramik, polimer, kolagen dan gelatin. Logam yang sering digunakan
adalah platinum, titanium dan stainless steel (Kuhn 2005). Bahan-bahan tersebut
merupakan logam yang biokompatibel dengan tubuh namun harganya cukup
mahal. Penelitian untuk mencari logam lain yang lebih ekonomis terus dilakukan
hingga sekarang. Besi (Fe) merupakan logam yang potensial untuk dijadikan
biomaterial (Gross et al. 2002). Sampai saat ini belum ada penelitian mengenai
penggunaan biomaterial berbahan dasar besi murni.
Penggunaan besi sebagai biomaterial belum banyak diteliti sehingga masih
banyak data dasar yang belum diketahui. Salah satunya adalah data perubahan
profil hematologi darah akibat besi yang diimplankan dalam tubuh. Darah adalah
cairan tubuh yang pertama kali kontak dengan biomaterial yang ditanamkan
(Kuhn 2005). Reaksi sistemik yang ditimbulkan akibat implantasi biomaterial
dapat dilihat dari perubahan profil sel darah merah dan sel darah putih.
Penggunaan biomaterial dapat meningkatkan kualitas hidup dan
menyelamatkan hidup jutaan orang setiap tahunnya. Material baru seperti besi,
terus dikembangkan secara kontinyu sebagai perangkat medis. Data dasar
mengenai pengaruh implan besi terhadap tubuh pada hewan coba sangat
diperlukan untuk mengembangkan penggunaan biomaterial berbahan dasar besi.
Hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian untuk mengetahui pengaruh
biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi darah pada
hewan coba mencit.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah apakah ada pengaruh
implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi
darah mencit.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh implantasi biomaterial
logam berbahan dasar besi terhadap profil hematologi darah, meliputi jumlah
eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit, jumlah leukosit dan diferensiasi
leukosit.
2
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran pengaruh yang
ditimbulkan akibat implantasi biomaterial logam berbahan dasar besi terhadap
profil hematologi, meliputi jumlah eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit,
jumlah leukosit dan diferensiasi leukosit sehingga dapat diketahui respon biologis
tubuh terhadap biomaterial logam berbahan dasar besi.
TINJAUAN PUSTAKA
Mencit
Hewan coba dalam penelitian ini adalah mencit (Mus musculus albinus).
Mencit digunakan sebagai hewan model dalam berbagai penelitian. Hewan ini
mudah didapat, mudah dikembangbiakkan, harganya relatif murah, ukurannya
kecil sehingga mudah ditangani, dan jumlah anaknya banyak (Penn 1999). Mencit
juga memiliki sifat fisiologis yang menyerupai mamalia besar oleh karena itu
mencit dijadikan hewan coba dalam penelitian ini
Pengertian Biomaterial
Biomaterial adalah material tertentu yang dimasukkan ke dalam tubuh dan
digunakan sebagai perangkat medis yang berinteraksi dengan jaringan dan cairan
tubuh dengan tujuan mengobati, meningkatkan fungsi atau mengganti elemen
anatomi tubuh (Williams 1987). Selama berabad-abad, biomaterial memberikan
dampak yang besar dalam upaya pengobatan cedera dan penyakit pada manusia.
Penggunaan biomaterial meningkat secara cepat pada akhir abad ke-19, terutama
setelah munculnya teknik bedah aseptik yang dikenalkan oleh Dr. Joseph Lister
pada tahun 1860-an (Kuhn 2005).
Syarat utama untuk semua jenis material yang akan ditanamkan dalam
tubuh adalah material tersebut harus biokompatibel dan tidak menyebabkan reaksi
yang dapat merugikan bagi tubuh (Kuhn 2005). Material yang digunakan harus
bisa mempertahankan kestabilan dalam melaksanakan fungsinya (Bidhendi dan
Pouranvari 2011). Beberapa efek yang ditimbulkan dari material yang
inkompatibel dengan tubuh adalah gangguan pertumbuhan jaringan di sekitar
daerah implantasi, gangguan terhadap reaksi sistemik tubuh dan deposisi ion
logam di beberapa jaringan atau organ (Khan et al. 1999).
Biomaterial Logam
Material yang sering digunakan dalam dunia medis diantaranya adalah
logam, keramik, polimer, kolagen dan gelatin. Perangkat logam pertama kali
digunakan untuk memperbaiki patah tulang pada awal abad ke-20. Kelebihan
3
logam dibandingkan dengan bahan lainnya seperti keramik dan polimer adalah
logam memiliki tingkat kekuatan yang tinggi, tidak mudah patah, dan dapat
dibentuk sesuai kebutuhan (Kuhn 2005). Kekurangan biomaterial yang terbuat
dari logam yaitu, menimbulkan korosi yang dapat mempengaruhi biokompabilitas
dan sifat mekanik bahan implan tersebut (Bidhendi dan Pouranvari 2011).
Pelepasan ion logam harus diminimalisasi dengan penggunaan bahan yang
tahan korosi. Material logam yang sering digunakan adalah platinum, titanium,
dan stainless steel. Bahan tersebut terbukti memiliki kekuatan yang diperlukan
untuk aplikasi dalam tubuh dan tahan korosi sehingga biokompatibel dengan
tubuh (Kuhn 2005).
Besi (Fe) merupakan logam yang potensial untuk dijadikan biomaterial
(Gross et al. 2002). Besi mudah didapatkan, mudah diolah dan dibentuk, serta
harganya relatif murah. Kekurangan besi adalah mudah mengalami korosi jika
terkena cairan fisiologis tubuh (Zhang et al. 2010).
Reaksi Tubuh dan Darah terhadap Biomaterial
Reaksi tubuh akibat implantasi biomaterial meliputi perlukaan, interaksi
darah dengan biomaterial, pembentukan jaringan baru, peradangan akut,
peradangan kronis, pertumbuhan jaringan granulasi, reaksi penolakan terhadap
benda asing, dan fibrosis (Anderson et al. 2008). Luka akibat penanaman implan
dapat menimbulkan hemoragi atau perdarahan yang dapat mempengaruhi jumlah
sel darah dalam tubuh.
Bahan implan yang ditanam dapat dikategorikan sebagai benda asing bagi
tubuh. Tubuh biasanya memberikan respon terhadap benda asing melalui proses
peradangan. Peradangan juga terjadi sebagai akibat dari korosi yang ditimbulkan
dari biomaterial logam (Patterson et al. 2005). Terjadinya peradangan pada suatu
area lokal dapat menyebabkan beberapa perubahan baik pada tingkat vaskular
maupun pada tingkat selular. Perubahan yang terjadi pada tingkat vaskular adalah
perubahan pada pembuluh darah, perubahan pada aliran darah, perubahan pada
pergerakan atau arus darah dalam pembuluh darah, eksudasi plasma darah,
emigrasi dari leukosit, dan diapedesis dari eritrosit. Perubahan pada tingkat selular
berupa peningkatan aktivitas leukosit (Vegad 1995).
Sistem sirkulasi darah mengalir ke semua sel dalam tubuh (Edmunds
1995). Ketika biomaterial ditanamkan dalam tubuh maka darah adalah cairan
tubuh yang pertama kali kontak dengan biomaterial yang ditanamkan (Kuhn
2005). Reaksi sistemik yang ditimbulkan akibat implantasi biomaterial dapat
dilihat dari perubahan profil sel darah merah dan sel darah putih. Kompatibilitas
biomaterial dengan darah tergantung pada sifat fisik dan kimia material tersebut
(Dash et al. 2010). Sifat fisik meliputi ukuran dan luas permukaan biomaterial
yang ditanamkan dalam tubuh sedangkan sifat kimianya meliputi senyawa yang
menyusun material tersebut.
4
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juni sampai Juli 2012. Pemeliharaan
hewan percobaan, operasi implantasi biomaterial, dan pengambilan sampel darah
dilakukan di Laboratorium Bagian Bedah dan Radiologi Departemen Klinik,
Reproduksi, dan Patologi Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor
(FKH IPB). Pemeriksaan darah dilakukan di Laboratorium Fisiologi Departemen
Anatomi, Fisiologi, dan Farmakologi FKH IPB.
Hewan Percobaan
Penelitian ini menggunakan 40 ekor mencit (Mus musculus albinus) jantan
dewasa (umur > 35 hari) dengan kisaran berat 30-35 g. Mencit dibagi kedalam
empat kelompok perlakuan, yaitu kelompok mencit yang diimplan logam besi
(Fe) 12 ekor, kelompok mencit yang diimplan logam besi berlapis kromium (FeCr) sebanyak 12 ekor, kelompok mencit yang diimplan stainless steel (SS 316L)
sebanyak 12 ekor, dan kelompok kontrol yang diasumsikan sebagai kondisi awal
sebelum perlakuan sebanyak 4 ekor.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah obat bius (xylazin HCl 1%
dan ketamin HCl 1%), antibiotik (amoxicillin 125 mg/5 ml), antelmintik
(praziquantel 20 mg/ml), antiprotozoa (metronidazole 200 mg/5 ml), benang jahit
(vicryl), bioplacenton, alkohol 70%, iodine tincture 3%, tampon, Fe (berat (w) =
201.90 x 10-4 g, panjang (ℓ) = 3.0 mm, diameter (Ø) =1.0 mm), Fe-Cr (w = 182.00
x 10-4 g, ℓ = 3.2 mm, Ø = 1.0 mm), dan SS 316L (w = 434.30 x 10-4 g, ℓ = 3.1 mm,
Ø = 1.3 mm).
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah timbangan untuk mencit,
timbangan untuk implan, perlengkapan bedah minor, trocar, dysposible syringe 1
ml, pencukur rambut, jarum jahit, amplas (Taiyo®), tabung mikrohematokrit, dan
tabung ependorf (1.5 ml) berantikoagulan heparin.
Prosedur Penelitian
Aklimatisasi Hewan Percobaan
Aklimatisasi hewan percobaan dilakukan selama 12 hari. Aklimatisasi
dilakukan dengan memberikan antelmintik peroral pada hari ke-1 dan ke-7 dengan
5
dosis 10 mg/kg bb satu kali sehari. Antibiotik peroral diberikan pada hari ke-2
sampai hari ke-6 dengan dosis 10 mg/kg bb satu kali sehari. Antiprotozoa
diberikan peroral pada hari ke-8 sampai hari ke-12 dengan dosis 20 mg/kg bb satu
kali sehari. Mencit diberikan pakan 4 g/ekor/hari dan air minum secara ad libitum.
Persiapan Implan
Implan berupa Fe, Fe-Cr, dan SS 316L dipotong sesuai dengan ukuran yang
telah ditetapkan, kemudian Fe diamplas, ketiga material tersebut lalu ditimbang.
Semua material disterilisasi menggunakan oven dengan suhu 100oC selama 60
menit sebelum diimplankan ke dalam tubuh mencit.
Penanaman Implan
Penanaman implan pada mencit dilakukan melalui operasi yang aseptis.
Sebelum dilakukan implantasi, mencit dianestesi menggunakan ketamin HCl 1%
dengan dosis 30 mg/kg bb dan xylazin HCl 1% dengan dosis 5 mg/kg bb melalui
intraperitoneum. Rambut di daerah punggung dan paha kanan bagian lateral
dicukur dan didesinfeksi menggunakan alkohol 70% dan iodine tincture 3%.
Implantasi dilakukan subkutan di daerah punggung dan intramuskular di otot paha
kanan dengan menggunakan trocar sebagai pendorong implan. Implantasi di
daerah subkutan dilakukan dengan membuat lubang menggunakan syringe lalu
biomaterial implan dimasukan ke subkutan dengan bantuan pinset. Implantasi
pada otot paha dilakukan dengan menusukkan syringe untuk membuat lubang
kemudian biomaterial dimasukkan menggunakan trocar. Penutupan jaringan
dilakukan dengan menjahit kulit dengan jahitan sederhana. Penanganan postoperatif dilakukan dengan pemberian antibiotik amoxicillin peroral dan pemberian
bioplacenton pada daerah yang dioperasi.
Pengambilan Sampel Darah
Pengambilan sampel darah dilakukan pada hari ke-1, 4, dan 14 setelah
implantasi biomaterial. Anestesi dilakukan sebelum pengambilan darah
menggunakan ketamin HCl 1% dan xylazin HCl 1%. Pengambilan sampel darah
dilakukan melalui sinus retro-orbital menggunakan tabung mikrohematokrit (Hoff
2000). Darah yang keluar kemudian ditampung pada tabung ependorf
berantikoagulan heparin.
Perhitungan Jumlah Eritrosit
Sampel darah dihisap menggunakan pipet eritrosit hingga tanda tera 0.5
dengan aspirator. Ujung pipet dibersihkan menggunakan tisu, lalu larutan Hayem
dihisap hingga tanda 101. Cairan dihomogenkan dengan cara memutar pipet
membentuk angka 8. Cairan yang tidak terkocok pada ujung pipet dihilangkan
dengan menempelkan ujung pipet ke kertas tisu. Cairan dalam pipet diteteskan
satu tetes ke dalam hemositometer. Cairan dibiarkan selama beberapa saat sampai
mengendap, lalu penghitungan dapat dimulai. Penghitungan dilakukan dengan
menggunakan mikroskop dengan perbesaran 40 x 10. Jumlah eritrosit yang
didapat dari hasil perhitungan dikalikan dengan 104 untuk mengetahui jumlah
eritrosit dalam 1 mm3 darah (Sodikoff 1995).
Jumlah total eritrosit = a x 104/mm3
Keterangan : a adalah jumlah eritrosit hasil penghitungan dalam hemositometer
6
Penentuan Kadar Hemoglobin
Penentuan kadar hemoglobin dilakukan dengan menggunakan metode Sahli.
Prinsip metode ini adalah mengukur konsentrasi hematin yang dibentuk oleh
darah dengan HCl. Prosedur metode ini yaitu darah diambil dengan menggunakan
pipet Sahli sebanyak 0.02 ml kemudian dimasukkan ke dalam tabung Sahli yang
berisi HCl 0.1 N sampai batas terbawah, kemudian didiamkan kurang lebih 3
menit sampai terbentuk asam hematin yang berwarna coklat tua. Warna tersebut
disamakan dengan warna standar Sahli dengan ditambahkan aquadestilata sedikit
demi sedikit ke dalam tabung sampel. Miniskus akhir dibaca pada skala yang
menunjukkan kadar hemoglobin setelah warnanya sama (Sodikoff 1995).
Penghitungan Nilai Hematokrit
Penghitungan nilai hematokrit atau Packed Cell Volume (PCV) dilakukan
dengan menggunakan metode mikrohematokrit. Prinsip kerjanya adalah
memisahkan sel-sel darah dari plasma yang terdiri dari butir-butir darah merah.
Darah diambil dengan tabung kapiler mikrohematokrit hingga ¾ tabung tersebut.
Tabung kapiler kemudian ditutup dengan crestoseal lalu disentrifuse selama 5
menit dengan kecepatan 12000 rpm. Persen volume sel darah merah diukur
dengan pembaca hematokrit (Sodikoff 1995).
Penghitungan Jumlah Leukosit
Sampel darah dihisap menggunakan pipet leukosit hingga tanda tera 0.5
dengan aspirator. Ujung pipet dibersihkan dengan menggunakan tisu, lalu larutan
Turk dihisap hingga tanda 11. Cairan dihomogenkan dengan cara memutar pipet
membentuk angka 8. Cairan yang tidak terkocok pada ujung pipet dihilangkan
dengan menempelkan ujung pipet ke kertas tisu. Cairan dalam pipet diteteskan
satu tetes ke dalam hemositometer. Cairan dibiarkan selama beberapa saat sampai
mengendap. Penghitungan dilakukan menggunakan mikroskop dengan perbesaran
40 x 10. Jumlah leukosit yang didapat dari hasil perhitungan dikalikan dengan 50
untuk mengetahui jumlah leukosit dalam 1 mm3 darah (Sodikoff 1995).
Jumlah total leukosit = c x 50/mm3
Keterangan : c adalah jumlah leukosit hasil penghitungan dalam hemositometer
Diferensiasi Leukosit
Diferensiasi leukosit dilakukan dengan membuat sediaan ulas darah. Darah
diteteskan di salah satu sisi gelas objek menggunakan pipet tetes, lalu gelas objek
lainnya diletakkan dengan sudut 45o kemudian gelas objek tersebut ditarik secara
perlahan. Ulas darah dibiarkan mengering di udara setelah itu difiksasi dengan
metanol selama 5 menit. Sediaan ulas darah kemudian diwarnai dengan Giemsa
10% selama 30 menit, setelah itu dibilas dengan air dan dikeringkan dengan cara
dianginkan. Sediaan ulas darah diamati dibawah mikroskop dengan perbesaran
100 x 10 kali. Penghitungan diferensiasi leukosit didasarkan pada hasil
pengamatan dengan menghitung neutrofil, eosinofil, basofil, limfosit, dan monosit
dalam 100 butir leukosit (Sodikoff 1995).
Analisa Data
Data hematologi dianalisa dengan metode ANOVA dan uji berganda
Duncan menggunakan perangkat lunak SPSS® v.16.
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Biomaterial Logam Berbahan Dasar Besi
Tiga jenis biomaterial logam yang digunakan dalam penelitian ini dapat
dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Implan logam berbahan dasar besi (a) logam besi (Fe), (b) logam besi
berlapis kromium (Fe-Cr), dan (c) logam bedah stainless steel (SS 316L).
Profil Sel Darah Merah
Jumlah eritrosit pada mencit normal menurut AML (2013) berkisar antara
(7.0-10.1) x 106/mm3. Pada penelitian ini jumlah rata-rata eritrosit mencit sebelum
dilakukan implantasi adalah 10.35 x 106/mm3, hal ini diasumsikan sebagai kondisi
awal sebelum implantasi. Profil hematologi darah merah mencit setelah diimplan
dengan berbagai jenis material logam berbahan dasar besi disajikan pada Gambar
2.
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa jumlah eritrosit berfluktuasi antar
perlakuan dan antar waktu pengamatan. Berdasarkan hasil analisis statistik, tidak
ada perbedaan yang nyata antara setiap jenis implan (p