Pengujian Bioaktivitas Perancah Berpori Biphasic Calcium Phosphate Sebagai Material Pengganti Tulang Pada Domba.
PENGUJIAN BIOAKTIVITAS PERANCAH BERPORI
BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE SEBAGAI
MATERIAL PENGGANTI TULANG PADA DOMBA
MARLIANI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengujian Bioaktivitas
Perancah Berpori Biphasic Calcium Phosphate sebagai Material Pengganti Tulang
pada Domba 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2015
Marliani
NIM G751130101
RINGKASAN
MARLIANI. Pengujian Bioaktivitas Perancah Berpori Biphasic Calcium
Phosphate sebagai Material Pengganti Tulang pada Domba. Dibimbing oleh
KIAGUS DAHLAN dan GUNANTI.
Pemilihan biomaterial implan merupakan langkah awal yang harus
dilakukan dalam bidang ortopedi untuk mengatasi permasalahan kerusakan tulang.
Penelitian ini melaporkan tentang uji bioaktivitas perancah berpori biphasic
calcium phosphate (BCP) sebagai material penganti tulang pada domba. Biphasic
Calcium Phosphate merupakan biokeramik yang tersusun dari hydroxyapatit
(HAp) dan β-tricalcium phosphate (β-TCP). Penggabungan antara HAp dan βTCP dapat dilakukan melalui pengontrolan pada komposisi tertentu. Perancah
berpori BCP dihasilkan dari metode pencampuran mekanik dan metode freezedried. Biokeramik BCP dicampur dengan Na-Alginat untuk mendapatkan
suspensi BCP/alginat lalu kemudian dilakukan pengeringan beku menggunakan
metode freeze-dried untuk mendapatkan perancah berpori BCP. Pengujian
bioaktivitas pada perancah berpori BCP dilakukan secara in vitro pada larutan
simulated body fluid (SBF) dan secara in vivo pada tulang domba sebagai hewan
uji.
Pada penelitian ini, perancah yang digunakan merupakan perancah berpori
BCP dengan rasio 60/40 dan 70/30 berbentuk silinder dengan diameter 8 mm dan
tinggi 17 mm. Struktur pori pada perancah ini berfungsi untuk memudahkan
proses implantasi sehingga dapat mengikuti struktur kerusakan tulang. Hal ini
dapat membantu suplai nutrisi pada proses persembuhan tulang. Pengujian secara
in vitro pada larutan SBF memperlihatkan hubungan antara kedua rasio yang
digunakan. Perancah berpori BCP 60/40 lebih memiliki kecenderungan cepat
terserap (resorbable) dibandingkan dengan perancah berpori BCP 70/30 yang
ditegaskan dengan analisis terhadap pelepasan kalsium dan fosfat selama
periode perendaman dalam larutan SBF.
Pengujian secara in vivo pada tulang domba yang diimplan dengan perancah
berpori BCP menunjukkan hasil dengan karakteristik yang diharapkan. Pengujian
bioaktivitas secara in vivo pada tulang domba memperlihatkan adanya interaksi
antara perancah berpori BCP dengan jaringan tulang. Hasil radiografi sinar-X
menunjukkan adanya perubahan opasitas tulang pada daerah defek, sehingga
membentuk gambaran tulang sempurna. Selain itu, gambaran makroskopik
membuktikan bahwa setelah pengamatan 90 hari telah terbentuk formasi tulang
baru pada daerah defek. Hasil uji histologi mendukung hasil radiografi dan
gambaran makroskopik yang menunjukkan pertumbuhan sel-sel pembentuk
jaringan tulang baru. Persembuhan tulang ini ditunjang dengan sifat
osteokonduksi dan osteoinduksi yang baik pada material implan. Pengujian
bioaktivitas perancah berpori BCP menunjukkan bahwa perancah ini mampu
mempercepat proses persembuhan tulang pada daerah kerusakan tulang.
Kata kunci: Perancah berpori BCP, bioktivitas, in vitro dan in vivo, material
implan, persembuhan tulang, larutan SBF.
SUMMARY
MARLIANI. Testing of Bioactivity of Porous Biphasic Calcium Phosphate
Scaffold as a Implanted Material into Sheep’s Bone. Supervised by KIAGUS
DAHLAN and GUNANTI.
Selection of biomaterial implants is the first step to carry out on orthopedics
sector to overcome the problem of bone damage. This study was reports about
testing of bioactivity of porous biphasic calcium phosphate scaffold as a
implanted material into sheep’s bone. Biphasic Calcium Phosphate bioceramics
composed by hydroxyapatit (HAp) and β-tricalcium phosphate (β-TCP). Mixing
of HAp and β-TCP can be made by controlling on specific composition. BCP
porous scaffolds is resulted from mechanical mixing and freeze-dried method.
BCP bioceramics mixed with Na-Alginate to obtain a suspension of BCP/alginate
and freeze-dried was used to obtain of BCP porous scaffold. Testing of bioactivity
on BCP porous scaffold by in vitro in simulated body fluid (SBF) solution and in
vivo in sheep’s bones as test animals.
In this study, BCP porous scaffold was used ratio respectively are 60/40 and
70/30 with cylinder form which have diameter of 8 mm and height 17 mm. The
pores structure in scaffold was function to facilitate of implantation process so as
to follow the structure of bone damage. It also can help of supply nutrients to
healing of bone. Testing in vitro by SBF solution shows the correlation of two
ratios of HAp/ β-TCP was used. BCP porous scaffold 60/40 has a tendency of
rapidly absorbed (resorbable) compared to BCP porous scaffold 70/30, it
confirmed by analysis towards of calcium and phosphate release during periods of
immersion in SBF solution.
The results of bioactivity testing by in vivo on bone sheep implanted with
BCP porous scaffold shows as a expected characteristics. It showing interaction
between BCP porous scaffold and sheep’s bone tissue. The x-ray radiographs
showed change of bone opacity, thus forming result perfect bone. Morever,
macroscopic observation showed after 90 days have formed new bone formation,
and histological test showed the growth of cells forming new bone tissue in defect
area. These bone healing is supported by osteoinduction and osteoconduction
properties as a good of material implanted. Testing of bioactivity BCP porous
scaffold showed these scaffold is able to accelerate the process of bone healing in
areas of bone damage.
Keywords: BCP porous scaffold, bioactivity, in vitro and in vivo test, material
implanted, bone healing, SBF solution.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENGUJIAN BIOAKTIVITAS PERANCAH BERPORI
BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE SEBAGAI
MATERIAL PENGGANTI TULANG PADA DOMBA
MARLIANI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Biofisika
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Akhiruddin, S.Si. M.Si
99(
BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE SEBAGAI
MATERIAL PENGGANTI TULANG PADA DOMBA
MARLIANI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengujian Bioaktivitas
Perancah Berpori Biphasic Calcium Phosphate sebagai Material Pengganti Tulang
pada Domba 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2015
Marliani
NIM G751130101
RINGKASAN
MARLIANI. Pengujian Bioaktivitas Perancah Berpori Biphasic Calcium
Phosphate sebagai Material Pengganti Tulang pada Domba. Dibimbing oleh
KIAGUS DAHLAN dan GUNANTI.
Pemilihan biomaterial implan merupakan langkah awal yang harus
dilakukan dalam bidang ortopedi untuk mengatasi permasalahan kerusakan tulang.
Penelitian ini melaporkan tentang uji bioaktivitas perancah berpori biphasic
calcium phosphate (BCP) sebagai material penganti tulang pada domba. Biphasic
Calcium Phosphate merupakan biokeramik yang tersusun dari hydroxyapatit
(HAp) dan β-tricalcium phosphate (β-TCP). Penggabungan antara HAp dan βTCP dapat dilakukan melalui pengontrolan pada komposisi tertentu. Perancah
berpori BCP dihasilkan dari metode pencampuran mekanik dan metode freezedried. Biokeramik BCP dicampur dengan Na-Alginat untuk mendapatkan
suspensi BCP/alginat lalu kemudian dilakukan pengeringan beku menggunakan
metode freeze-dried untuk mendapatkan perancah berpori BCP. Pengujian
bioaktivitas pada perancah berpori BCP dilakukan secara in vitro pada larutan
simulated body fluid (SBF) dan secara in vivo pada tulang domba sebagai hewan
uji.
Pada penelitian ini, perancah yang digunakan merupakan perancah berpori
BCP dengan rasio 60/40 dan 70/30 berbentuk silinder dengan diameter 8 mm dan
tinggi 17 mm. Struktur pori pada perancah ini berfungsi untuk memudahkan
proses implantasi sehingga dapat mengikuti struktur kerusakan tulang. Hal ini
dapat membantu suplai nutrisi pada proses persembuhan tulang. Pengujian secara
in vitro pada larutan SBF memperlihatkan hubungan antara kedua rasio yang
digunakan. Perancah berpori BCP 60/40 lebih memiliki kecenderungan cepat
terserap (resorbable) dibandingkan dengan perancah berpori BCP 70/30 yang
ditegaskan dengan analisis terhadap pelepasan kalsium dan fosfat selama
periode perendaman dalam larutan SBF.
Pengujian secara in vivo pada tulang domba yang diimplan dengan perancah
berpori BCP menunjukkan hasil dengan karakteristik yang diharapkan. Pengujian
bioaktivitas secara in vivo pada tulang domba memperlihatkan adanya interaksi
antara perancah berpori BCP dengan jaringan tulang. Hasil radiografi sinar-X
menunjukkan adanya perubahan opasitas tulang pada daerah defek, sehingga
membentuk gambaran tulang sempurna. Selain itu, gambaran makroskopik
membuktikan bahwa setelah pengamatan 90 hari telah terbentuk formasi tulang
baru pada daerah defek. Hasil uji histologi mendukung hasil radiografi dan
gambaran makroskopik yang menunjukkan pertumbuhan sel-sel pembentuk
jaringan tulang baru. Persembuhan tulang ini ditunjang dengan sifat
osteokonduksi dan osteoinduksi yang baik pada material implan. Pengujian
bioaktivitas perancah berpori BCP menunjukkan bahwa perancah ini mampu
mempercepat proses persembuhan tulang pada daerah kerusakan tulang.
Kata kunci: Perancah berpori BCP, bioktivitas, in vitro dan in vivo, material
implan, persembuhan tulang, larutan SBF.
SUMMARY
MARLIANI. Testing of Bioactivity of Porous Biphasic Calcium Phosphate
Scaffold as a Implanted Material into Sheep’s Bone. Supervised by KIAGUS
DAHLAN and GUNANTI.
Selection of biomaterial implants is the first step to carry out on orthopedics
sector to overcome the problem of bone damage. This study was reports about
testing of bioactivity of porous biphasic calcium phosphate scaffold as a
implanted material into sheep’s bone. Biphasic Calcium Phosphate bioceramics
composed by hydroxyapatit (HAp) and β-tricalcium phosphate (β-TCP). Mixing
of HAp and β-TCP can be made by controlling on specific composition. BCP
porous scaffolds is resulted from mechanical mixing and freeze-dried method.
BCP bioceramics mixed with Na-Alginate to obtain a suspension of BCP/alginate
and freeze-dried was used to obtain of BCP porous scaffold. Testing of bioactivity
on BCP porous scaffold by in vitro in simulated body fluid (SBF) solution and in
vivo in sheep’s bones as test animals.
In this study, BCP porous scaffold was used ratio respectively are 60/40 and
70/30 with cylinder form which have diameter of 8 mm and height 17 mm. The
pores structure in scaffold was function to facilitate of implantation process so as
to follow the structure of bone damage. It also can help of supply nutrients to
healing of bone. Testing in vitro by SBF solution shows the correlation of two
ratios of HAp/ β-TCP was used. BCP porous scaffold 60/40 has a tendency of
rapidly absorbed (resorbable) compared to BCP porous scaffold 70/30, it
confirmed by analysis towards of calcium and phosphate release during periods of
immersion in SBF solution.
The results of bioactivity testing by in vivo on bone sheep implanted with
BCP porous scaffold shows as a expected characteristics. It showing interaction
between BCP porous scaffold and sheep’s bone tissue. The x-ray radiographs
showed change of bone opacity, thus forming result perfect bone. Morever,
macroscopic observation showed after 90 days have formed new bone formation,
and histological test showed the growth of cells forming new bone tissue in defect
area. These bone healing is supported by osteoinduction and osteoconduction
properties as a good of material implanted. Testing of bioactivity BCP porous
scaffold showed these scaffold is able to accelerate the process of bone healing in
areas of bone damage.
Keywords: BCP porous scaffold, bioactivity, in vitro and in vivo test, material
implanted, bone healing, SBF solution.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENGUJIAN BIOAKTIVITAS PERANCAH BERPORI
BIPHASIC CALCIUM PHOSPHATE SEBAGAI
MATERIAL PENGGANTI TULANG PADA DOMBA
MARLIANI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Biofisika
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Akhiruddin, S.Si. M.Si
99(