1.2 Rumusan masalah
Berdasarkan uraian yang dijelaskan di atas, maka dapat dibuat suatu rumusan
masalah sebagai berikut:
Apakah ekstrak etanol umbi lobak Raphanus sativus L. memiliki efek antibakteri terhadap Fusobacterium nucleatum sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar
dengan mencari konsentrasi minimal ekstrak etanol umbi lobak yang dapat menghambat dan membunuh bakteri Fusobacterium nucleatum?
1.3 Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efek antibakteri dari ekstrak etanol umbi lobak Raphanus sativus L. sebagai bahan alternatif medikamen
saluran akar terhadap Fusobacterium nucleatum dengan mencari konsentrasi minimal ekstrak etanol umbi lobak Raphanus sativus L. yang dapat menghambat KHM
dan membunuh KBM bakteri Fusobacterium nucleatum.
1.4 Manfaat penelitian
1.4.1 Manfaat Teoritis
1. Sebagai dasar penelitian lebih lanjut pengembangan ekstrak etanol umbi lobak Raphanus sativus L. sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar dalam
perawatan endodontik. 2. Menambah informasi dalam bidang kedokteran gigi mengenai sifat
antibakteri dari ekstrak etanol umbi lobak Raphanus sativus L..
1.4.2 Manfaat Praktis
1.Pengembangan material kedokteran gigi yang berasal dari bahan alami dan bersifat lebih biokompatibel, mudah didapatkan dan harga yang lebih terjangkau
dalam rangka meningkatkan pelayanan kesehatan gigi pada masyarakat. 2. Dapat mengembangkan pendayagunaan tanaman obat berkhasiat yang ada
di nusantara dalam perawatan saluran akar.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Eliminasi mikroorganisme dari infeksi saluran akar adalah faktor yang paling penting dalam perawatan saluran akar.
8
Untuk mengurangi aktivitas bakteri pada saluran akar digunakanlah bahan medikamen saluran akar.
36
Jenis bahan medikamen yang sering digunakan dalam perawatan saluran akar adalah CaOH
2
karena bersifat antibakteri.
2
Namun salah satu bakteri patogen yang ada di saluran akar yang sering dijumpai berkaitan dengan bakteri lain dan mempunyai peran dalam kasus infeksi
saluran akar primer seperti Fusobacterium nucleatummasih ditemukan dalam beberapa kasus setelah pemberian bahan medikamen CaOH
2
.
12
Untuk mencapai suatu keberhasilan pada penelitian ini dalam mengetahui efek antibakteri dan
mengeliminasi bakteri Fusobacterium nucleatum, diharapkan ekstrak etanol umbi lobak dapat digunakan sebagai bahan alternatif medikamen saluran akar.
2.1 Penggunaan Bahan Medikamen Saluran Akar Bahan medimaken yang memiliki aktivitas antibakteri sering digunakan untuk
mengeliminasi bakteri yang tersisa setelah preparasi chemomechanical.
37
Suatu medikamen saluran akar harus memiliki syarat antara lain biokompatibel, memiliki
daya antibakteri, menetralisir sisa – sisa debris di saluran akar, mengontrol nyeri pascaperawatan, mampu mencegah reinfeksi.
7
Tujuan dari pemberian bahan medikamen saluran akar adalah untuk mengurangi jumlah bakteri dan mencegah
infeksi kembali dari bakteri tersebut selama perawatan saluran akar, mengurangi rasa nyeri setelah perawatan saluran akar, menstimulasi perbaikan kembali jaringan
periapikal
8,38
Bahan – bahan medikamen dapat dibagi menjadi : a.
Golongan fenol Golongan fenol dan aldehid umumnya memiliki efek dalam membunuh sel,
tetapi memiliki efek samping pada penggunaanya dengan alergenitas sehingga bisa
membahayakan jaringan pulpa dan periapeks.
8
Golongan fenol terdiri dari bahan kristalin putih yang memiliki bau yang menyegat, rasa yang tidak enak, dan akan
mengalami kehilangan daya aktifnya dalam waktu 24 jam.
8,39
Studi in vitro menunjukkan fenol dan turunannya memiliki sifat sangat toksik pada sel mamalia,
tetapi daya antimikrobanya tidak sebanding dengan toksisitasnya.
39
Contoh dari golongan fenol antara lain camphorated monoparachloropenol CMCP,
metacresylacetate cresatin, eugenol, parachlorophenol PCP, camphorated parachlorophenol CPC, cresol, creosote, thymol.
8
b. Golongan aldehid seperti formokresol dan glutaraldehid
8
Penggunaan golongan aldehid pada jaringan nekrotik akan membuat jaringan itu menjadi lebih toksik dan memiliki potensi mutagen serta karsinogen.
8,39
Golongan fenol dan formokresol menunjukkan bahwa medikamen ini tidak berpengaruh pada
pencegahan nyeri.
8
c. Golongan halida sepertiIodine potassium iodide IKI
8
Iodine potassium iodide mempunyai kemampuan berdifusi lewat tubulus dental dan membunuh bakteri in vivo. IKI juga merupakan desinfektan yang efektif
pada dentin yang terinfeksi dan dapat membunuh bakteri pada dentin yang terinfeksi dalam waktu 5 menit secara in vitro.
39
d. Antibiotik
Jenis antibiotik yang sering dipakai adalah pasta Ledermix dan Septomixine Forte. Keduanya sama – sama mengandung kortikosteroid sebagai agen antiinflamasi,
tetapi spektrum kerja kedua jenis antibiotik tersebut kurang sehingga belum sesuai digunakan dalam perawatan saluran akar.
2
e. Golongan steroid
Golongan steroid dapat menurunkan nyeri setelah perawatan, tetapi tidak akan menurunkan insiden flare up.
8
f. Kalsium hidroksida
Penggunaan kalsium hidroksida sebagai bahan intrakanal antiseptik pertama kali diperkenalkan oleh B.W.Herman pada tahun 1920. Kalsium hidroksida telah
ditemukan kembali pada tahun 1960 untuk perawatan nekrosis infeksi pulpa.
Sekarang kalsium hidroksida digunakan sebagai bahan medikamen dalam praktik endodontik.
37,40
Kalsium hidroksida merupakan bahan medikamen saluran akar yang paling efektif dalam perawatan saluran akar dan sering digunakan hingga sekarang, karena
memiliki sifat basa, dengan suasana basa pada saluran akar yang memiliki daya antibakteri terhadap bakteri yang tidak tahan terhadap suasana basa.
6,7
Kalsium hidroksida memiliki pH yang mendekati 12 - 12,5 yang menunjukkan sebuah
senyawa alkalin yang kuat jika dilarutkan dalam pelarut air.
37,41
Di dalam pelarut, CaOH
2
akan dilarutkan menjadi kalsium dan ion hidroksil. Macam – macam sifat biologis yang dimiliki pada CaOH
2
, seperti aktivitas antimikroba, mencegah resorpsi gigi, menginduksi perbaikan pada pembentukan jaringan keras. Cara kerja
CaOH
2
melalui pelepasan ion Ca
2+
yang memiliki peran dalam proses mineralisasi jaringan dan ion OH
-
yang menghasilkan alkalin yang tinggi sehingga menyebabkan lingkungan yang tidak sesuai bagi mikroorganisme.
2
Pelepasan ion hidroksil pada lingkungan pH alkalin dapat menghancurkan membran sel dari bakteri dan struktur
proteinnya serta memodifikasi genetik dari sel bakteri tersebut.
6,41
Kalsium hidroksida juga menghidrolisis lapisan lipid dari lipopolisakarida LPS yang biasa
dimiliki oleh bakteri gram negatif, dengan menghasilkan asam lemak hidroksi dalam jumlah yang banyak dan menonaktifkan enzim dalam membran bakteri serta
menggangu mekanisme transportasi yang mengakibatkan sel keracunan.
42
Efek letalnya pada bakteri ditunjukkan pada mekanisme: a.
Penghancuran pada membran sel dari bakteri Ion hidroksil akan menginduksi lemak peroksida, mengakibatkan kerusakan
pada fosfolipid, struktur dari membran sel, ion hidroksil memindahkan atom hidrogen dari asam lemak tidak jenuh,menghasilkan lemak peroksida yang lain. Sehingga
peroksida berperan seperti radikal bebas, menginisiasi reaksi rantai autokatalitik, dan menghasilkan kerusakan lebih lanjut dari lemak jenuh dan kerusakan membran yang
lebih luas.
b. Denaturasi protein
Sifat alkalinasi yang berasal dari kalsium hidroksida menginduksi pelepasan ikatan ionik yang mempertahankan struktur tersier dari protein. Struktur dari protein
juga dirusak oleh ion hidroksil. c.
Penghancuran pada DNA bakteri Ion hidroksil bereaksi dengan DNA bakteri dan menginduksi pemisahan dari
untaiannya. Hasilnya, replikasi DNA terhambat dan aktivitas selular terganggu. Radikal bebas juga menyebabkan induksi dari mutasi yang letal.
6,40
Namun kalsium hidroksida CaOH
2
juga memiliki beberapa kelemahan melalui penelitian Siquiera et al 2007, membuktikan bahwa dari 11 saluran akar
dengan lesi periodontitis apikalis, setelah penggunaan bahan dressing antar kunjungan dengan menggunakan CaOH
2
selama satu minggu, ditemukan dua kasus bakteri postmedikamen, dengan satu takson per kasus, yaitu bakteri F.nucleatum dan
Lactococcus garvieae.
12
Penelitian dari Porteiner .et al 2001melaporkan bahwa dentin dapat mempengaruhi aktivitas antibakteri dari kalsium hidroksida, dengan
kemampuan buffer dentin yang menghambat kerja dari kalsium hidroksida, sehingga terjadi penurunan kondisi alkalin yang dibutuhkan untuk membunuh bakteri, serta
menghambat penetrasi ion hidroksil ke jaringan pulpa.
43
Kalsium hidroksida juga bersifat lambat sebagai agen antibakteri dalam mencapai keefektifitasan, karena
kalsium hidroksida harus berada dalam saluran akar kurang lebih satu minggu. Penelitian menunjukkan 11 dari saluran akar masih terdapat bakteri setelah dua
perawatan berturut – turut dengan bahan medikamen kalsium hidroksida dan dua per tiga mengalami kegagalan.
37
Hal ini kemungkinan terjadi karena anatomi pulpa yang kompleks sehingga beberapa mikroorganisme dapat berpindah ke kanal lateral,
isthmus, delta saluran akar, dan tubulus dentin setelah dilakukan preparasi chemomechanical.
12
Penelitian dari De Moor dan De Witte 2002 juga menunjukkan penggunaan kalsium hidroksida yang berlebih dan berkontak langsung ke jaringan
periapikal tidak memberikan penyembuhan pada jaringan periapikal tersebut.
44
2.2 Bakteri Fusobacterium nucleatum sebagai Salah Satu Bakteri yang
Berperan dalam Infeksi Saluran Akar.
Menurut taksonominya, Fusobacterium nucleatum diklasifikasikan berdasarkan:
14
Kingdom : Bacteria
Filum : Fusobacteria
Famili : Bacteriodaceae
Genus : Fusobacterium
Spesies : Fusobacterium nucleatum
Fusobacterium nucleatum merupakan jenis bakteri anaerob obligat gram negatif dengan sel yang tipis, bentuk batang yang bergelendong dengan kedua ujung
yang tajam atau filamen, panjang sel bakteri 5 – 10 �mdan termasuk kedalam famili
Bacteroidaceae.
14,45
Gambar 1
Gambar 1. Koloni F.nucleatum dibawah
Scanning Electron Microscopy
SEM
14
F. nucleatum sebagai bakteri gram negatif memiliki karakteristik pada membran luar bakteri tersebut. Envelope dari bakteri terdiri dari membran luar dan
dalam yang terpisah dengan periplasmic space yang mengandung peptidoglikan. Secara umum membran dalam dari bakteri terdiri dari membran ganda fosfolipid
yang simetris dan protein. Membran terluar berfungsi sebagai molekul selektif dan membran asimetris yang terdiri dari fosfolipid, lipopolisakarida LPS, lipoprotein,
dan protein.
14
Gambar 2 Kompleks lipopolisakaridayang berupa endotoksin dapat menyebabkan
biological effects yaitu aktivasi komplemen, sitotoksisitas, dan resorpsi tulang. Lipopolisakarida juga memegang peranan penting dalam proses perlekatan bakteri F.
nucleatum dengan hidroksiapatit dan sementum pada permukaan
gigi.
14,46
Lipopolisakarida dari Fusobacterium nucleatum juga menginduksi secara cepat respon imun pada jaringan pulpa.
47
Gambar 2. F.nucleatum dibawah mikroskop elektron Outer membrane OM, Perisplasmic space P, dan Cell
membraneCM
14
F.nucleatum memerlukan media yang baik untuk tumbuh sumbur yang terdapat kandungan trypticase, peptone, dan ekstrak ragi. F.nucleatum menggunakan
asam amino untuk menghasilkan energi serta menggunakan glukosa untuk reaksi biosintesis molekuler interseluler.
14
Bakteri tersebut bersifat tidak bergerak dan tidak menghasilkan spora dengan produk utama hasil akhir metabolisme berupa asam
butirat serta sejumlah kecil asetat, laktat, format, dan asam propionat.
14,17
Asam butirat, asam propionat, dan ion amonium dapat menghambat proliferasi sel fibroblas
pada gingiva, yang memberikan jalan masuk bagi F.nucleatum untuk melakukan penetrasi ke epitel gingiva.
14
Asam butirat juga berperan dalam inhibisi terbesar dari T-sel blastogenesis dan menstimulasi produksi interleukin-1 yang berkaitan dengan
resorpsi tulang.
46
F.nucleatum juga menghasilkan protease yang dapat melakukan aktivitas proteolitik yang mendegradasi fragmen kolagen yang menyebabkan
kerusakan periodontal dari host.
14
Bakteri yang ditemukan pada infeksi primer endodontik adalah bakteri gram negatif seperti Fusobacterium, Dilaster, Porphyromonas, Prevotella, Tannerella,
Treponema, Campylobacter, dan Veillonella.
48
Penelitian dari Kipalev et al. 2014 menunjukkan bahwa Fusobacterium nucleatum lebih sering ditemukan pada infeksi
saluran akar primer dengan menggunakan metode Polymerase Chain Reaction PCR yaitu sebesar 52,8 dibandingkan dengan infeksi saluran akar sekunder sebesar
25,7.
15
Infeksi primer tersebut awalnya dapat terjadi akibat dari adanya jalan masuk bagi mikroorganisme umumnya melalui karies gigi. Adapun cara lain untuk
masuknya mikroorganisme penyebab infeksi primer adalah melalui apeks, kanal lateral, aksesoris, furkasi dari saluran akar gigi.
47
Selain itu, infeksi sekunder disebabkan oleh mikroorganisme yang masih terdapat pada saluran akar saat
perawatan atau setelah dilakukan perawatan saluran akar.
49
Menurut Sundqvist 1994 menunjukkan bahwa F.nucleatum jugapaling banyak ditemukan pada lesi apikal
melalui kultur bakteri saluran akar yaitu sebesar 48.Tabel1
46
Tabel 1. Bakteriyang disiloasi dari saluran akar gigi dengan lesi periapikal.
46
Mikroorganisme di dalam saluran akar dapat tumbuh tidak hanya sebagai sel planktonik, tetapi juga dapat membentuk suatu biofilm yang terdiri dari jaringan
kompleks dari berbagai mikroorganisme. Pembentukan biofilm yang terjadi di dalam saluran akar dimulai setelah mikroorganisme kontak dengan tanduk pulpa dan juga
Bakteri Insiden
Fusobacterium nucleatum Streptococcus sp
Bacteroides sp Prevotella intermedia
Peptostreptococcus micros Eubacterium alactolyticum
Peptostreptococcus anaerobius Lactobacillus sp
Eubacterium lentum Fusobaccterium sp
Camphylobacter sp Peptostreptococcus sp
Actinomyces sp Eubaccterium timidum
Capnocytophaga ochracea Eubacterium brachy
Veillonella parvula Porphyromonas endodontalis
Prevotella buccae Prevotella denticola
Prevotella loesccheii Eubacterium nodatum
48 40
35 34
34 31
32 31
32 29
25 15
15 11
11 9
9 9
9 6
6 6
didukung oleh morfologi saluran akar yang begitu kompleks.
18
Bakteri yang berkumpul dalam biofilm dapat berkomunikasi intraspesies maupun antarspesies.
Komunikasi tersebut dilakukan untuk memperoleh sifat-sifat baru. Quorum sensing adalah komunikasi intraspesies bakteri yang dimediasi oleh molekul rendah yang
berat, yang dapat mengubah aktivitas metabolisme sel-sel tetangga dan mengkoordinasikan fungsi sel bakteri terdapat dalam biofilm. Quorum sensing juga
dapat mengatur properti mikroba seperti faktor virulensi dan penggabungan DNA ekstraseluler.
50,51
Beberapa bakteri yang saling berhubungan dengan spesies lainnya melalui rantai makanan dengan metabolisme dari satu spesies menyediakan nutrien
esensial untuk pertumbuhan populasi bakteri yang lainnya. Fusobacterium nucleatum berperan penting dalam pembentukan biofilm karenakemampuannya dalam memecah
glukosa dari strukur interseluler dan memanfaatkannya sebagai sumber energi pada saat kekurangan nutrisi, hal inilah yang mendukung bakteri lain berpindah ke sekitar
permukaan sel Fusobacterium nucleatum yang selanjutnya berikatan dengan dinding selnya.
14
Kombinasi Fusobacterium nucleatum, Prevotella spp., Porphyromonas spp. juga berkaitan dengan perkembangan yang menunjukkan keparahan dalam
endodontik flare up, karena adanya sinergi antara bakteri tersebut sehingga meningkatkan intensitas reaksi inflamasi pada jaringan periapikal.
15,17
F.nucleatum dan P. gingivalis berinteraksi dengan menghasilkan enzim proteolitik dan agregasi
dari bakteri tersebut menghasilkan efek sinergisme pada terjadinya kasus infeksi endo-perio.
14,52
Gambar 3 Bakteri yang membentuk biofilm tersebut akan lebih resisten terhadap agen antimikroba dibandingkan dengan bakteri yang hidup sebagai
planktonik.
46
2.3 Lobak Raphanus sativus L.
Kategori