memungkinkan peningkatan sifat dari scaffold. Derajat deasetilasi DD kitosan, menunjukkan kelompok amina bebas yang ada dalam struktur kitosan, yang menjadi
parameter utama yang merubah sifat fisikokimia seperti kelarutan, konformasi rantai dan sifat elektrostatik. Karena gugus kationik amina, kitosan menyediakan lingkungan yang
sesuai untuk adhesi sel. Degradasi produk kitosan seperti sakarida dan glucosamines, yang sudah ada dalam metabolisme mamalia, dan senyawa ini dapat mengaktifkan
makrophage yang memiliki reseptor untuk N-asetil-D-glukosamin dan mannose Muzzarelli, 2009; dan Jayakumar, et al., 2010. Harry, A, 2006, melaporkan bahwa pada
kitosan yang dilakukan ikatan silang dengan glutaraldehide menunjukkan gel glutaraldehide kitosan berupa membran lapisan film tipis. Cross-linking scaffold
berbasis kitosan merupakan metode yang efektif untuk memodifikasi tingkat biodegradasi dan untuk mengoptimalkan sifat mekanik Ma et al., 2003, Tsai et al., 2007. Oleh
karena itu, pengolahan dengan metode kimia masih diperlukan pada hampir semua kasus. Penggunaan glutaraldehida, GA C
5
H
8
O
2
sebagai reagen ikat-silang bifungsional yang dapat menjadi penghubung dua gugus rantai amino polipeptida yang berdekatan, menjadi
pilihan utama dalam teknik jaringan kulit, karena kelarutannya dalam air, efisiensi cross- linking yang tinggi dan biaya rendah. Selain itu glutaraldehid bersifat larut dalam air,
alkohol dan benzene. Sebagai bahan ikat silang, desinfectan, penyamakan kulit dan penstabil bakteri dan virus Ma et al., 2003
.
Gambar 2.4 Skematik kolagen cross-linked dengan glutaraldehid dalam kitosan
2.2.3 Kolagen
Ma, et al., 2003
Kolagen C
102
H
149
N
31
O
38
adalah salah satu protein yang menyusun tubuh manusia, keberadaannya adalah kurang lebih mencapai 30 dari seluruh protein yang
terdapat di tubuh. Merupakan struktur organik pembangun tulang, gigi, sendi, otot, dan
Universitas Sumatera Utara
kulit. Serat kolagen memiliki daya tahan yang kuat terhadap tekanan. Kolagen memiliki struktur primer Glicin-X-Hidroxiprolin atau Glicin-Prolin-X. Rantai polipeptida-nya
disintesa dalam ribosom yang ada di sekitar retikulum endoplasma. Sebagai struktur tertier-nya berupa triple helix, artinya tiga rantai polipeptid spiral left handed helix.
Ketiga molekul helix-nya dihubungkan satu sama lain dengan ikatan hidrogen seperti pada
α helix DNA. Kolagen biasanya di sintesa oleh sel fibroblast, secara garis besar dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu:
1. Intrasellular, berada dalam organel ribosom di sekitar retikulum endoplasma dari ribosom.
2. Ekstrasellular, yang terjadi dalam intersellular atau ekstrasellular adalah eliminasi dari N- dan C-terminal. Kemudian eliminasi gugus N dari rantai molekul lisina secara
oxidativ. Akibatnya grup aldehid dari kollagen monomer disatukan menjadi kolagen fibrillar.
Kolagen saat ini telah ditemukan dan dibagi menjadi 28 kelas, yatu:
•
Kolagen fibrillar, yaitu kolagen tipe I, II, III, V, dan XI.
•
Kolagen yang membentuk jaringan, yaitu kolagen Tipe IV Lamina densa dari dasar membran Hemidesmosom, VIII dan X.
•
Kolagen yang fibrillar terasosiasi FACIT, yaitu kollagn tipe IX, XII, XIV, dan XXII.
•
Kolagen berbentuk rangkaian mutiara, yaitu kolagen tipe VI.
•
Verankerungsfibrillen, yaitu kolagen tipe VII. Kolagen dengan domain transmembran, yaitu kolagen tipe XIII, XVII, XXIII, dan XXV
www.wikipedia.kolagen, 2013.
2.2.4 Kolagen Untuk Skin Tissue Engineering
Scaffold yang terbuat dari kolagen telah digunakan dalam berbagai aplikasi karena banyak kelebihannya, seperti efek hemostatik, antigenisitas rendah, dan sifat mekanik
yang baik untuk digunakan dalam aplikasi rekayasa jaringan lunak. Selain itu, kolagen scaffold telah diteliti untuk menghasilkan sel dan pertumbuhan jaringan tambahan.
Kolagen mengandung residu dasar, seperti lisin dan arginin, dan sisi spesifik adhesi sel seperti grup arginine-glycine-aspartat RGD. Kelompok RGD aktif menginduksi adhesi
selular dengan mengikat reseptor integrin, dan interaksi ini memainkan peran penting dalam pertumbuhan sel, dan dalam diferensiasi dan regulasi keseluruhan fungsi sel.
Kolagen dikenal sebagai material yang paling menjanjikan dalam aplikasi teknik jaringan
Universitas Sumatera Utara
dengan sifat biokompatibilitas dan biodegradasi yang sangat baik. Namun, biodegradasi yang cepat dan kekuatan mekanik yang rendah adalah masalah yang membatasi lebih
lanjut menggunakan bahan ini. Untuk alasan ini, digunakan campuran dari biodegradabel polimer untuk menghasilkan scaffold Gaspar, et al., 2008.
Distribusi, biosintesis dan struktur molekul kolagen pada semua jaringan ikat menjadikannya salah satu biomolekul yang paling banyak dipelajari dari matriks
ekstraseluler ECM. Jenis protein berserat merupakan komponen utama dari kulit dan tulang dan mewakili sekitar 25 dari berat kering total mamalia. Kolagen dari jenis
berbeda telah ditandai dan semua menampilkan struktur heliks tiga yang khas. Kolagen tipe I, II, III, V dan XI dikenal untuk membentuk serat kolagen. Molekul kolagen terdiri
dari tiga rant ai α yang berkumpul bersama karena struktur molekul mereka. Setiap rantai
α terdiri dari lebih dari seribu asam amino berdasarkan urutan -Gly-X-Y-. Kehadiran glisin sangat penting disetiap ketiga posisi asam amino untuk memungkinkan kemasan
yang kuat dari tiga rantai α pada molekul tropocollagen dan posisi X dan Y adalah
sebagian besar diisi oleh prolin dan 4-hydroxyproline Gaspar, et al., 2008. Ada sekitar dua puluh lima konformasi rantai α yang berbeda, masing-masing
dihasilkan oleh gen mereka yang unik. Kombinasi rantai ini, di set tiga, berkumpul untuk membentuk dua puluh sembilan jenis kolagen yang dikenal saat ini. Meskipun banyak
jenis kolagen telah dijelaskan, hanya beberapa jenis yang digunakan untuk menghasilkan biomaterial collagenbased. Kolagen tipe I saat ini merupakan standar emas dalam bidang
jaringan-rekayasa. Fibroblast bertanggung jawab untuk sebagian besar produksi kolagen dalam jaringan ikat. Kolagen pro-
α rantai mRNA disintesis dari dalam retikulum endoplasma kasar dan kemudian dipindahkan ke aparatus Golgi sel. Selama transfer ini,
beberapa prolines dan lysines residu dihidroksilasi oleh enzim oxydase lysyl. Spesifik Lysines glikosilasi dan kemudian pro-
rantai α merakit diri ke dalam prokolagen sebelum enkapsulasi dalam vesikel ekskretoris. Fibril kolagen pembentuk yang paling umum
digunakan dalam produksi kolagen berbasis biomaterial. Kolagen tipe I hadir dalam fasciae, dermis dan tendon dan merupakan komponen utama dari jaringan parut. Dari 20
jenis kolagen, kolagen I, II, III, V dan XI berkumpul menjadi fibril. Kolagen membentuk jaringan lainnya, misalnya kolagen IV, komponen utama dari membran. Kolagen juga
dapat membentuk transmembran protein, struktur manik-manik atau mengaitkan dengan fibril permukaan. Kolagen telah digunakan untuk beberapa waktu sebagai desain
pengganti kulit, dan baru-baru ini telah digunakan untuk membuat model endothelialized,
Universitas Sumatera Utara
direkonstruksi dermis yang mempromosikan pembentukan kapiler manusia seperti jaringan secara spontan. Butler dan Orgill 2005, menggambarkan teknik jaringan yang
menggabungkan autologus keratinosit terpilah dan, acellular kolagen-glikosaminoglikan matriks yang sangat berpori yang telah ditunjukkan dalam model babi untuk regenerasi
dermis dan epidermis in vivo. Teknologi pengganti kulit tersebut merupakan aplikasi berguna bila dibuktikan secara klinis Gaspar, et al., 2008; dan Bareil, et al., 2010.
2.3 Sintesis Scaffold
