Evaluasi radiografi tandur tulang bifasik kalsium fosfat (bkf) pada tulang domba
EVALUASI RADIOGRAFI TANDUR TULANG BIFASIK
KALSIUM FOSFAT (BKF) PADA TULANG DOMBA
TRI APRIYADI HIDAYAT
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 Evaluasi Radiografi
Tandur Tulang Bifasik Kalsium Fosfat (BKF) pada Tulang 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
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Tri Apriyadi Hidayat
NIM B04100112
ABSTRAK
TRI APRIYADI HIDAYAT. Evaluasi Radiografi Tandur Tulang Bifasik Kalsium
Fosfat (BKF) pada Tulang Domba. Dibimbing oleh RIKI SISWANDI dan
GUNANTI.
Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan tandur tulang bifasik kalsium
fosfat (BKF) secara in vivo. Tandur tulang BKF adalah kombinasi hidroksiapatit
(HAp) dan β-trikalsium fosfat (β-TKF). Delapan belas ekor domba dibagi menjadi
dua grup. Grup pertama menerima BKF1 (kombinasi HAp 70%:β-TKF 30%) dan
grup kedua menerima BKF2 (HAp 60%:β-TKF 40%). Kedua tandur tulang dibuat
dalam bentuk pelet dan ditanamkan dengan operasi aseptis pada bagian 1/3 proximo
medial tulang tibia kanan. Sebagai kontrol pada medial tulang tibia kiri dilubangi
tanpa pemberian tandur tulang. Pemeriksaan radiografi tulang tibia domba
dilakukan pada hari ke-0 praoperasi, pascaoperasi, hari ke-7, 30, 60, dan 90
pascaoperasi. Parameter yang diamati adalah luas lesio, rasio densitas radiografi,
radiopasitas, marginasi, bentuk tandur, dan bentuk kerusakan tulang. Hasil
penelitian menunjukkan tandur tulang BKF2 mempunyai biodegradasi yang lebih
baik dibandingkan tandur tulang BKF1. Hal ini terlihat dari penurunan rasio
densitas radiografi dan luas BKF2 yang lebih besar daripada BKF1 hingga hari ke90 pascaoperasi. Akan tetapi, persembuhan tulang terjadi lebih cepat pada kontrol
daripada BKF1 dan BKF2.
Kata kunci: BKF, densitas radiografi, evaluasi radiografi, tandur tulang
ABSTRACT
TRI APRIYADI HIDAYAT. Radiographic Evaluation of Biphasic Calcium
Phosphate (BCP) Bone Graft In Sheep. Supervised by RIKI SISWANDI and
GUNANTI.
The study was conducted to evaluate in vivo bone graft biphasic calcium
phosphat (BCP). Bone graft BCP is combination of hydroxyapatite (HAp) and βtricalcium phospate (β-TCPl. Eighteen domestic sheeps were divided into two
groups. Each group recieved different combination of BCP. The first group
received BCP1 (HAp 70%:β-TCP 30%) and the second received BCP2 (HAp
60%:β-TCP 40%). Both of the bone grafts were shaped into a pellet form and were
implanted under aseptic surgery on the 1/3 proximomedial of right tibia bone. The
left tibia bone was drilled without bone graft as control. Bone graft were subjected
to radiographic examination before and after surgery. Continously radiographic
evaluation also performed at 7th, 30th, 60th, and 90th day postoperative. The
observation parameters were lesion area width, radiographic density ratio,
radiopacity, margination, the shape of bone graft, and control under radiographic
evaluation. The result shown that BCP2 had better biodegradability properties than
BCP1. This was evident from the decreased in the radiographic density ratio and
area of BCP2 greater than BCP1 until ninetieth days postoperative. However, bone
healing occurred more rapidly in controls than BCP1 and BCP2.
Keywords: BCP, bone graft, radiographic density, radiographic evaluation
EVALUASI RADIOGRAFI TANDUR TULANG BIFASIK
KALSIUM FOSFAT (BKF) PADA TULANG DOMBA
TRI APRIYADI HIDAYAT
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga skripsi dengan judul Evaluasi Radiografi Tandur Tulang Bifasik
Kalsium Fosfat (BKF) pada Tulang Domba dapat diselesaikan.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Drh Riki Siswandi, MSi dan
Ibu Dr Drh Gunanti, MS selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan,
dorongan, kritik, dan saran yang telah diberikan selama penelitian dan penulisan
skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr Drh Chusnul Choliq,
MS, MM selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing penulis
selama menjadi mahasiswa FKH IPB. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan
kepada Dr Kiagus Dahlan yang telah menyediakan tandur tulang BKF.
Penghargaan penulis sampaikan kepada teman-teman penelitian yang telah banyak
membantu selama penelitian ini dilaksanakan. Terima kasih juga penulis ucapkan
kepada kesekretariatan kurban 2014, Harini, Ardi, Anizza, Laily, Hafsari, Gamma,
Faisal, Upeh, dan seluruh keluarga Acromion 47. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada bapak, mama, teteh, dan kaka serta seluruh keluarga, atas
segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014
Tri Apriyadi Hidayat
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
MATERI DAN METODE
2
Tempat dan Waktu Penelitian
2
Alat dan Bahan
2
Persiapan Hewan Model
3
Operasi Penanaman Tandur
3
Pengambilan Radiograf
4
Pengolahan Radiograf
5
Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Rasio Densitas Radiografi
7
Perubahan Luas Lesio
8
Perubahan Radiografi
8
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
12
UCAPAN TERIMAKASIH
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
17
DAFTAR TABEL
1 Penilaian perubahan radiografi
2 Rasio densitas radiografi lesio perlakuan dan kontrol arah pandang CdCr
3 Luas lesio perlakuan dan kontrol arah pandang ML dalam mm2
6
7
8
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
Hewan model domba (A) mesin x-ray portable (B)
Pemboran os tibia (A) operasi penanaman tandur (B)
Posisi radiografi (A) caudo-cranial (B) medio-lateral
Ringkasan alur penelitian
Trayek perubahan radiografi
Grafik perubahan parameter zona radiolusen
Grafik perubahan parameter marginasi
Grafik Perubahan parameter bentuk
3
4
4
5
6
9
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Grafik luas lesio perlakuan dan lesio kontrol arah pandang medio lateral
Grafik rasio lesio perlakuan dan kontrol arah pandang medio lateral
Gambaran radiografi os tibia arah pandang Caudo cranial
Gambaran radiografi os tibia arah pandang Medio lateral
14
14
15
16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Setiap tahun banyak orang menderita berbagai penyakit tulang yang
diakibatkan oleh trauma, tumor, dan patah tulang. Keadaan ini semakin parah
dengan kurangnya material pengganti tulang yang ideal (Murugan dan
Ramakrishna 2004), sehingga dibutuhkan berbagai biomaterial yang digunakan
sebagai pengganti tulang.
Biomaterial pengganti tulang salah satunya adalah tandur tulang sintetis
berupa biokeramik, salah satu contohnya adalah campuran hidroksiapatit (HAp)
dan β-trikalsium fosfat (β-TKF). Penggunaan dua senyawa ini karena secara alami
terdapat dalam komposisi anorganik tulang berupa mineral apatit (Park et al. 2009).
Komponen utama senyawa apatit adalah kalsium fosfat. Senyawa kalsium fosfat
memiliki beberapa fase yaitu, hidroksiapatit dan trikalsium fosfat, selain itu
terdapat fase-fase lainnya seperti oktakalsium fosfat (OKF) dan dikalsium fosfat
(DKF) (Shi 2004). Senyawa kalsium fosfat yang paling stabil adalah Hidroksiapatit
[Ca10(PO4)6(OH)2] sedangkan Beta trikaslium fosfat [Ca3(PO4)2] bersifat mudah
terserap (Lind et al. 1999).
Kedua senyawa HAp dan β-TKF memiliki kelebihan dan kekurangan
sehingga untuk meningkatkan kemampuannya dilakukan penggabungan yang
dikenal sebagai bifasik kalsium fosfat (BKF). Menurut De Val et al. (2013)
penggabungan unsur HAp dan β-TKF akan dapat mengendalikan biodegradasinya.
Manfaat tersebut dapat diuji melalui berbagai pengkajian baik secara mekanis, in
vitro, dan in vivo sebagai bahan substitusi tulang untuk menutup kerusakan tulang
atau dipergunakan dalam pemasangan tandur tulang. Pengujian material tandur
dilakukan secara in vivo untuk mengetahui persembuhan jaringan tubuh dan
interaksi material tandur tulang dengan jaringan. Pengujian secara in vivo
menggunakan domba sebagai hewan model karena memiliki kemiripan struktur dan
regenerasi tulang dengan manusia serta memiliki besaran tulang tibia yang sesuai
dengan kebutuhan.
Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian sebelumnya tentang
tandur tulang sintetis. Dari penelitian sebelumnya ditemukan bahwa tandur yang
digunakan tidak berhasil menginduksi pertumbuhan tulang lebih cepat dari
persembuhan normal tulang (Gunanti et al. 2011). Hal ini disebabkan karena tandur
yang digunakan tidak dapat terserap sempurna dalam waktu yang cepat. Namun
tidak terlihat adanya reaksi penolakan tubuh terhadap tandur tersebut.
Untuk menjelaskan perubahan tandur tersebut, salah satu cara yang dilakukan
adalah dengan gambaran radiologi. Oleh karena itu penggunaan radiologi dalam
penelitian ini bertujuan untuk mengamati pengaruh penggunaan tandur tulang BKF
terhadap pertumbuhan tulang melalui interpretasi radiografi.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan biodegradasi
tandur tulang BKF komposisi HAp:β-TKF 70:30 dan 60:40 melalui gambaran
2
radiografi persembuhan tulang dan deskripsi morfologi tandur dalam tulang
sehingga dapat ditemukan bahan tandur tulang yang baik.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mampu menciptakan alternatif tandur tulang
untuk memperbaiki kerusakan tulang.
MATERI DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan dari bulan Juli sampai November 2013. Operasi dan
pengambilan radiograf domba dilakukan di Laboratorium Eksperimental Bedah,
Divisi Bedah dan Radiologi, Fakultas Kedokteran Hewan (FKH), Institut Pertanian
Bogor (IPB). Pemeliharaan hewan dilakukan di kandang Unit Pengelolaan Hewan
Laboratorium FKH IPB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam operasi penanaman tandur tulang adalah
perlengkapan bedah minor, perlengkapan anestesi, bor tulang, timbangan,
termometer, stetoskop, dan siring.
Bahan yang digunakan selama pemeliharaan domba dan operasi penanaman
tandur adalah desinfektan, pakan domba, 18 ekor domba jantan ekor gemuk,
Ivermectin (Intermectin® 1%, PT. Tekad Mandiri Citra), Albendazole (Albentack900®, Biotek Indonesia), siring 1 mL dan 3 mL, pelet tandur tulang BKF yang
terdiri dari BKF1 (kombinasi HAp 70%:β-TKF 30%) dan BKF2 (HAp 60%:β-TKF
40%) dengan diameter 4 mm dan tinggi 7 mm, atropine sulfas (Aludonna® 0,25
mg/ml, PT. Armoxindo Farma), xylazine (Xylazil®, 2% Troy Laboratories),
Ketamine HCL (Ketamil®, 100 mg/ml Troy Laboratories), antibiotik enrofloxacine
(Roxine®, 100 mg/ml Sanbe Farma), antiinflamasi Phenol dan Sodium
Formaldehyde Sulphoxylate Dihydrate (Flunixin®, 50 mg/ml Vet Tek), rivanol,
povidone iodine, alkohol 70%, perban, kapas, tampon, plester hypafix, benang jahit
catgut Chrom® 3-0 (Catgut, Bbraun), dan Vicryl® 6-0 (Polygactin, Ethicon).
Alat yang digunakan untuk pengambilan data adalah mesin X-Ray
(Diagnostic X-Ray Unit VR-1020, MA Medical Corporation, Nakanodai-Japan),
mesin scanner Canon® (Pixma MP258, Canon Inc), meja operasi, kaset film yang
dilengkapi dengan intensifying screen, apron, hairdryer Panasonic® (EH-ND11,
PT. Panasonic Gobel Indonesia), sarung tangan karet yang dilapisi dengan timbal,
marker, hanger, lampu iluminator, label, ImageJ 1,46r® (Wayne Rasband National
Institutes of Health, USA), dan Adobe® Photoshop CS3.
Bahan yang digunakan untuk pengambilan dan pengolahan radiograf adalah
Carestream Kodak Film® (X-Ray Film, Carestream Health Inc), Carestream
Developer and Replenisher (Dietilen Glikol, Hidroquinon, Kalsium Sulfit, Natrium
3
Sulfit, Carestream Health Inc), larutan rinser, Carestream Fixer and Replenisher
(Ammonium Tiosianat, Natrium Sulfit, Carestream Health Inc), air, dan label.
A
B
Gambar 1 Hewan model domba (A) mesin x-ray portable (B)
Persiapan Hewan Model
Sebanyak 18 ekor domba lokal jantan ekor gemuk berumur 1.5 tahun dengan
bobot badan 23-25 kg digunakan sebagai model hewan. Domba tersebut dievaluasi
secara klinis selama 7 hari sebelum penelitian. Pemeriksaan klinis juga dilakukan
sehari sebelum operasi. Semua domba diberikan Albentack-900® (1 ml/10 kg berat
badan (BB)) sebagai antelmentik dan Intermectin® (0,5 ml/25kg BB) sebagai
antiektoparasit. Selain itu, dilakukan pembersihan dan desinfeksi kandang.
Pemberian pakan dan minum dilakukan sebanyak 2 kali sehari (pagi dan sore).
Operasi Penanaman Tandur
Sebelum dilakukan perlakuan berupa penanaman tandur tulang terlebih
dahulu dilakukan pemeriksaan klinis. Selanjutnya domba disuntik Aludonna® (0.05
mg/kg BB) sebagai premedikasi. Selanjutnya domba disedasi dengan Xylazil®
(0.2 mg/kg BB) dengan rute intravena (IV) dan sebagai maintenance menggunakan
Ketamil® (40 mg/kg BB). Setelah domba terbius dilakukan pengambilan gambar
praoperasi H-0, selanjutnya domba dibawa ke meja operasi. Operasi dilakukan
secara aseptis dan hati-hati. Selanjutnya penanaman tandur tulang dilakukan pada
bagian 1/3 proximo medial os tibia kanan dengan menggunakan bor tulang untuk
membuat lubang sesuai dengan ukuran tandur tulang. Sebagai kontrol, lubang
dengan ukuran yang sama dibuat pada os tibia kiri tanpa diisi dengan tandur tulang.
Pemilihan tempat operasi pada 1/3 os tibia karena pada bagian tulang ini tidak
terdapat pembuluh darah dan sedikit mengandung otot. Operasi dilakukan oleh
operator yang sama untuk mencegah variasi operasi. Setelah operasi selesai domba
kembali masuk ke ruang ronsen untuk pengambilan data pascaoperasi. Operasi
dilakukan sebanyak tiga kali yaitu untuk panen hari ke 30, hari ke 60, dan hari ke
90.
Perawatan domba pascaoperasi meliputi pemberian pakan, air minum yang
cukup, pemeriksaan klinis (pengukuran suhu tubuh, frekuensi jantung, dan
4
frekuensi nafas), pergantian perban, pembersihan luka operasi dengan rivanol, dan
pengobatan luka operasi menggunakan povidone. Pemberian antibiotik Roxine®
(4 mg/kg BB) dan antiinflamasi Flunixin® (2 mg/kg BB) satu kali sehari selama 5
hari pascaoperasi melalui aplikasi IM.
A
B
Gambar 2 Pemboran os tibia (A) operasi penanaman tandur (B)
Pengambilan Radiograf
Pengambilan radiograf os tibia domba dilakukan dengan pengaturan focal
film distance (FFD) 100 cm atau 40 inci, 56 kVp dan 0.8 mAs. Digunakan 2 arah
pandang berbeda, yaitu caudocranial (CdCr) dan mediolateral (ML). Radiograf os
tibia domba diambil saat praoperasi dan pascaoperasi. Pengambilan radiograf
pascaoperasi dilakukan setelah operasi (H-0), hari ke-7 (H-7), hari ke-30 (H-30),
hari ke-60 (H-60), dan hari ke-90 (H-90)
A
B
Gambar 3 Posisi radiografi (A) caudocranial (B) mediolateral
5
Operasi penanaman tandur
Pengolahan radiograf
Analisis data
H-7
Persiapan
model hewan
H-0
H+7
H+30
H+60
H+90
Pengambilan radiograf
Gambar 4 Ringkasan alur penelitian
Pengolahan Radiograf
Rasio Densitas Radiografi, Luas Lesio Perlakuan dan kontrol
Perhitungan densitas radiografi digunakan dengan menggunakan perangkat
lunak ImageJ®. Sebelum melakukan perhitungan densitas dan luas, radiograf
terlebih dahulu dipindai dengan scanner Canon® Pixma MP258. Setelah itu, hasil
pemindaian diedit menggunakan perangkat lunak Adobe® Photoshop CS3 untuk
menghasilkan gambar hitam-putih.
Nilai densitas radiografi diwakili oleh nilai rataan histogram, karena nilai
rataan histogram selaras dengan nilai densitas radiografi, yaitu semakin besar nilai
histogram suatu area, maka semakin besar pula nilai densitas radiografinya
(Gambar 5). Selanjutnya, histogram lesio perlakuan atau kontrol dibandingkan
dengan histogram korteksnya. Hasil perbandingan tersebut mewakili rasio densitas
radiografi lesio perlakuan dan kontrol. Perhitungan densitas lesio dilakukan pada
arah pandang CdCr sementara perhitungan luas dilakukan pada arah pandang ML.
Rasio densitas radiografi =
Histogram perlakuan/ kontrol
Histogram korteks
Perubahan Radiografi
Parameter yang diamati untuk tandur tulang adalah marginasi, bentuk, dan
zona radiolusen. Parameter yang diamati untuk kontrol adalah marginasi dan bentuk.
6
Parameter marginasi dan bentuk pada tandur tulang digunakan untuk mengevaluasi
batas dan bentuk tandur tulang. Parameter zona radiolusen pada tandur adalah
adanya daerah hitam (radiolusen) dalam tandur tulang. Parameter marginasi pada
kontrol merupakan pengamatan pada lesio tulang kontrol. Parameter bentuk pada
kontrol adalah pengamatan pada pinggiran korteks tulang yang dibuat lesio kontrol.
Penilaian radiografi dilakukan secara kualitatif yang kemudian dikuantifikasi
dengan penilaian berbeda untuk setiap tingkat perubahan sesuai Tabel 1.
UDARA
LEMAK
AIR
TULANG
METAL
Radioopak
Radiolusen
Densitas optik
Kehitaman
Densitas radiografi
Ketebalan
Histogram
Rasio densitas radiografi
Gambar 5 Trayek perubahan radiografi
*Diambil dan disesuaikan dari Thrall (2002)
Tabel 1 Penilaian perubahan radiografi
Tandur tulang
Zona radiolusen
Tidak ada
Marginasi
Jelas
Bentuk
Utuh
Kontrol
Marginasi
Jelas
Bentuk
Rata
+
Derajat perubahan
++
+++
Ada titik hitam di
tengah tandur
Tidak jelas/ tidak
rata
Menyusut
Titik hitam pada
satu sisi
Tidak rata dan
tidak jelas
Pecah
Titik hitam menyebar
Tidak jelas/ tidak
rata
< ½ korteks tulang
Tidak rata dan
tidak jelas
½-1 korteks tulang
Tidak jelas dan tidak
rata> satu sisi
>1 korteks tulang
Keterangan: (-) = 0, (+) = 1, (++) = 2 dan (+++) = 3
Tidak jelas dan tidak
rata > satu sisi
Serpihan kecil
7
Analisis Data
Data hasil penelitian disajikan sebagai rataan ± simpangan baku. Data diolah
menggunakan IBM SPSS Statistic 21 dan microsoft Excel 2013. Data variabel
dianalisis statistik menggunakan metode One-Way Analyze of variant (ANOVA),
kemudian dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rasio Densitas Radiografi
Rasio densitas radiografi pada awal penelitian menunjukkan nilai yang
berbeda signifikan (p
KALSIUM FOSFAT (BKF) PADA TULANG DOMBA
TRI APRIYADI HIDAYAT
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 Evaluasi Radiografi
Tandur Tulang Bifasik Kalsium Fosfat (BKF) pada Tulang 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
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Tri Apriyadi Hidayat
NIM B04100112
ABSTRAK
TRI APRIYADI HIDAYAT. Evaluasi Radiografi Tandur Tulang Bifasik Kalsium
Fosfat (BKF) pada Tulang Domba. Dibimbing oleh RIKI SISWANDI dan
GUNANTI.
Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan tandur tulang bifasik kalsium
fosfat (BKF) secara in vivo. Tandur tulang BKF adalah kombinasi hidroksiapatit
(HAp) dan β-trikalsium fosfat (β-TKF). Delapan belas ekor domba dibagi menjadi
dua grup. Grup pertama menerima BKF1 (kombinasi HAp 70%:β-TKF 30%) dan
grup kedua menerima BKF2 (HAp 60%:β-TKF 40%). Kedua tandur tulang dibuat
dalam bentuk pelet dan ditanamkan dengan operasi aseptis pada bagian 1/3 proximo
medial tulang tibia kanan. Sebagai kontrol pada medial tulang tibia kiri dilubangi
tanpa pemberian tandur tulang. Pemeriksaan radiografi tulang tibia domba
dilakukan pada hari ke-0 praoperasi, pascaoperasi, hari ke-7, 30, 60, dan 90
pascaoperasi. Parameter yang diamati adalah luas lesio, rasio densitas radiografi,
radiopasitas, marginasi, bentuk tandur, dan bentuk kerusakan tulang. Hasil
penelitian menunjukkan tandur tulang BKF2 mempunyai biodegradasi yang lebih
baik dibandingkan tandur tulang BKF1. Hal ini terlihat dari penurunan rasio
densitas radiografi dan luas BKF2 yang lebih besar daripada BKF1 hingga hari ke90 pascaoperasi. Akan tetapi, persembuhan tulang terjadi lebih cepat pada kontrol
daripada BKF1 dan BKF2.
Kata kunci: BKF, densitas radiografi, evaluasi radiografi, tandur tulang
ABSTRACT
TRI APRIYADI HIDAYAT. Radiographic Evaluation of Biphasic Calcium
Phosphate (BCP) Bone Graft In Sheep. Supervised by RIKI SISWANDI and
GUNANTI.
The study was conducted to evaluate in vivo bone graft biphasic calcium
phosphat (BCP). Bone graft BCP is combination of hydroxyapatite (HAp) and βtricalcium phospate (β-TCPl. Eighteen domestic sheeps were divided into two
groups. Each group recieved different combination of BCP. The first group
received BCP1 (HAp 70%:β-TCP 30%) and the second received BCP2 (HAp
60%:β-TCP 40%). Both of the bone grafts were shaped into a pellet form and were
implanted under aseptic surgery on the 1/3 proximomedial of right tibia bone. The
left tibia bone was drilled without bone graft as control. Bone graft were subjected
to radiographic examination before and after surgery. Continously radiographic
evaluation also performed at 7th, 30th, 60th, and 90th day postoperative. The
observation parameters were lesion area width, radiographic density ratio,
radiopacity, margination, the shape of bone graft, and control under radiographic
evaluation. The result shown that BCP2 had better biodegradability properties than
BCP1. This was evident from the decreased in the radiographic density ratio and
area of BCP2 greater than BCP1 until ninetieth days postoperative. However, bone
healing occurred more rapidly in controls than BCP1 and BCP2.
Keywords: BCP, bone graft, radiographic density, radiographic evaluation
EVALUASI RADIOGRAFI TANDUR TULANG BIFASIK
KALSIUM FOSFAT (BKF) PADA TULANG DOMBA
TRI APRIYADI HIDAYAT
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kedokteran Hewan
pada
Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karuniaNya sehingga skripsi dengan judul Evaluasi Radiografi Tandur Tulang Bifasik
Kalsium Fosfat (BKF) pada Tulang Domba dapat diselesaikan.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Drh Riki Siswandi, MSi dan
Ibu Dr Drh Gunanti, MS selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan,
dorongan, kritik, dan saran yang telah diberikan selama penelitian dan penulisan
skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr Drh Chusnul Choliq,
MS, MM selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing penulis
selama menjadi mahasiswa FKH IPB. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan
kepada Dr Kiagus Dahlan yang telah menyediakan tandur tulang BKF.
Penghargaan penulis sampaikan kepada teman-teman penelitian yang telah banyak
membantu selama penelitian ini dilaksanakan. Terima kasih juga penulis ucapkan
kepada kesekretariatan kurban 2014, Harini, Ardi, Anizza, Laily, Hafsari, Gamma,
Faisal, Upeh, dan seluruh keluarga Acromion 47. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada bapak, mama, teteh, dan kaka serta seluruh keluarga, atas
segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014
Tri Apriyadi Hidayat
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
MATERI DAN METODE
2
Tempat dan Waktu Penelitian
2
Alat dan Bahan
2
Persiapan Hewan Model
3
Operasi Penanaman Tandur
3
Pengambilan Radiograf
4
Pengolahan Radiograf
5
Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Rasio Densitas Radiografi
7
Perubahan Luas Lesio
8
Perubahan Radiografi
8
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
12
UCAPAN TERIMAKASIH
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
17
DAFTAR TABEL
1 Penilaian perubahan radiografi
2 Rasio densitas radiografi lesio perlakuan dan kontrol arah pandang CdCr
3 Luas lesio perlakuan dan kontrol arah pandang ML dalam mm2
6
7
8
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
Hewan model domba (A) mesin x-ray portable (B)
Pemboran os tibia (A) operasi penanaman tandur (B)
Posisi radiografi (A) caudo-cranial (B) medio-lateral
Ringkasan alur penelitian
Trayek perubahan radiografi
Grafik perubahan parameter zona radiolusen
Grafik perubahan parameter marginasi
Grafik Perubahan parameter bentuk
3
4
4
5
6
9
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Grafik luas lesio perlakuan dan lesio kontrol arah pandang medio lateral
Grafik rasio lesio perlakuan dan kontrol arah pandang medio lateral
Gambaran radiografi os tibia arah pandang Caudo cranial
Gambaran radiografi os tibia arah pandang Medio lateral
14
14
15
16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Setiap tahun banyak orang menderita berbagai penyakit tulang yang
diakibatkan oleh trauma, tumor, dan patah tulang. Keadaan ini semakin parah
dengan kurangnya material pengganti tulang yang ideal (Murugan dan
Ramakrishna 2004), sehingga dibutuhkan berbagai biomaterial yang digunakan
sebagai pengganti tulang.
Biomaterial pengganti tulang salah satunya adalah tandur tulang sintetis
berupa biokeramik, salah satu contohnya adalah campuran hidroksiapatit (HAp)
dan β-trikalsium fosfat (β-TKF). Penggunaan dua senyawa ini karena secara alami
terdapat dalam komposisi anorganik tulang berupa mineral apatit (Park et al. 2009).
Komponen utama senyawa apatit adalah kalsium fosfat. Senyawa kalsium fosfat
memiliki beberapa fase yaitu, hidroksiapatit dan trikalsium fosfat, selain itu
terdapat fase-fase lainnya seperti oktakalsium fosfat (OKF) dan dikalsium fosfat
(DKF) (Shi 2004). Senyawa kalsium fosfat yang paling stabil adalah Hidroksiapatit
[Ca10(PO4)6(OH)2] sedangkan Beta trikaslium fosfat [Ca3(PO4)2] bersifat mudah
terserap (Lind et al. 1999).
Kedua senyawa HAp dan β-TKF memiliki kelebihan dan kekurangan
sehingga untuk meningkatkan kemampuannya dilakukan penggabungan yang
dikenal sebagai bifasik kalsium fosfat (BKF). Menurut De Val et al. (2013)
penggabungan unsur HAp dan β-TKF akan dapat mengendalikan biodegradasinya.
Manfaat tersebut dapat diuji melalui berbagai pengkajian baik secara mekanis, in
vitro, dan in vivo sebagai bahan substitusi tulang untuk menutup kerusakan tulang
atau dipergunakan dalam pemasangan tandur tulang. Pengujian material tandur
dilakukan secara in vivo untuk mengetahui persembuhan jaringan tubuh dan
interaksi material tandur tulang dengan jaringan. Pengujian secara in vivo
menggunakan domba sebagai hewan model karena memiliki kemiripan struktur dan
regenerasi tulang dengan manusia serta memiliki besaran tulang tibia yang sesuai
dengan kebutuhan.
Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian sebelumnya tentang
tandur tulang sintetis. Dari penelitian sebelumnya ditemukan bahwa tandur yang
digunakan tidak berhasil menginduksi pertumbuhan tulang lebih cepat dari
persembuhan normal tulang (Gunanti et al. 2011). Hal ini disebabkan karena tandur
yang digunakan tidak dapat terserap sempurna dalam waktu yang cepat. Namun
tidak terlihat adanya reaksi penolakan tubuh terhadap tandur tersebut.
Untuk menjelaskan perubahan tandur tersebut, salah satu cara yang dilakukan
adalah dengan gambaran radiologi. Oleh karena itu penggunaan radiologi dalam
penelitian ini bertujuan untuk mengamati pengaruh penggunaan tandur tulang BKF
terhadap pertumbuhan tulang melalui interpretasi radiografi.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan biodegradasi
tandur tulang BKF komposisi HAp:β-TKF 70:30 dan 60:40 melalui gambaran
2
radiografi persembuhan tulang dan deskripsi morfologi tandur dalam tulang
sehingga dapat ditemukan bahan tandur tulang yang baik.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mampu menciptakan alternatif tandur tulang
untuk memperbaiki kerusakan tulang.
MATERI DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan dari bulan Juli sampai November 2013. Operasi dan
pengambilan radiograf domba dilakukan di Laboratorium Eksperimental Bedah,
Divisi Bedah dan Radiologi, Fakultas Kedokteran Hewan (FKH), Institut Pertanian
Bogor (IPB). Pemeliharaan hewan dilakukan di kandang Unit Pengelolaan Hewan
Laboratorium FKH IPB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam operasi penanaman tandur tulang adalah
perlengkapan bedah minor, perlengkapan anestesi, bor tulang, timbangan,
termometer, stetoskop, dan siring.
Bahan yang digunakan selama pemeliharaan domba dan operasi penanaman
tandur adalah desinfektan, pakan domba, 18 ekor domba jantan ekor gemuk,
Ivermectin (Intermectin® 1%, PT. Tekad Mandiri Citra), Albendazole (Albentack900®, Biotek Indonesia), siring 1 mL dan 3 mL, pelet tandur tulang BKF yang
terdiri dari BKF1 (kombinasi HAp 70%:β-TKF 30%) dan BKF2 (HAp 60%:β-TKF
40%) dengan diameter 4 mm dan tinggi 7 mm, atropine sulfas (Aludonna® 0,25
mg/ml, PT. Armoxindo Farma), xylazine (Xylazil®, 2% Troy Laboratories),
Ketamine HCL (Ketamil®, 100 mg/ml Troy Laboratories), antibiotik enrofloxacine
(Roxine®, 100 mg/ml Sanbe Farma), antiinflamasi Phenol dan Sodium
Formaldehyde Sulphoxylate Dihydrate (Flunixin®, 50 mg/ml Vet Tek), rivanol,
povidone iodine, alkohol 70%, perban, kapas, tampon, plester hypafix, benang jahit
catgut Chrom® 3-0 (Catgut, Bbraun), dan Vicryl® 6-0 (Polygactin, Ethicon).
Alat yang digunakan untuk pengambilan data adalah mesin X-Ray
(Diagnostic X-Ray Unit VR-1020, MA Medical Corporation, Nakanodai-Japan),
mesin scanner Canon® (Pixma MP258, Canon Inc), meja operasi, kaset film yang
dilengkapi dengan intensifying screen, apron, hairdryer Panasonic® (EH-ND11,
PT. Panasonic Gobel Indonesia), sarung tangan karet yang dilapisi dengan timbal,
marker, hanger, lampu iluminator, label, ImageJ 1,46r® (Wayne Rasband National
Institutes of Health, USA), dan Adobe® Photoshop CS3.
Bahan yang digunakan untuk pengambilan dan pengolahan radiograf adalah
Carestream Kodak Film® (X-Ray Film, Carestream Health Inc), Carestream
Developer and Replenisher (Dietilen Glikol, Hidroquinon, Kalsium Sulfit, Natrium
3
Sulfit, Carestream Health Inc), larutan rinser, Carestream Fixer and Replenisher
(Ammonium Tiosianat, Natrium Sulfit, Carestream Health Inc), air, dan label.
A
B
Gambar 1 Hewan model domba (A) mesin x-ray portable (B)
Persiapan Hewan Model
Sebanyak 18 ekor domba lokal jantan ekor gemuk berumur 1.5 tahun dengan
bobot badan 23-25 kg digunakan sebagai model hewan. Domba tersebut dievaluasi
secara klinis selama 7 hari sebelum penelitian. Pemeriksaan klinis juga dilakukan
sehari sebelum operasi. Semua domba diberikan Albentack-900® (1 ml/10 kg berat
badan (BB)) sebagai antelmentik dan Intermectin® (0,5 ml/25kg BB) sebagai
antiektoparasit. Selain itu, dilakukan pembersihan dan desinfeksi kandang.
Pemberian pakan dan minum dilakukan sebanyak 2 kali sehari (pagi dan sore).
Operasi Penanaman Tandur
Sebelum dilakukan perlakuan berupa penanaman tandur tulang terlebih
dahulu dilakukan pemeriksaan klinis. Selanjutnya domba disuntik Aludonna® (0.05
mg/kg BB) sebagai premedikasi. Selanjutnya domba disedasi dengan Xylazil®
(0.2 mg/kg BB) dengan rute intravena (IV) dan sebagai maintenance menggunakan
Ketamil® (40 mg/kg BB). Setelah domba terbius dilakukan pengambilan gambar
praoperasi H-0, selanjutnya domba dibawa ke meja operasi. Operasi dilakukan
secara aseptis dan hati-hati. Selanjutnya penanaman tandur tulang dilakukan pada
bagian 1/3 proximo medial os tibia kanan dengan menggunakan bor tulang untuk
membuat lubang sesuai dengan ukuran tandur tulang. Sebagai kontrol, lubang
dengan ukuran yang sama dibuat pada os tibia kiri tanpa diisi dengan tandur tulang.
Pemilihan tempat operasi pada 1/3 os tibia karena pada bagian tulang ini tidak
terdapat pembuluh darah dan sedikit mengandung otot. Operasi dilakukan oleh
operator yang sama untuk mencegah variasi operasi. Setelah operasi selesai domba
kembali masuk ke ruang ronsen untuk pengambilan data pascaoperasi. Operasi
dilakukan sebanyak tiga kali yaitu untuk panen hari ke 30, hari ke 60, dan hari ke
90.
Perawatan domba pascaoperasi meliputi pemberian pakan, air minum yang
cukup, pemeriksaan klinis (pengukuran suhu tubuh, frekuensi jantung, dan
4
frekuensi nafas), pergantian perban, pembersihan luka operasi dengan rivanol, dan
pengobatan luka operasi menggunakan povidone. Pemberian antibiotik Roxine®
(4 mg/kg BB) dan antiinflamasi Flunixin® (2 mg/kg BB) satu kali sehari selama 5
hari pascaoperasi melalui aplikasi IM.
A
B
Gambar 2 Pemboran os tibia (A) operasi penanaman tandur (B)
Pengambilan Radiograf
Pengambilan radiograf os tibia domba dilakukan dengan pengaturan focal
film distance (FFD) 100 cm atau 40 inci, 56 kVp dan 0.8 mAs. Digunakan 2 arah
pandang berbeda, yaitu caudocranial (CdCr) dan mediolateral (ML). Radiograf os
tibia domba diambil saat praoperasi dan pascaoperasi. Pengambilan radiograf
pascaoperasi dilakukan setelah operasi (H-0), hari ke-7 (H-7), hari ke-30 (H-30),
hari ke-60 (H-60), dan hari ke-90 (H-90)
A
B
Gambar 3 Posisi radiografi (A) caudocranial (B) mediolateral
5
Operasi penanaman tandur
Pengolahan radiograf
Analisis data
H-7
Persiapan
model hewan
H-0
H+7
H+30
H+60
H+90
Pengambilan radiograf
Gambar 4 Ringkasan alur penelitian
Pengolahan Radiograf
Rasio Densitas Radiografi, Luas Lesio Perlakuan dan kontrol
Perhitungan densitas radiografi digunakan dengan menggunakan perangkat
lunak ImageJ®. Sebelum melakukan perhitungan densitas dan luas, radiograf
terlebih dahulu dipindai dengan scanner Canon® Pixma MP258. Setelah itu, hasil
pemindaian diedit menggunakan perangkat lunak Adobe® Photoshop CS3 untuk
menghasilkan gambar hitam-putih.
Nilai densitas radiografi diwakili oleh nilai rataan histogram, karena nilai
rataan histogram selaras dengan nilai densitas radiografi, yaitu semakin besar nilai
histogram suatu area, maka semakin besar pula nilai densitas radiografinya
(Gambar 5). Selanjutnya, histogram lesio perlakuan atau kontrol dibandingkan
dengan histogram korteksnya. Hasil perbandingan tersebut mewakili rasio densitas
radiografi lesio perlakuan dan kontrol. Perhitungan densitas lesio dilakukan pada
arah pandang CdCr sementara perhitungan luas dilakukan pada arah pandang ML.
Rasio densitas radiografi =
Histogram perlakuan/ kontrol
Histogram korteks
Perubahan Radiografi
Parameter yang diamati untuk tandur tulang adalah marginasi, bentuk, dan
zona radiolusen. Parameter yang diamati untuk kontrol adalah marginasi dan bentuk.
6
Parameter marginasi dan bentuk pada tandur tulang digunakan untuk mengevaluasi
batas dan bentuk tandur tulang. Parameter zona radiolusen pada tandur adalah
adanya daerah hitam (radiolusen) dalam tandur tulang. Parameter marginasi pada
kontrol merupakan pengamatan pada lesio tulang kontrol. Parameter bentuk pada
kontrol adalah pengamatan pada pinggiran korteks tulang yang dibuat lesio kontrol.
Penilaian radiografi dilakukan secara kualitatif yang kemudian dikuantifikasi
dengan penilaian berbeda untuk setiap tingkat perubahan sesuai Tabel 1.
UDARA
LEMAK
AIR
TULANG
METAL
Radioopak
Radiolusen
Densitas optik
Kehitaman
Densitas radiografi
Ketebalan
Histogram
Rasio densitas radiografi
Gambar 5 Trayek perubahan radiografi
*Diambil dan disesuaikan dari Thrall (2002)
Tabel 1 Penilaian perubahan radiografi
Tandur tulang
Zona radiolusen
Tidak ada
Marginasi
Jelas
Bentuk
Utuh
Kontrol
Marginasi
Jelas
Bentuk
Rata
+
Derajat perubahan
++
+++
Ada titik hitam di
tengah tandur
Tidak jelas/ tidak
rata
Menyusut
Titik hitam pada
satu sisi
Tidak rata dan
tidak jelas
Pecah
Titik hitam menyebar
Tidak jelas/ tidak
rata
< ½ korteks tulang
Tidak rata dan
tidak jelas
½-1 korteks tulang
Tidak jelas dan tidak
rata> satu sisi
>1 korteks tulang
Keterangan: (-) = 0, (+) = 1, (++) = 2 dan (+++) = 3
Tidak jelas dan tidak
rata > satu sisi
Serpihan kecil
7
Analisis Data
Data hasil penelitian disajikan sebagai rataan ± simpangan baku. Data diolah
menggunakan IBM SPSS Statistic 21 dan microsoft Excel 2013. Data variabel
dianalisis statistik menggunakan metode One-Way Analyze of variant (ANOVA),
kemudian dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rasio Densitas Radiografi
Rasio densitas radiografi pada awal penelitian menunjukkan nilai yang
berbeda signifikan (p