EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (SalvadoraPersica.L DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN BIOFILM BAKTERI Enterococcus faecalis SECARA

  TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK … EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK ( DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN

  PROGRAM STUDI

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

  

EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (SalvadoraPersica.L

DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN

BIOFILM BAKTERI Enterococcus faecalis SECARA

  

TESIS

Oleh :

Ika Rhisty Cendana Sari

  

NIM : 021141020

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU KESEHATA

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

  

2015

  SalvadoraPersica.L) BAKTERI DAN

BIOFILM BAKTERI

SECARA IN VITRO

IKA RHISTY CENDANA SARI

IKA RHISTY CENDANA SARI

  

LEMBAR PENGESAHAN

EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (SalvadoraPersica.L) DALAM

MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN BIOFILM BAKTERI

Enterococcus faecalis SECARA IN VITRO

  

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Menyelesaikan

Magister Ilmu Kesehatan Gigi di Fakultas Kedokteran Gigi

  

Universitas Airlangga Surabaya

Oleh :

  

IKA RHISTY CENDANA SARI

NIM : 021141020

Menyetujui:

  Pembimbing Ketua Pembimbing Kedua Dr. Rini Devijanti Ridwan,drg.,M.Kes Prof.Dr.Diah Savitri Ernawati.,drg.,M.Si.,Sp.PM NIP : 196412161990022001 NIP : 196004291985032001

  Mengetahui, Ketua Program Studi Magister Ilmu Kesehatan Gigi

  Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga

  Dr. Titiek Bernijanti, drg., M.Kes NIP : 19581020 198902 2 001

  

ii

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  

HALAMAN PENETAPAN PENGUJI

Penelitian Tesis ini telah diuji dan dinilai oleh panitia penguji pada:

Program Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi

Universitas Airlangga

  

Pada tanggal: 30 November 2015

Tim penguji :

  1. Dr. Rini Devijanti R., drg., M.Kes

  2. Prof Dr. Diah Savitri Ernawati, drg., M.Si., Sp.PM

  3. Dr. Titiek Bernijanti, drg., M.Kes

  4. Dr. Indah Listiana Kriswandini.,drg., M.Kes

  5. Dr. Tuti Kusumaningsih, drg., M.Kes

iii

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya dengan berkat dan bimbingan-Nyalah maka Tesis yang berjudul

  “EFEKTIVITAS EKSTRAK SIWAK (Salvadora Persica.L) DALAM MENGHAMBAT PERTUMBUHAN BAKTERI DAN BIOFILM BAKTERI Enterococcus faecalis SECARA IN VITRO” ini dapat diselesaikan dengan sebaik-baiknya.

  Penyusunan skripsi ini tak lepas dari dukungan dan bantuan banyak pihak. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Dr. Darmawan Setidjanto, drg., M.Kes selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga Surabaya.

  2. Dr. Titiek Bernijanti, drg., M.Kes selaku Kepala Program Studi S-2 Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga Surabaya.

  3. Dr. Rini Devijanti Ridwan, drg., M.Kes selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, saran, kritik, arahan serta dukungan bagi penulis dalam menyelesaikan Tesis.

  4. Prof.Dr. Diah Savitri Ernawati, drg., MSi., Sp.PM selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, saran, kritik, arahan serta dukungan bagi penulis dalam menyelesaikan Tesis.

  5. Dr. Indah Listiana Kriswandini.,drg., M.Kes dan Dr. Tuti Kusumaningsih, drg., M.Kes selaku dosen penguji proposal yang telah memberikan masukan dan saran yang membangun.

  

iv

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  6. Kedua Orang tua tercinta, Dr. T. Kuncoro, Drs., M.Si., dan Sugiarmi, Dra., yang telah banyak memberikan dukungan, perhatian, doa, dan semua yang terbaik bagi penulis dalam menyelesaikan tesis.

  7. Adik tercinta, Satrio Agi Nugraha yang telah memberikan dukungan dan semangat.

  8. Sahabat dan teman-teman, rekan mahasiswa serta seluruh bagian S-2 Program Studi Magister Ilmu Kesehatan Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga Angkatan tahun 2012 yang ikut mendukung terselesaikannya Tesis ini.

  9. Tim Laboratorium RSPTI dan Mas Rizky telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian laboratoris.

  10. Serta pihak – pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu dalam penyelesaian Tesis ini Penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang kiranya dapat membangun dari pembaca demi kesempurnaan Tesis ini. Demikian makalah ini disusun, semoga dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan yang berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

  Surabaya, 22 November 2015 Penulis

  

v

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  

(INHIBITION EFFECT OF SIWAK (Salvadora Persica.L)

EXTRACT TOWARDS THE GROWTH OF BACTERIA AND

BIOFILM BACTERIA OF Enterococcus faecalis BY IN VITRO)

Abstract

  Background: Enterococcus faecalis (E. faecalis) is the most persistent gram positive bacteria that exists in root canal and caused secondary infection after endodontic treatment. Pathogenicity by E. faecalis is caused by overgrowth of it’s planktonic and biofilm bacteria formed. E. faecalis as a planktonic bacteria produces lipoteichoid acid (LTA) as virulence factor that could defend it’s permeability cell. As a biofilm bacteria, E. faecalis produce protease such as Esp (enterococcal surface protein), GelE (gelatinase), and SprE (serin protease) that has quorum-sensing mechanism as an adhesion factor to form extracellular polysaccharide substance (EPS) and increasing the growth of biofilm bacteria itself. Siwak (Salvadora persica L.) as a medicinal herb has an antimicrobial and antibiofilm mechanism by it’s active component named benzylisothio-cyanate, trimethylamine, and salvadorine that could inhibit growth of E. faecalis as a planktonic and also the biofilm bacteria. Purpose: The aim of this study was to measure inhibition effect of siwak extract towards both E. faecalis as a planktonic and also biofilm bacteria’s growth. Method : As an antimicrobial research, the first method used culture of E.faecalis that was incubated in TSB medium. Siwak extract was diluted into the different concentrations: 25%; 30%; 35%; 40%; 45%; 50%; 55%; 60%;65%; 70%; 75%; 100%. The extract was placed into the E. faecalis’s colony and planted into Trypticase Soy Agar medium. After 24 hours

  ◦

  incubation in 37 C temperature, the colony would be measured and compared with control (+), control (-), and also chlorhexidine 0,1%. As an antibiofilm research, the method used biofilm microtitter assay that formed and growth biofilm bacteria

  E. faecalis is incubated in 96 well-plate that contain TSB medium and glucose 0,1% . Siwak extract also diluted into the same range concentration like the first method and placed into the colony of E. faecalis that could form biofilm bacteria.

  After incubation, three times washed process and staining with chrystal violet. The Optical Density was measured by spectrophotometry 595 nm. Results: Siwak extract could inhibit the growth of planktonic E. faecalis bacteria in 35% concentration as a minimum inhibitory concentration and the growth of biofilm E. faecalis bacteria in 45% concentration as a minimum biofilm inhibitory concentration. Conclusion: Siwak extract has an inhibition effect particulary in a concentration of 35% towards growth planktonic bacteria and 45% towards the growth biofilm bacteria of E. faecalis.

  Keyword : Enterococcus faecalis, Siwak, antibacterial, antibiofilm, benzylisothio-cyanate, trimetylamine, salvadorine

  

vi

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  DAFTAR ISI

  Halaman judul .................................................................................................... i Halaman pengesahan .......................................................................................... ii Halaman penetapan penguji ............................................................................... iii Kata pengantar ................................................................................................... iv Abstract ............................................................................................................... v Daftar Isi ............................................................................................................. vii Daftar Gambar ................................................................................................... x Daftar Tabel ........................................................................................................ xii Daftar Singkatan ................................................................................................. xiii Daftar Lampiran ................................................................................................. xv

  BAB 1 PENDAHULUAN

  

1.1 Latar belakang ......................................................................................... 1

  

1.2 Rumusan masalah ................................................................................... 4

  1.3 Tujuan penelitian

  1.3.1 Tujuan umum .......................................................................................... 4

  1.3.2 Tujuan khusus ......................................................................................... 4

  1.4 Manfaat penelitian

  1.4.1 Akademis ............................................................................................... 5

  1.4.2 Praktis ..................................................................................................... 5

  BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Siwak( Salvadora persica.L )

  2.1.1 Klasifikasi siwak ..................................................................................... 6

  2.1.2 Morfologi siwak ...................................................................................... 7

  2.1.3 Kandungan kimiawi siwak ...................................................................... 8

  2.1.4 Manfaat siwak ......................................................................................... 8

  2.2. Mikroorganisme patogen pada kasus endodontik ..................................... 15

  2.3 Enterococcus faecalis

  2.3.1 Klasifikasi Enterococcus faecalis ............................................................ 18

  2.3.2 Karakteristik dan morfologi Enterococcus faecalis .................................. 18

  2.3.3 Patofisiologi Enterococcus faecalis ......................................................... 19

  2.4 Biofilm .................................................................................................... 20

  vii TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

  IKA RHISTY CENDANA SARI

  2.5 Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan biofilm dan mekanismenya .....

  43 4.4.4 Variabel terkendali penelitian uji daya hambat bakteri ..............................

  54

  51 4.9 Analisis data penelitian ..........................................................................

  50 4.8.3 Prosedur penelitian uji daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri ...........

  47 4.8.2 Prosedur penelitian uji daya hambat bakteri .............................................

  4.8 Prosedur penelitian 4.8.1 Tahap persiapan ......................................................................................

  46

  45 4.7.2 Alat dan bahan uji daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri ..................

  4.7 Alat dan bahan penelitian 4.7.1 Alat dan bahan uji daya hambat bakteri ...................................................

  45

  44 4.6 Waktu dan tempat penelitian ...................................................................

  43 4.5 Definisi operasional ................................................................................

  4.4.5 Variabel terkendali penelitian uji daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri .....................................................................................................

  43

  42 4.4.3 Variabel terikat penelitian uji daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri .

  22 2.6 Proses pembentukan biofilm bakteri ........................................................

  42 4.4.2 Variabel terikat penelitian uji daya hambat bakteri ...................................

  4.4 Variabel penelitian 4.4.1 Variabel bebas penelitian uji daya hambat bakteri dan biofilm bakteri .....

  41

  41 4.3 Besar sampel penelitian ...........................................................................

  40 4.2.2 Unit analisis uji daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri ......................

  4.2 Unit analisis penelitian 4.2.1 Unit analisis uji daya hambat bakteri .......................................................

  40

  39 BAB 4 METODE PENELITAN 4.1 Rancangan penelitian ..............................................................................

  38 3.3 Hipotesis penelitian .................................................................................

  37 3.2 Keterangan kerangka konseptual .............................................................

  34 BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN 3.1 Bagan kerangka konseptual penelitian .....................................................

  31 2.9 Patofisiologi biofilm Enterococcus faecalis .............................................

  27 2.8 Biofilm endodontik ................................................................................

  25 2.7 Mekanisme resistensi bakteri dan biofilmnya ..........................................

  viii

  4.10 Alur penelitian uji daya hambat bakteri dan pertumbuhan biofilm bakteri .......... 55

  4.10.1 Alur penelitian pembentukan biofilm oleh bakteri E. faecalis ................. 55

  4.10.2 Uji daya hambat bakteri dan daya hambat pertumbuhan biofilm bakteri

  E. faecalis ............................................................................................. 56

  BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS HASIL PENELITIAN

  5.1 Hasil uji daya hambat pertumbuhan bakteri Enterococcus faecalis .......... 57

  5.2 Hasil uji anti biofilm bakteri Enterococcus faecalis ................................. 61

  5.3 Analisis hasil penelitian ........................................................................... 63

  BAB 6 PEMBAHASAN ...................................................................................... 69 BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN

  7.1 Kesimpulan ............................................................................................. 78

  7.2 Saran ....................................................................................................... 78 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 79 LAMPIRAN ........................................................................................................ 90

  ix TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

  IKA RHISTY CENDANA SARI

  DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 2.1 Tanaman Siwak (Salvadora persica L.)……………………..……6Gambar 2.2 Batang kunyah tanaman siwak (Salvadora persica.L).………...….7Gambar 2.3 Gambaran mikroskopik Enterococcus faecalis…..………………19

  Gambar2.4 Faktor yang berpengaruh terhadap pertumbuhan biofilm……......23 Gambar2.5 A. Perkembangan biofilm pada substrat ;

  B. Foto mikroskopik perkembangan biofilm…………..………...26

Gambar 2.6 Mekanisme biofilm bakteri untuk meningkatkan resistensi…….28Gambar 5.1 Kontrol positif dan kontrol negatif pertumbuhan koloni

  Enterococcus faecalis .....................................................………..58

Gambar 5.2 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak siwak 25% dan 30% ....................................……………………58Gambar 5.3 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak siwak 35% dan 40% ..............................................………….....59Gambar 5.4 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak siwak 45%, 50%, 55% dan 60% ............................................…59Gambar 5.5 Pertumbuhan koloni Enterococcus faecalis pada perlakuan ekstrak siwak 65%,70%, 75%, 100% ...............................................….60

  

x

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

  IKA RHISTY CENDANA SARI

Gambar 5.6 Pertumbuhan biofilm bakteri Enterococcus faecalis pada

  96-well plate……………………………………………………………..62

Gambar 5.7 Pengecatan biofilm bakteri Enterococcus faecalis dengan crystal violet 0,1% pada masing-masing well………………………………..62Gambar 5.8 Sel adesif biofilm bakteri E. faecalis tampak pada well…………63

  

xi

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 2.1 Bakteri penyebab infeksi endodontik………………………………..17Tabel 5.1 Rerata dan standar deviasi pada penelitian uji daya hambat bakteri………………………………………………………..…..…..57Tabel 5.2 Rerata dan standar deviasi pada penelitian uji antibiofilm bakteri………………………………..................................................61

  

xii

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

IKA RHISTY CENDANA SARI

  

xiii

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

  12. CTAB : Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide

  19. Ace : collagen binding antigen

  18. SprE : Serin protease

  17. GelE : Gelatinase

  16. Esp : Enterococcal Surface Protein

  2 : Calcium Hydroxide

  15. CaOH

  14. EDTA : Ethylene Diamine Tetraacetic Acid

  13. SDS : Sodium Dodecyl Sulphate

  11. NaOCl : Sodium Hypochlorite

  IKA RHISTY CENDANA SARI

DAFTAR SINGKATAN

1. S. persica. L : Salvadora persica Linn.

  10. EPS : extracellular polymeric substances

  8. NaCl : Natrium Chlorida 9. pH : potential of Hydrogen

  7. LTA : Lipoteichoic acid

  6. LPS : lipopolisakarida

  5. E. coli : Escherichia coli

  4. S. sanguinis : Streptococcus sanguinis

  3. S. mutans : Streptococcus mutans

  2. E. faecalis : Enterococcus faecalis

  20. GBAP : gelatinase biosynthesis activating pheromone

  

xiv

TESIS EFEKTIVITA EKSTRA SIWAK …

  21. TSB : Trypticase Soy Broth

  22. PBS : Phosphat Buffer Saline

  23. OD : Optical Density

  24. LSD : Least Square Differences

  25. MIC : Minimum Inhibitory Consentration

  26. MBIC : Minimum Biofilm Inhibitory Consentration

  27. MBC : Minimum Bactericidal Concentration

  28. XTT Assay : 2,3-bis-(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-

  2H-tetrazolium-5-carbozanilide-water – soluble Assay