Evaluasi In Vitro Efektifitas Antimikroba Gel Povidon Iodin Berbasis Alginat Terhadap Beberapa Bakteri Patogen Periodontal

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

Penyakit periodontal merupakan salah satu kondisi patologis rongga mulut
yang paling banyak dan sering terjadi di seluruh dunia. Saat ini, periodontitis
memiliki banyak klasifikasi. Namun, periodontitis kronis merupakan penyakit yang
paling umum terjadi dan penyebab kehilangan gigi yang banyak terjadi pada populasi
dewasa.20

2.1 Plak Bakteri Sebagai Penyebab Penyakit Periodontal
Penyebab utama penyakit periodontal adalah iritasi plak bakteri.10 Plak atau
yang juga dikenal dengan dental biofilm merupakan populasi dari mikroorganisme
yang terdapat pada permukaan gigi yang dikelilingi oleh matriks ekstraselular yang
dikenal dengan glikokaliks.21 Sejumlah kecil plak dapat dijumpai pada gingiva dan
periodontal yang sehat.10 Pada keadaan jaringan periodontal yang sehat, plak terdapat
pada supragingiva dan didominasi oleh bakteri Gram positif, diantaranya adalah
Streptococcus sp (Streptococcus sanguis, S. oralis dan S. mitis menjadi spesies
perintis), Neiseria, Nocardia dan Actinomyces.21 Plak kemudian berkembang dan
matang selama beberapa minggu dan mengalami perubahan dari predominan bakteri
Gram positif menjadi Gram negatif, dari spesies fakultatif anaerob menjadi spesies
anaerob dan dengan lebih banyak kehadiran bakteri motil.22 Awalnya, peningkatan

terjadi pada bakteri filamen seperti Actinomyces. Setelah itu, Veilonella dan bakteri
batang Gram negatif anaerob, seperti Fusobacterium dan P. intermedia meningkat,
dan bakteri batang motil dan spirokaeta muncul. Inflamasi gingiva dapat diawali oleh
berbagai bakteri ini jika mereka hadir dalam jumlah yang banyak karena rendahnya
higiene oral.23

2.2 Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A. Actinomycetemcomitans)
A. actinomycetemcomintans adalah bagian dari flora normal pada individu
yang sehat, tetapi juga sebagai agen utama dalam beberapa bentuk periodontitis yang
agresif. Dalam berbagai bentuk periodontitis agresif A. actinomycetemcomintans
sering ditemukan dengan jumlah yang banyak pada sampel subgingiva dari bagian
gigi yang terinfeksi. Fine dkk Cit Van der Velden, dalam sebuah studi longitudinal
menunjukkan bahwa anak-anak dengan keadaan periodontal sehat dengan adanya
koloni

A.

actinomycetemcomintans

memiliki

peningkatan

risiko

untuk

berkembangnya periodontitis agresif lokalisata.24
Menurut
berdasarkan:

taksonominya,

A.

actinomycetemcomintans

diklasifikasikan

25

Kingdom

: Bacteria

Filum

: Proteobacteria

Kelas

: Gammaproteobacteria

Ordo

: Parteurellales

Famili

: Pasteurellaceae

Genus

: Aggregatibacter

Spesies

: Actinomycetemcomitans

A. actinomycetemcomintans adalah bakteri nonmotil, kecil, Gram negatif,
kokobasil, capnophilic, fakultatif anaerob dan tumbuh baik pada 5% CO2 di udara
atau anaerob. A. actinomycetemcomintans tumbuh berkembang baik menjadi koloni
dalam 24 - 48 jam. Pada media pertumbuhan yang padat, A. actinomycetemcomintans
yang baru diisolasi melekat pada agar dan membentuk koloni melingkar dengan
diameter 0,5-1 mm dengan tepi yang sedikit tidak teratur (Gambar 1).25
A. actinomycetemcomintans yang baru diisolasi dari rongga mulut manusia
yang selalu berfimbria dan berbentuk kecil (~ 1mm), permukaan kasar, koloni
translusen, dengan morfologi internal berbentuk bintang. Subkultur yang berulang
dari hasil isolat klinis menghasilkan perubahan morfologi koloni secara spontan dari
kasar ke halus, yang ditunjukkan oleh strain A. actinomycetemcomintans pada

American Type Culture Collection.25

Gambar 1. Isolasi A. Actinomycetemcomintans dari
subgingiva pada pasien periodontitis
agresif lokalisata.25

2.3 Porphyromonas gingivalis (P.gingivalis)
Bakteri P. gingivalis (P.gingivalis) merupakan bakteri anaerob negatif Gram,
berpigmen hitam, non motil, assacharolytic dan terlihat berbentuk kokus sampai
berbentuk batang pendek (Gambar 2).4 Secara taksonomi, bakteri ini diklasifikasikan
sebagai berikut :26
Kingdom

: Bacteria

Phylum

: Bacterioedetes

Class

: Bacterioedes

Ordo

: Bacteriodales

Family

: Porphyromonadaceae

Genus

: Porphyromonas

Spesies

: Porphyromonas gingivalis

Gambar 2. Porphyromonas gingivalis.26

Habitat utama P. gingivalis adalah pada plak subgingiva di dalam sulkus
gingiva atau poket periodontal. Namun, juga dapat ditemui pada lidah subjek dengan
periodontal sehat dan sakit. Kolonisasi P. gingivalis pada sulkus gingiva merupakan
langkah pertama dalam perkembangan periodontitis kronis, meskipun P. gingivalis
juga dapat ditemui pada gingiva subjek yang sehat dalam jumlah yang lebih rendah.
P. gingivalis merupakan bakteri periodontopatik patogen utama periodontitis kronis.27
Stingu (2012) melaporkan bahwa prevalensi P. gingivalis terdeteksi sebanyak 51%
pada pasien periodontitis kronis,28 sedangkan pada periodontitis agresif Kamma
(2004) melaporkan prevalensinya adalah sebesar 89,4%.29 Selain itu, dilaporkan
bahwa P. gingivalis lebih banyak terdapat pada poket yang dalam dibanding poket
yang dangkal,4 dan jumlahnya berkorelasi signifikan dengan jumlah gigi yang
memiliki kedalaman pokets ≥ 4mm. Hal ini menegaskan bahwa,

P. gingivalis

terdapat pada sulkus gingiva dan lidah pada individu yang memiliki gigi. Sehingga,
kehilangan gigi, atau dengan kata lain kehilangan sulkus gingiva dapat
mempengaruhi

populasi

mikroflora

yang

menghasilkan

penurunan

jumlah

P. gingivalis yang signifikan pada rongga mulut.27

2.5 Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum)
Fusobacterium nucleatum merupakan spesies dari genus Fusobacterium, yang
merupakan famili dari Bacteroidaceae.5 F. nucleatum merupakan nonsporeforming,
nonmotil, bakteri Gram negatif dan bersifat anaerob. F. nucleatum, yang mengacu
pada kelompok tiga subspesies (nucleatum, vincentii, dan polymorphum), merupakan

bakteri anaerob Gram negatif yang terkait dengan gingivitis dan periodontitis kronis.
Periodontopathogen ini juga terlibat dalam berbagai infeksi non oral seperti infeksi
pleuropulmonary, saluran kemih, endokarditis, dan infeksi intra-amnion.4,5
Kemampuan F. nucleatum untuk coaggregate dengan banyak bakteri plak
menunjukkan bahwa bakteri ini bertindak sebagai mikroba penghubung antara koloni
awal dan akhir. Selain kemampuannya untuk koagregasi dengan banyak bakteri di
rongga mulut, F. nucleatum juga digambarkan sebagai suatu organisme inisiator
yang penting dalam meningkatkan perubahan fisiko-kimia sulkus gingiva, sehingga
dapat meneruskan patogen untuk membangun dan berkembang biak. Perubahan
penting yang terkait dengan timbulnya penyakit periodontal adalah peningkatan
alkalinisasi sulkus gingiva. Amonia yang dihasilkan oleh metabolisme asam amino
yang ditemukan dalam larutan sulkus gingiva dilepas dan dirusak oleh jaringan
pejamu, menyebabkan peningkatan pH di atas 8.0, sehingga meningkatkan proliferasi
bakteri patogen yang sensitif terhadap asam. F. nucleatum mengubah ekspresi gen
yang sesuai dengan pH lingkungan.4
Selain fleksibilitas metabolisme, sifat permukaan sel memungkinkan untuk
menempel pada sel epitel, kolagen, sel epitel gingiva dan bakteri lainnya, tapi tidak
dengan Fusobacteria yang lain. Namun, baru-baru ini dilaporkan bahwa F. nucleatum
telah terbukti melekat dan membentuk biofilm, yang mungkin penting dalam
perlekatan organisme selama transisi dari sehat sampai menimbulkan penyakit secara

in vivo.4

2.6 Povidon Iodin
Povidon iodin (polyvinylpyrrolidone iodine) merupakan salah satu bahan
antiseptik yang digunakan secara luas dalam bidang kedokteran. Povidon iodin dapat
digunakan sebagai desinfektan kulit, tangan, permukaan mukosa, perawatan luka, dan
aplikasi mata. Povidon iodin terbentuk dari polimer yang larut air, povidon dan iodin.
Polimer tersebut memperpanjang aktivitas iodin. Povidon iodin dapat membunuh
mikroorganisme dalam 15 detik secara in vitro. Namun, keefektifan povidon iodin
membunuh mikroorganisme secara klinis atau in vivo memerlukan waktu 5 menit
(Slots, 2000). Povidon iodin memiliki efek antimikroba yang luas melawan bakteri,
jamur, mikobakteri dan virus. Povidon iodin aman dan mudah digunakan, mudah

didapat dan murah. Povidon iodin memiliki sedikit efek samping yang jarang terjadi
dan tidak menimbulkan resistensi bakteri.30
Prinsip kerja bahan antiseptik povidon iodin yakni molekul povidon
melepaskan atom iodium ke permukaan dinding sel bakteri. Atom iodium tersebutlah
yang memiliki efek bakterisid dengan mengganggu sintesis protein dan struktur asam
nukleat bakteri. Povidon iodin aktif melawan banyak mikroorganisme seperti bakteri
Gram positif dan Gram negatif, spora, mikobakteri, Staphylococci spp., Candida

albicans, jamur, virus dan protozoa.31
Beberapa bentuk sediaan povidon iodin yang tersedia antara lain bubuk,
tablet, krim, salep, gel dan spray.32 Pada rongga mulut biasanya digunakan povidon
iodin dengan konsentrasi 1-10% pada berbagai kondisi. Povidon iodin telah
digunakan untuk menurunkan timbulnya bakterimia paska operasi setelah
pembedahan pada rongga mulut, dan American Dental Association serta American
Heart Association telah menyarankan penggunaan povidon iodin sebagai bahan
irigasi subgingiva untuk mencegah terjadinya bacterial endocarditis.31 Irigasi
subgingiva lebih mudah dilakukan dengan menggunakan povidon iodin yang
konsentrasinya 10% dibandingkan dengan povidon iodin dengan konsentrasi 1%,
karena povidon iodin dengan konsentrasi 1% membutuhkan waktu 5 menit untuk
bereaksi. Aplikasi povidon iodin biasa dilakukan setelah perawatan skeling dan root
planing namun bisa juga dilakukan sebelum pembersihan secara mekanis, khususnya
pada pasien kompromis medis serta pasien dengan inflamasi gingiva yang berat untuk
mengurangi bakterimia. Adapun struktur povidon iodin dapat dilihat pada gambar
dibawah (Gambar 3).33 Penggunaan skeler ultrasonik, povidon iodin konsentrasi 10%
dicairkan dengan mencampurkan larutan povidon iodin dan air dengan perbandingan
1:9. Kegunaan povidon iodin sebagai bahan irigasi atau kombinasi dengan skeling
ultrasonik telah dibuktikan pada beberapa penelitian; namun belum ada penelitian
lebih lanjut yang dilaporkan.34

Gambar 3. Struktur povidon iodin33

2.7 Alginat
Alginat adalah polimer linier dengan struktur β-D-mannuronicacid (M) (Asam
manuronat) dan α-L-guluronicacid (G) (asam guluronat) (Gamabr 4). Monomer
alginat tersusun dalam tiga jenis pengelompokan yaitu kelompok residu manuronat
dan guluronat yang berseling (MGMGM...), asam guluronat (GGGGG...) dan asam
manuronat (MMMM..) (Gambar 5). Alginat yg dipasarkan adalah berupa natrium
alginat, ammonium alginat dan kalium alginat, ketiga jenis alginat tersebut larut
dalam air. Alginat yang tidak dapat larut dalam air adalah kalsium alginat dan asam
alginat. Alginat merupakan bentuk garam dari asam alginat, garam alginat dapat
berupa natrium alginat atau kalsium alginat. Natrium alginat berwarna gading, kadar
natrium alginat lebih tinggi dibandingkan dengan asam alginat, karena mengandung
natrium.

Kandungan

air

alginat

bervariasi

tergantung

pada

kelembaban

lingkungannya, semakin tinggi kelembaban, maka akan semakin tinggi kandungan air
dalam natrium alginat. Penggunaan alginat didasarkan pada sifat pembentukan
lapisan tipis, sifat pembentukan serat alginat. Alginat dapat digunakan pada berbagai
bidang antara lain makanan, obat-obatan dan industri tekstil dan kertas.35

Gambar 4. Struktur alginat (a) Asam guluronat
(b) Asam Manuronat 35

Bangun dan Arianto 2002 telah meneliti tentang pembuatan membran alginat
sebagai sistem penyampaian obat topikal baru, dimana povidon iodin sebagai model
obat dan telah terbukti bahwa membran alginat dapat berfungsi sebagai reservoir
yang dapat menyerap air dan melepaskan obat. Laju penyerapan air oleh membran
dan laju pelepasan iodin dari membran semakin bertambah dengan semakin lamanya
waktu pemaparan pada pembuatannya.36

Gambar 5. Struktur alginat

2.8 Gel
Gel adalah sistem padat atau setengah padat, paling sedikit dua konstituen
yang terdiri atas massa seperti pagar yang rapat dan diselusupi oleh larutan. Gel yang
mengandung air disebut hidrogel, contohnya gel gelatin. Jika larutannya hilang dan
hanya tinggal kerangkanya saja, gel ini dikenal sebagai xerogel, contohnya lembaran
gelatin, pita tragakan dan tetesan akasia.37

2.8 Uji Aktivitas Antibakteri
Terdapat dua jenis metode umum yang dapat digunakan untuk menguji
potensi antimikroba maupun kerentanan mikroba terhadap antimikroba yaitu:38-40

2.8.1 Metode Difusi Cakram
Metode difusi cakram mengacu pada difusi agen antimikroba dalam
konsentrasi tertentu dari disk, tablet atau strip, kedalam media kultur yang padat yang
telah dibiakkan dengan inokulum yang dipilih dari isolasi secara murni. Difusi
cakram didasarkan pada penentuan zona hambat yang sebanding dengan kerentanan
bakteri terhadap antimikroba yang ada dalam cakram. Ketika konsentrasi antimikroba
menjadi encer, hal tersebut menandakan bahwa tidak adanya daya hambat
pertumbuhan bakteri dan zona inhibisi adalah batasnya. Diameter zona hambat
inhibisi sekitar cakram antimikroba berhubungan dengan konsentrasi hambat

minimum (KHM). Umumnya semakin besar zona hambat, semakin rendah
konsentrasi antimikroba yang dibutuhkan untuk menghambat pertumbuhan
(Gambar 6).38-40

a.

b.
Gambar 6. Pengukuran metode disk difusi dengan:
a. Pengukuran dengan kaliper
b. Pengkuran dengan pengaris36

bakteri

2.9 Kerangka Teori
Povidon iodin

Larutan povidon iodin

- Melepaskan atom iodin ke
permukaan dinding sel
bakteri
- Atom
iodin
dapat
menggangu
sintesis
protein dan asam nukleat
bakteri
- Bersifat bakterisid
- Membunuh bakteri

Gel povidon iodin
berbasis alginat
Alginat
- Sebagai reservoir obat.
- Bersifat:
 Biodegradabel
 Biokompatibel
 Non toksik
 Non alergik
 Dapat diresopsi
tubuh

2.10 Kerangka Konsep
Variabel Bebas :
• Konsentrasi povidon iodin
dalam gel alginat 5 % dan 10 %,
gel alginat tanpa povidon iodin
dan larutan povidon iodin 10%

Variabel Tergantung :
Efektifitas gel povidon iodin
berbasis alginat 5% dan 10% dan
larutan povidon iodin 10% terhadap
bakteri A.actinomycetemcomitans,
P.gingivalis dan F.nucleatum

Parameter :
Diameter zona hambat