OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII)SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental pada Cavia cobaya) Repository - UNAIR REPOSITORY

  DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN

NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII)

  SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental pada Cavia cobaya)

NOENGKI PRAMESWARI

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA

  2016

DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN

  SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental pada Cavia cobaya)

NOENGKI PRAMESWARI

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA

  2016

OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI

  

DISERTASI

Untuk memperoleh Gelar Doktor

Dalam Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor

pada Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga

telah dipertahankan di hadapan

Panitia Ujian Doktor Terbuka

  

Pada hari : Selasa

Tanggal : 19 April 2016

Pukul : 10.00 – 12.00

  

Oleh :

NOENGKI PRAMESWARI

011217017335

  

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2016

  Disertasi ini telah diuji dan dinilai oleh panitia penguji Ujian Tahap 1 (Tertutup) pada tanggal 1 April 2016

  Panitia penguji :

  Ketua : 1. Prof. Dr. Siswandono, Drs.,M.S Anggota : 2. Prof. Soetjipto, dr., M.S., Ph.D

  3. Dr Retno Pudji Rahayu, drg.,M.Kes

  4. Prof. Dr. Auliani ’am, drh., DEA

  5. Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs.,M.Kes

  6. Dr. Hari Basuki, dr., M.Kes

  7. Dr. Dian Mulawarmanti, drg.,M.S

  8. Dr. I.B. Narmada,drg.,Sp Ort Ditetapkan dengan Surat Keputusan

  Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga Tentang Panitia Penguji Disertasi

  Nomor : 129/UN3.1.1/KD/2016 Tanggal : 31 Maret 2016

  Disertasi ini dipersembahkan untuk anak anakku. Athayya Sharfina Farahiyah Aushafel Fakhar Yustra Gapailah cita-cita kalian setinggi langit, anakku sayang

  ―

  

UCAPAN TERIMA KASIH

  Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh, Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur saya kehadirat Allah yang maha Pengasih lagi Penyayang atas semua rahmat, taufiq dan hidayahNya sehingga disertasi ini dapat saya selesaikan

  Disertasi ini dapat terselesaikan berkat bimbingan, arahan, saran dan koreksi dari Tim Promotor, oleh karena itu pada kesempatan ini perkenankan saya untuk menyampaikan rasa terimakasih yang tulus serta penghargaan yang setinggi tingginya kepada yang terhormat:

  Prof. H. Soetjipto, dr., M.S., PhD, sebagai Promotor sekaligus Penasehat akademik, yang dengan penuh pengertian, perhatian, kesabaran serta keikhlasan telah membimbing, memberikan dukungan, meluangkan waktu untuk berdiskusi dan memberi masukan pada penelitian saya. Kepada beliau saya ucapkan terima kasih yang tidak terhingga.

  Dr. Retno Pudji Rahayu, drg., M.Kes, sebagai Ko-Promotor yang dengan penuh perhatian, kesabaran dan keikhlasan telah memberikan arahan, dukungan, semangat, meluangkan waktu untuk konsultasi, masukan dan saran pada penelitian saya. Kepada beliau saya ucapkan terima kasih yang tidak terhingga.

  Dengan selesainya disertasi ini, maka saya mengucapkan terimakasih yang sebesar besarnya kepada: Prof. Dr. Moh. Nasih, SE., MT., Ak selaku Rektor Universitas Airlangga, dan Prof. Dr. Fasichul Lisan, Apt., selaku mantan Rektor Universitas Airlangga, atas kesempatan dan fasilitas pendidikan yang telah diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Kedokteran jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

  Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, Prof. Dr. Soetojo, dr., Sp.U (K), Prof. Dr. David S Perdanakusuma, dr., Sp.BP-RE (K) selaku Wadek I, Prof. Dr. Budi Santoso, dr., Sp.OG (K) selaku Wadek II dan Prof. Dr. Ni Made Mertaniasih, dr., MS, Sp. MK(K) selaku Wadek III dan seluruh jajarannya, atas kesempatan yang telah diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

  Prof. Dr. H. Joewono Soeroso, dr., M.Sc., Sp.PD-KR selaku Ketua Program Studi Ilmu Kedokteran jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga dan Prof. Dr. Teddy Ontoseno, dr., Sp.A(K)., Sp.JP, FIHA., selaku mantan Ketua Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, yang telah memberikan asuhan akademik selama masa studi.

  Laksamana Muda TNI (Purn) Sudirman, Ir., S.IP., SE., M.AP, Rektor Universitas Hang Tuah, H. Mochamad Jurianto, SE., MM, selaku mantan Rektor Universitas Hang Tuah yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

  Dr. Dian Mulawarmanti, drg., MS selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah, Widyastuti, drg., SpPerio selaku WD I, Soeprijanto, drg, MPd selaku WD II serta Fanny M Laihad, drg., MM., Sp.BM selaku mantan Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah yang telah memberikan kesempatan dan dukungan kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

  Terima kasih yang sebesar besarnya kepada sejawat saya di Departemen Ortodonsia dan Biomedik Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah: H. Pambudi Rahardjo, drg., MS., Sp.Ort (K), Bambang Sucahyo, drg., Sp.Ort, Maria Lisdiana Tanjung, drg., M.A.P; Robianto Mulyosoemarto,drg; Dr Arya Brahmanta drg., Sp Ort, Budi Handayani, drg., Sp.Ort, Dr Dian Mulawarmanti., drg., M.S, Dr Kristanti Parisihni, drg.,M.Kes, Syamsulina Revianti, drg., M.Kes, Endah Wahjuningsih,drg., M.Kes, Rima Parwatisari, drg., M.Kes, Dwi Andriani, drg., M.Kes, Dian Damayanti, drg., M.Kes, Agni Febrina, drg., M.Kes, yang telah memberikan semangat, dorongan dan segala bantuan selama pendidikan ini.

  Terima kasih yang tulus saya ucapkan kepada Pembimbing dan Panitia Penguji mulai dari ujian kualifikasi sampai ujian Disertasi Tahap I: Prof. Soetjipto, dr., MS., PhD; Dr. Retno Pudji Rahayu., drg., M.Kes, Prof Paulus Liben, dr., MS, Dr. I B Narmada, drg., Sp Ort, Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs., M.Si; Dr. Hari Basuki, dr., M.Kes,

  Prof. Dr. Aulanni’am, drh., DEA, DES, Dr. I B Narmada, drg., Sp Ort; Dr. Aty Widyawaruyanti, Msi., Apt. atas pencerahan, masukan dan saran serta solusi terbaik kepada saya sehingga disertasi ini dapat diselesaikan

  Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada staf pengajar di Program Doktor Ilmu Kedokteran Pascasarjana Universitas Airlangga, Prof. Dr. Suhartono Taat Putra, dr, MS; Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs, MSi, Prof. Dr. M. Zainuddin, Apt., Prof. Dr. Harianto Notopuro, dr., MS., Prof. Retno Handjajani, dr., MS, Ph.D., Prof. Purnomo, dr., MS., Dr.PH; Widodo JP, dr. MPH., Dr.PH; Siti Pariani, dr, MS, MSc, PhD; Dr. Sunaryo, dr., MS, MSc; Dr. Florentina. Sustini, dr, MS; Toetik Koesbardiati, Dra. PhD, Dr. Gondo Mastutik, drh., MKes., Prof.

  Dr. Harjanto J.M., dr., AIFM, Prof. Dr. Yoes Prijatna Dachlan, dr., MSc., SpPar- K, Prof. Dr. Fedik Abdul Rantam, drh, M.S, Prof Dr. Rer.nat H Moch. Yuwono., M.S, yang telah memberikan ilmu pengetahuan dasar dan terapan yang sangat berharga dan bermanfaat membantu saya dalam menyusun disertasi.

  Komite Kelaikan Etik Penelitian Kesehatan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga, atas masukan yang telah diberikan untuk terlaksananya penelitian dengan baik dan lancar.

  Pak Wibi Riawan, SSi di Laboratorium Biokimia Biomolekuler Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya, atas bantuan dan waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini.

  Pak Heri Soemantoro dan rekan-rekan di Laboratorium Ilmu Biokimia Unit Hewan Coba Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, atas bantuan dan waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini.

  Pak Bari dan rekan-rekan di Laboratorium Patologi Anatomi gedung

  diagnostic centre (GDC) RSUD Dr Soetomo Surabaya, atas seluruh bantuan dan

  waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini.

  Terimakasih kepada Dr. Sutopo, drg, MSc, mbak Adhri, bu Asmunah, mbak Fitri, dan semua staf di program studi Ilmu Kedokteran jenjang doktor Fakultas Kedokteran Unair atas bantuannya selama saya menempuh pendidikan program doktor ini.

  Kepada seluruh teman seperjuangan di Program Doktor Program Studi S3 Ilmu Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga angkatan 2012, Widyastuti, Rini Riyanti, Herniyanti, Astrid, Budi Handayani, Febtarini, Sonny Subiyantoro, Enny Suswanti, Erwin Astha Triyono, Dhelya Widasmara, Abdul Rochim, Sukanto, Hairrudin, Syamsulina Revianti, Arif Wahyono, Arya Brahmanta, Fanny M Laihad. Ucapan terima kasih atas persahabatan dan kekompakan yang telah terjalin selama ini, sukses selalu untuk kita semua.

  Hal yang terutama, pada kesempatan ini, saya sampaikan rasa hormat dan kasih sayang serta terima kasih yang terdalam dari lubuk hati saya kepada orang tua saya Papa Soepardjan, drs.,MM dan Mama Endang Sulistyowati atas segala cinta kasih, didikan dan teladan yang telah diberikan pada saya, untuk papa mama tercintalah penghargaan tertinggi atas pencapaian pendidikan ini saya persembahkan. Mertua saya Bapak Alm Letkol Laut (P) Djoko Soeroso dan Ibu Istimarmi, terima kasih yang tak terhingga, untuk seluruh doa bapak dan ibu yang telah menuntun dan mendukung semua langkah untuk mencapai hal terbaik dalam kehidupan saya.

  Kepada suami saya, Baron Agung Wicaksono, ST., MMT dan anak-anak; Athayya Sharfina Farahiyah dan Aushafel Fakhar Yustra, terima kasih atas cinta, doa, dukungan, semangat, pengertian dan kesabaran sehingga pendidikan ini bisa terselesaikan. Terima kasih untuk kakak saya mas Wing Hendroprasetyo, ST., M. Eng dan istri mbak Helen Saadiyah, SS., M.Pd, adikku Monila Maharani, drg, Anugerah Satria Octoberta, SE, dan istri Anastasya Yusanti, S.E, Kapten Pilot Cahyo Agung dan istri Erry Susanti, serta para keponakan tercinta atas doa dan segala dukungannya.

  Terimakasih kepada sahabat medsos yang selalu menginspirasi dan mendukung selama saya menempuh pendidikan doktor, Mas Gol A Gong dan mba Tias Tatanka, mas Daniel Mahendra, mas Bambang Riyanto, mas Koelit Ketjil, Herlambang Perdana Wiratraman.

  Terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah memberi motivasi, dan mendukung serta membantu hingga disertasi ini dapat diselesaikan. Semoga disertasi ini bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan kedokteran gigi dan bagi masyarakat. Semoga Allah melimpahkan berkat dan rahmatNya kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian disertasi ini. Aamiin ya rabbal ‘ alamin. Wa ssalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh

  RINGKASAN OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI (Studi Eksperimental Laboratoris pada Cavia cobaya) Noengki Prameswari

  Relaps Ortodonti atau kembalinya gigi ke posisi semula setelah dirawat dengan peranti Ortodonti aktif sering terjadi setelah perawatan Ortodonti disebabkan karena jaringan periodontal, tekanan oklusal, faktor jaringan lunak, dan pertumbuhan. Kecenderungan kejadian relaps berkisar 33-90% setelah 10 tahun perawatan. Akibat relaps ortodonti, terjadi disorganisasi jaringan periodontal, posisi gigi tidak stabil, dan dapat mengubah hasil perawatan ortodonti yang sudah dilakukan.

  Teripang emas adalah salah satu komoditas laut terbaik Indonesia dan memiliki kandungan kolagen, asam hialuronat, kondroitin sulfat, cell growth

  factor , EPA DHA, flavonoid, asam amino yang diduga dapat mencegah relaps.

  Mekanisme pemberian nanopowder teripang emas terhadap osteogenesis pada relaps daerah tarikan masih belum dapat dijelaskan Penelitian ini dilakukan pada 24 Cavia cobaya jantan berumur 2-3 bulan.

  Cavia cobaya dibagi menjadi 3 kelompok. (K-) merupakan kelompok kontrol

  normal (tanpa diberikan relaps dan perlakuan), (K+) merupakan kelompok kontrol positif yang diberikan relaps ortodonti dan kelompok P yang diberikan relaps ortodonti dan nanopowder teripang emas 3%. Relaps ortodonti dilakukan dengan cara dengan insersi separator elastik dengan separating plier pada mesial insisif pertama RA Cavia cobaya selama 14 hari dan pada hari ke 14 separator dilepas hingga 7 hari untuk menjadi relaps. Kekuatan regang separator elastik adalah 2,9 g dan 4,8 g.

  Teripang emas yang digunakan berasal dari laut di sekitar Sumenep, Jawa Timur. Teripang emas dikeringkan dengan oven, diblender, dibuat jadi

  nanopowder menggunakan metode milling pada HEM. Gel 3% dibuat dari 0,3 g nanopowder teripang emas yang dilarutkan dengan NaCMC 2% dalam DMSO 5

  % sampai 10 ml. Teripang emas diaplikasikan pada sulkus gingiva dengan syringe insulin 0,025 ml, dua kali sehari. Setelah 21 hari perlakuan Cavia cobaya dikurbankan. Rahang atas diambil dan dilakukan pemeriksaan imunohistokimia untuk melihat ekspresi HSP-70, IL-17, MMP- 8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6 dengan imunohistokimia pada daerah tarikan kemudian diperiksa dibawah mikroskop dengan pembesaran 1000X. Aposisi tulang alveolar diperiksa menggunakan mikroskop mikrostepper dan biometrik relaps diperiksa jarak linearnya menggunakan kaliper.

  Aplikasi nanopowder teripang emas 3% pada sulkus gingiva Cavia cobaya yang mengalami relaps Ortodonti diukur melalui perubahan molekular menggunakan metode imunohistokimia diperiksa ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-

  8 , integrin α2β1, ALP, dan TRAP-6. HSP-70 sebagai parameter proteksi sel terhadap relaps, IL-17 sebagai parameter sitokin inflamasi regulator aposisi dan resorpsi, MMP- 8 sebagai parameter aktivitas matriks ekstraselular, integrin α2β1 sebagai parameter perlekatan matriks ekstraseluler ke tulang alveolar, ALP sebagai parameter aktivitas osteoblas, dan TRAP-6 sebagai parameter aktivitas osteoklas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada daerah tarikan ekspresi HSP- 70, IL-17, MMP-8, TRAP-6 menurun, sedangkan ekspresi ALP, integrin

  α2β1 meningkat. Aposisi tulang pada daerah tarikan menunjukkan peningkatan. Perubahan molekular dan aposisi tulang aveolar yang bertambah menunjukkan mekanisme osteogenesis untuk pencegahan relaps. Analisis jalur menunjukkan korelasi antara variabel ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6, ALP, integrin α2β1, aposisi tulang alveolar, dan biometrik relaps

  Temuan baru pada penelitian ini adalah bahan nanopowder teripang emas berukuran 20 nm dengan bahan aktif terbanyak yaitu glisin, kolagen, flavonoid, arginin dan kondroitin sulfat. Pemberian nanopowder teripang emas dapat menurunkan relaps sebanyak 30% dengan osteogenesis melalui dua jalur: Jalur pertama pemberian teripang emas 3% juga dapat meningkatkan ALP, meningkatkan aposisi tulang dan menurunkan relaps. Jalur kedua yaitu pemberian

  nanopowder teripang emas menurunkan

  IL-17, menurunkan MMP-8, meningkatkan integrin α2β1, meningkatkan aposisi tulang, menurunkan relaps.

  IL-17 berfungsi sebagai regulator pada aposisi dan resorpsi tulang Jalur ALP- aposisi tulang-relaps merupakan jalur yang lebih kuat dibandingkan jalur IL-1- MMP-8- Integrin α2β1-aposisi-relaps.

  

SUMMARY

OSTEOGENESIS IN TENSION SITE AFTER APPLYING NANOPOWDER GOLD SEA CUCUMBER (STICHOPUS HERMANII) AS ORTHODONTIC RELAPSE PROTECTION (Experimental Laboratory Study on Cavia cobaya) Noengki Prameswari

  Orthodontic relapse is the return, following correction, any change from the final tooth position,to the original teeth position, caused by periodontal, occlusal, soft tissue factor and growth. Relapse tendency 33

• –90 per cent after at least 10 years post-treatment. There was a rapid relapse initially following appliance removal but after 3 days. One major reasons is the gingival and periodontal tissues are affected by orthodontic tooth movement and require time for reorganization when appliance are removed. Relaps can disorganized periodontal tissue, unstable teeth, occlusion, and change orthodontic result.

  

Stichopus hermanii is one of the best fishery commodities in Indonesia. It

  is natural and contain various active ingredient such as collagen, hyaluronic acid, chondroitin sulphate, cell growth factor, EPA DHA, flavonoid, high amino acid concentrations that might reduce relapse orthodontic. Osteogenesis mechanism after applying nanopowder Stichopus hermanii in orthodontic relapse have not been investigated yet.

  This study was performed on 24 male Cavia cobaya 2-3 months old. Cavia

  cobaya was divided into 3 groups. K(-) group as normal control group (without

  relaps and treatment), K(+) group as positive control group which were applied with relaps orthodontic forces, and P group, were applied with relaps orthodontic forces and nanopowder Teripang emas 3%. Relaps orthodontic forces was produced with giving applied elastic separator by separating plier in mesial left insisivus maxilla Cavia cobaya 14 days and after day 15 separator was removed 7 days for becoming relapse orthodontic. Separator have 2,9 g and 4,8 g tension forces.

  

Stichopus hermanii were used from coastal regions around Sumenep, East

  Java Indonesia. Sticopus hermanii was dried electrical oven, get blender nanopowder was made by HEM mechanical milling. Teripang emas gel 3% was made from 0,3 g nanopowder Stichopus hermanii was diluted with NaCMC 2% in DMSO 5 % until 10 ml. Stichopus hermanii gel was applied in gingival sulcus with insulin syringe 0,025 ml twice per day. After 21 days of treatment. The Cavia

  cobaya were sacrificed. The jaw was sectioned. HSP-70, IL-17, MMP-8, Integrin

  α2β1, ALP, TRAP-6 expression were examined with immunohistochemistry method in tension side. HSP-70 as cell protection parameter to orthodontic relaps,

  IL-17 as inflammation cytokine parameter that regulate bone aposition dan resorption, MMP- 8 as matrix extracellular activity parameter, integrin α2β1 as matrix extracellluler attachment to alveolar bone parameter, ALP as osteoblast activity parameter, and TRAP-6 as osteoclast activity parameter. Sample was examined with light microscope with 1000x magnification. Apposition alveolar bone examined using mikrostepper microscope and relaps biometric was examined linear distance using caliper.

  Applying nanopowder Stichopus hermanii 3% to gingival sulcus Cavia

  cobaya with relaps orthodontic was evaluated through molecular changes by

  Immunohistochemistry method expression of HSP-70, IL-17, MMP-8, integrin α2β1, ALP, and TRAP-6. The result showed in tension area, HSP-70, IL-17a, MMP-8, TRAP-6 expression was decreased wh ile ALP, integrin α2β1 was increased. Apposition alveolar bone in tension area showed increase. Molecular changes and apposition changes by giving nanopowder Teripang emas showed that there is osteogenesis mechanism for relapse prevention. Path analysis correlation between variable HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6, ALP, integrin α2β1 expression, apposition alveolar bone, and relapse biometric in tension area showed the relationship causalistic.

  The new findings in this study is nanopowder stichopus hermanii 20 nm particle size with the most active content are glycine, collagen, flavonoid, arginine and chondroitin sulphate. Nanopowder Stichopus hermanii 3% can reduce 30% orthodontic relapse, with osteogenesis in tension site through the first pathway ALP, bone apposition, relapse orthodontic and the second pathway IL-17, MMP- 8, integrin α2β1, bone apposition and relapse orthodontic. IL-17 is a regulator for bone resorption and bone apposition. The first ALP-apposition- relapse pathway is dominant compare with IL-17-MMP-8- integrin α2β1-apposition pathway.

  

ABSTRACT

OSTEOGENESIS IN TENSION SITE AFTER APPLYING NANOPOWDER GOLD SEA CUCUMBER (STICHOPUS HERMANII) AS ORTHODONTIC RELAPSE PROTECTION (Experimental Laboratory Study on Cavia Cobaya)

  Background: Relapse Orthodontic is the return from the final tooth position at the

  end of treatment to the original teeth position. Relaps can disorganized periodontal tissue, unstable teeth, occlusion, and change orthodontic result. have contain various active ingredient such as glycine,

  Stichopus hermanii

  collagen, flavonoid, arginine, chondroitin sulphate, that might reduce relapse orthodontic. Objectives: The aim of this study is to investigate osteogenesis in tension site after applying nanopowder Stichopus hermanii as protection of orthodontic relapse. Material and Method: Twenty four males Cavia cobaya were divided into three groups. K(-) group as negative control group (without treatment), K(+) group as positive control group which were applied with relaps orthodontic forces which produced by applying elastic separator 14 days and was removed 7 days, and P groups, were applied with relaps orthodontic forces and nanopowder Stichopus hermanii 3% and sacrified after 21 days HSP-70, IL-17a, MMP- 8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6 expression were examined with immunohistochemistry method, bone apposition using mikrostepper microscope and relaps biometric using caliper. Results: The result showed HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP- 6 expression was decreased while ALP, integrin α2β1 was increased. Apposition alveolar bone in tension area showed increased. Path analysis correlation showed the relationship causalistic between Stichopus

  hermanii affect ALP, apposition alveolar bone, relapse biometric. The other Path

  analysis correlation showed IL-17, MMP- 8, integrin α2β1, apposition alveolar bone, relapse biometric.The first pathway is dominant. Conclusion: Nanopowder

  Stichopus hermanii 3% could effectively be as protection of orthodontic relapse

  with osteogenesis in tension site through ALP-apposition-relaps pathway and IL- 17-MMP-8-integrin-apposition-relaps. The ALP-apposition-relaps is dominant compare with IL-17-MMP-8-integrin-apposition-relaps pathway.

  Keywords: Stichopus hermanii, osteogenesis, tension site, orthodontic relapse.

  

DAFTAR ISI

Halaman

  Lembar Pengesahan Ujian Proposal .......................................... i v Ucapan terima kasih……………………………………………..

  Ringkasan……………………………………………………….. viii xi

  Summary ………………………………………………………… Abstract

  xiv ………………………………………………………….. Daftar Isi ....................................................................................... xv xix Daftar tabel ……………………………………………………… Daftar Gambar ............................................................................... xx Daftar Lampiran ................................................................................ xxi Daftar Singkatan .............................................................................. xxii BAB 1 PENDAHULUAN ...............................................................

  1 1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah .........................................................

  10 1.3 Tujuan Penelitian ..............................................................

  11 1.4 Manfaat Penelitian ............................................................

  12 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................

  14 2.1 Pergerakan gigi Ortodonti ...............................................

  14 2.1.1 Teori Pergerakan Gigi Ortodonti .........................

  15

  2.1.2 Aktivasi tekanan mekanis Ortodonsi terhadap sinyaling sel...........................................

  20

  2.1.3 Aktivasi tekanan mekanis terhadap matriks ekstraseluler .............................

  21

  2.1.4 Aktivasi tekanan Mekanis Ortodonsi terhadap Tulang Alveolar ...................................

  22

  2.2 Respon jaringan periodontal terhadap pergerakan gigi Ortodonti ..............................

  24 2.3 Respon Remodeling Tulang terhadap............................ Pergerakan gigi Ortodonti.............................................

  26

  2.4 Relaps gigi

  32 Ortodonti…………………………………..

  2.4.1. Faktor P 34 enyebab Relaps Gigi Ortodonti….......

  2.4.2. Pencegahan relaps gigi Ortodonti

  35 …………......

  2.5 Mekanisme Osteogenesis pada Remodeling Ligamen Periodontal dan Remodeling Tulang Alveolar pada Relaps Ortodonti............................. ........................

  38

  2.5.1 Heat Shock Protein 70 (HSP70) pada Mekanisme Osteogenesis....................................

  42

  2.5.2 Interleukin 17 (IL 17) pada Mekanisme Osteogenesis........................................................

  45 2.5.3 MMP-8 pada Mekanisme Osteogenesis.............

  47

  2.5.4 Integrin pad 48 a mekanisme osteogenesis………….

  2.5.5 Alkalin Fosfatase (ALP) pada Mekanisme Osteogenesis........................................................

  51 2.5.6 TRAP-6 pada Mekanis Osteogenesis................... ….

  53

  2.6 Karet separator....................... …………………………

  55 2.7 Teripang Emas........................................................................

  56 2.7.1 Sifat Fisika dan Sitotoksisitas Teripang Emas.. .....

  61 2.7.2 Dosis Teripang Emas........................................ .....

  63 2.7.3 Kandungan Teripang Emas..................................

  65 2.7.4 Karakterisasi nanopowder Teripang emas…….

  67 2.7.5 Peranan Teripang Emas terhadap HSP 70............

  69 2.7.6 Peranan Teripang Emas terhadap IL-17.

  70 ………..

  2.7.7 Peranan Teripang Emas terhadap kolagen, MMP,

  71 Integrin…………………………………………..

  2.7.8 Peranan Teripang Emas pada osteogenesis..........

  72

  2.7.9 Peranan Teripang Emas pada Penghambatan Resorpsi tulang.......................................................

  74 2.8 Nanopowder sebagai nanopartikel.......................................

  77 2.9 Sulkus gingiva.........................................................................

  82 2.10 Absorpsi obat pada sulkus gingiva......................................

  83 2.11 Bentuk sediaan gel.................................................................

  84 BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN 3.1 Kerangka Konseptual Penelitian ........................................

  88

  3.2 Penjelasan kerangka konse ptual penelitian……………... …

  89 3.3 Hipotesis Penelitian ..............................................................

  91 BAB 4 MATERI DAN METODE PENELITIAN ................................

  92 4.1 Jenis penelitian .....................................................................

  92 4.2 Rancangan penelitian ...........................................................

  92

  4.3 Unit Eksperimen, replikasi dan randomisasi ................... …

  93 4.3.1 Unit Eksperimen.......................................................

  93

  4.3.2 Replikasi 95 …................................................................

  4.3.3

  95 Randomisasi……………….....................................

  4.4 Variabel penelitian dan Definisi operasional Variabel....

  96 ….

  4.4.1 Variabel penelitian...................................................

  96.

  4.4.2 Definisi operasional variabel..................................

  96 4.5 Alat dan bahan penelitian ....................................................

  99 4.5.1 Alat Penelitian...........................................................

  99

  4.5.2 Bahan Penelitian........................................................ 100

  4.6.Lokasi penelitian ..................................................................... 101

  4.7.Prosedur pelaksanaan penelitian ........................................... 102

  4.8.Analisis Data ............................................................................. 112

  4.9.Etik p 113 enelitian………………………………………………

  4.10 Kerangka analisis …………………………………………. 113

  4.11 Alur Pelaksanaan P enelitian……………………………… 114

  BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS HASIL PENELITIAN

  5.1 115 Hasil uji material nanopowder teripang emas…………….

  5.2 Deskripsi Data Hasil Peneli tian……………………… …. 116

  5.2.1 Uji data distribusi no rmal data hasil penelitian…… 119

  Jalur hubungan ALP, aposisi tulang dan biometrik relaps 167

  157

  6.6 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap Ek spresi ALP……………………………………………… 160

  6.7 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap Eksp resi TRAP 6……………………………………………

  162

  6.8 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap Aposisi tu lang………………………………………………

  164

  6.9 Analisis jalur hubungan antara variabel IL-17, MMP-8 Integrin α2β1, aposisi tulang dan biometrik relaps serta

  6.10 Temuan baru……………………………………………..... 171

  155

  6.11 Tindak lanjut terhadap temuan……………………………..

  171

  6.12 Keterbatasan penelitian………………………………….....

  171

  BAB 7 PENUTUP

  7.1 K esimpulan………………………………………………… 172 7.2 Saran………………………………………………………..

  173 DAFTAR

  PUSTAKA………………………………………………… 174

  6.5 Pemberian nanopowder teripan g emas 3% terhadap…….. Ekspres i integrin……………………………………………

  6.4 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap…….. Ekspresi MMP- 8…………………………………………….

  5.2.2 Uji beda variabel antar kelompok penelitian……... 120

  5.1.11 Hasil pemeriksaan apo sisi tulang daerah tarikan… 134

  5.2.3 Hasil pemeriksaan biometrik relaps……………... ….. 120

  5.2.4 Hasil pemeriksaa n imunohistokimia HSP 70……… 122 5.1.6 Hasil pemeriksaan imunohistokimia IL 17..

  ………….. 124

  5.1.7 Hasil pemeriksaan imunohistokimia MMP- 8…..... 126

  5.1.8 Hasil pemeriksaan imunohistokimia integrin…… 128

  5.1.9 Hasil pemeriks aan imunohistokimia ALP……….

  130

  5.1.10 Hasil pemeriksaan imunohistokim ia TRAP 6…… 132

  5.2 Hubungan kausalistik antar variabel ……………………

  153

  136

  BAB 6 PEMBAHASAN ……………………………………………..

  143

  6.1 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap …… Biometrik r elaps…………………………………………..

  146

  6.2 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap…… Eksp resi HSP 70……………………………………………

  150 6.3 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap……. Ekspresi IL-17.

  ……………………………………………..

  LAMPI RAN……………………………………………………………….. 194

  Daftar Tabel

Tabel 2.1 Persentase Lethal (LC 50) Ekstrak Teripang Emas

  62 …….

Tabel 2.2 Hasil identifikasi golongan senyawa metabolit sekunder ekstrak metanol teripang S. Hermanii

  65 …………………… Tabel 2.3 Kandungan senyawa organik bahan teripang emas ……..

  66 Tabel 2.4 Kandungan senyawa anorganik bahan teripang emas

  67 ……

  68 Tabel 2.5 Uji kualitatif nanopowder teripang emas…………………

  68 Tabel 2.6 Uji kuantitatif nanopowder teripang emas………………..

Tabel 5.1 Deskripsi data Variabel biometrik relaps, ekspresi HSP 70, ekspresi IL-17, ekspresi MMP-8,

  ekspresi integrin α2β1, ekspresi ALP, ekspresi TRAP-6 aposisi tulang

  117 ……………………………………………

Tabel 5.2 uji distribusi normal data Variabel biometrik relaps, ekspresi HSP 70, ekspresi IL-17, ekspresi MMP-8,

  ekspresi i ntegrin α2β1, ekspresi ALP, ekspresi TRAP-6, aposisi tulang 119 …………………………………………….

Tabel 5.3 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelompok biometrik relaps 121 …………..

Tabel 5.4 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelompok ekspresi HSP 70 …………. 123

Tabel 5.5 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelompok ekspresi IL- 125 17…………….

Tabel 5.6 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelompok ekspresi MMP- 127 8………….

Tabel 5.7 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelompok ekspresi 129 Integrin α2β1……

Tabel 5.8 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar 131 kelompok ekspresi ALP………….

Tabel 5.9 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelompok ekspresi TRAF- 6…………. 133

Tabel 5.10 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

  dan uji beda antar kelo 135 mpok aposisi tulang……………... ….

  134 Tabel 5.11 Hubungan kausalistik awal…………………………….. 138.

Tabel 5.12 Hubungan kausalistik akhir……………………………. …

  Daftar Gambar

Gambar 2.1 Mekanisme Pergerakan Gigi Ortodonti

  …………................. 15 Gambar 2.2 Pergerakan Gigi Ortodonti....................................................

  16 Gambar 2.3 Skema Pergerakan gigi ……………………………….......... 19 Gambar 2.4 Tahapan remodeling tulang...................................................

  28 Gambar 2.5 HSP pada stress…………………………………………… 44

Gambar 2.6 IL-

  45 17 pada fungsi sel……………………………………...

  48 Gambar 2.7 Aktivasi dan signaling MMP……………………………...

Gambar 2.8 Resepto

  50 r integrin dan adhesi fokal………………………..

Gambar 2.9 ALP dan osteogenesis…………………………………….

  53 Gambar 2.10 Aktivasi TRAP- 6 pada diferensiasi osteoklas…………… 54

Gambar 2.11 Gambar teripang emas........................................................... 58Gambar 2.12 Anatomi Teripang.................................................................. 59Gambar 2.13 Teripang emas....................................................................... 60Gambar 2.14 Struktur Periodontal............................................................... 83Gambar 3.1 Kerangka konsep mekanisme osteogensis pada pemberian

  Teripang emas sebagai p

  88 roteksi relaps ortodonti………

Gambar 4.1 Jarak g igi insisif……………………………………………. 103Gambar 4.2 Separator karet…………………………………………....... 107Gambar 4.3 Hubungan kausalistik antar variabel………………………. 113Gambar 4.4 Alur pelaksanaan penelitian

  ……………………………….. 114 Gambar 5.1

  Hasil pemeriksaan ukuran partikel teripang emas SEM…… 115

Gambar 5.2 Hasil pemeriksaan ukuran partikel teripang emas TEM…… 116Gambar 5.3 diagram batang rerata biometrik, HSP,IL-17,MMP

  ……….. 118

Gambar 5.4 Gambar diagram batang rerata biometrik relaps…………… 121Gambar 5.5 Ekspresi HSP 70 pada sel fibroblas tula ng alveolar………. 122Gambar 5.6 Gambar diagram batang rerata ekspresi HSP-

  70…………… 123

Gambar 5.7 Ekspresi IL-17 p

  124 ada sel makrofag………………………...

Gambar 5.8 Gambar diagram batang rerata ekspresi IL-17..

  …………… 125

Gambar 5.9 Ekspresi MMP-8 pada sel fibroblas………………………. 126Gambar 5.10 Gambar diagram batang rerata MMP-

  8……….…………… 127 Gambar 5.11

  Ekspresi integrin α2β1 pada osteoblas……………………. 128

Gambar 5.12 Gambar diagram batang rerat a ekspresi integrin α2β1…….. 129Gambar 5.13 Ekspresi ALP pada sel osteoblas

  ………………………… 130

Gambar 5.14 Gambar diagram batang rerata ekspr esi ALP.…………… 131Gambar 5.15 Ekspresi TRAP- 6 pada osteoklas………………………… 132Gambar 5.16 Gambar diagram batang rerata ekspresi TRAP-

  6………… 133

Gambar 5.17 Aposisi tulang yaitu luas tulang alveolar………………… 134Gambar 5.18 Gambar diagram batang rerata aposisi tu lang…………… 135Gambar 5.19 Analisis jalur awal……………………………………….. 139Gambar 5.20 Analisis jalur akhir……………………………………….. 141

  Daftar Lampiran Hal.

  Lampiran 1 Penghitungan jumlah replikasi ............................................... 194 195 Lampiran 2 Kelaikan etik…………………………………………….. Lampiran 3 Paten te ripang emas……………………………………... 196 Lampiran 4 Surat Keterangan te