Osteoporosis adalah salah satu penyakit sistemik yang ditandai dengan penurunan kepadatan tulang secara bertahap (skor T ≤−2,5) dan kerusakan pada mikroarsitektur jaringan tulang, yang mengakibatkan peningkatan kerapuhan tulang dan risiko patah tulang atau pembentukan celah patah tulang besar. Osteoporosis terjadi karena ketidakseimbangan antara aktivitas osteoklas dan osteoblas, membuat proses resorpsi lebih tinggi daripada proses pembentukan tulang. Alendronate (Ale) adalah obat bifosfonat yang digunakan untuk mencegah dan mengobati osteoporosis. Pengiriman Ale dalam jaringan tulang dapat didukung oleh bovine hydroxyapatite (BHA). BHA adalah hidroksiapatit dari tulang sapi, yang memiliki sifat kimia dan fisik yang mirip dengan tulang manusia. Selain itu, gelatin (Gel) adalah polimer yang menyerupai komponen organik jaringan tulang. BHA dan Gel membantu mempercepat pertumbuhan tulang pada jaringan tulang yang rusak. Selain itu, hidroksipropil metilselulosa (HPMC) adalah polimer viskoelastik inert yang digunakan untuk pengiriman terkontrol. Komposit BHA‑Gel‑HPMC bisa menjadi sistem pengiriman yang sangat baik untuk Ale di jaringan tulang. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji komposit BHA‑Gel‑HPMC Injectable Bone Substitute (IBS) dalam rekayasa jaringan tulang osteoporotik sebagai pengisi untuk memperkuat sifat mekanik tulang dan sistem pengiriman Ale.
Pembuatan IBS disintesis dengan melarutkan bubuk Gel 5%, Ale dicampur dengan larutan BHA‑Gel dengan komposisi 10% dan HPMC 2% (b/v) dengan cara pembuatan yang merujuk pada metode oleh Aniek et al., (2022).Karakterisasi fisik dilakukan dengan menggunakan viskometer. Uji injeksi dilakukan dengan memasukkan suspensi ke dalam jarum suntik 10 ml dengan diameter dalam 2 mm dan jarum suntik berdiameter dalam 1,2 mm dalam waktu 2 menit dengan variasi suhu: 15°C, 25°C, 35°C, dan 45°C. Setting time test dilakukan dengan cara menyuntikkan IBS ke dalam substrat HA, kemudian mengamati proses setting yang terjadi. Uji in vivo dilakukan dengan menggunakan tikus Wistar berusia 200–250 g berumur 3 bulan (Rattus norvegicus) dimana 24 tikus dibagi secara acak menjadi empat kelompok. Kelompok kontrol positif menjalani ovariektomi tanpa pengisi tulang. Setelah 8 minggu, perawatan pra‑operasi dilakukan dengan membius tikus dengan ketamin (25 mg/kg) dan xylazine (8 mg/kg) IM di kaki kiri. Sayatan di perut dilakukan melalui linea alba. Ovarium diangkat, dan perut yang terbuka dijahit. Osteoporosis terjadi setelah 8 minggu. Setelah 8 minggu ovariektomi, fraktur dibuat pada tulang paha tikus. Pengeboran pada tulang dilakukan untuk membuat lubang dengan diameter 2 mm. IBS kemudian disuntikkan ke dalam lubang, dan kulit yang terbuka dijahit. Setelah 6 minggu IBS, tikus di sacrifice dengan menggunakan anestesi eter. Tulang paha disimpan dalam BNF 10%. Dekalsifikasi tulang dilakukan dalam larutan asam Ethylenediaminetetraacetic 10%. Pengamatan sel tulang diamati dengan pewarnaan Hematoxylin dan Eosin (HE), dan celah tulang diamati secara radiologis. Pengamatan sel tulang meliputi osteoblas, osteoklas, dan osteosit yang diamati di bawah mikroskop cahaya dengan pembesaran 400 kali. Hasil yang diperoleh ditunjukkan sebagai rata-rata ± standar deviasi. P < 0,05 dinyatakan perbedaan yang signifikan secara statistik.
Hasil uji viskositas IBS memperoleh viskositas antara 30,4 dan 39,4 dPa.s. Viskositas IBS dan suhu IBS sangat dipengaruhi oleh injeksi. Persentase injeksi adalah antara 98,22% dan 98,64% pada 25° C–35°C mampu mengatur dan meningkatkan kerapatan substrat dari 0,6325 g/cm3 menjadi 0,8409 g/cm3 sesuai dengan kepadatan tulang normal. Sifat fisik IBS memungkinkan IBS BHA‑Gel‑HPMC digunakan untuk mengobati osteoporosis. Hasil‑pencitraan sinar X pada tulang paha tikus setelah 6 minggu pada empat kelompok menunjukkan bahwa osteoporosis telah terjadi pada kontrol positif. Berdasarkan hasil analisis dengan independen sampel t-test penambahan BHA‑Gel‑HPMC‑Ale berpengaruh signifikan terhadap jumlah osteoblas, osteosit, dan osteoklas (P < 0,05). Setelah 45 hari pengamatan, penambahan BHA‑Gel‑HPMC‑Ale menunjukkan jumlah rata-rata osteoblas, osteosit, dan osteoklas tertinggi 25,00 ± 3,00, 64,33 ± 11,15, dan 5,67 ± 0,58, dibandingkan dengan kelompok IBS tanpa Ale. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah osteoblas, osteosit, dan osteoklas pada kelompok BHA‑Gel‑HPMC dengan Ale menunjukkan perbedaan yang signifikan (P < 0,05) dibandingkan dengan kelompok kontrol dan kelompok IBS tanpa Ale. Namun IBS BHA‑Gel‑HPMC dengan Ale tidak memberikan hasil yang signifikan berbeda dengan kelompok IBS tanpa Ale dalam pembentukan tulang. Hal ini terjadi karena proses pembentukan tulang umumnya terjadi setelah 8 minggu. Ale berikatan dengan BHA membentuk ikatan yang sangat kuat, sementara Ale didistribusikan dalam Gel‑HPMC dilepaskan dan mengikat kalsium hidroksiapatit tulang di sekitar celah. Hal ini menyebabkan tulang di sekitar celah menjadi padat dan keras. Gel‑HPMC berinteraksi dengan osteoblas untuk membentuk osteoid. Osteoid berubah menjadi osteosit dengan kalsium tulang dan kalsium dari BHA.
Hasil uji karakteristik fisik menunjukkan bahwa BHA‑Gel‑HPMC‑Ale berpotensi sebagai pengobatan osteoporosis. Kombinasi IBS tidak mempercepat penyempitan celah tulang berdasarkan hasil pencitraan dengan sinar X. Hasil pewarnaan HE menunjukkan bahwa IBS BHA‑Gel‑HPMC meningkatkan jumlah osteoblas, osteosit, dan osteoklas pada model tikus ovariektomi. Penambahan Ale tidak meningkatkan jumlah osteoblas, osteosit, dan osteoklas yang signifikan dalam waktu 6 minggu setelah pengamatan dibandingkan dengan BHA‑Gel‑HPMC. Dianjurkan untuk mengamati lebih dari 6 minggu untuk membuktikan penambahan Ale dalam mempercepat pertumbuhan tulang.
Penulis: Dr. Aniek Setiya Budiatin, Dra., Apt., M.Si.
Link Jurnal: https://scholar.unair.ac.id/en/publications/effect-of-glutaraldehyde-concentration-variation-on-diclofenac-so
