Cangkang Telur Pengganti Tulang

Kecelakaan kerja, kecelakaan lalu lintas, dan berbagai kecelakaan lainnya kerap menimbulkan luka dan hilangnya beberapa serpih tulang. Sel-sel tulang sebenarnya memiliki kemampuan memulihkan diri, tetapi pemberian pengganti tulang yang hilang bisa mempercepat pemulihan secara lebih sempurna.

Serbuk hidroksiapatit atau senyawa kalsium fosfat selama ini dikenal sebagai pengganti tulang sintetik. Ini dihasilkan melalui proses kimia.

Ki Agus Dahlan, periset Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Institut Pertanian Bogor, mengembangkan pengganti tulang dengan biomaterial cangkang telur.

”Cangkang telur selama ini hanya dibuang dan hanya menjadi limbah, tetapi sebetulnya mampu dijadikan pengganti tulang manusia. Penelitian ini dimulai pada 2005 dengan terlebih dahulu mengenali karakter penyusun tulang manusia,” ujar Dahlan, Kamis (7/10/2010).



Melalui kerja sama dengan pengelola Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo (RSCM), Jakarta, Dahlan dan rekan-rekan sejawatnya mendapatkan materi tulang manusia. Pada tahun-tahun pertama penelitian, diperoleh unsur-unsur kesamaan antara bahan penyusun tulang manusia dan cangkang telur. Diketahui, kalsium adalah unsur utama pembentuk jaringan keras pada tulang dan cangkang.

1.000 derajat celsius

Cangkang telur mengandung 95 persen kalsium karbonat. Untuk mendapatkan hanya unsur kalsium, Dahlan memanaskan cangkang telur dengan suhu sampai 1.000 derajat celsius.

Tidak terhenti di situ, kalsium ini harus disenyawakan lagi dengan diamonium fosfat atau fosfat sintetik dengan pemanasan sampai suhu 1.000 derajat celsius pula. ”Jadilah serbuk senyawa kalsium fosfat atau hidroksiapatit dengan karakter yang sama dengan penyusun tulang manusia,” kata Dahlan.

Pengujian kondisi senyawa hidroksiapatit dilakukan dengan menggunakan metode presipitasi dan pemanasan sampai temperatur 900 derajat celsius selama lima jam. Dia juga mencoba berbagai variasi konsentrasi kalsium dan fosfor.

Analisisnya menggunakan metode karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) untuk memperoleh hidroksiapatit yang optimum. Hidroksiapatit itu bersifat kristalin dan mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi.

Hidroksiapatit yang diperoleh kemudian digunakan sebagai mineral pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan. Selain hidroksiapatit, mineral lain yang juga ditambahkan adalah apatit karbonat.

Fungsi apatit karbonat sebagai penyeimbang sifat hidroksiapatit yang keras dan padat. Apatit karbonat ini memiliki sifat mudah diserap oleh larutan tubuh sehingga memudahkan pertumbuhan tulang.

Apatit karbonat dihasilkan dengan mereaksikan senyawa kalsium dari cangkang telur dan fosfor dari diamonium hidrogen fosfat dengan metode presipitasi yang digunakan pada sintesis hidroksiapatit.

Komposit kalsium fosfat-kitosan dibuat dengan menggunakan getaran gelombang ultrasonik agar pencampuran hidroksiapatit, apatit karbonat, dan kitosan terjadi sempurna.

Variasi komposisi pun dilakukan. Hasil analisis data karakterisasi XRD, SEM, dan FTIR menunjukkan, komposit dengan komposisi 64 persen hidroksiapatit, 16 persen apatit karbonat, dan 20 persen kitosan merupakan komposit pengganti tulang berbahan biomaterial cangkang telur yang paling baik.

Bentuk komposit berupa padatan, bukan material berpori. Kelebihan dari komposit padat memiliki sifat mekanik yang lebih kuat dibandingkan dengan komposit berpori.

Komposit ini telah diuji ke dalam larutan yang komposisi ioniknya menyerupai larutan pada plasma darah, yaitu larutan simulated body fluid (SBF).

Uji coba domba

Dahlan mengatakan, sejauh ini uji coba baru dilaksanakan pada hewan. Dengan memegang etika kedokteran hewan, pada 2009 diujicobakan ke domba.

Bagian tulang pada kaki belakang domba itu dibor. Lalu, bagian lubang pada tulang itu diganti dengan komposit hidroksiapatit, apatit karbonat, dan kitosan.

Hasilnya dipantau selama tiga bulan. Domba mampu bertahan secara normal. Pada bagian tulang kaki yang dibor kembali diobservasi.

”Selama tiga bulan tulang itu pulih, tetapi belum sempurna. Akhirnya diketahui, sempurna pembentukan tulangnya selama empat bulan,” kata Dahlan.

Menurut dia, hasil penelitian ini belum diujicobakan kepada manusia. Proses menuju paten pun belum digarap karena menunggu kesempatan bisa diujicobakan kepada manusia.

Penanganan luka dengan hilangnya bagian tulang saat ini, menurut Dahlan, dikenal dengan berbagai metode pembedahan dan cangkok tulang (grafting).

Tiga metode

Rekonstruksi melalui cangkok tulang mencakup metode allograft (penggantinya tulang dari manusia lainnya), autograft (pengganti tulang dari bagian lain di tubuh pasien), dan xenograft (pengganti tulang dari hewan, biasanya tulang sapi).

Metode allograft dan autograft berdampak terhadap perubahan fisik bagian tulang manusia yang diambil. Kemungkinan lain, menimbulkan kerusakan pada bagian tulang donor.

Untuk xenograft, sampai sekarang terjadi perdebatan mengenai imunologinya. Masih diperdebatkan kemungkinan terdapat suatu penyakit yang dibawa jenis hewan tersebut sehingga ditolak tubuh manusia.

”Keterbatasan dari ketiga metode tersebut bisa diatasi dengan pembuatan biomaterial tulang sintetis,” kata Dahlan.

Menurut dia, biomaterial sintetik itu juga mampu mempercepat pertumbuhan tulang. Sifatnya biocompatible dan biodegradable sehingga sistem biologi manusia tak akan menolaknya.

Dahlan mengatakan, pemanfaatan cangkang telur sebagai sumber kalsium merupakan nilai tambah dari hasil pengolahan sesuatu yang selama ini menjadi limbah terbuang. Di tengah semakin banyaknya kecelakaan transportasi, inovasi teknologi biomaterial untuk kepentingan medik ini merupakan terobosan yang amat penting. 

sumber: kompas