2020 : Studi Pengaruh Penambahan Material Radiopak Terhadap Biomekanik, In vitro Biokompatibilitas dan Opasitas Pada Silicone Rubber/Hydrogel PVA Sebagai Pengganti Nucleus Pulposus Pasca Operasi Microdiscectomy

Sigit Tri Wicaksono S.Si., M.Si., Ph.D.
Amaliya Rasyida ST., M.Sc

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Penyakit tulang belakang atau biasa disebut low back pain (LBP) menjadi salah satu penyakit yang seringkali dialami manusia seiring bertambahnya usia, selain itu cedera kecelakaan juga bisa menyebabkan LBP. Penyebab utama dari penyakit ini adalah terjadinya degenerasi intervertebral disc (IVD), jaringan komposit yang terletak di tulang belakang. IVD terdiri dari cartilage endplate, anulus fibrosus di lapisan terluar, dan nucleus pulposus dibagian tengah, dimana bagian-bagian tersebut memiliki komposisi dan fungsi yang berbeda. Perubahan anatomi nucleus pulposus menjadi penyebab terjadinya degenerasi IVD. Pada umumnya, penanganan penyakit tersebut dapat dilakukan dengan metode pembedahan. Akan tetapi, prosedur bedah yang melibatkan pengangkatan bagian nucleus pulposus (discectomy) telah terbukti mengubah respons anulus fibrosus terhadap kompresi ketika tubuh menerima beban. Oleh karena itu, baru-baru ini dikembangkan solusi alternatif penggantian nucleus pulposus dengan hidrogel biomaterial yang dapat diinjeksikan pasca operasi microdiscectomy. Hidrogel polyvinyl alcohol (PVA) merupakan material yang biasa digunakan untuk implan NP, dikarenakan sifat biokompabilitasnya serta kemampuan untuk menahan air. Disamping itu, silicone rubber memiliki elastic modulus yang mampu menahan tekanan serta non-toxic. Komposit SR/Hidrogel PVA merupakan salah satu kandidat material pengganti NP karena sifatnya yang diharapkan dapat menyerupai NP. Disisi lain, SR/hidrogel PVA merupakan material radiolusen sehingga dibutuhkan material radiopak agar pada saat proses operasi injeksi penggantian NP dapat terlihat oleh X-Ray, sehingga memudahkan proses operasi. Barium sulfat (BaSO4) dan Zirconium oksida (ZrO2) merupakan material radiopak yang mempunyai sifat tidak beracun, tidak berbahaya, dan penyerapan sinar-X yang baik serta banyak digunakan untuk aplikasi medis. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penambahan material radiopak terhadap biomekanik, in-vitro biokompatibilitas dan opasitas pada silicone rubber/Hidrogel PVA sebagai kandidat material injeksi pengganti NP pasca operasi microdiscectomy. Tahapan awal pada penelitian ini akan disintesis SR/Hidrogel PVA dengan variasi penambahan PVA sebanyak 10 ,20, 30, 40, dan 45 persen berat. Kemudian dari masing masing komposisi tersebut akan ditambahkan material radiopak (BaSO4 dan ZrO2) dengan variasi 3, 6, 9, dan 12 persen berat SR/hidrogel PVA. Selanjutnya tahapan analisa hasil penelitian meliputi karakteriasi morfologi menggunakan SEM; biomekanik (pembebanan tarik, tekan, dinamis mekanik, dan pengujian tekan menggunakan diskus hewan vertebrata); in vitro biokompatibilitas dengan metode MTT Assay; serta pengujian sifat opasitas. Adapun luaran yang ditargetkan pada penelitian terdiri dari dua bagian yaitu preliminary produk dan publikasi. Preliminary produk yang dihasilkan pada tahapan ini yaitu injectable biomaterial dengan sifat yang menyerupai NP serta memiliki opasitas terhadap sinar X dan memenuhi kriteria medis prosedur operasi yaitu maksimal curing time 40 menit. Hasil dari penelitian ini ditargetkan untuk dipublikasikan pada jurnal Materials science and Engineering C.