Karakteristik Scaffold Dental Gipsum Hidroksiapatit (Dgha) Dengan Kombinasi Silk Fibroin (Sf) dan Gelatin (Dengan Metode Freeze Drying)

Abstract

Scaffold adalah biomaterial tiga dimensi (3D) yang memfasilitasi sel untuk regenerasi jaringan dan organ. Struktur scaffold harus memiliki porositas tinggi dan saling terhubung sehingga memungkinkan perlekatan sel. Scaffold yang ideal harus memiliki sifat biokompatibel, bioresorbsibel, osteokonduktif, osteoinduktif, dan secara struktural mirip dengan tulang. Hidroksiapatit (HA) merupakan bahan anorganik yang memiliki kesamaan struktur kimia dan fisika dengan mineral penyusun tulang dan gigi, dan dapat digunakan sebagai scaffold. Hidroksiapatit dapat diperoleh dari berbagai sumber, salah satunya dapat disintesis dari gipsum (CaSO4.2H2O) kedokteran gigi atau Dental Gipsum Hidroksiapatit (DGHA) yang telah diteliti memiliki karakteristik yang identik dengan HA standar. Akan tetapi, scaffold DGHA masih memiliki kekurangan seperti sifat mekaniknya yang rapuh. Oleh karena itu, diperlukan polimer alami untuk memperbaiki karakteristiknya. Polimer alami yang dapat digunakan adalah Silk Fibroin (SF) dan gelatin. Silk Fibroin memiliki elastisitas yang baik dan kekuatan tarik yang tinggi. Tetapi kurang mampu mendukung perlekatan sel. Sedangkan gelatin, meskipun memiliki kekuatan mekanik yang rendah, gelatin mampu mendukung perlekatan sel dan mampu menginduksi struktur β sheet pada SF yang dapat meningkatkan kekuatan mekanik scaffold. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik scaffold DGHA yang dikombinasikan dengan SF dan gelatin menggunakan metode freeze drying kemudian melakukan karakterisasi untuk melihat gugus fungsi, morfologi, porositas, dan kekuatan mekanik scaffold. Hidroksiapatit yang digunakan adalah serbuk hidroksiapatit yang disintesis dari dental gipsum tipe II dan SF yang digunakan diekstraksi dari kokon ulat sutera Bombyx mori. Sedangkan gelatin yang digunakan adalah gelatin komersial. Sampel dibuat dengan menggabungkan ketiga bahan tersebut dan dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu A (SF 2,8%-Gelatin), B (DGHA-SF 2,8%), C (DGHA-SF 2,8%-Gelatin), dan D (DGHA-SF 1,2%-Gelatin) kemudian dilakukan freeze drying untuk dijadikan scaffold dan dilakukan uji karakterisasi FTIR, SEM, uji porositas, dan uji mekanik. Hasil penelitian menunjukkan semua kelompok sampel memiliki karakteristik yang berbeda. Hasil uji FTIR menunjukkan semua sampel mengandung senyawa utama sesuai dengan bahan yang digunakan, yaitu scaffold A memiliki senyawa utama SF dan gelatin, scaffold B memiliki senyawa utama HA dan SF, scaffold C dan scaffold D memiliki senyawa utama HA, SF, dan gelatin. Hasil karakterisasi SEM menunjukkan semua sampel menghasilkan porositas dengan ukuran pori yang bervariasi, bentuk irregular, dan memiliki interkonektivitas. Hasil analisa Image J Scaffold B menunjukkan diameter dan luas pori terbesar dibandingkan scaffold yang lain, yaitu diameter pori berkisar antara 401,39-1.696 µm dengan rata-rata diameter pori 1.048,69 µm. Sedangkan luas pori berkisar antara 89.000-434.027 µm2 dengan rata-rata 261.513 µm2 . Sedangkan Scaffold C menunjukkan diameter dan luas pori terkecil dibandingkan scaffold yang lain, yaitu diameter pori scaffold berkisar antara 132,64-198,61 µm dengan rata-rata diameter pori 165,62 µm. Sedangkan luas pori berkisar antara 17.000-43.000 µm2 dengan rata-rata 30.000 µm2 . Hasil uji porositas menunjukkan urutan prosentase porositas dari yang terkecil ke yang terbesar yaitu scaffold D dengan porositas 81,63%, scaffold C dengan porositas 83,98%, scaffold A dengan porositas 86,52%, dan scaffold B dengan porositas 93,76%. Hasil uji mekanik menunjukkan kekuatan tekan scaffold yang berbeda-beda. Urutan kekuatan tekan dari yang terkecil ke yang terbesar, yaitu scaffold B dengan rata-rata kekuatan tekan 0,06 MPa, scaffold D rata-rata 0,43 MPa, scaffold A rata-rata 0,49 MPa, dan scaffold C rata-rata 0,56 Mpa.