Penyakit periodontal merupakan salah satu permasalahan kesehatan gigi dan mulut yang sering kali luput dari perhatian, padahal dampaknya tidak hanya terbatas pada rongga mulut, melainkan juga dapat memengaruhi kesehatan tubuh secara keseluruhan. Penyakit ini terjadi akibat peradangan dan infeksi pada jaringan pendukung gigi, yakni gusi dan tulang rahang. Di Indonesia, penyakit periodontal bukanlah masalah minor. Berdasarkan data Riset Kesehatan Dasar (RISKESDAS) tahun 2018, tercatat bahwa 74,1% penduduk Indonesia berusia 15 tahun ke atas terdiagnosis menderita periodontal. Konsekuensi dari tingginya angka penyakit periodontal sangatlah serius. Kerusakan jaringan gusi dan tulang rahang bisa menyebabkan instabilitas gigi, yang pada akhirnya memicu kehilangan gigi secara permanen. Kondisi ini tidak hanya berdampak pada aspek estetika dan kemampuan mengunyah makanan, tetapi juga menurunkan kepercayaan diri individu.
Dalam penanganan kasus penyakit periodontal, terutama ketika gigi pasien masih memiliki kemungkinan untuk dipertahankan, pendekatan konservatif menjadi prioritas utama dalam praktik kedokteran gigi. Pendekatan ini tidak hanya bertujuan untuk menghindari kehilangan gigi, tetapi juga untuk mempertahankan fungsi pengunyahan, menjaga kestabilan struktur rahang, serta memperhatikan aspek estetika wajah secara keseluruhan. Salah satu teknik yang kian berkembang dan menunjukkan hasil menjanjikan dalam konteks ini adalah guided bone regeneration (GBR) atau regenerasi tulang terpandu.
GBR merupakan prosedur yang banyak digunakan dalam bidang kedokteran gigi untuk merekonstruksi defek tulang khususnya gigi yang hilang akibat penyakit periodontal. Teknik ini melibatkan penggunaan membran penghalang yang berfungsi menciptakan ruang tertutup di area gusi dan tulang rahang yang mengalami defek. Tujuannya adalah mencegah masuknya sel-sel non-osteogenik seperti fibroblas atau sel epitel, yang tumbuh lebih cepat namun tidak mendukung pembentukan tulang, sehingga memberikan kesempatan bagi sel-sel pembentuk tulang (osteoblas) untuk berkembang dan memulai proses regenerasi secara optimal.
Agar efektif, membran GBR harus memenuhi sejumlah karakteristik ideal, antara lain biokompatibel sehingga tidak memicu reaksi imun tubuh, mampu berintegrasi dengan jaringan tulang induk, dapat mempertahankan bentuk ruang yang dibutuhkan untuk pertumbuhan gigi baru, memiliki kemampuan menghalangi invasi sel yang tidak diinginkan, serta memiliki kekuatan mekanis dan kemudahan penggunaan dalam prosedur klinis.
Saat ini, terdapat dua jenis utama membran GBR yang umum digunakan. Jenis pertama adalah membran non-resorbable yang dikenal memiliki kestabilan struktural yang sangat baik dan performa klinis yang andal, namun memerlukan prosedur bedah tambahan untuk pengangkatannya setelah proses regenerasi selesai dimana hal ini menambah beban bagi pasien. Jenis kedua adalah membran resorbable yang berbasis polimer alami. Membran ini semakin banyak digunakan karena mudah ditangani, dapat diserap oleh tubuh, dan tidak memerlukan tindakan bedah lanjutan. Akan tetapi, tantangan terbesar dari membran resorbable terletak pada kekuatan mekanisnya yang relatif rendah, sehingga memerlukan tambahan bahan lain seperti agen pengikat (crosslinking agents) untuk mencapai hasil yang setara dengan membran non-resorbable.
Kondisi inilah yang menjadi titik awal untuk pengembangan lebih lanjut dalam penelitian yang dilakukan oleh Ekavianty Prajatelistia, Ph.D., salah satu peneliti di Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung (FTMD ITB) dari Kelompok Keahlian Ilmu dan Teknik Material yang berupaya mengatasi keterbatasan membran dengan memanfaatkan kitin, bahan alami yang bersumber dari limbah cangkang hewan laut seperti udang dan kepiting. Melalui pendekatan inovatif ini, bersama dengan tim peneliti lainya yang tergabun ke dalam tim pendanaan riset dari National Research Foundation of Korea, mereka berhasil mengembangkan membran GBR tipe Janus yang memiliki dua sisi permukaan dengan fungsi berbeda namun saling melengkapi.
Struktur membrane GBR Janus terdiri dari satu sisi berbasis nanofiber kitin yang mendukung pertumbuhan dan diferensiasi osteoblas (sel pembentuk tulang/gigi). Sementara sisi lainnya dilapisi polimer antifouling yang mengandung phosphoryl choline (PMT) yang dirancang untuk meniru sifat membran sel dan mencegah penempelan sel-sel yang tidak diinginkan seperti fibroblas dan sel epitel.
Hasil uji biologis menunjukkan bahwa sisi nanofiber kitin efektif dalam mendorong proses regenerasi tulang. Sementara itu, sisi PMT yang berperan sebagai penghalang munculnya sel fibroblas dan sel epitel dapat mempercepat penyembuhan luka dengan menciptakan lingkungan yang lebih kondusif bagi pertumbuhan gigi baru.
Inovasi membran GBR berbahan kitin ini menawarkan kelebihan yang menonjol dibandingkan dengan membran GBR lain yang saat ini banyak digunakan. Dengan menggabungkan dua fungsi penting yaitu mendukung pertumbuhan gigi dan mencegah masuknya sel-sel yang bisa mengganggu proses penyembuhan, membran ini bekerja secara lebih efektif dalam membantu regenerasi gigi. Tidak hanya berfungsi sebagai pelindung fisik, membran ini juga secara aktif mendorong terbentuknya jaringan gigi baru. Pendekatan seperti ini membuka peluang besar untuk pengembangan teknologi GBR yang lebih praktis, efisien, dan bisa digunakan secara luas, tidak hanya untuk mengatasi masalah gigi, tapi juga dalam bidang ortopedi dan lainnya.
Salah satu kunci dari keberhasilan pengembangan membran GBR ini adalah pemanfaatan kitin yang merupakan polimer alami terbanyak kedua setelah selulosa. Kitin secara alami ditemukan dalam jaringan keras di berbagai organisme, termasuk hewan bercangkang seperti seperti udang dan kepiting. Meski memiliki banyak potensi, pemanfaatan kitin hingga kini masih sangat terbatas, terutama karena proses ekstraksinya yang kompleks. Namun, kitin memiliki keunggulan berupa permukaan nanofiber yang menyerupai struktur mikroskopik pada jaringan tulang, menjadikannya bahan yang sangat menjanjikan dalam aplikasi regeneratif.
Penelitian ini menunjukkan bahwa pengembangan membran GBR berbasis kitin mampu menjawab tantangan dalam regenerasi tulang dan gigi yang selama ini dihadapi oleh dunia medis, khususnya dalam bidang periodontik. Dengan memakai bahan alami yang bisa membantu pertumbuhan gigi sekaligus mencegah masuknya sel-sel yang bisa mengganggu penyembuhan, metode ini menjadi lebih sederhana dibandingkan bahan-bahan sebelumnya yang harus terdiri dari banyak komponen. Selain itu, cara ini juga terbukti lebih efektif dalam membantu proses pembentukan gigi baru dan mempercepat penyembuhan luka.
Lebih dari sekadar inovasi di bidang kesehatan, inovasi ini memiliki arti penting bagi Indonesia. Sebagai negara kepulauan dengan garis pantai yang sangat panjang dan kekayaan laut yang melimpah, limbah cangkang dari hewan laut seperti udang, kepiting, dan kerang merupakan sumber kitin yang sangat potensial. Selama ini, limbah tersebut sebagian besar terbuang percuma di pesisir tanpa dimanfaatkan secara optimal. Melalui penelitian ini, kitin tak lagi sekadar limbah, tetapi menjadi bahan bernilai tinggi yang dapat diolah untuk keperluan medis. Dengan demikian, pemanfaatan kitin dalam bidang kesehatan bukan hanya menunjukkan kemandirian dalam riset dan inovasi berbasis sumber daya alam lokal, tetapi juga membuka jalan menuju ekonomi sirkular yang berkelanjutan.
Penelitian ini mendapat dukungan pendanaan dari National Research Foundation of Korea (NRF-2020M3H4A1A03082879), serta sebagian didanai oleh Kementerian Riset dan Teknologi, Badan Riset dan Inovasi Nasional dan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia melalui program World Class University – Institut Teknologi Bandung. Hasil penelitian ini juga telah resmi memperoleh paten dengan nomor IDS000004144, yang menandai pengakuan atas kebaruan dan potensi aplikasinya. Langkah ini diharapkan menjadi pijakan awal menuju pemanfaatan kekayaan laut Indonesia untuk inovasi kesehatan yang berdampak luas.
Ke depan, pengembangan material berbasis kitin dapat menjadi bagian dari strategi nasional untuk meningkatkan nilai tambah hasil laut Indonesia, sekaligus memperkuat ekosistem riset yang berdampak langsung pada kesejahteraan masyarakat. Ini adalah contoh nyata bagaimana sains dan inovasi dapat berjalan seiring dengan keberlanjutan dan pembangunan nasional.
Penulis: Ekavianty Prajatelistia, ST., M.Eng., Ph.D.
Dosen Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Sumber:
Ekavianty, P., Sanandiya, N. D., Nurrochman, A., Marseli, F., Choy, S., & Hwang, D. S. (2021). Biomimetic Janus chitin nanofiber membrane for potential guided bone regeneration application. Carbohydrate Polymers, 251, 117032. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117032
