Home   Gatra.com   Log out  
 
User Name Password  
[ Anggota baru | Lupa password ]
Arsip Majalah | Tentang Gobang | Ketentuan | Menu Anggota

KESEHATAN

Benang Sutra Sang Penyambung Tulang

Ilmuwan di Universitas Connecticut mencari metode baru bagi penyembuhan pasien patah tulang. Bahan lem tulang pun dibuat dari mineral keramik yang serupa dengan zat yang ada di gigi dan tulang.

Inspirasi itu datang dari keunggulan jaring laba-laba. Lentur namun kuat, tidak mudah putus. Maka, Profesor Mei Wei dari Universitas Connecticut, Amerika Serikat, pun mencoba membuat versi tiruannya. Tujuannya, helai benang dari jaring laba-laba itu bisa digandakan untuk membuat alat penyambung tulang yang lebih fleksibel, namun ramah pada tubuh pasien.

Selama ini, pasien patah tulang sering diberi pertolongan dengan memasang pen, semacam pelat logam yang dilengkapi baut, untuk membantu merekatkan kembali tulang yang patah dan menahannya pada posisi yang tepat. Fungsinya, agar tulang lebih cepat tumbuh dan menyambung kembali.

Namun metode ini membuat pasien kurang nyaman. Selain sering menyebabkan peradangan dan iritasi, juga mengakibatkan pertumbuhan tulang lemah dan lebih rentan bila sambungan mendapatkan beban yang terlalu berat.

Juga, untuk melepas sambungannya dibutuhkan waktu yang lama. Ini pernah dialami Rachmawati Bahaweres, yang harus memulihkan tulang kakinya yang patah akibat dilindas ban truk sekitar tujuh tahun lalu.

Pen itu dipasang selama enam bulan, baru kemudian dilakukan operasi lagi untuk pencabutan pen. Setelah lepas pen, Alida --demikian ia biasa disapa-- kemudian diminta untuk melakukan latihan berjalan sedikit demi sedikit.

Namun kakinya langsung bengkak saat pertama latihan jalan. Untuk itu, ibu satu putri ini terpaksa mengenakan sepatu sandal selama masa pemulihan. Proses latihan jalan dia lakukan selama dua bulan, sambil sesekali berkonsultasi ke dokter.

Setahun setelah kecelakaan, Alida baru bisa berjalan dengan normal. ''Sekarang bekas lukanya masih ada, panjang. Tapi untuk aktivitas sehari-hari sudah normal. Sudah bisa dipakai lari seperti biasa,'' katanya kepada Aulia Pandamsari dari GATRA.

Untuk meringankan beban penderita patah tulang, agar tidak terlalu bergantung pada alat sambung dari logam, Profesor Mei Wei dan koleganya mencari alternatif teknologi penyambung tulang.

Selain tenaga ahli dari institusinya, Bryant Heimbach, kandidat PhD yang juga ilmuwan material, ia menggandeng Profesor Dianyun Zhang, pakar mekanika di universitas yang sama.
Para peneliti ini memulainya dengan menggunakan protein fibroin mirip serat sutra yang dipintal oleh laba-laba dan ngengat. Dengan metode ini diharapkan bisa dihasilkan benang-benang yang keras dan tahan tarikan.

Fibroin sutra sebelumnya telah digunakan dalam proyek lain. Pada 2016, material ini digunakan untuk meningkatkan umur simpan buah, atau berfungsi sebagai lapisan untuk mengawetkan makanan.

Fibroin juga telah digunakan untuk regenerasi jaringan berkat biokompatibilitasnya yang baik dalam sel mamalia. Sementara itu, komunitas medis telah mengetahui tentang kekuatan fibroin sutra selama bertahun-tahun. Namun, Wei dan timnya adalah yang pertama mencoba campuran polimer padat dengan struktur protein.

Material seperti ini sebenarnya juga sudah umum digunakan dalam jahitan medis dan teknik jaringan, karena sifatnya yang bisa terurai dengan aman atau biodegradable.
Sementara itu, untuk memberikan tambahan kekuatan bagi penyambungan tulang, desain eksperimen pun dilakukan. Dengan menguji pengaruh karakter tulang, panjang serat, jenis matriks, jumlah matriks dan jumlah partikel tulang pada sifat lentur komposit.

Setelah puluhan tes, Wei dan Zhang menemukan materi yang mereka cari. Mereka menggunakan kombinasi benang sutra dan serat asam polilaktat yang dilapisi dengan partikel bio keramik berbasis hidroksiapatit.

Hidroksiapatit merupakan mineral kalsium fosfat yang tersedia di alam. Zat ini seperti yang ada di gigi dan tulang, biasa disebut sebagai "lem tulang". Serat yang sudah dilapisi kemudian dimampatkan dalam lapisan rangka baja lalu ditekan ke dalam batang komposit melalui cetakan kompresi panas.

Hasil penelitian itu baru-baru ini diterbitkan dalam Journal of Mechanical Behavior of Biomedical Materials yang terbit pada bulan ini. Dalam jurnal tersebut, Wei melaporkan bahwa komposit biodegradable berkinerja sangat baik.

Material baru ini menunjukkan karakteristik kekuatan dan kelenturan yang lebih baik daripada bahan-bahan yang bisa meluruh di dalam tubuh. "Tetapi kami merasa, jika bisa mendapatkan setiap komponen lain yang sesuai dengan keinginan, kami bisa menghasilkan yang lebih baik," kata Wei, seperti dikutip Science Daily.

Komposit baru ini, menurut Wei, juga lebih unggul. Tulang kaki besar pada orang dewasa dan orang lanjut usia bisa membutuhkan beberapa bulan untuk sembuh. Komposit yang dikembangkan di laboratorium Wei benar-benar menjalankan fungsinya dan meluruh setelah satu satu tahun. Sehingga tidak diperlukan pembedahan untuk pengangkatan.

Dalam laporan penelitiannya, tim peneliti ini juga sudah memulai menguji turunan baru dari komposit yang sudah dihasilkan dan diuji coba. Termasuk menggabungkan bentuk kristal tunggal dari hidroksiapatit sehingga didapatkan kekuatan yang lebih besar dan variasi campuran lapisan untuk memaksimalkan sifat mekanisnya bagi tulang yang lebih berat.

Mukhlison S. Widodo

++++

Teknik Pembuatan Komposit Biodegradable
Benang sutra
Pemurnian
Proses manufaktur
Penguapan pelarut
Konsolidasi serat
Cetakan kompresi panas
Batang komposit padat
Kelenturan: 13,7_GPa
Kekuatan: 437_MPa

Cover Majalah GATRA edisi No.48 / Tahun XXIV / 27 Sep - 3 Okt 2018 (Tim Desain/Gatra)
 
RUBRIK

Apa & Siapa
Ekonomi & Bisnis
Focil
Internasional
Laporan Khusus
Laporan Khusus II
Laporan Utama
Multimedia
Nasional
Pariwara
Perjalanan
Surat & Komentar
Teropong
 
Created and maintained by Gatra.com