UNS Ciptakan Material Pengisi Tulang untuk Penderita Patah Tulang

UNIVERSITAS Sebelas Maret (UNS), Solo, telah mengembangkan material tiruan yang digunakan untuk mengganti atau memperbaiki tulang yang rusak. Para peneliti menggunakan tulang sapi karena belum dimanfaatkan secara maksimal dan material penambal tulang yang diimpor dari luar negeri sangatlah mahal.

Hasil karya mereka diberi nama Semar Bone Graft. T ulang merupakan jaringan terkuat dan tangguh yang memberi bentuk pada tubuh. Tulang dikategorikan sebagai alat gerak pasif karena tulang tidak bisa bergerak sendiri, tetapi harus digerakkan oleh otot. Setiap orang memiliki bentuk dan struktur tulang yang berbeda-beda, khususnya berdasarkan tinggi dan pendeknya seseorang. Ini menjadikan fungsi tulang akan sesuai dengan bentuknya. Bagaimana dengan seseorang yang mengalami patah tulang atau hilangnya tulang karena kecelakaan? Tentu tulang yang dimiliki tidak dapat kembali normal tanpa bantuan dari tindakan medis dan obat yang digunakan.

Salah satu produk dunia kedokteran yang sering digunakan untuk mengisi tulang adalah bone graft . Namun produk ini masih dikirim dari luar negeri alias impor. Berawal dari keprihatinan terhadap produk bone graft yang masih impor dari luar, dosen dari Program Studi (Prodi) Teknik Mesin Fakultas Teknik (FT) Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta, Dr Joko Triyono, menciptakan bone graft berbahan dasar alami.“Penelitian dimulai sejak tahun 2015. Latar belakangnya, belum ada produk lokal serupa yang masuk di daftar barang dan jasa yang bisa diklaimkan BPJS. Jadi selama ini produk bone graft masih impor, harganya mahal,” kata Joko.
Bone graft adalah material tiruan yang digunakan untuk menggantikan atau memperbaiki tulang yang rusak. Bone graft sering disebut sebagai bone filler karena fungsinya sebagai material pengisi tulang. Sampai saat ini Indonesia belum memiliki produk bone graft buatan dalam negeri yang masuk dalam e-catalog.lkpp.go.id sebagai syarat produk yang dapat diklaimkan dengan BPJS. Padahal banyak kasus operasi patah tulang yang membutuhkan bone graft . “Salah satu produk impor (bone graft) harganya Rp 1.750.000/botol, tiap botol berisi 5 ml bone graft,” tambahnya.

Dosen UNS itu berhasil menciptakan material pengisi tulang bersama dua rekannya, yaitu dr Suyatmi, M.Biomed.Sc (Fakultas Kedokteran UNS) dan dr I Dewa Nyoman Suci Anindya Murdiyantara, SpOT (RSUP dr Soeradji Tirtonegoro Klaten). Hasil karya Joko dan tim ini diberi nama Semar Bone Graft.

Mereka melakukan penelitian karena produk bone graft sering digunakan pada rumah sakit di Indonesia. Ini menjadi salah satu kelemahan bidang kedokteran di Indonesia yang masih mengimpor bone graft . “Survei di tahun 2010 terdapat 4.537 pasien patah tulang di RS Orthopedi Prof Soeharso Surakarta,” ujar dosen UNS itu.

Jika diasumsikan setiap pasien patah tulang rata-rata memerlukan 5 cc material bone graft , menurut Joko, kebutuhan untuk 4.537 pasien di RS Ortopedi Surakarta adalah 22.685 cc per tahun. Artinya harga untuk membeli bone graft di rumah sakit ini mencapai angka Rp7.939.750.000 (tujuh miliar sembilan ratus tiga puluh sembilan juta tujuh ratus lima puluh ribu rupiah). Angka itu adalah asumsi besarnya kebutuhan material bone graft di RS Ortopedi setiap tahun.

Bisa dibayangkan, satu rumah sakit saja memerlukan biaya belanja bahan untuk impor material sebesar itu, padahal rumah sakit di Indonesia ribuan jumlahnya. Para peneliti mengembangkan bone graft yang terbuat dari bahan xenograft atau dari tulang sapi.

Pemilihan tulang sapi tentu didasari adanya kecocokan sifat antara tulang manusia dengan tulang sapi. “Tulang sapi dipilih karena struktur mikronya mirip dengan tulang manusia. Persediaan tulang sapi juga sangat melimpah,” imbuhnya.

Proses pembuatan bone graft diawali dengan pemilihan bahan tulang sapi yang masih segar. Pemilihan tulang sapi secara sembarangan dapat menularkan penyakit, yaitu penyakit sapi gila (mad cow disease). “Solusinya adalah pemilihan sapi yang sehat. Ini bisa dilakukan dengan memilih sapi yang ada di rumah pemotongan hewan (RPH) karena di bawah pengawasan dokter hewan,” kata Joko.

Setelah mendapatkan tulang sapi, proses selanjutnya adalah demineralisasi dan deproteinisasi, yaitu proses menghilangkan kandungan protein dan lemak yang menempel pada tulang.

Tulang dijemur dengan sinar matahari, kemudian direbus dengan air mendidih. Tulang lalu dipotong menjadi bagian kecil-kecil dengan ukuran 10x10x10 mm. Potongan tulang itu dipanaskan pada oven secara bertahap hingga suhu 1.200 derajat Celsius dan ditahan selama 2 jam untuk menghilangkan zat-zat organik.

Terakhir adalah proses sterilisasi bahan. “Proses pembuatan dari tulang sapi segar sampai menjadi produk siap pakai sekitar 2 minggu,” tambahnya. Kualitas produk bone graft buatan UNS tidaklah kalah denganbone graft impor. Hal ini terlihat pada pengujian yang dilakukan tim pada seekor tikus.

“Kualitas relatif sama. Hasil uji pada hewan coba (tikus putih) menunjukkan bahwa produk bone graft UNS aman. Hewan coba tidak mengalami infeksi, alergi, dan peradangan. Juga sudah tumbuh tulang baru (kalus) pada bagian tulang tikus yang diimplan,” kata Joko.

Joko menambahkan bahwa harga Semar Bone Graft jauh lebih murah jika dibandingkan dengan produk impor. Harga jual produk ini sekitar Rp 400.000 per 10 cc. Berkat temuannya ini, Joko dan tim mendapatkan dana hibah calon pengusaha pemula berbasis teknologi (CPPBT) dari Kemenristek Dikti senilai Rp200 juta. Joko berharap hasil temuannya bersama tim ini nantinya bisa dikembangkan dan ada kerja sama dengan industri dalam negeri.

Sendi Tulang Panggul Tiruan
Selain material pengisi tulang, Joko juga membuat sendi tulang panggul tiruan. Sendi tulang panggul tiruan impor yang beredar di Indonesia secara anatomi tidak cocok dengan anatomi tulang orang Indonesia karena material implan tersebut mengacu pada standar orang-orang Eropa.

Struktur tulang orang Indonesia lebih kecil daripada orang-orang Eropa. Ukuran diameter kepala sendi tulang panggul tiruan orang Indonesia berkisar 41-43 mm, sedangkan orang-orang Afrika dan Eropa 43-47 mm sehingga terdapat perbedaan ukuran 2-4 mm.

Adanya perbedaan ukuran tersebut menyebabkan material harus dimodifikasi dan dilakukan penyesuaian tertentu agar menjadi “pas” ketika diimplan dalam tubuh pasien. Salah satu upaya yang dilakukan dalam kegiatan Joko dan tim adalah melakukan proses fabrikasi sendi tulang panggul tiruan berdasarkan data CT scan pasien.

Proses rancang bangun tulang tiruan diawali dengan mengambil data tulang pasien dengan citra computed tomography (CT scan) atau magnetic resonance imaging (MRI). Selanjutnya dokumen data CT scan dalam format dicom diolah dan dikonversi ke dalam software inVesalius.

Software ini mampu merekonstruksi bagian tubuh manusia dengan mengolah data gambar 2 dimensi (2D) menjadi data 3 dimensi (3D) dalam format stereolithography (stl). Terhadap dokumen gambar 3D yang telah didapat dilakukan proses editing dengan software 3Ds Max untuk memilih bagian desain yang akan dikembangkan.

Data dokumen 3D dijadikan sebagai data masukan ke mesin cetak 3 dimensi (3D printer). Hasil cetak 3D dijadikan pola untuk proses pengecoran logam. Material logam yang digunakan dari stainless steel atau titanium yang merupakan material terbaik sebagai material implan.

Pengujian yang dilakukan adalah uji kekuatan tekan, kekerasan, ketahanan aus, dan korosi. Joko menggunakan referensi dari prototipe sendi tulang panggul tiruan, prosiding konferensi internasional, jurnal internasional terindeks Scopus (draft/submitted paper), dan usulan paten. Pengembangan lebih lanjut dari prototipe sendi tulang panggul tiruan ini diharapkan menjadi cikal bakal pengembangan produk tulang tiruan dari bahan titanium yang selanjutnya diharapkan menjadi rintisan produk komersial dalam negeri. (Fandy)