DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN …repository.unair.ac.id/35223/13/35223ok_Part1.pdf ·...

ADLN-PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

i

DISERTASI OSTEOGENESIS DAERAH TARIKAN NOENGKI P

DISERTASI

OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH PEMBERIAN

NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII)

SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI

(Studi Eksperimental pada Cavia cobaya)

NOENGKI PRAMESWARI

PROGRAM STUDI ILMU KEDOKTERAN JENJANG DOKTOR

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2016


ii


DISERTASI


NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII)

SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI

(Studi Eksperimental pada Cavia cobaya)

NOENGKI PRAMESWARI


FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2016


iii


OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN SETELAH

PEMBERIAN NANOPOWDER TERIPANG EMAS

(STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI UPAYA PROTEKSI RELAPS

GIGI ORTODONTI

DISERTASI

Untuk memperoleh Gelar Doktor

Dalam Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor

pada Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga

telah dipertahankan di hadapan

Panitia Ujian Doktor Terbuka

Pada hari : Selasa

Tanggal : 19 April 2016

Pukul : 10.00 – 12.00

Oleh :

NOENGKI PRAMESWARI

011217017335


FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2016


iv


LEMBARPENGESAHAN

DISERTASI

OSTEOGENESIS PADA DAERAU TARIKAN SETELAH

PEMBERIAN NANOPOWDER TF.RIPANG EMAS (STJCHOPUS

HERMAN!]) SEBAOAI UPAY A PROTEKSI

RELAPS GIGI ORTOOONTI

TELAH DISETUJUI

TANGGAL 4 APRIL 2016

Oleh:

PROMOTOR

. r. .S. Ph.D NIP. 195002171978031002

KO-PROMOTOR

Qr.l\dOOPud~K,. NIP. 19591 l 141986032002

M~getahui,

Ketua Program Studi llmu Kedokt.eran Jenjang Doktor

Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga

Prof. Qr. HJoewono Soeroso.dr,M.Sc .. S,p.PD-KR NIP. 195007011977031001


v


Disertasi ini telah diuji dan dinilai

oleh panitia penguji Ujian Tahap 1 (Tertutup)

pada tanggal 1 April 2016

Panitia penguji :

Ketua : 1. Prof. Dr. Siswandono, Drs.,M.S

Anggota : 2. Prof. Soetjipto, dr., M.S., Ph.D

3. Dr Retno Pudji Rahayu, drg.,M.Kes

4. Prof. Dr. Auliani’am, drh., DEA

5. Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs.,M.Kes

6. Dr. Hari Basuki, dr., M.Kes

7. Dr. Dian Mulawarmanti, drg.,M.S

8. Dr. I.B. Narmada,drg.,Sp Ort

Ditetapkan dengan Surat Keputusan

Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga

Tentang Panitia Penguji Disertasi

Nomor : 129/UN3.1.1/KD/2016

Tanggal : 31 Maret 2016


vi


Disertasi ini dipersembahkan untuk anak anakku.

Athayya Sharfina Farahiyah

Aushafel Fakhar Yustra

Gapailah cita-cita kalian setinggi langit, anakku sayang

There is no end to education. It is not that you read a book, pass an examination,

and finish with education. The whole of life, from the moment you are born to the

moment you die, is a process of learning.

― Jiddu Krishnamurti

http://www.brainyquote.com/quotes/quotes/j/jiddukrish395484.html?src=t_learning



http://www.brainyquote.com/quotes/authors/j/jiddu_krishnamurti.html


vii


UCAPAN TERIMA KASIH

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh,

Alhamdulillahirabbil’alamin, segala puji syukur saya kehadirat Allah yang

maha Pengasih lagi Penyayang atas semua rahmat, taufiq dan hidayahNya

sehingga disertasi ini dapat saya selesaikan

Disertasi ini dapat terselesaikan berkat bimbingan, arahan, saran dan

koreksi dari Tim Promotor, oleh karena itu pada kesempatan ini perkenankan saya

untuk menyampaikan rasa terimakasih yang tulus serta penghargaan yang setinggi

tingginya kepada yang terhormat:

Prof. H. Soetjipto, dr., M.S., PhD, sebagai Promotor sekaligus Penasehat

akademik, yang dengan penuh pengertian, perhatian, kesabaran serta keikhlasan

telah membimbing, memberikan dukungan, meluangkan waktu untuk berdiskusi

dan memberi masukan pada penelitian saya. Kepada beliau saya ucapkan terima

kasih yang tidak terhingga.

Dr. Retno Pudji Rahayu, drg., M.Kes, sebagai Ko-Promotor yang dengan

penuh perhatian, kesabaran dan keikhlasan telah memberikan arahan, dukungan,

semangat, meluangkan waktu untuk konsultasi, masukan dan saran pada penelitian

saya. Kepada beliau saya ucapkan terima kasih yang tidak terhingga.

Dengan selesainya disertasi ini, maka saya mengucapkan terimakasih yang

sebesar besarnya kepada:

Prof. Dr. Moh. Nasih, SE., MT., Ak selaku Rektor Universitas Airlangga,

dan Prof. Dr. Fasichul Lisan, Apt., selaku mantan Rektor Universitas Airlangga,

atas kesempatan dan fasilitas pendidikan yang telah diberikan kepada saya untuk

mengikuti dan menyelesaikan gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Kedokteran

jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, Prof. Dr. Soetojo, dr.,

Sp.U (K), Prof. Dr. David S Perdanakusuma, dr., Sp.BP-RE (K) selaku Wadek I,

Prof. Dr. Budi Santoso, dr., Sp.OG (K) selaku Wadek II dan Prof. Dr. Ni Made

Mertaniasih, dr., MS, Sp. MK(K) selaku Wadek III dan seluruh jajarannya, atas

kesempatan yang telah diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan

pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas

Kedokteran Universitas Airlangga.

Prof. Dr. H. Joewono Soeroso, dr., M.Sc., Sp.PD-KR selaku Ketua

Program Studi Ilmu Kedokteran jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas

Airlangga dan Prof. Dr. Teddy Ontoseno, dr., Sp.A(K)., Sp.JP, FIHA., selaku

mantan Ketua Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas

Kedokteran Universitas Airlangga, yang telah memberikan asuhan akademik

selama masa studi.

Laksamana Muda TNI (Purn) Sudirman, Ir., S.IP., SE., M.AP, Rektor

Universitas Hang Tuah, H. Mochamad Jurianto, SE., MM, selaku mantan Rektor

Universitas Hang Tuah yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk

mengikuti pendidikan pada Program Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor

Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.

Dr. Dian Mulawarmanti, drg., MS selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi

Universitas Hang Tuah, Widyastuti, drg., SpPerio selaku WD I, Soeprijanto, drg,

MPd selaku WD II serta Fanny M Laihad, drg., MM., Sp.BM selaku mantan


viii


Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah yang telah memberikan

kesempatan dan dukungan kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program

Studi Ilmu Kedokteran Jenjang Doktor Fakultas Kedokteran Universitas

Airlangga.

Terima kasih yang sebesar besarnya kepada sejawat saya di Departemen

Ortodonsia dan Biomedik Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Hang Tuah: H.

Pambudi Rahardjo, drg., MS., Sp.Ort (K), Bambang Sucahyo, drg., Sp.Ort, Maria

Lisdiana Tanjung, drg., M.A.P; Robianto Mulyosoemarto,drg; Dr Arya

Brahmanta drg., Sp Ort, Budi Handayani, drg., Sp.Ort, Dr Dian Mulawarmanti.,

drg., M.S, Dr Kristanti Parisihni, drg.,M.Kes, Syamsulina Revianti, drg., M.Kes,

Endah Wahjuningsih,drg., M.Kes, Rima Parwatisari, drg., M.Kes, Dwi Andriani,

drg., M.Kes, Dian Damayanti, drg., M.Kes, Agni Febrina, drg., M.Kes, yang telah

memberikan semangat, dorongan dan segala bantuan selama pendidikan ini.

Terima kasih yang tulus saya ucapkan kepada Pembimbing dan Panitia

Penguji mulai dari ujian kualifikasi sampai ujian Disertasi Tahap I: Prof.

Soetjipto, dr., MS., PhD; Dr. Retno Pudji Rahayu., drg., M.Kes, Prof Paulus

Liben, dr., MS, Dr. I B Narmada, drg., Sp Ort, Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs.,

M.Si; Dr. Hari Basuki, dr., M.Kes, Prof. Dr. Aulanni’am, drh., DEA, DES, Dr. I B

Narmada, drg., Sp Ort; Dr. Aty Widyawaruyanti, Msi., Apt. atas pencerahan,

masukan dan saran serta solusi terbaik kepada saya sehingga disertasi ini dapat

diselesaikan

Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada staf pengajar di Program

Doktor Ilmu Kedokteran Pascasarjana Universitas Airlangga, Prof. Dr. Suhartono

Taat Putra, dr, MS; Prof. Dr. I Ketut Sudiana, Drs, MSi, Prof. Dr. M. Zainuddin,

Apt., Prof. Dr. Harianto Notopuro, dr., MS., Prof. Retno Handjajani, dr., MS,

Ph.D., Prof. Purnomo, dr., MS., Dr.PH; Widodo JP, dr. MPH., Dr.PH; Siti

Pariani, dr, MS, MSc, PhD; Dr. Sunaryo, dr., MS, MSc; Dr. Florentina. Sustini,

dr, MS; Toetik Koesbardiati, Dra. PhD, Dr. Gondo Mastutik, drh., MKes., Prof.

Dr. Harjanto J.M., dr., AIFM, Prof. Dr. Yoes Prijatna Dachlan, dr., MSc., SpPar-

K, Prof. Dr. Fedik Abdul Rantam, drh, M.S, Prof Dr. Rer.nat H Moch. Yuwono.,

M.S, yang telah memberikan ilmu pengetahuan dasar dan terapan yang sangat

berharga dan bermanfaat membantu saya dalam menyusun disertasi.

Komite Kelaikan Etik Penelitian Kesehatan Fakultas Kedokteran Gigi

Universitas Airlangga, atas masukan yang telah diberikan untuk terlaksananya

penelitian dengan baik dan lancar.

Pak Wibi Riawan, SSi di Laboratorium Biokimia Biomolekuler Fakultas

Kedokteran Universitas Brawijaya, atas bantuan dan waktu yang telah diberikan

kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi ini.

Pak Heri Soemantoro dan rekan-rekan di Laboratorium Ilmu Biokimia

Unit Hewan Coba Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, atas bantuan dan

waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi

ini.

Pak Bari dan rekan-rekan di Laboratorium Patologi Anatomi gedung

diagnostic centre (GDC) RSUD Dr Soetomo Surabaya, atas seluruh bantuan dan

waktu yang telah diberikan kepada saya dalam menyelesaikan penelitian disertasi

ini.

Terimakasih kepada Dr. Sutopo, drg, MSc, mbak Adhri, bu Asmunah,

mbak Fitri, dan semua staf di program studi Ilmu Kedokteran jenjang doktor


ix


Fakultas Kedokteran Unair atas bantuannya selama saya menempuh pendidikan

program doktor ini.

Kepada seluruh teman seperjuangan di Program Doktor Program Studi S3

Ilmu Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga angkatan 2012,

Widyastuti, Rini Riyanti, Herniyanti, Astrid, Budi Handayani, Febtarini, Sonny

Subiyantoro, Enny Suswanti, Erwin Astha Triyono, Dhelya Widasmara, Abdul

Rochim, Sukanto, Hairrudin, Syamsulina Revianti, Arif Wahyono, Arya

Brahmanta, Fanny M Laihad. Ucapan terima kasih atas persahabatan dan

kekompakan yang telah terjalin selama ini, sukses selalu untuk kita semua.

Hal yang terutama, pada kesempatan ini, saya sampaikan rasa hormat dan

kasih sayang serta terima kasih yang terdalam dari lubuk hati saya kepada orang

tua saya Papa Soepardjan, drs.,MM dan Mama Endang Sulistyowati atas segala

cinta kasih, didikan dan teladan yang telah diberikan pada saya, untuk papa mama

tercintalah penghargaan tertinggi atas pencapaian pendidikan ini saya

persembahkan. Mertua saya Bapak Alm Letkol Laut (P) Djoko Soeroso dan Ibu

Istimarmi, terima kasih yang tak terhingga, untuk seluruh doa bapak dan ibu yang

telah menuntun dan mendukung semua langkah untuk mencapai hal terbaik dalam

kehidupan saya.

Kepada suami saya, Baron Agung Wicaksono, ST., MMT dan anak-anak;

Athayya Sharfina Farahiyah dan Aushafel Fakhar Yustra, terima kasih atas cinta,

doa, dukungan, semangat, pengertian dan kesabaran sehingga pendidikan ini bisa

terselesaikan. Terima kasih untuk kakak saya mas Wing Hendroprasetyo, ST., M.

Eng dan istri mbak Helen Saadiyah, SS., M.Pd, adikku Monila Maharani, drg,

Anugerah Satria Octoberta, SE, dan istri Anastasya Yusanti, S.E, Kapten Pilot

Cahyo Agung dan istri Erry Susanti, serta para keponakan tercinta atas doa dan

segala dukungannya.

Terimakasih kepada sahabat medsos yang selalu menginspirasi dan

mendukung selama saya menempuh pendidikan doktor, Mas Gol A Gong dan mba

Tias Tatanka, mas Daniel Mahendra, mas Bambang Riyanto, mas Koelit Ketjil,

Herlambang Perdana Wiratraman.

Terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak yang tidak dapat saya

sebutkan satu persatu, yang telah memberi motivasi, dan mendukung serta

membantu hingga disertasi ini dapat diselesaikan.

Semoga disertasi ini bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan kedokteran

gigi dan bagi masyarakat. Semoga Allah melimpahkan berkat dan rahmatNya

kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian disertasi ini.

Aamiin ya rabbal ‘ alamin.

Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh


x


RINGKASAN


NANOPOWDER TERIPANG EMAS (STICHOPUS HERMANII) SEBAGAI

UPAYA PROTEKSI RELAPS GIGI ORTODONTI

(Studi Eksperimental Laboratoris pada Cavia cobaya)

Noengki Prameswari

Relaps Ortodonti atau kembalinya gigi ke posisi semula setelah dirawat

dengan peranti Ortodonti aktif sering terjadi setelah perawatan Ortodonti

disebabkan karena jaringan periodontal, tekanan oklusal, faktor jaringan lunak,

dan pertumbuhan. Kecenderungan kejadian relaps berkisar 33-90% setelah 10

tahun perawatan. Akibat relaps ortodonti, terjadi disorganisasi jaringan

periodontal, posisi gigi tidak stabil, dan dapat mengubah hasil perawatan ortodonti

yang sudah dilakukan.

Teripang emas adalah salah satu komoditas laut terbaik Indonesia dan

memiliki kandungan kolagen, asam hialuronat, kondroitin sulfat, cell growth

factor, EPA DHA, flavonoid, asam amino yang diduga dapat mencegah relaps.

Mekanisme pemberian nanopowder teripang emas terhadap osteogenesis pada

relaps daerah tarikan masih belum dapat dijelaskan

Penelitian ini dilakukan pada 24 Cavia cobaya jantan berumur 2-3 bulan.

Cavia cobaya dibagi menjadi 3 kelompok. (K-) merupakan kelompok kontrol

normal (tanpa diberikan relaps dan perlakuan), (K+) merupakan kelompok kontrol

positif yang diberikan relaps ortodonti dan kelompok P yang diberikan relaps

ortodonti dan nanopowder teripang emas 3%. Relaps ortodonti dilakukan dengan

cara dengan insersi separator elastik dengan separating plier pada mesial insisif

pertama RA Cavia cobaya selama 14 hari dan pada hari ke 14 separator dilepas

hingga 7 hari untuk menjadi relaps. Kekuatan regang separator elastik adalah 2,9 g

dan 4,8 g.

Teripang emas yang digunakan berasal dari laut di sekitar Sumenep, Jawa

Timur. Teripang emas dikeringkan dengan oven, diblender, dibuat jadi

nanopowder menggunakan metode milling pada HEM. Gel 3% dibuat dari 0,3 g

nanopowder teripang emas yang dilarutkan dengan NaCMC 2% dalam DMSO 5

% sampai 10 ml. Teripang emas diaplikasikan pada sulkus gingiva dengan syringe

insulin 0,025 ml, dua kali sehari. Setelah 21 hari perlakuan Cavia cobaya


xi


dikurbankan. Rahang atas diambil dan dilakukan pemeriksaan imunohistokimia

untuk melihat ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6

dengan imunohistokimia pada daerah tarikan kemudian diperiksa dibawah

mikroskop dengan pembesaran 1000X. Aposisi tulang alveolar diperiksa

menggunakan mikroskop mikrostepper dan biometrik relaps diperiksa jarak

linearnya menggunakan kaliper.

Aplikasi nanopowder teripang emas 3% pada sulkus gingiva Cavia cobaya

yang mengalami relaps Ortodonti diukur melalui perubahan molekular

menggunakan metode imunohistokimia diperiksa ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-

8, integrin α2β1, ALP, dan TRAP-6. HSP-70 sebagai parameter proteksi sel

terhadap relaps, IL-17 sebagai parameter sitokin inflamasi regulator aposisi dan

resorpsi, MMP-8 sebagai parameter aktivitas matriks ekstraselular, integrin α2β1

sebagai parameter perlekatan matriks ekstraseluler ke tulang alveolar, ALP

sebagai parameter aktivitas osteoblas, dan TRAP-6 sebagai parameter aktivitas

osteoklas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada daerah tarikan ekspresi HSP-

70, IL-17, MMP-8, TRAP-6 menurun, sedangkan ekspresi ALP, integrin α2β1

meningkat. Aposisi tulang pada daerah tarikan menunjukkan peningkatan.

Perubahan molekular dan aposisi tulang aveolar yang bertambah menunjukkan

mekanisme osteogenesis untuk pencegahan relaps. Analisis jalur menunjukkan

korelasi antara variabel ekspresi HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6, ALP, integrin

α2β1, aposisi tulang alveolar, dan biometrik relaps

Temuan baru pada penelitian ini adalah bahan nanopowder teripang emas

berukuran 20 nm dengan bahan aktif terbanyak yaitu glisin, kolagen, flavonoid,

arginin dan kondroitin sulfat. Pemberian nanopowder teripang emas dapat

menurunkan relaps sebanyak 30% dengan osteogenesis melalui dua jalur: Jalur

pertama pemberian teripang emas 3% juga dapat meningkatkan ALP,

meningkatkan aposisi tulang dan menurunkan relaps. Jalur kedua yaitu pemberian

nanopowder teripang emas menurunkan IL-17, menurunkan MMP-8,

meningkatkan integrin α2β1, meningkatkan aposisi tulang, menurunkan relaps.

IL-17 berfungsi sebagai regulator pada aposisi dan resorpsi tulang Jalur ALP-

aposisi tulang-relaps merupakan jalur yang lebih kuat dibandingkan jalur IL-1-

MMP-8-Integrin α2β1-aposisi-relaps.


xii


SUMMARY

OSTEOGENESIS IN TENSION SITE AFTER APPLYING

NANOPOWDER GOLD SEA CUCUMBER (STICHOPUS HERMANII) AS

ORTHODONTIC RELAPSE PROTECTION

(Experimental Laboratory Study on Cavia cobaya)

Noengki Prameswari

Orthodontic relapse is the return, following correction, any change from

the final tooth position,to the original teeth position, caused by periodontal,

occlusal, soft tissue factor and growth. Relapse tendency 33–90 per cent after at

least 10 years post-treatment. There was a rapid relapse initially following

appliance removal but after 3 days. One major reasons is the gingival and

periodontal tissues are affected by orthodontic tooth movement and require time

for reorganization when appliance are removed. Relaps can disorganized

periodontal tissue, unstable teeth, occlusion, and change orthodontic result.

Stichopus hermanii is one of the best fishery commodities in Indonesia. It

is natural and contain various active ingredient such as collagen, hyaluronic acid,

chondroitin sulphate, cell growth factor, EPA DHA, flavonoid, high amino acid

concentrations that might reduce relapse orthodontic. Osteogenesis mechanism

after applying nanopowder Stichopus hermanii in orthodontic relapse have not

been investigated yet.

This study was performed on 24 male Cavia cobaya 2-3 months old. Cavia

cobaya was divided into 3 groups. K(-) group as normal control group (without

relaps and treatment), K(+) group as positive control group which were applied

with relaps orthodontic forces, and P group, were applied with relaps orthodontic

forces and nanopowder Teripang emas 3%. Relaps orthodontic forces was

produced with giving applied elastic separator by separating plier in mesial left

insisivus maxilla Cavia cobaya 14 days and after day 15 separator was removed 7

days for becoming relapse orthodontic. Separator have 2,9 g and 4,8 g tension

forces.

Stichopus hermanii were used from coastal regions around Sumenep, East

Java Indonesia. Sticopus hermanii was dried electrical oven, get blender

nanopowder was made by HEM mechanical milling. Teripang emas gel 3% was


xiii


made from 0,3 g nanopowder Stichopus hermanii was diluted with NaCMC 2% in

DMSO 5 % until 10 ml. Stichopus hermanii gel was applied in gingival sulcus

with insulin syringe 0,025 ml twice per day. After 21 days of treatment. The Cavia

cobaya were sacrificed. The jaw was sectioned. HSP-70, IL-17, MMP-8, Integrin

α2β1, ALP, TRAP-6 expression were examined with immunohistochemistry

method in tension side. HSP-70 as cell protection parameter to orthodontic relaps,

IL-17 as inflammation cytokine parameter that regulate bone aposition dan

resorption, MMP-8 as matrix extracellular activity parameter, integrin α2β1 as

matrix extracellluler attachment to alveolar bone parameter, ALP as osteoblast

activity parameter, and TRAP-6 as osteoclast activity parameter. Sample was

examined with light microscope with 1000x magnification. Apposition alveolar

bone examined using mikrostepper microscope and relaps biometric was

examined linear distance using caliper.

Applying nanopowder Stichopus hermanii 3% to gingival sulcus Cavia

cobaya with relaps orthodontic was evaluated through molecular changes by

Immunohistochemistry method expression of HSP-70, IL-17, MMP-8, integrin

α2β1, ALP, and TRAP-6. The result showed in tension area, HSP-70, IL-17a,

MMP-8, TRAP-6 expression was decreased while ALP, integrin α2β1 was

increased. Apposition alveolar bone in tension area showed increase. Molecular

changes and apposition changes by giving nanopowder Teripang emas showed

that there is osteogenesis mechanism for relapse prevention. Path analysis

correlation between variable HSP-70, IL-17, MMP-8, TRAP-6, ALP, integrin

α2β1 expression, apposition alveolar bone, and relapse biometric in tension area

showed the relationship causalistic.

The new findings in this study is nanopowder stichopus hermanii 20 nm

particle size with the most active content are glycine, collagen, flavonoid, arginine

and chondroitin sulphate. Nanopowder Stichopus hermanii 3% can reduce 30%

orthodontic relapse, with osteogenesis in tension site through the first pathway

ALP, bone apposition, relapse orthodontic and the second pathway IL-17, MMP-

8, integrin α2β1, bone apposition and relapse orthodontic. IL-17 is a regulator for

bone resorption and bone apposition. The first ALP-apposition- relapse pathway is

dominant compare with IL-17-MMP-8- integrin α2β1-apposition pathway.


xiv


ABSTRACT

OSTEOGENESIS IN TENSION SITE AFTER APPLYING

NANOPOWDER GOLD SEA CUCUMBER (STICHOPUS HERMANII) AS

ORTHODONTIC RELAPSE PROTECTION

(Experimental Laboratory Study on Cavia Cobaya)

Background: Relapse Orthodontic is the return from the final tooth position at the

end of treatment to the original teeth position. Relaps can disorganized

periodontal tissue, unstable teeth, occlusion, and change orthodontic result.

Stichopus hermanii have contain various active ingredient such as glycine,

collagen, flavonoid, arginine, chondroitin sulphate, that might reduce relapse

orthodontic. Objectives: The aim of this study is to investigate osteogenesis in

tension site after applying nanopowder Stichopus hermanii as protection of

orthodontic relapse. Material and Method: Twenty four males Cavia cobaya

were divided into three groups. K(-) group as negative control group (without

treatment), K(+) group as positive control group which were applied with relaps

orthodontic forces which produced by applying elastic separator 14 days and was

removed 7 days, and P groups, were applied with relaps orthodontic forces and

nanopowder Stichopus hermanii 3% and sacrified after 21 days HSP-70, IL-17a,

MMP-8, Integrin α2β1, ALP, TRAP-6 expression were examined with

immunohistochemistry method, bone apposition using mikrostepper microscope

and relaps biometric using caliper. Results: The result showed HSP-70, IL-17,

MMP-8, TRAP-6 expression was decreased while ALP, integrin α2β1 was

increased. Apposition alveolar bone in tension area showed increased. Path

analysis correlation showed the relationship causalistic between Stichopus

hermanii affect ALP, apposition alveolar bone, relapse biometric. The other Path

analysis correlation showed IL-17, MMP-8, integrin α2β1, apposition alveolar

bone, relapse biometric.The first pathway is dominant. Conclusion: Nanopowder

Stichopus hermanii 3% could effectively be as protection of orthodontic relapse

with osteogenesis in tension site through ALP-apposition-relaps pathway and IL-

17-MMP-8-integrin-apposition-relaps. The ALP-apposition-relaps is dominant

compare with IL-17-MMP-8-integrin-apposition-relaps pathway.

Keywords: Stichopus hermanii, osteogenesis, tension site, orthodontic relapse.


xv


DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Pengesahan Ujian Proposal .......................................... i

Ucapan terima kasih…………………………………………….. v

Ringkasan……………………………………………………….. viii

Summary………………………………………………………… xi

Abstract………………………………………………………….. xiv

Daftar Isi ....................................................................................... xv

Daftar tabel ……………………………………………………… xix

Daftar Gambar ............................................................................... xx

Daftar Lampiran ................................................................................ xxi

Daftar Singkatan .............................................................................. xxii

BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................... 10

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................. 11

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................ 12

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...................................................... 14

2.1 Pergerakan gigi Ortodonti ............................................... 14

2.1.1 Teori Pergerakan Gigi Ortodonti ......................... 15

2.1.2 Aktivasi tekanan mekanis Ortodonsi

terhadap sinyaling sel........................................... 20

2.1.3 Aktivasi tekanan mekanis

terhadap matriks ekstraseluler ............................. 21

2.1.4 Aktivasi tekanan Mekanis Ortodonsi

terhadap Tulang Alveolar ................................... 22

2.2 Respon jaringan periodontal

terhadap pergerakan gigi Ortodonti .............................. 24

2.3 Respon Remodeling Tulang terhadap............................

Pergerakan gigi Ortodonti............................................. 26

2.4 Relaps gigi Ortodonti………………………………….. 32

2.4.1. Faktor Penyebab Relaps Gigi Ortodonti…....... 34

2.4.2. Pencegahan relaps gigi Ortodonti…………...... 35

2.5 Mekanisme Osteogenesis pada Remodeling Ligamen

Periodontal dan Remodeling Tulang Alveolar

pada Relaps Ortodonti............................. ........................ 38

2.5.1 Heat Shock Protein 70 (HSP70) pada

Mekanisme Osteogenesis.................................... 42

2.5.2 Interleukin 17 (IL 17) pada Mekanisme

Osteogenesis........................................................ 45

2.5.3 MMP-8 pada Mekanisme Osteogenesis............. 47

2.5.4 Integrin pada mekanisme osteogenesis…………. 48

2.5.5 Alkalin Fosfatase (ALP) pada Mekanisme

Osteogenesis........................................................ 51

2.5.6 TRAP-6 pada Mekanis Osteogenesis...................…. 53


xvi


2.6 Karet separator.......................………………………… 55

2.7 Teripang Emas........................................................................ 56

2.7.1 Sifat Fisika dan Sitotoksisitas Teripang Emas.. ..... 61

2.7.2 Dosis Teripang Emas........................................ ..... 63

2.7.3 Kandungan Teripang Emas.................................. 65

2.7.4 Karakterisasi nanopowder Teripang emas……. 67

2.7.5 Peranan Teripang Emas terhadap HSP 70............ 69

2.7.6 Peranan Teripang Emas terhadap IL-17.……….. 70

2.7.7 Peranan Teripang Emas terhadap kolagen, MMP,

Integrin………………………………………….. 71

2.7.8 Peranan Teripang Emas pada osteogenesis.......... 72

2.7.9 Peranan Teripang Emas pada Penghambatan

Resorpsi tulang....................................................... 74

2.8 Nanopowder sebagai nanopartikel....................................... 77

2.9 Sulkus gingiva......................................................................... 82

2.10 Absorpsi obat pada sulkus gingiva...................................... 83

2.11 Bentuk sediaan gel................................................................. 84

BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN

3.1 Kerangka Konseptual Penelitian ........................................ 88

3.2 Penjelasan kerangka konseptual penelitian……………... … 89

3.3 Hipotesis Penelitian .............................................................. 91

BAB 4 MATERI DAN METODE PENELITIAN ................................ 92

4.1 Jenis penelitian ..................................................................... 92

4.2 Rancangan penelitian ........................................................... 92

4.3 Unit Eksperimen, replikasi dan randomisasi ................... … 93

4.3.1 Unit Eksperimen....................................................... 93

4.3.2 Replikasi…................................................................ 95

4.3.3 Randomisasi………………..................................... 95

4.4 Variabel penelitian dan Definisi operasional Variabel.... …. 96

4.4.1 Variabel penelitian................................................... 96.

4.4.2 Definisi operasional variabel.................................. 96

4.5 Alat dan bahan penelitian .................................................... 99

4.5.1 Alat Penelitian........................................................... 99

4.5.2 Bahan Penelitian........................................................ 100

4.6.Lokasi penelitian ..................................................................... 101

4.7.Prosedur pelaksanaan penelitian ........................................... 102

4.8.Analisis Data ............................................................................. 112

4.9.Etik penelitian……………………………………………… 113

4.10 Kerangka analisis…………………………………………. 113

4.11 Alur Pelaksanaan Penelitian……………………………… 114

BAB 5 HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS HASIL PENELITIAN

5.1 Hasil uji material nanopowder teripang emas……………. 115

5.2 Deskripsi Data Hasil Penelitian……………………… …. 116


xvii


5.2.1 Uji data distribusi normal data hasil penelitian…… 119

5.2.2 Uji beda variabel antar kelompok penelitian……... 120

5.2.3 Hasil pemeriksaan biometrik relaps……………... ….. 120

5.2.4 Hasil pemeriksaan imunohistokimia HSP 70……… 122

5.1.6 Hasil pemeriksaan imunohistokimia IL 17.. ………….. 124

5.1.7 Hasil pemeriksaan imunohistokimia MMP-8…..... 126

5.1.8 Hasil pemeriksaan imunohistokimia integrin…… 128

5.1.9 Hasil pemeriksaan imunohistokimia ALP………. 130

5.1.10 Hasil pemeriksaan imunohistokimia TRAP 6…… 132

5.1.11 Hasil pemeriksaan aposisi tulang daerah tarikan… 134

5.2 Hubungan kausalistik antar variabel …………………… 136

BAB 6 PEMBAHASAN…………………………………………….. 143

6.1 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap ……

Biometrik relaps………………………………………….. 146

6.2 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap……

Ekspresi HSP 70…………………………………………… 150

6.3 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap…….

Ekspresi IL-17.…………………………………………….. 153

6.4 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap……..

Ekspresi MMP-8……………………………………………. 155

6.5 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap……..

Ekspresi integrin…………………………………………… 157

6.6 Pemberian nanopowder teripang emas 3% terhadap

Ekspresi ALP……………………………………………… 160


Ekspresi TRAP 6…………………………………………… 162


Aposisi tulang……………………………………………… 164

6.9 Analisis jalur hubungan antara variabel IL-17, MMP-8

Integrin α2β1, aposisi tulang dan biometrik relaps serta

Jalur hubungan ALP, aposisi tulang dan biometrik relaps 167

6.10 Temuan baru……………………………………………..... 171

6.11 Tindak lanjut terhadap temuan…………………………….. 171

6.12 Keterbatasan penelitian…………………………………..... 171

BAB 7 PENUTUP

7.1 Kesimpulan………………………………………………… 172

7.2 Saran……………………………………………………….. 173

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………… 174

LAMPIRAN……………………………………………………………….. 194


xviii


Daftar Tabel

Tabel 2.1 Persentase Lethal (LC 50) Ekstrak Teripang Emas ……. 62

Tabel 2.2 Hasil identifikasi golongan senyawa metabolit sekunder

ekstrak metanol teripang S. Hermanii…………………… 65

Tabel 2.3 Kandungan senyawa organik bahan teripang emas …….. 66

Tabel 2.4 Kandungan senyawa anorganik bahan teripang emas…… 67

Tabel 2.5 Uji kualitatif nanopowder teripang emas………………… 68

Tabel 2.6 Uji kuantitatif nanopowder teripang emas……………….. 68

Tabel 5.1 Deskripsi data Variabel biometrik relaps,

ekspresi HSP 70, ekspresi IL-17, ekspresi MMP-8,

ekspresi integrin α2β1, ekspresi ALP, ekspresi TRAP-6

aposisi tulang…………………………………………… 117

Tabel 5.2 uji distribusi normal data Variabel biometrik relaps,

ekspresi HSP 70, ekspresi IL-17, ekspresi MMP-8,

ekspresi integrin α2β1, ekspresi ALP, ekspresi TRAP-6,

aposisi tulang……………………………………………. 119

Tabel 5.3 Deskripsi rerata, simpang baku (SD), …………………..

dan uji beda antar kelompok biometrik relaps………….. 121


dan uji beda antar kelompok ekspresi HSP 70…………. 123


dan uji beda antar kelompok ekspresi IL-17……………. 125


dan uji beda antar kelompok ekspresi MMP-8…………. 127


dan uji beda antar kelompok ekspresi Integrin α2β1…… 129


dan uji beda antar kelompok ekspresi ALP…………. 131


dan uji beda antar kelompok ekspresi TRAF-6…………. 133


dan uji beda antar kelompok aposisi tulang……………... …. 135

Tabel 5.11 Hubungan kausalistik awal…………………………….. 134

Tabel 5.12 Hubungan kausalistik akhir……………………………. … 138.


xix


Daftar Gambar

Gambar 2.1 Mekanisme Pergerakan Gigi Ortodonti…………................. 15

Gambar 2.2 Pergerakan Gigi Ortodonti.................................................... 16

Gambar 2.3 Skema Pergerakan gigi……………………………….......... 19

Gambar 2.4 Tahapan remodeling tulang................................................... 28

Gambar 2.5 HSP pada stress…………………………………………… 44

Gambar 2.6 IL-17 pada fungsi sel……………………………………... 45

Gambar 2.7 Aktivasi dan signaling MMP……………………………... 48

Gambar 2.8 Reseptor integrin dan adhesi fokal……………………….. 50

Gambar 2.9 ALP dan osteogenesis……………………………………. 53

Gambar 2.10 Aktivasi TRAP-6 pada diferensiasi osteoklas…………… 54

Gambar 2.11 Gambar teripang emas........................................................... 58

Gambar 2.12 Anatomi Teripang.................................................................. 59

Gambar 2.13 Teripang emas....................................................................... 60

Gambar 2.14 Struktur Periodontal............................................................... 83

Gambar 3.1 Kerangka konsep mekanisme osteogensis pada pemberian

Teripang emas sebagai proteksi relaps ortodonti……… 88

Gambar 4.1 Jarak gigi insisif……………………………………………. 103

Gambar 4.2 Separator karet…………………………………………....... 107

Gambar 4.3 Hubungan kausalistik antar variabel………………………. 113

Gambar 4.4 Alur pelaksanaan penelitian……………………………….. 114

Gambar 5.1 Hasil pemeriksaan ukuran partikel teripang emas SEM…… 115

Gambar 5.2 Hasil pemeriksaan ukuran partikel teripang emas TEM…… 116

Gambar 5.3 diagram batang rerata biometrik, HSP,IL-17,MMP……….. 118

Gambar 5.4 Gambar diagram batang rerata biometrik relaps…………… 121

Gambar 5.5 Ekspresi HSP 70 pada sel fibroblas tulang alveolar………. 122

Gambar 5.6 Gambar diagram batang rerata ekspresi HSP-70…………… 123

Gambar 5.7 Ekspresi IL-17 pada sel makrofag………………………... 124

Gambar 5.8 Gambar diagram batang rerata ekspresi IL-17..…………… 125

Gambar 5.9 Ekspresi MMP-8 pada sel fibroblas………………………. 126

Gambar 5.10 Gambar diagram batang rerata MMP-8……….…………… 127

Gambar 5.11 Ekspresi integrin α2β1 pada osteoblas……………………. 128

Gambar 5.12 Gambar diagram batang rerata ekspresi integrin α2β1…….. 129

Gambar 5.13 Ekspresi ALP pada sel osteoblas………………………… 130

Gambar 5.14 Gambar diagram batang rerata ekspresi ALP.…………… 131

Gambar 5.15 Ekspresi TRAP-6 pada osteoklas………………………… 132

Gambar 5.16 Gambar diagram batang rerata ekspresi TRAP-6………… 133

Gambar 5.17 Aposisi tulang yaitu luas tulang alveolar………………… 134

Gambar 5.18 Gambar diagram batang rerata aposisi tulang…………… 135

Gambar 5.19 Analisis jalur awal……………………………………….. 139

Gambar 5.20 Analisis jalur akhir……………………………………….. 141


xx


Daftar Lampiran

Hal.

Lampiran 1 Penghitungan jumlah replikasi ............................................... 194

Lampiran 2 Kelaikan etik…………………………………………….. 195

Lampiran 3 Paten teripang emas……………………………………... 196

Lampiran 4 Surat Keterangan teripang emas dari P Raas…………… 197

Lampiran 5 Uji kualitatif alkaloid, flavonoid, saponin, steroid…….. 198

Lampiran 6 Uji kuantitatif protein total, kolagen, flavonoid, tanin…. 199

Lampiran 7 Uji kuantitatif glisin……………..……………………….. 200

Lampiran 8 Uji kuantitatif kondroitin sulfat, arginin……………….. 201

Lampiran 9 Uji kuantitatif alanine, aspartate, asam glutamat……… 202

Lampiran 10 Uji kuantitatif EPA, DHA, AA…………………………. 203

Lampiran 11 Uji kuantitatif kadar air, kadar abu, fosfor, besi………. 204

Lampiran 12 Uji kuantitatif vitamin D……………………………….. 205

Lampiran 13 Alat HEM untuk pembuatan nanopowder………………... 206

Lampiran 14 Pemeriksaan nanopowder menggunakan PSA 207

Lampiran 15 Angka Konversi Dosis manusia ke dosis hewan .............. 209

Lampiran 16 Standar Pakan Cavia cobaya………………………............ 210

Lampiran 17 Alat Pengukur Besar Kekuatan Regangan Separator…....... 211

Lampiran 18 Surat Keterangan Pemeriksaan hewan……………………. 212

Lampiran 19 Pemasangan, pelepasan dan pengukuran separator ………. 213

pada Cavia cobaya……………………………………….. 213

Lampiran 20 Pemberian Nanopowder teripang emas

pada Cavia cobaya……….................................................. 214

Lampiran 21 Pemeriksaan luas aposisi dengan mikroskop mikrostepper 215

Lampiran 22 Imunohisto kit……………………………………………. 216

Lampiran 23 Antibodi HSP 70…………………………………………. 217

Lampiran 24 Antibodi IL-17…………………………………………… 218

Lampiran 25 Antibodi MMP…………………………………………… 219

Lampiran 26 Antibodi integrin………………………………………… 220

Lampiran 27 Antibodi ALP……………………………………………. 221

Lampiran 28 Antibodi TRAP………………………………………….. 222

Lampiran 29 Analisis statistik………………………………………….. 223


xxi


DAFTAR SINGKATAN

ALP : Alkalin Phosphatase

AP1 : Activating Protein 1

APC : Antigen presentation

bFGF : basic Fibroblast Growth Factor

BMP : Bone Morphogenetic Protein

cAMP : 3’5’ cyclic Adenosine Monophosphate

Cbfa1 : Core binding factor 1

CCL2 : Chemokine (C-C motif) ligand 2

CD : Cluster Differentiation

CFU-f : Colony Forming Unit-fibroblast

CHIP : Carboxyl terminus of HSP70-interacting protein

CSF : Circumferential supracrestal fiberotomy

CT : Computed tomography

CXCL2 : Chemokine (C-X-C motif) ligand 2

DAMPs : Damage-Associated Molecular Patterns

DHA : Docosahexaenoic acid

DMSO : Dimetil Sulfoxide

EDTA : Ethylene Diamine Tetra Acid

EPA : Eicosapentaenoic acid

ERK : Extracellular signal-regulated kinases

FGF : Fibroblast Growth Factor

GCF : Gingival Crevicular Fluid

GIC : Glass Ionomer Cement

HEM : High energy milling

HMGB1 : High Mobility Group Box 1

HSE : Heat Shock Element

HSF : Heat Shock Factor

HSP 70 : Heat Shock Protein 70

IL : Interleukin

Ig : Immunoglobulin

JNK : Jun Kinase


xxii


MAPK : Mitogen Activated Protein Kinase

MEK : Methyl ethyl ketone

MMPs : Matrix Metalloproteinases

mRNA : messenger Ribose Nucleic Acid

NaCMC : Natrium– Carboxymethyl Cellulose

NADPH : Nicotinamide adenine dinucleotide phospate

NF-κB : Nuclear Factor- Kappa B

NO : Nitric oxide

OCN : Osteocalcin

OPG : Osteoprotegerin

OPN : Osteopontin

PAMPs : Pathogen-Associated Molecular Patterns

PDL : Periodontal Ligament

PDGF : Platelet-derived growth factor

PGE2 : Prostaglandin E2

RAGE : Receptor Advanced Glycation End

RANK : Receptor activator of nuclear κB

RANKL : Receptor activator of nuclear κB Ligand

RE : Retikulum Endoplasma

RGD : Arginylglycylaspartic

ROS : Reactive oxygen species

RT-PCR : Reverse transcription-polymerase chain reaction

Runx2 : runt-related transcription factor 2

SAPK : Stress activated protein kinase

Ser/Thr : Serine/Threonine specific

STAT3 : Signal transducer and activator of transcription 3

TGF-β : Transforming Growth Factor Β

TIMP : Tissue Inhibitor of Metalloproteinases

TLR : Toll Like Receptor

TNF α : Tumor Necrosis Factor α

TRAP-6 : Tartrate Resistance Acid Phosphatase-6

VEGF : Vascular Endothelial Growth Factor

DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN …repository.unair.ac.id/35223/13/35223ok_Part1.pdf ·...

Documents

Transcript of DISERTASI OSTEOGENESIS PADA DAERAH TARIKAN …repository.unair.ac.id/35223/13/35223ok_Part1.pdf ·...