PEMBERIAN PDGF INTRALESI PADA PATAH TULANG … filetulang femur tikus putihyang dikauterisasi...
Transcript of PEMBERIAN PDGF INTRALESI PADA PATAH TULANG … filetulang femur tikus putihyang dikauterisasi...
TESIS
PEMBERIAN PDGF INTRALESI PADA PATAHTULANG FEMUR TIKUS PUTIHYANG
DIKAUTERISASI MEMILIKI DIAMETER KALUS,OSTEOCALCIN DAN KOLAGEN TIPE I LEBIH
TINGGI DARIPADA YANG TANPA PEMBERIANPDGF
I PUTU GEDE DHARMAWANNIM 1114118204
PROGRAM MAGISTERPROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCA SARJANAUNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR2016
i
PEMBERIAN PDGF INTRALESI PADA PATAHTULANG FEMUR TIKUS PUTIH YANG
DIKAUTERISASI MEMILIKI DIAMETER KALUS,OSTEOCALCIN DAN KOLAGEN TIPE I LEBIH
TINGGI DARIPADA YANG TANPA PEMBERIANPDGF
Tesis untuk Memperoleh Gelar MagisterPada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik
Program Pascasarjana Universitas Udayana
I PUTU GEDE DHARMAWANNIM 1114118204
PROGRAM MAGISTERPROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANAUNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR2016
ii
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI
TANGGAL, 08 NOPEMBER 2016
Mengetahui,
iii
Pembimbing I,
Prof. Dr. dr. Putu Astawa, Sp.OT(K), M.KesNip. 195301311980031004
Ketua Program Studi Ilmu BiomedikProgram Pascasarjana Universitas Udayana
Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc,Sp.GKNIP 19580521 198503 1 002
DirekturProgram Pascasarjana Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K)NIP 19590215 198510 2 001
Pembimbing II,
dr.K G Mulyadi Ridia, Sp.OT(K)NIP 19600201 198610 1 001
Tesis Ini Telah Diuji pada
Tanggal: 08 Nopember 2016
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana
No: 5395/ UN 14.4/ HK/ 2016
Tertanggal: 02 Nopember 2016
Ketua: Prof. Dr. dr. I Ketut Siki Kawiyana, Sp. B., Sp.OT (K)
Anggota:
1. Prof. Dr. dr Putu Astawa, Sp.OT (K), M.Kes
2. dr. K.G Mulyadi Ridia, Sp.OT (K)
3. dr. Wayan Suryanto Dusak Sp.OT (K)
4. Dr. dr. I Ketut Suyasa, Sp.B, Sp.OT (K)
iv
Surat Pernyataan Bebas Plagiat
v
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kami panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/
Tuhan Yang Maha Esa karena atas asung kerta wara nugraha-Nya, sehingga tesis
ini dapat diselesaikan dengan baik. Tesis ini untuk melengkapi persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan Ilmu Biomedik-Combined Degree Program
Pascasarjana Universitas Udayana/ RS Sanglah Denpasar.
Berkat petunjuk, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, segala
hambatan dalam penyusunan tesis ini dapat diselesaikan dengan baik, untuk itu
penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih yang sebesar-besarnya
kepada :
Rektor Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD,
yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa
Program Pendidikan Dokter Spesialis I-Combined Degree Orthopaedi dan
Traumatologi.
Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. Putu
Astawa, Sp.OT (K), M.Kes, yang telah memberikan kesempatan kepada kami
untuk mengikuti pendidikan pada Program Pendidikan Dokter Spesialis I-
Combined Degree Orthopaedi dan Traumatologi dan selaku Pembimbing
Akademik I penulis atas arahan, nasehat dan bimbingannya.
Ketua Program Studi Orthopaedi dan Traumatologi Fakultas Kedokteran
Universitas Udayana/ RS Sanglah Denpasar, Prof. DR. dr. I Ketut Siki Kawiyana,
Sp.B, Sp.OT(K), atas segala dorongan dan bimbingan selama kami mengikuti
pendidikan spesialis.
Ketua Bagian/ SMF Orthopaedi dan Traumatologi Fakultas Kedokteran
Universitas Udayana/ RS Sanglah Denpasar, Dr. dr. I Ketut Suyasa, Sp.B, Sp.OT
(K), atas segala dorongan dan bimbingan selama kami mengikuti pendidikan
spesialis.
vi
dr. K.G. Mulyadi Ridia, Sp.OT(K), selaku Pembimbing Akademik II, atas
nasihat dan bimbingan yang diberikan kepada penulis.
Direktur Pasca Sarjana, Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S (K), atas
kesempatan yang diberikan kepada kami mengikuti pendidikan Ilmu Biomedik-
Combine Degree.
Ketua Program Studi Ilmu Biomedik-Combine Degree, Dr. dr. Gde
Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, Sp.GK, atas segala dorongan dan bimbingan
selama kami mengikuti pendidikan Ilmu Biomedik- Combine Degree.
Direktur Utama Rumah Sakit Sanglah Denpasar, dr. I Wayan Sudana,
M.Kes, atas segala fasilitas yang diberikan selama kami mengikuti Program
Pendidikan Dokter Spesialis I-Combined Degree Orthopaedi dan Traumatologi
Fakultas Kedokteran Universitas Udayana/ RSUP Sanglah Denpasar.
Dr. drh. Ida Bagus Oka Winaya, M.Kes dan staff atas dukungannya
sehingga terselesaikannya penelitian ini.
Seluruh Staf Bagian/ SMF Orthopaedi dan Traumatologi Fakultas
Kedokteran Universitas Udayana/ RS Sanglah Denpasar atas segala pengetahuan
dan bimbingan yang diberikan dalam menunjang penyelesaian tesis ini.
Rekan-rekan sejawat dokter PPDS I Orthopaedi dan Traumatologi
Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, atas segala bantuan dan kerjasamanya.
Orangtua yaitu Jro Mangku Pande Nyoman Witawan dan Jro Mangku
Pande Istri Ni Nyoman Supartini, istri tercinta dr. Made Dewi Anggraeni Pande,
Sp.OG, M. Biomed, serta adikku I Kadek Suantara, S.Pi yang selalu memberi
dukungan moril maupun materiil selama masa pendidikan.
Akhir kata, meskipun tulisan ini belum sempurna, penulis berharap
semoga bermanfaat bagi pembaca dan tidak lupa mohon masukan dan sarannya
untuk penyempurnaan. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa memberikan berkah
kepada semua pihak yang dengan ikhlas membantu terselesaikannya tesis ini.
Denpasar, Oktober 2016
vii
Penulis
ABSTRAK
PEMBERIAN PDGF INTRALESI PADA FRAKTUR FEMUR TIKUSPUTIH YANG DIKAUTERISASI MEMILIKI DIAMETER KALUS,
OSTEOCALCIN DAN KOLAGEN TIPE I LEBIH TINGGI DARIPADAYANG TANPA PEMBERIAN PDGF
Penyembuhan tulang pada fraktur dipengaruhi oleh berbagai faktor, baikfaktor internal maupun eksternal. PDGF dan TGF-β merupakan stimulator potenbagi fibroblas dalam migrasi sel, mitogenesis dan proliferasi serta dalam sintesismatriks, dimana hal ini penting dalam proses penyembuhan tulang. PemberianPDGF intralesi pada fraktur femur yang dikauterisasi diharapkan dapatmeningkatkan penyembuhan fraktur yang ditandai dengan diameter kalus yanglebih besar serta ekspresi osteocalcin dan kolagen tipe I yang lebih banyakdibandingkan tanpa pemberian PDGF.
Penelitian eksperimental randomized post-test only control group designdengan sampel 32 ekor tikus jantan jenis Wistar. Semua tikus dilakukanfrakturisasi dan ujung-ujung fragmen fraktur dikauterisasi kemudian dibagimenjadi 2 kelompok. Kelompok pertama tidak diberikan PDGF intralesi,kelompok kedua diberikan PDGF selama 4 minggu. Pada minggu keempat, untukmenilai efek perlakuan diperiksa secara histopatologi diameter kalus, jumlahekspresi osteocalcin dan kolagen tipe I pada daerah fraktur.
Analisis statistik didapatkan rerata diameter kalus pada tikus denganpemberian PDGF intralesi lebih tebal dan jumlah ekspresi osteocalcin dankolagen tipe I pada kalus tikus lebih banyak dibandingkan tanpa pemberianPDGF. Pada uji independent t-test didapatkan perbedaan diameter kalus yangsignifikan dengan kelompok kontrol sebesar 945,524 ± 347,456 sedangkan padakelompok perlakuan sebesar 1798,661 ± 328,520 dengan p = 0,000 (p < 0,05) danjumlah ekspresi osteocalcin yang signifikan pada kelompok kontrol sebesar13,937 ± 1,611 sedangkan pada kelompok perlakuan sebesar 32,000 ± 3,502dimana nilai p = 0,000 (p < 0,05) serta Uji Mann-Whitney U test didapatkanperbedaan yang signifikan pada ekspresi kolagen tipe I dengan mean rankkelompok kontrol sebesar 24,44 dan kelompok perlakuan sebesar 8,56 dengannilai p = 0,000 (p < 0,05).
Pemberian PDGF intralesi pada fraktur femur tikus yang dikauterisasimemiliki diameter kalus yang lebih tebal, jumlah ekspresi osteocalcin dankolagen tipe I yang lebih banyak dibandingkan tanpa pemberian PDGF.
Kata kunci: Penyembuhan Fraktur, PDGF, Kauterisasi, Diameter Kalus,Osteocalcin dan Kolagen tipe I
viii
ABSTRACT
PDGF INTRALESIONAL ADMINISTRATION ON WHITE RATS WITHCAUTERIZED FEMORAL FRACTURE HAVE LARGER CALLUS
DIAMETER, HIGHER EXPRESSION OSTEOCALCIN AND TYPE I COLLAGEN THAN WITHOUT PDGF
INTRALESIONAL ADMINISTRATION
The healing of bone fractures is influenced by various factors, bothinternal and external factors. PDGF and TGF-β is a potent stimulator forfibroblasts in cell migration, mitogenesis and proliferation as well as in thesynthesis of matrix, which is important in the process of bone healing. PDGFintralesional administration on femoral fracture that were cauterized are expectedto improve that was characterized with larger callus diameter and higherexpression of osteocalcin and type I collagen than without PDGF intralesionaladministration.
The study design was experimental randomized post-test only controlgroup design with 32 male Wistar type rats as samples. All the rats werefracturized and the ends of the fracture fragments were cauterized and thendivided into 2 groups. The first group was without PDGF intralesionaladministration and the second group with PDGF intralesional administration for4 weeks. In the fourth week, histopathology examination was conducted to assessthe treatment effect by examining callus diameter, number of expressions ofosteocalcin and type I collagen in the fracture area.
The results of statistical analysis are that the mean diameter of callus inrats with administration of PDGF intralesional are larger, higher expression ofosteocalcin and type I collagen callus rats than those without PDGF intralesionaladministration. From the independent t-test, it was found that there are significantdifferences in callus diameter in group without PDGF intralesionaladministration 945,524 ± 347,456 compared to group with PDGF intralesionaladministration 1798,661 ± 328,520 with p = 0.000 (p <0.05) and also in totalosteocalcin expression in group without PDGF intralesional administration13,937 ± 1,611 compared to group with PDGF intralesional administration32,000 ± 3,502 with p = 0.000 (p <0.05). From Mann-Whitney U test it wasfound that there is a significant difference in the expression of type I collagenmean rank in group without PDGF intralesional administration 24,44 comparedto group with PDGF intralesional administration 8,56 with p = 0.000 (p <0.05).
PDGF intralesional administration on rats with cauterized femoralfracture have larger callus diameter, higher number of expressions of osteocalcinand higher type I collagen than without the administration of PDGF.
ix
Keywords: Fracture Healing, PDGF, Cauterized, Callus Diameter, Osteocalcinand Type I Collagen
DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM..................................................................................................i
PRASYARAT GELAR..........................................................................................ii
LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI.....................................................................iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT.......................................................v
UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................vi
ABSTRAK...........................................................................................................viii
ABSTRACT............................................................................................................ix
DAFTAR ISI...........................................................................................................x
DAFTAR GAMBAR..........................................................................................xiII
DAFTAR SKEMA DAN TABEL.......................................................................xiv
DAFTAR SINGKATAN.......................................................................................xv
DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................xvii
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1 LATAR BELAKANG.....................................................................................1
I.2 RUMUSAN MASALAH.................................................................................4
1.3 TUJUAN PENELITIAN..................................................................................4
1.3.1 Tujuan Umum...................................................................................4
1.3.2 Tujuan Khusus..................................................................................4
I.4. MANFAAT PENELITIAN...............................................................................5
1.4.1 Manfaat Teoritis...............................................................................5
1.4.2 Manfaat Praktis................................................................................5
1.4.3 Manfaat Metodologis........................................................................6
BAB II KAJIAN PUSTAKA.................................................................................7
2.1 STRUKTUR DAN HISTOLOGI TULANG.........................................................7
x
2.1.1 Sel Tulang........................................................................................9
2.2 PROSES PENYEMBUHAN PATAH TULANG.................................................12
2.2.1 Bone Turnover Marker pada Penyembuhan Fraktur........................18
2.2.2 PDGF (Platelet Derived Growth Factor).........................................20
2.2.2.1 Struktur Senyawa............................................................................23
2.2.2.2 Peran PDGF pada Proses Penyembuhan Tulang.............................23
2.3. NONUNION...............................................................................................25
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS..................29
3.1 KERANGKA BERPIKIR..............................................................................29
3.2 KERANGKA KONSEP................................................................................32
3.3 HIPOTESIS PENELITIAN............................................................................33
BAB IV METODOLOGI PENELITIAN...........................................................34
4.1 RANCANGAN PENELITIAN........................................................................34
4.2 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN...........................................................36
4.3 PENENTUAN SUMBER DATA.....................................................................36
4.3.1 Populasi.........................................................................................36
4.3.2 Sampel Penelitian...........................................................................36
4.3.3 Besar Sampel..................................................................................37
4.3.4 Teknik Pengambilan Sampel............................................................38
4.3.5 Kriteria Pemilihan Sampel..............................................................38
4.3.5.1 Kriteria Inklusi.............................................................................38
4.3.5.2 Kriteria Eksklusi...........................................................................38
4.3.5.3 Kriteria Drop Out.........................................................................38
4.4 VARIABEL PENELITIAN............................................................................39
4.4.1 Identifikasi Variabel.......................................................................39
4.4.1.1 Variabel Bebas..............................................................................39
4.4.1.2 Variabel Tergantung......................................................................39
4.4.1.3 Variabel Kendali...........................................................................39
4.4.2 Definisi Operasional Variabel.........................................................39
4.5 BAHAN PENELITIAN.................................................................................41
4.5.1 Hewan Coba...................................................................................41
xi
4.5.2 Bahan untuk Perlakuan...................................................................41
4.5.3 Bahan untuk Operasi......................................................................42
4.6 INSTRUMEN PENELITIAN..........................................................................42
4.7 PROSEDUR PENELITIAN............................................................................43
4.7.1 Preparasi Material.........................................................................43
4.7.2 Pembagian Kelompok Hewan Coba................................................43
4.7.3 Pelaksanaan Perlakuan..................................................................43
4.7.4 Pembuatan Preparat Histologi Jaringan Tulang Fraktur
Menggunakan Pewarna Hematoksilin-Eosin..............................................45
4.7.5 Imunohistokimia (IHK) anti-mouse osteocalcin antibody pada fraktur
tertutup....................................................................................................46
4.7.6 Imunohistokimia (IHK) anti-mouse kolagen tipe I antibodi pada
fraktur tertutup.........................................................................................47
4.8 ANALISIS DATA........................................................................................50
BAB V HASIL PENELITIAN.............................................................................51
5.1 ANALISIS SAMPEL....................................................................................51
5.1.1 Analisis deskriptif...........................................................................51
5.2 ANALISIS INFERENSIAL............................................................................54
5.2.1 Uji normalitas dan homogenitas......................................................54
5.2.2 Uji Independent T-Test....................................................................55
5.2.3. Uji Mann-Whitney U......................................................................56
BAB VI PEMBAHASAN.....................................................................................58
6.1. SUBJEK PENELITIAN.................................................................................58
6.2 HUBUNGAN PEMBERIAN PDGF INTRALESI DENGANDIAMETER KALUS
PADA FRAKTUR FEMUR TIKUS YANG DIKAUTERISASI.......................................59
6.3. HUBUNGAN PEMBERIAN PDGF INTRALESI DENGAN EKSPRESI
OSTEOCALCIN PADA FRAKTUR FEMUR TIKUS YANG DIKAUTERISASI...............60
6.4. HUBUNGAN PEMBERIAN PDGF INTRALESI DENGAN EKSPRESI KOLAGEN
TIPE I PADA FRAKTUR FEMUR TIKUS YANG DIKAUTERISASI.............................62
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN..................................................................65
7.1 SIMPULAN................................................................................................65
xii
7.2 SARAN......................................................................................................65
DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................66
LAMPIRAN..........................................................................................................70
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambaran Histologi Osteoklas................................................. 10
Gambar 2.2 Gambaran Histologi Tulang Lamelar........................................ 11
Gambar 2.3 Fase penyembuhan tulang; hematoma inflamasi, proliferasi,
kalus lunak, tulang, remodeling................................................ 14
Gambar 2.4 Waktudarimasing-masingfasepenyembuhantulang
Hematoma (minggu1), Soft Callus (minggu 2-3), Hard
callus (minggu 4-16), Remodeling (minggu 17 keatas)............ 15
Gambar 2.5 Proses Remodeling Tulang........................................................ 18
Gambar 2.6 Peran PDGF pada Proses PembentukanTulang........................ 27
Gambar 2.7 Proses Penyembuhan Tulang Melibatkan PDGF ..................... 27
xiv
DAFTAR SKEMA DAN TABEL
Skema 2.1 Bone Turnover Marker............................................................... 20
Skema 3.1 Kerangka Berpikir...................................................................... 31
Skema 3.2 Kerangka Konsep Penelitian...................................................... 32
Skema 4.1 Rancangan Penelitian................................................................. 35
Skema 4.2 Alur Penelitian............................................................................ 49
Tabel 5.1 Distribusi frekuensi subjek penelitian masing-masing kelompok 51
Tabel 5.2 Rerata diameter kalus dan jumlah ekspresi osteocalcin pada
masing-masing kelompok........................................................... 52
Tabel 5.3 Persentase ekspresi kolagen tipe I pada masing-masing
kelompok .............................................................................. 53
Tabel 5.4 Uji normalitas data variabel-variabel penelitian dengan
Saphiro-Wilk .............................................................................. 54
Tabel 5.5 Uji Homogenitas varian data variabel-variabel penelitian
dengan Levene’s Test.................................................................. 55
Tabel 5.6 Hasil uji komparabilitas data post-test variabel penelitian untuk
kelompok perlakuan dan kontrol ............................................... 56
Tabel 5.7 Hasil uji komparabilitas data post-test variabel penelitian untuk
kelompok perlakuan dan kontrol ............................................... 57
xv
DAFTAR SINGKATAN
BALP : Bone Alkali Phospatase
BMP-2 : Bone Morphogenetic Protein-2
BMP-4 : Bone Morphogenetic Protein-4
BMP-7 : Bone Morphogenetic Protein-7
βPDGFR : β Platelet Derived Growth Factor Receptor
Ct. Wi : Cortical Width
CTX : C-terminal telopeptide
DBM : Demineralized Bone Matrix
DBMIM : Demineralized Bone Matrix Intramembranous
DPD : Deoxypyridinoline
ECM : Endothelial Cell Multimerin
FGFs : Fibroblast Growth Factors
GF : Growth Factor
HYP : Hydroxyproline
IGF : Insulin-like Growth Factor
IGF-1 : Insulin-like Growth Factor-1
IL-1 : Interleukin-1
Ma.Dm : Marrow Diameter
M-CSF : Macrophage- Colony Stimulating Factor
MMP-9 : Matriks Metaloproteinase-9
mRNA : messenger Ribonucleic Acid
MSC : Mesenchymal Stem Cells
NO : Nitric Oxide
NTX : N-terminal telopeptide
OC : Osteocalcin
OCP : Osteoclast Precursor
OP-1 : Osteogenetic Protein-1
OPG : Osteoprotregin
xvi
OPN : Osteopontin
OSCAR : Osteoclast-associated receptor
PDGF : Platelet-derived Growth Factor
PDGF-AA : Platelet-derived Growth Factor-AA
PDGF-AB : Platelet-derived Growth Factor-AB
PDGF-BB : Platelet-derived Growth Factor-BB
PDGF-CC : Platelet-derived Growth Factor-CC
PDGF-DD : Platelet-derived Growth Factor-DD
PDGFR : Platelet-derived Growth Factor Receptor
PDLLA : Poly-D, L-Lactide
PICP : C-terminalpropeptide
PINP : N-terminal propeptide
PYD : Collagen CrosslinksPyridinoline
RANKL : Receptor Activatorof Nuclear Factor k-B Ligand
rhBMP-7 : Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-7
rhPDGF : Recombinant Human Platelet-derived Growth Factor
rhPDGF-BB : Recombinant Human Platelet-derived Growth Factor-BB
ROS : Reactive Oxygen Species
TGF – β : Transforming Growth Factor β
TNF : Tumor Necrosis Factor
TRAP : Tantrate Resistant Acid Phospatase
VEGF : Vascular Endothelial Growth Factor
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Keterangan Kelaikan Etik
Lampiran 2. Surat Keterangan Selesai Melakukan Penelitian
Lampiran 3. Surat Keterangan Hasil Pemeriksaan Histopatologi
Lampiran 4. Hasil Pemeriksaan Histopatologi dan Imunohistokimia
Lampiran 5. Data Analisis SPSS
Lampiran 6. Foto dokumentasi penelitian
xviii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dimasa sekarang ini penanganan patah tulang telah mengalami
perkembangan yang pesat dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi
terutama dibidang biologi molekuler. Berbagai penelitian telah banyak dilakukan
terutama perlakuan pada hewan coba baik dengan pemberian nutrisi yang adekuat,
antioksidan ataupun faktor pertumbuhan untuk mempercepat proses penyembuhan
patah tulang.
Penyembuhan tulang pada fraktur dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik
faktor internal maupun eksternal. Faktor internal antara lain lokasi fraktur,
konfigurasi fraktur, kondisi vaskularisasi di area fraktur, umur, penyakit penyerta
serta status hormonal pada pasien tersebut. Ujung fragman patah tulang yang
dikauterisasi menyebabkan keusakan vaskuler. Faktor eksternal antara lain nutrisi,
obat-obatan serta exercise (Thompson 2010). Fase penyembuhan fraktur terjadi
akibat dari berbagai mekanisme yang dimulai dari fase hematom, inflamasi,
proliferasi dan remodeling. Pada setiap fase penyembuhan tersebut akan terdapat
berbagai bone turnover marker penting yang mengalami perubahan serta dapat
dimodifikasi untuk mendapatkan peningkatan kecepatan penyembuhan tulang
setelah mengalami fraktur (Sousa C.P. et al., 2015). Pada fase inflamasi, terdapat
dominasi mediator inflamasi seperti IL-1, IL-6, TGF-β1, BMP serta kolagen tipe
1
2
III. Sedangkan pada fase proliferasi terjadi pembentukan kalus dimana terjadi
peningkatan aktivitas BMP-2 dan BMP-4 serta pembentukan produk kolagen tipe
I. Sedangkan pada fase remodeling terjadi pembentukan BMP-1 dan BMP-7 serta
produk kolagen tipe I. Modifikasi setiap fase dipandang perlu untuk mempercepat
proses penyembuhan fraktur (Sousa C.P. et al., 2015).
Telah terdapat berbagai penelitian untuk mencari cara memodifikasi
penyembuhan tulang pada suatu fraktur, salah satunya dengan pemberian faktor
pertumbuhan. Growth factor yang sering dipakai sebagai stimulator inkorporasi
allograft yaitu VEGF, Fibroblast Growth Factor (FGF-2) dan Platelet Derived
Growth Factor (PDGF) (Fröhlich et al. 2008).
Faktor pertumbuhan Platelet Derived Growth Factor (PDGF) telah dikenal
untuk merangsang aktivitas sel osteoblas atau osteoprogenitor (Bordei, 2011). Sel
osteoprogenitor merupakan sel mesenchymal primitive yang menghasilkan
osteoblas selama pertumbuhan tulang dan osteosit pada permukaan dalam jaringan
tulang (Histo, 2010). Platelet Derived Growth Factor (PDGF) dan TGF-β
merupakan stimulator poten bagi fibroblas dalam migrasi sel, mitogenesis dan
proliferasi serta dalam sintesis matriks, dimana hal ini penting dalam proses
penyembuhan tulang (Anusaksathien et al., 2003; Fufa et al., 2008).
PDGF merupakan protein yang mengatur pertumbuhan dan pembelahan
sel. Secara khusus, memainkan peran penting dalam pembentukan pembuluh
darah (angiogenesis), pertumbuhan pembuluh darah dari yang sudah ada jaringan
pembuluh darah, pembentukan dan pertumbuhan jaringan tulang (Hannink M, et
al., 1989; Heldin, 1992). Platelet Derived Growth Factor (PDGF) adalah suatu
3
kelompok protein yang terdiri dari PDGF-AA, PDGF-AB, PDGF-BB, PDGF-CC,
PDGF-DD yang diproduksi oleh platelet saat terjadi fraktur. Platelet Derived
Growth Factor BB bersifat kemotaktik dan mitogenik untuk osteoblas sehingga
dapat berfungsi sebagai faktor yang dapat meningkatkan penyembuhan fraktur
dengan cara menarik sel osteoprogenitor ke lokasi fraktur dan meningkatkan
jumlah mitogenesis. Selain itu, PDGF-BB bersifat proangiogenik, yang
melakukan up-regulating VEGF untuk menstimulasi pertumbuhan pembuluh
darah kapiler baru. Platelet Derived Growth Factor juga meningkatkan ekspresi
VEGF yang merupakan molekul kunci dalam proses regenerasi tulang (Hollinger
et al., 2008).
Pada penelitian Bordei (2011) dilaporkan bahwa pemberian implan
PDLLA yang berlapiskan PDGF secara signifikan meningkatkan kecepatan
pertumbuhan tulang tibia tikus. Menurut Marzouk et al. (2008) melaporkan dalam
penelitiannya bahwa penambahan PDGF-BB saat operasi telah mendorong
regenerasi sel calvaria tikus. Penggunaan recombinant platelet derived growth
factor (rhPDGF) pada kasus regenerasi defek periodontal memberikan hasil
regenerasi yang sangat baik (Nevins et al., 2003). Menurut Graham et al. (2009),
telah dilakukan penelitian untuk mengetahui peran PDGF sebagai terapi potensial
dalam pembentukan tulang dan penyembuhan fraktur dimana memberikan hasil
yang positif. Pengembangan lebih lanjut dapat membantu penyembuhan patah
tulang pada situasi klinis tertentu (Marzouk et al., 2008).
Sampai saat ini masih belum diketahui efek pemberian PDGF intralesi
pada tulang yang dikauterisasi (merusak vaskuler dan viabilitas ujung tulang)
4
terhadap mikroskopis dengan cara mengukur diameter kalus dan imunohistokimia
dengan cara mengukur ekspresi osteocalcin dan kolagen tipe-I pada peyembuhan
fraktur femur tikus putih yang ujung-ujung fragmennya dilakukan kauterisasi.
I.2 Rumusan Masalah1. Apakah pemberian PDGF intralesi menunjukkan diameter kalus lebih
tebal dibandingkan dengan tanpa pemberian PDGF pada ujung fragmen
fraktur femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi?2. Apakah pemberian PDGF intralesi mengekspresikan osteocalcin lebih
banyak dibandingkan dengan tanpa pemberian PDGF pada ujung fragmen
fraktur femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi?3. Apakah pemberian PDGF intralesi mengekspresikan kolagen tipe I lebih
banyak dibandingkan dengan tanpa pemberian PDGF pada ujung fragmen
fraktur femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi?
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Membuktikan pengaruh pemberian PDGF pada ujung fragmen fraktur
femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi.
1.3.2 Tujuan Khusus
1. Membuktikan pemberian PDGF intralesi menunjukkan diameter kalus
lebih tebal dibandingkan dengan tanpa pemberian PDGF pada ujung
fragmen fraktur femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi.
5
2. Membuktikan pemberian PDGF intralesi mengekspresikan osteocalcin
lebih banyak dibandingkan dengan tanpa pemberian PDGF pada ujung
fragmen fraktur femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi.3. Membuktikan pemberian PDGF intralesi mengekspresikan kolagen
tipe I lebih banyak dibandingkan dengan tanpa pemberian PDGF pada
ujung fragmen fraktur femur tikus putih yang dilakukan kauterisasi.
I.4. Manfaat Penelitian
1.4.1 Manfaat Teoritis
1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data mengenai efek
pemberian PDGF intralesi terhadap diameter kalus pada penyembuhan
fraktur yang ujung fragmen dikauterisasi.2. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data mengenai efek
pemberian PDGF intralesi terhadap ekspresi osteocalcin pada
penyembuhan fraktur yang ujung fragmen dikauterisasi.3. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data mengenai efek
pemberian PDGF intralesi terhadap ekspresi kolagen tipe I pada
penyembuhan fraktur yang ujung fragmen dikauterisasi.
1.4.2 Manfaat Praktis
PDGF sebagai salah faktor pertumbuhan terbukti dapat mempercepat
penyembuhan patah tulang, maka pemberian PDGF intralesi dapat digunakan
sebagai salah satu cara praktis untuk mempercepat pembentukan kalus pada
penyembuhan patah tulang yang dikauterisasi.
1.4.3 Manfaat Metodologis
6
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi data dasar dalam penelitian di
bidang penyembuhan fraktur.