Tulang buatan: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Rachmat-bot (bicara | kontrib) k cosmetic changes |
Menghapus Structure_of_Chitosan.png karena telah dihapus dari Commons oleh Materialscientist; alasan: per c:Commons:Deletion requests/File:Structure of Chitosan.png. |
||
| (4 revisi perantara oleh 2 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Hydrogel-HA.jpg|jmpl|Komposit hidrogel-HA fleksibel, yang memiliki rasio matriks mineral-ke-organik yang mendekati tulang manusia]]
'''Tulang buatan''' mengacu pada bahan mirip [[tulang]] yang dibuat di laboratorium yang dapat digunakan dalam [[Okulasi tulang|cangkok tulang]], untuk menggantikan tulang manusia yang hilang karena patah tulang parah, penyakit, dll.<ref>{{Cite web|url=http://arthroscopy.com/sp12013.htm|title=ARTIFICIAL BONE GRAFTS: PRO OSTEON|publisher=Arthroscopy.com|archive-url=https://web.archive.org/web/20130404220314/http://www.arthroscopy.com/sp12013.htm|archive-date=2013-04-04|dead-url=yes|access-date=2013-11-16}}</ref>
[[Berkas:The use of Solid Freeform Fabrication in design of composite scaffolds.png|jmpl|Penggunaan fabrikasi bentuk-bebas padat dalam desain perancah komposit]]
Fraktur tulang, dapat berupa patah total atau sebagian pada tulang, adalah kondisi yang sangat umum yang memiliki lebih dari tiga juta kasus di AS per tahun.<ref name="Shiva">{{Cite journal|last=Kashte|first=Shivaji|last2=Jaiswal|first2=Amit Kumar|last3=Kadam|first3=Sachin|year=2017|title=Shivaji Kashte, Amit Kumar Jaiswal, Sachin Kadam. (2017). Artificial Bone via Bone Tissue Engineering: Current Scenario and Challenges.|journal=Tissue Engineering and Regenerative Medicine|volume=14|issue=1|pages=1–14|doi=10.1007/s13770-016-0001-6|pmc=6171575|pmid=30603457}}</ref> Tulang manusia memiliki kemampuan untuk meregenerasi diri dengan siklus resorpsi tulang dan pembentukan tulang. Sel yang bertanggung jawab untuk resorpsi tulang adalah [[osteoklas]], sedangkan sel yang bertanggung jawab untuk pembentukan tulang adalah osteoblas. Namun, jika kerusakan tulang disebabkan oleh penyakit atau cedera parah, menjadi sulit bagi tubuh untuk memperbaiki sendiri. Ketika tubuh manusia tidak dapat meregenerasi jaringan tulang yang hilang, ahli bedah turun tangan dan mengganti tulang yang hilang menggunakan autograft, allograft, dan cangkok sintetis (tulang buatan). Ketika membandingkan tulang buatan dengan autograft dan allograft, metode ini tidak begitu invasif dan lebih biokompatibel karena menghindari risiko infeksi virus yang tidak diketahui.<ref name="fuji">{{Cite journal|last=Saijo|first=Hideto|last2=Fujihara|first2=Yuko|last3=Kanno|first3=Yuki|last4=Hoshi|first4=Kazuto|last5=Hikita|first5=Atsuhiko|last6=Chung|first6=Ung-il|last7=Takato|first7=Tsuyoshi|year=2016|title=Saijo, H., Fujihara Y., Kanno Y., Hoshi K., Hikita A., Chung U., Takato T. (2016). Clinical Experience of full custom-made artificial bones for the maxillofacial region.|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352320416300499|journal=Regenerative Therapy|volume=5|pages=72–78|doi=10.1016/j.reth.2016.08.004|access-date=2018-04-20}}</ref>
Ketika merancang biomaterial yang ditanam, kriteria utama adalah [[biokompatibilitas]], [[Osteokonduksi|osteokonduktivitas]], [[porositas]] tinggi, dan kompatibilitas biomekanik. Tulang buatan awalnya terbuat dari bahan-bahan seperti logam dan keramik padat, yang cukup kuat untuk menopang pemuatan dalam tulang. Namun, kekakuan dari bahan-bahan tersebut menciptakan beban yang sangat besar pada pasien dan tidak konsisten dengan kriteria untuk
Dua komponen utama tulang adalah [[hidroksiapatit]] [Ca<sub>10</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>(OH)<sub>2</sub>], dan serat kolagen. Hidroksiapatit, yang merupakan salah satu bentuk kalsium fosfat paling stabil, membentuk sekitar 60 hingga 65 persen dari tulang.<ref name="Ven">{{Cite journal|last=Venkatesan|first=Jayachandran|last2=Kim|first2=Se-Kwon|year=2010|title=Venkatesan, J., & Kim, S.-K. (2010). Chitosan Composites for Bone Tissue Engineering—An Overview.|url=http://www.mdpi.com/1660-3397/8/8/2252/htm|journal=Marine Drugs|volume=8|issue=8|pages=2252–2266|doi=10.3390/md8082252|pmid=20948907|access-date=2018-04-20}}</ref> Sisa tulang terdiri dari bahan termasuk [[Kondroitin|kondroitin sulfat]], [[keratan sulfat]], dan [[lipid]].<ref name="Ven" /> Peningkatan penelitian dan pengetahuan mengenai organisasi, struktur sifat kolagen dan hidroksiapatit telah menyebabkan banyak perkembangan dalam perancah berbasis kolagen dalam rekayasa jaringan tulang. Struktur hidroksiapatit sangat mirip dengan tulang asli, dan kolagen dapat bertindak sebagai kabel molekular serta meningkatkan biokompatibilitas implan.<ref>{{Cite journal|last=Ferreira|first=Ana Marina|last2=Gentile|first2=Piergiorgio|last3=Chiono|first3=Valeria|last4=Ciardelli|first4=Gianluca|year=2012|title=Ferreira, A. M., Gentile, P., Chiono, V., & Ciardelli, G. (2012). Collagen for bone tissue regeneration.|journal=Acta Biomaterialia|volume=8|issue=9|pages=3191–3200|doi=10.1016/j.actbio.2012.06.014|pmid=22705634}}</ref>
Baris 11:
=== Demografi cedera tulang ===
[[Berkas:Structure of Chitin.png|jmpl|Struktur kitin]]
Di Amerika Serikat, lebih dari 6,5 juta cacat tulang dan lebih dari 3 juta kasus cedera wajah telah dilaporkan setiap tahun. Lebih dari 2,2 juta prosedur cangkok tulang dilakukan di seluruh dunia per tahun. Penyebab umum untuk kerusakan tulang adalah reseksi tumor, malformasi kongenital, trauma, patah tulang, pembedahan, osteoporosis, dan artritis.<ref>{{Cite journal|last=Kashte|first=Shivaji|last2=Jaiswal|first2=Amit Kumar|last3=Kadam|first3=Sachin|year=2017|title=Shivaji Kashte, Amit Kumar Jaiswal, Sachin Kadam. (2017). Artificial Bone via Bone Tissue Engineering: Current Scenario and Challenges.|journal=Tissue Engineering and Regenerative Medicine|volume=14|issue=1|pages=1–14|doi=10.1007/s13770-016-0001-6|pmc=6171575|pmid=30603457}}</ref> Menurut National Ambulatory Medical Care Survey (NAMCS), pada 2010, ada sekitar 63 juta kunjungan ke departemen bedah ortopedi dan sekitar 3,5 juta kunjungan untuk patah tulang di unit gawat darurat di AS. Di antara 6,5 juta patah tulang atau kasus cacat, sekitar 887.679 orang dirawat di rumah sakit.<ref>{{Cite web|url=https://www.cdc.gov/nchs/data/ahcd/namcs_2010_factsheet_orthopedic_surgery.pdf.|title=NAMCS: Factsheet-ORTHOPEDIC SURGERY.|publisher=Centers for disease control and prevention|access-date=2018-04-20}}</ref>
Baris 20 ⟶ 19:
=== Jenis material ===
Bahan yang cocok untuk digunakan dalam tulang buatan harus biokompatibel, osteokonduktif, dan kuat secara mekanis.<ref name="Ven2">{{Cite journal|last=Venkatesan|first=Jayachandran|last2=Kim|first2=Se-Kwon|year=2010|title=Venkatesan, J., & Kim, S.-K. (2010). Chitosan Composites for Bone Tissue Engineering—An Overview.|url=http://www.mdpi.com/1660-3397/8/8/2252/htm|journal=Marine Drugs|volume=8|issue=8|pages=2252–2266|doi=10.3390/md8082252|pmid=20948907|access-date=2018-04-20}}</ref> Hidroksiapatit sering digunakan dalam penelitian tulang buatan karena memiliki biokompatibilitas dan osteokonduktivitas yang diperlukan untuk implan tulang yang efektif dan tahan lama, tetapi sangat rapuh,<ref name="Ven2" /> dan selanjutnya menunjukkan tingkat penguraian sekitar 10% dari berat per tahun, yang secara signifikan lebih lambat dari tingkat pertumbuhan tulang yang baru terbentuk, memerlukan langkah-langkah untuk meningkatkan laju penguraian.<ref name="SDHA">{{Cite journal|last=Zhu|first=H.|displayauthors=et al|year=2018|title=Nanostructural insights into the dissolution behavior of Sr-doped hydroxyapatite|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221918304837|journal=Journal of the European Ceramic Society|volume=38|issue=16|pages=5554–5562|doi=10.1016/j.jeurceramsoc.2018.07.056}}</ref> Untuk aplikasi yang membutuhkan bahan dengan ketangguhan yang lebih baik, [[nacre]] buatan berstruktur nano dapat digunakan karena kekuatan tarik dan [[modulus Young]] nya yang tinggi.<ref name="Tang">{{Cite journal|last=Tang|first=Zhiyong|last2=Kotov|first2=Nicholas A.|last3=Magonov|first3=Sergei|last4=Ozturk|first4=Birol|year=2003|title=Tang, Z., Kotov, N. A., Magonov, S., & Ozturk, B. (2003). Nanostructured artificial nacre.|journal=Nature Materials|volume=2|issue=6|pages=413–418|doi=10.1038/nmat906|pmid=12764359}}</ref> Dalam banyak kasus, menggunakan satu jenis bahan membatasi kemampuan implan tulang buatan, sehingga biasanya komposit digunakan. Implan yang terdiri dari kitosan dan hidroksiapatit memanfaatkan biokompatibilitas kitosan dan kemampuannya untuk dibentuk menjadi bentuk keropos yang kompleks serta osteokonduktivitas hidroksiapatit untuk membuat komposit yang memiliki ketiga ciri tersebut.<ref name="Ven2" /> Komposit lain yang cocok untuk digunakan dalam tulang tiruan adalah yang menggunakan alginat, biopolimer yang dikenal karena sifat pembentuk perancahnya. Penggunaan untuk alginat dalam komposit termasuk komposit kitosan untuk perbaikan jaringan tulang, komposit bioglass untuk memperbaiki atau mengganti tulang yang rusak atau sakit, atau komposit keramik-kolagen untuk regenerasi tulang.<ref name="Venk2">{{Cite journal|last=Venkatesan|first=Jayachandran|last2=Bhatnagar|first2=Ira|last3=Manivasagan|first3=Panchanathan|last4=Kang|first4=Kyong-Hwa|last5=Kim|first5=Se-Kwon|year=2015|title=Venkatesan, J., Bhatnagar, I., Manivasagan, P., Kang, K., & Kim, S. (2015). Alginate composites for bone tissue engineering: A review.|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813014004735|journal=International Journal of Biological Macromolecules|volume=72|pages=269–281|doi=10.1016/j.ijbiomac.2014.07.008|pmid=25020082|access-date=2018-04-20}}</ref>
=== Percetakan inkjet tulang ===
Baris 26 ⟶ 25:
== Referensi ==
{{Reflist}}
[[Kategori:Organ buatan]]
| |||
