Tesis

Karakteristik Komposit Kolagen-Kondroitin Scaffold Sebagai Kandidat Biomaterial Rekonstruksi Kartilago Trakea: Studi Pendahuluan in vitro = Characteristics of Scaffold Collagen-Chondroitin Composite as a Candidate of Biomaterial Tracheal Cartilage Reconstruction: in vitro preliminary study.

Latar belakang: Teknik rekayasa jaringan memiliki potensi besar dalam rekonstruksi trakea yang berfokus pada kartilago sebagai kunci fungsi struktural trakea. Scaffold sebagai salah satu unsur utama rekayasa jaringan berperan dalam menyediakan lingkungan tempat sel punca bertumbuh. Komposit campuran kolagen tipe I dan II dipadukan dengan kondroitin memiliki potensi scaffold ideal dalam rekayasa jaringan kartilago. Teknik crosslinking kedua bahan scaffold dengan genipin dilakukan untuk meningkatkan sifat mekanis. Tujuan penelitian: Mengetahui karakteristik morfologi permukaan, biomekanik, dan sitotoksisitas scaffold komposit kolagen-kondroitin crosslink secara in vitro. Metode: Scaffold campuran komposit kolagen tipe I dan tipe II perbandingan 3:1 kemudian dicampur kondroitin dengan rasio 1:3 dibagi dalam kelompok dengan dan tanpa genipin. Morfologi permukaan sampel dievaluasi menggunakan mikroskop elektron. Uji biomekanik pada native trakea dan scaffold dengan uji daya tarik, sedangkan sitotoksisitas scaffold secara kualitatif dengan kultur pada koloni sel punca mesenkimal, dan diukur secara kuantitatif dengan ATPlite assay. Hasil: Gambaran morfologi permukaan scaffold dengan genipin menunjukkan matriks padat dan ukuran pori lebih kecil (332,8 nm–1,04 µm) dibandingkan pada scaffold tanpa genipin (822,7 nm–1,70 µm). Hasil sitotoksisitas menunjukkan tidak terdapat perbedaan bermakna secara statistik (p = 0,09) pada rerata jumlah sel pada scaffold dengan dan tanpa genipin serta kontrol. Kesimpulan: Scaffold kolagen kondroitin dengan genipin memiliki mikrostruktur yang lebih padat dan ukuran pori kecil. Genipin dapat menunjang mikrostruktur pada scaffold berbahan kolagen-kondroitin. Scaffold kolagen kondroitin dengan dan tanpa genipin tidak bersifat toksik terhadap sel punca mesenkimal.
Kata kunci: Scaffold, kolagen-kondroitin, karakteristik, biomaterial, kartilago, in vitro


Background: Tissue engineering for trachea reconstruction nowadays plays an important rule to endow an ideal biomaterial for cartilage, the tracheal backbone. Cartilage acts as the scaffold for cells to repopulate and regenerate the matrix. In this study, the biocomposit of collagen type I, type II, and chondroitin sulfate was investigated, however, it showed lack of stability. Chemical crosslinking using genipin to improve its properties was then studied. Objective: To find out the surface morphology characteristics, biomechanics, and cytotoxicity of crosslinked scaffold collagenchondroitin composites in vitro. Method: hydrogel mixture of collagen type I and type II at the ratio of 3:1, was then added into chondroitin sulfate (1 in 3), crosslinked using 0.1 M genipin. Sample without genipin was compared. The matrix surface was observed using electron microscope, the matrix biocompatibility was assessed using contact cytotoxicity and extract toxicity assays, the biomechanical properties were measured using USM-500 N load cell. Results: Crosslinked collagen chondroitin biocomposit showed a homogeneous shape, with pore size ranging between 332.8 nm up to 1.04 µm, however the non-crosslinked biocomposit had rough surface and bigger pore size, varied from 822.7 nm to 1.70 µm. Both types of biocomposits were biocompatible, showed no toxic effects, as the ATP counts had no different compared to the cell colony only. Conclusion: collagen chondroitin crosslinked with genipin had generated a fine microstructure scaffold with smaller pore size, while no exhibition of residual toxicity.
Keywords: Scaffold, collagen-chondroitin, characteristics, biomaterial, cartilage, in vitro