PENGARUH MEMBRAN HIDROGEL - NANOKITOSAN TERHADAP PENYERAPAN ION LOGAM NIKEL YANG TERLEPAS DARI ALAT CEKAT ORTODONTI: Kajian sitotoksisitas, proliferasi sel, apoptosis sel, antibakteri dan antifungi

ANDI TRIAWAN, Prof. Dr. drg. Pinandi Sri Pudyani, SU., Sp.Ort (K).

2015 | Disertasi | S3 Ilmu Kedokteran Gigi

Pemakaian alat cekat ortodontik dalam waktu yang lama berpotensi menimbulkan resiko negat if seperti pelepasan ion nikel, peningkatan pertumbuhan Streptococcus mutans dan Candida albicans. Kitosan sebagai bahan alami yang mampu mengikat logam, memiliki sifat antibakteri dan antifungi, diharapkan dapat mengurangi resiko negatif tersebut. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh membran hidrogel nanokitosan terhadap penyerapan ion nikel, toksisitas, proliferasi , apoptosis sel fibroblas, daya hambat pertumbuhan S. mutans dan C. albicans. Metode penelitian menggunakan membran hidrogel nanokitosan dengan variasi berat kitosan 0,6; 0,8 dan 1 g direndam dalam saliva tiruan yang mengandung nikel 0,075 mg/L selama 15, 30 dan 45 menit. Selanjutnya membran hidrogel nanokitosan diuji penyerapan ion nikelnya dengan Spektrofotometri Serapan Atom, sitotoksisitas, proliferasi dan apoptosis selnya dengan memaparkan membran hidrogel nanokitosannikel pada kultur sel fibroblas, sedangkan uji antibakteri dan antifungi dilakukan dengan memaparkan membran hidrogel nanokitosan–nikel pada sumuran yang mengandung S. mutans dan C. albicans. Hasil penelitan seluruh uji dianalisis dengan analisis statistik Anova dua jalur. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penyerapan ion nikel menunjukan pola yang meningkat seiring kenaikan berat kitosan dan lama perendaman. Membran hidrogel nanokitosan 1 g mampu menyerap ion nikel tertinggi sebesar 0,0673±0,002 ppm. Viabilitas sel fibroblas juga menunjukkan pola yang meningkat, membran hidrogel nanokitosan 1 g memiliki persentase viabilitas sel tertinggi sebesar 93,953±0,16%. Uji proliferasi sel menunjukkan pola yang menurun, membran hidrogel nanokitosan 0,6 g – nikel memiliki persentase proliferasi sel fibroblas yang tertinggi sebesar 1,053±0,02. Apoptosis sel fibroblas setelah paparan membran hidrogel nanokitosan – nikel juga menunjukkan pola yang menurun, apoptosis sel terbanyak pada paparan membran hidrogel nanokitosan 0,6 g – nikel. Daya hambat pertumbuhan S. mutans dan C. albicans menunjukkan pola yang meningkat seiring dengan kenaikan berat kitosan, daya hambat tertinggi pada membran hidrogel nanokitosan 1 g – nikel, tetapi berdasarkan lama perendaman menunjukkan pola yang menurun seiring dengan lama perendaman, daya hambat ter tinggi pada waktu perendaman 15 menit. Kesimpulan membran hidrogel nanokitosan mampu menyerap ion nikel dalam saliva tiruan, dengan penyerapan ion nikel tertinggi pada membran hidrogel nanokitosan yang mengandung kitosan 1 g. Membran hidrogel nanokitosan yang mengandung nikel tidak toksis, hal ini diperkuat dengan semakin menurunnya proliferasi sel fibroblas dan apoptosis sel fibroblas. Sedangkan kemampuan membran hidrogel nanokitosan-nikel dalam menghambat pertumbuhan S. mutan dan C. albican tertinggi pada membran hidrogel nanokitosan 1 g-nikel tetapi memberi efek yang tinggi pada waktu perendaman 15 menit pertama. Kata kunci : nanokitosan, ion nikel, viabilitas, proliferasi, apoptosis, S. mutans, C. albicans

The use of fixed orthodontic appliance for a long time potentially induces negative risks such as nickel ion release, the increase in the growth of Streptococcus mutans and Candida albican. Chitosan as a natural ingredient that is able to bind metal and has antibacterial and antifungal properties, is expected to reduce the negative risk.The aim of this study was to examine the effect of nanochitosan hydrogel membrane to nickel ions absorption, cytotoxicity, proliferation, cell apoptosis, growth inhibition of S. mutans and C. albican. Nanochitosan hydrogel membrane was used throughout the study, chitosan weighting of 0,6; 0,8 and 1 g immersed in artificial saliva containing nickel for 15, 30 and 45 minutes. Furthermore, the nanochitosan hydrogel membrane was assayed for nickel ion absorption by Atomic Absorption Spectrophotometry. The cytotoxicity, cell proliferation and apoptosis were carried out by exposing the nanochitosan hydrogel membrane - nickel in cultured fibroblasts, whereas the antibacterial and antifungal tests were done by exposing the nanochitosan hydrogel membrane - nickel on S. mutans and C. albicans in the wells of plate. Research results throughout the test were analyzed with the two-way ANOVA statistical analysis. The results demonstrated that absorption of nickel ions was related with the increase in weight of chitosan and soaking time. Nanochitosan hydrogel membrane 1 g was able to absorb a high ion nickel of 0,0673 ± 0,002 ppm. Viability of fibroblasts also showed a pattern of increament, nanochitosan hydrogel membrane 1 g has the highest percentage of cell viability of 93,953 ± 0,16%. The results showed also a pattern of decrease cell proliferation. The nanochitosan hydrogel membrane 0,6 g– nickel has the highest percentage on fibroblast cell proliferation by 1,053 ± 0,02. Fibroblast apoptosis after exposure to nanochitosan hydrogel membranes-nickel also showed a declining pattern. Most apoptotic cells occurred after receiving nanochitosan hydrogel membrane 0.6 g – nickel exposure. Inhibition of growth of S. mutans and C. albicans showed a positive correlation with the increase in weight of chitosan. The highest inhibitory action was from nanochitosan hydrogel membranes 1 g-nickel, but based on the soaking time showed an inverse correlation with the soaking time. The highest inhibition was at 15 minutes. It is concluded that the nanochitosan hydrogel membrane able to absorb the nickel ions in artificial saliva, with the highest absorption of nickel ions on the nanochitosan hydrogel membranes containing chitosan 1 g. Nanochitosan hydrogel membranes containing nickel is not toxic, this is reinforced by the decline in fibroblast cell proliferation and apoptosis of fibroblasts. While the ability of the nano chitosan hydrogel membrane-nickel in inhibiting the growth of C. albicans and S. mutans highest on nanochitosan hydrogel membranes 1 g-nickel but high effect in the first 15 minutes of soaking time. Keywords: nanochitosan, nickel ion, viability, proliferation, apoptosis, S. mutans, C. albican

Kata Kunci : nanokitosan, ion nikel, viabilitas, proliferasi, apoptosis, S. mutans, C. albicans; nanochitosan, nickel ion, viability, proliferation, apoptosis, S. mutans, C. albican