Mahasiswa Program Doktor UI Olah Agar-agar Rumput Laut Jadi Penguat Implan Tulang

DEPOK – Mahasiswa Program Doktor Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia (FTUI) Dina Fransiska berhasil mengolah agar-agar dari rumput laut merah Gracilaria sp menjadi bahan penguat implan tulang biodegradabel.

Inovasi tersebut Dina paparkan dalam disertasi yang berjudul “Pencangkokan Terbarukan Agar-agar melalui Plasma Dielectric Barrier Discharge sebagai Aditif Fungsional pada Implan Biodegradabel".

"Selama ini implan tulang berbahan logam lazim digunakan untuk fiksasi tulang, namun memiliki keterbatasan seperti risiko stress shielding, potensi korosi, serta perlunya operasi kedua untuk mengangkat implan setelah penyembuhan," kata Dina Fransiska, di Kampus UI Depok, Kamis (03/9).

Dalam penelitiannya, Dina yang juga seorang peneliti di Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), mengangkat tantangan pengembangan material implan tulang yang aman, kuat, dan dapat terurai alami setelah menjalankan fungsinya.

Alternatif yang dikembangkan adalah implan berbasis polimer biodegradabel yang secara bertahap dapat diserap tubuh.

“Salah satu kandidat material yang menjanjikan adalah Poly L-Lactic Acid (PLLA) karena memiliki sifat biokompatibel dan biodegradabel. Namun PLLA memiliki permukaan yang cenderung hidrofobik, sementara bahan pengisi alami seperti agar-agar bersifat lebih hidrofilik. Perbedaan karakteristik tersebut menyebabkan kedua material sulit bercampur dan membentuk ikatan antarmuka yang kuat,” katanya.

Guna menjawab persoalan tersebut, Dina memanfaatkan agar-agar dari rumput laut merah Gracilaria sp. yang melimpah di perairan Indonesia. Agar-agar dimodifikasi menggunakan teknologi plasma Dielectric Barrier Discharge (DBD), metode modifikasi permukaan yang memungkinkan pencangkokan gugus alkil tanpa agen kompatibilisasi kimia komersial.

Proses ini menghasilkan Alkyl-grafted Agar (AgA) dengan karakter permukaan lebih hidrofobik sehingga kompatibel dengan PLLA.

Penelitian dilakukan melalui serangkaian eksperimen, mulai dari optimasi kondisi plasma, pemanfaatan AgA sebagai pengisi biokomposit PLLA, pengujian AgA sebagai agen kompatibilisasi pada sistem PLLA/microcrystalline cellulose dan PLLA/agar-agar, hingga evaluasi minyak jarak sebagai bahan pemlastis (plasticizer) untuk meningkatkan fleksibilitas material.

Melalui rangkaian eksperimen tersebut, diperoleh hasil yang menunjukkan biokomposit dengan kekuatan lentur hingga 87,11 MPa, dan berpotensi digunakan untuk aplikasi fiksasi tulang pada area yang tidak menerima beban utama, seperti mandibula dan kranio-maksilofasial.

Penambahan minyak jarak juga terbukti meningkatkan fleksibilitas material, sementara penggunaan agar-agar yang telah dimodifikasi memperkuat ikatan antara bahan alami dan polimer biodegradabel.

Temuan ini membuka peluang pengembangan biomaterial terbarukan berbasis sumber daya laut Indonesia, sekaligus menunjukkan bagaimana bahan pangan sederhana dapat diolah menjadi komponen fungsional untuk aplikasi kesehatan.

Meski demikian penelitian ini masih berada pada tahap pengembangan dan karakterisasi material.

Penelitian lanjutan seperti uji biokompatibilitas, biodegradasi, serta uji praklinis dan in vivo untuk memastikan keamanan dan kinerja material masih diperlukan sebelum diarahkan menuju aplikasi klinis.

Penelitian ini sukses mengantarkan Dina menjadi Doktor ke-88 dari Departemen Teknik Metalurgi dan Material serta Doktor ke-707 di FTUI. Capaian akademik Dina semakin istimewa dengan raihan IPK sempurna 4,00 dan predikat Cumlaude.