Interaksi sel dengan permukaan biomateri (2)

Teknologi-teknologi baru dan bahan-bahan baru muncul berdasarkan konsep respon sel tubuh manusia bergantung pada bahan implant yang ditanam dalam tubuh yang dibahas pada bagian sebelumnya. Biomateri baru dikembangkan dengan tujuan menyajikan biokompatibilitas untuk penerapan tertentu. Namun, pada prakteknya, materi dari luar yang dimasukkan ke dalam tubuh manusia kadang-kadang tidak menginduksi respon yang diinginkan. Kenyataan kadang tidak seindah teori.

Dalam beberapa kasus, reaksi fisiologis yang muncul malah merugikan. Mengerti dan mengontrol properti material secara lebih baik bisa meniadakan atau meminimalkan reaksi kritis dan memungkinkan kemajuan teknologi biomaterials. Salah satu respon kritis terhadap materi dari luar tubuh berhubungan langsung dengan interaksi antara bahan permukaan dan adsorpsi protein.

Dalam cairan tubuh ada ion terlarut serta lipid, karbohidrat dan protein yang bisa diadsorpsi pada permukaan biomaterial. Biomateri dipilih untuk memperoleh respon tertentu yang diperlukan untuk aplikasi tertentu. Dalam proses ini, protein memainkan peran penting untuk menginduksi respon yang diinginkan.

Respon fisiologis terjadi setelah reaksi permulaan protein dengan benda asing. Hal itu kemudian diikuti dengan urutan kejadian yang mengarah pada penerimaan atau penolakan terhadap materi tersebut. Respon ini melibatkan perekrutan beberapa jenis sel yang ada pada antarmuka materi dan aktivitas seperti pemodelan ulang matrix ekstraseluler.

Dalam kasus implant gigi, perekrutan sel yang memicu mekanisme enkapsulasi implant bukanlah prakara yang diinginkan. Ketepatan persiapan permukaan implan, kondisi pembebanan yang memadai, dan kontrol gerakan mikro sangat penting dan menentukan agar bisa menghindari pembentukan jaringan fibrosa pada antarmuka tulang-implan. Penggunaan titanium murni komersial tidak menjamin terjadinya oseointegrasi.

Properti permukaan implan sangat penting untuk mengendalikan reaksi yang mengarah ke peningkatan kinerja dan osteointegrasi implan. Di antara properti permukaan implan yang memengaruhi daya tarik, tolakan, adsorpsi dan absorpsi protein dan sel-sel serta memengaruhi osteointegrasi adalah kekasaran, keterbasahan, muatan listrik, komposisi kimia, energi permukaan, sisa tekanan, dan morfologi.

Keterbasahan cairan didefinisikan sebagai sudut kontak antara tetesan-tetesan cairan dalam ekuilibrium termal pada permukaan horisontal. Bergantung pada tipe permukaan dan macem cairannya, tetesan cairan itu bisa bermacam-macam bentuknya seperti yang ditunjukkan dalam grafik daya pembasahan permukaan materiil.

Sudut keterbasahan θ diberikan oleh sudut antara antarmuka tetesan cairan dan permukaan horisontal.  Cairan terlihat basah ketika 90 < θ < 180 derajat dan tidak basah ketika 0 < θ < 90 derajat.  Sudut θ = 180 derajat berkaitan dengan keterbasahan sempurna dan tetesan cairan menyebar sehingga membentuk lapisan pada permukaan. Gambar implant di bawah menunjukkan permukaan implan gigi hidrofilik.