Download pdf - program pascasarjana universitas sebelas maret surakarta

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH IMPLANTASI ULTRA HIGH MOLECULAR

POLYETHYLENE LOKAL PADA LUTUT KELINCI

TERHADAP REAKSI JARINGAN INTRA

ARTIKULAR SEKITAR

Tesis

Disusun untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister

Program Studi Kedokteran Keluarga

Oleh :

Ginanjar Budhi Prathama

S500809016

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2014


commit to user

ii


commit to user

iii


commit to user

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah akhir dengan judul :

PENGARUH IMPLANTASI ULTRA HIGH MOLECULAR

POLYETHYLENE LOKAL PADA LUTUT KELINCI

TERHADAP REAKSI JARINGAN INTRA

ARTIKULAR SEKITAR

Karya ilmiah akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan

Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret.

Tesis ini tidak akan terselesaikan tanpa dukungan dari berbagai pihak, baik berupa

dukungan moril maupun materiil. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya

kepada :

dr.Iwan Budiwan Anwar Sp.OT (K) selaku pembimbing, yang telah banyak

meluangkan waktu, memberikan saran, nasehat, perhatian dan pengarahan selama

penyusunan karya akhir ini

Dr. Hari Wujoso, dr., Sp.F, MM selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan

waktu, memberikan saran, nasehat, perhatian dan pengarahan selama penyusunan

karya akhir ini

Seluruh staf Orthopaedi & Traumatologi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas

Maret / RSO Prof.DR.R.Soeharso/ RSUD Dr. Moewardi Surakarta


commit to user

v

Istriku Lisa Donna dan anak-anakku tercinta (Sabrina dan Alana Prathama) yang telah

memberikan motivasi dan doa dalam penyelesaian karya akhir ini

Seluruh keluarga besar kami yang telah memberikan dukungan dan semangat serta

doa sehingga bisa menyelesaikan penulisan karya akhir ini

Seluruh Residen Orthopaedi & Traumatologi FK UNS yang selama ini bersama

dalam suka dan duka

Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah membantu baik

secara langsung maupun tidak langsung

Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kita semua.

Kami berharap karya akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak agar dapat

memberikan pelayanan yang lebih baik bagi pasien. Amin.Terimakasih

Hormat kami,

Penulis


commit to user

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Tabel 2.2.

Tabel 2.3.

Tabel 2.4.

Tabel 2.5.

Tabel 3.1.

Keuntungan dan kerugian beberapa material yang umum

dipergunakan…………………………………………………...

Perbedaan sifat material HDPE dibanding UHMWPE…...........

Perkembangan dan inovasi pada materi UHMWPE di bidang

artroplasti panggul……………………………………………...

Grading histologis menurut Mirra……………………………...

Skala penilaian histologis kartilago menurut ICRS……………

Skala penilaian histologis visual menurut ICRS……………….

10

19

25

26

30

41

Tabel 3.2. Skala penilaian histologis kapsul sendi menurut Mirra

Modified Histologic Grading…………………………………..

42

Tabel 4.1.

Tabel 4.2.

Tabel 4.3.

Tabel 4.4.

Tabel 4.5.

Tabel 4.6.

Tabel 4.7.

Tabel 4.8.

Tabel 4.9.

Kondisi status lokalis sendi lutut pada saat dilakukan terminasi

Hasil interpretasi jaringan kartilago sesuai kriteria Mirra……

Hasil interpretasi jaringan kartilago sesuai kriteria ICRS……...

Hasil statistik gambaran histologis giant cell………………….

Hasil statistik gambaran histologis sel inflamasi akut………...

Hasil statistik gambaran histologis permukaan sel…………….

Hasil statistik gambaran histologis matriks jaringan…………...

Hasil statistik gambaran histologis tulang subkondral…………

Kriteria penegakan diagnosis infeksi secara histologis menurut

beberapa penulis………………………………………………..

45

47

47

49

50

51

53

54


commit to user

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Implan bentuk bel buatan Maurius Smith Petersen...............

Gambar 2.2. Evolusi mould arthroplasty...................................................

Gambar 2.3. Perkembangan komponen acetabular sistem Charnley…….

Gambar 2.4. Prostesis Exeter ……………………………………………

Gambar 2.5. Prostesis Austin Moore .…………………………………...

Gambar 2.6. Prostesis Anatomic medullary locking (AML) …….………

Gambar 2.7. Skema ilustratif dari biokompabilitas

Gambar 2.8. Diagram tekanan tegangan (stress-strain)………………....

Gambar 2.9. Perjalanan waktu pada diagram tegangan diakibatkan oleh

perubahan mendadak pada pemberian beban ……………………………..

Gambar 2.10. Struktur dasar polyethylene……………………………….

Gambar 2.11. Perbandingan wear rate HDPE dibanding UHMWPE pada

hip simulator multi-direksi ……………………………………….……….

Gambar 2.12. Gambaran skematik morfologi rantai molekul

UHMWPE……………...………………………………………………………….

Gambar 2.13. Lokasi penyebaran cartilage pada tubuh manusia…………

Gambar 2.14. Desain pertama Charnley ……………...……………..……

Gambar 2.15. Desain Charnley dengan semen dental warna

pink…………………………………………………….…………………....

Gambar 2.16. Implan yang menggunakan PTFE…......…………………...

Gambar 2.17. Lokasi penyebaran kartilago pada tubuh manusia……..…...

Gambar 2.18. Gambaran mikroskopis kartilago hyalin……………….…..

Gambar 2.19. Gambaran mikroskopis elastocartilage….…………………

Gambar 2.20. Gambaran mikroskopis fibrocartilage………………….......

Gambar 2.21. Diagram proses inflamasi yang mendahului proses

osteolisis……………………………………………………………………

Gambar 2.22. Perubahan histomorfologi pada jaringan periprostetik

sebagai respon terhadap wear debris………………………………………..

Gambar 2.24. Gambaran radiologis pasien THR dengan UHMWPE 11

tahun pasca operasi…………………………………………………………

Gambar 4.1. Implan polyethylene dari luar sendi lutut kelinci.....………

4

5

6

7

8

9

11

12

16

19

20

20

19

23

23

25

27

28

28

29

31

26

32

34

44


commit to user

viii

Gambar 4.2. Proses pengambilan sampel kapsul dari sendi lutut................

Gambar 4.3. Proses pengambilan sampel kartilago dari sendi lutut……….

Gambar 4.4. Gambaran histologis permukaan kartilago kelompok kontrol

Gambar 4.5. Gambaran histologis iregularitas permukaan ……………….

Gambar 4.6. Preparat kartilago dari kelompok perlakuan…………………

Gambar 4.7. Peningkatan proses remodelling pada tulang subkondral……

Gambar 4.8. Kondisi status lokalis hewan percobaan……………………..

45

46

49

50

52

53

54


commit to user

ix

DAFTAR DIAGRAM

Diagram 4.1. Temuan sel raksasa pada pemeriksaan histologis.................

Diagram 4.2. Temuan sel inflamasi polimorfonuklear pada sampel

penelitian kelompok kapsul..........................................................................

Diagram 4.3. Hasil pemeriksaan histologis pada sampel jaringan

kartilago.........................................................................................................

Diagram 4.4. Pemeriksaan matriks seluler pada kelompok kontrol dan

perlakuan.......................................................................................................

Diagram 4.5. Hasil pemeriksaan struktur tulang subkondral.......................

48

48

49

51

52


commit to user

x

DAFTAR SINGKATAN

AML : Anatomical medullary locking AMP : Austin-Moore prosthesis ANOVA : Analysis of variant Co : Cobalt Cr : Cromium Mo : Mobdulonat F. : Frequency HE : Hematoxicyllin dan Eosin ICRS : International cartilage research society IM : Intra muscular IL : Inter leukin LDPE : Low density poly ethylene LFA : Low friction arthroplasty MIPA : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam HDPE : High density polyethylene PGE : Prostaglandin-E PMN : polimorfo nuklear PMMA : Poly methyl metaacryllate PTFE : Polyetrafluoroethylene Sig. : Significance SD : Standar Deviasi THA : Total hip arthroplasty THR : Total hip replacement TKR : Total knee replacement TNF : Tumor necrosing factor UHMWPE : Ultra high molecullar polyethylene WHO : World Health Organization


commit to user

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL.................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN..............................................................................

A. Latar Belakang..........................................................................................

B. Rumusan Masalah.....................................................................................

C. Tujuan.......................................................................................................

D. Manfaat.....................................................................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA..................................................................

A. Kerangka Teori

1. Sejarah dan perkembangan total hip arthroplasty………...........

2. Biomaterial………………………………………..........................

3. Material UHMWPE…………………............................................

4. Kapsul sendi………………...........................................................

5. Kartilago…………….....................................................................

6. Reaksi jaringan terhadap UHMWPE……......................................

B. Kerangka Pikir……………………………………………………………

C. Hipotesis………………………………………………………………...

1

1

2

2

2

3

3

9

18

26

27

29

35

36

BAB III METODE PENELITIAN..............................................................

A. Tempat dan waktu penelitian....................................................................

B. Jenis penelitian...........................................................................................

C. Populasi dan sampel...................................................................................

D. Kriteria inklusi dan eksklusi…………………………………………….

E. Variabel penelitian………………………………………………………

F. Definisi operasional……………………………………………………....

G. Alat penelitian…………………………………………………………....

H. Teknik operasi…………………………………………………………....

I. Instrumen penelitian……………………………………………………...

J. Analisis data……………………………………………………………....

K. Kerangka penelitian……………………………………………………...

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………..

A. Hasil……………………………………………………………………...

37

37

37

37

38

38

38

38

39

39

41

43

44

44


commit to user

xii

B. Pembahasan………………………………………………………………

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……………………………………

A. Kesimpulan……………………………………………………………....

B. Saran……………………………………………………………………...

53

57

57

57

DAFTAR PUSTAKA 43


commit to user

xiii

PENGARUH IMPLANTASI ULTRA HIGH MOLECULAR POLYETHYLENE LOKAL PADA LUTUT KELINCI

TERHADAP REAKSI JARINGAN INTRA ARTIKULAR SEKITAR

(Tesis)

Ginanjar Budhi Prathama*, Iwan Budiwan Anwar**, Hari Wujoso***

*Mahasiswa Program Studi Magoster Kedokteran Keluarga – Minat Utama Biomedik,Pasac Sarjana Universitas Sebelas Maret, Surakarta **Staff Pengajar Departemen Orthopaedi & Traumatologi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret – RSO

Prof.DR.R.Soeharso,Surakarta ***Staff Pengajar Program Studi Magister Kedokteran Keluarga, Pasca Sarjana Universitas Sebelas Maret, Surakarta

ABSTRAK

Latar belakang : artroplasti panggul total adalah prosedur yang diinkasikan untuk pasien-pasien yang mengalami degenerasi sendi panggul yang tidak berhasil dilakukan terapi konservatif. Prosedur ini telah dilakukan selama lebih dari 1 dekade namun mengalami perubahan besar setelah Sir John Charnley memperkenalkan ultra high molecullar polyethylene (UHMPE) sebagai komponen artikulasi. Biomaterial adalah substansi inert yang secara sistematis dan farmakologis didesain untuk diimplantasikan di dalam atau berhubungan dengan sistem organisme. Proses manufaktur implan akhir-akhir ini telah tersedia di Indonesia, namun sampai sekarang data yang menjelaskan biokompabilitas implan ini masih belum ada.

Metode : kami mengimplantasikan UHMPE pada lutut kanan 11 kelinci (Lupus Sp). Setelah pemeliharaan 8 minggu, subjek di terminasi, sampe kartilago dan kapsul di ambil dari lutut kanan dan lutut kiri dijadikan kelompok kontrol. Sampel jaringan di proses dan dicat dengan Hmatoxycillin-Eosin, dan diamati oleh ahli di bawah mikroskop cahaya untuk mencari reaksi jaringan. Sistem penilaian kapsul Mirra (3 subjek mikroskopis) dan sistem penilaian kartilago International Cartilage Research Society (ICRS) (6 subjek) digunakan untuk secara mengkuantifikasi reaksi jaringan.

Hasil : Sebelas sampel jaringan diperoleh setelah pemeliharaan hewan percobaan setelah 8 minggu. Sistem penilaian Mirra menunjukkan ekspresi 1 giant cell dan 4 sel inflamasi. Sistem penilaian ICRS untuk kartilago menunjukkan 3 subjek (permukaan jaringan, distribusi selular, dan tulang subkondral) dimana kelompok kontrol menunjukkan hasil yang lebih baik daripada kelompok kontrol. Untuk 3 subjek lainnya (matriks selular, viabilitas populasi sel, dan mineralisasi kartilago) menunjukkan hasil yang sama. Semua subjek dari kartilago dan kapsul tidak menunjukkan perbedaan signifikan antara kelompok kontrol dan perlakuan.

Diskusi : Eksklusi infeksi adalah hal yang sangat penting untuk mendiagnosis reaksi jaringan secara histologis. Kami tidak menemukan tanda-tanda infeksi pada subjek penelitian kami. Walaupun terdapat beberapa variasi hasil, tetapi semua tidak menunjukkan signifikansi. Hal ini berarti UHMWPE lokal tidak berekasi dengan jaringan intraartikular, tetapi juga


commit to user

xiv

didapatkan kemungkinan bahwa proses pemeliharaan kami tidak cukup lama untuk menimbulkan reaksi yang dimaksud.

Kesimpulan: UHMWPE lokal memiliki kompabilitas biologis yang sama dengan kelompok kontrol.

Kata kunci : ultra high molecullar polyethylene, reaksi jaringan, Lepus Sp


commit to user

xv

INTRA ARTICULAR TISSUE REACTION TO IMPLANTED DOMESTICALLY AVAILABLE ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT

POLYETHYELENE (UHMWPE) IN RABBIT KNEE (Lepus Sp)

(Thesis)

Ginanjar Budhi Prathama*, Iwan Budiwan Anwar**, Hari Wujoso***

*Resident of Orthopaedic & Traumatology Faculty of Medicine, Sebelas Maret University **Department of Orthopaedic & Traumatology Faculty of Medicine, Sebelas Maret University-Soeharso Hospital,Solo

***Postgraduate Department, Sebelas Maret University

ABSTRACT

Background : Total hip arthroplasty is a frequently performed procedure indicated for patiens with degenerated hip joint that at whom conservative treatment has failed to give satisfactory result. This procedure has been performed for more than 1 decade but it has greatly changed since Sin John Charnley introduced to use of ultra high molecullar polyethylene (UHMWPE) for articulation. Biomaterial is a systematically and pharmacologically inert substance designed for implantation within or incorporation with living system. Manufacturing process of implant has recently become available in Indonesia, but still up until now there are no data depicting the biocompatibility of those domestically available UHWMPE.

Methode : We implanted domestically available UHMWPE in 11 rabbit (Lepus Sp) right knee. After 8 weeks of maintenance, subjects were terminated, cartilage and capsule tissue sample were obtained from right knee and left knee as treatment group and control group, respectively. Tissue samples were processed and stained with Hematoxycilin and Eosin and observed by single expert under light microscope to search for tissue reaction. Modified Mirra scoring system (3 microscopic subject) and International Cartilage Research Society (ICRS) scoring system (6 subjects) were used to quantify capsule and cartilage reaction respectively.

Result : Eleven tissue samples were obtained after 8 weeks of maintenance. Modified Mirra scoring from capsule reaction showed the expression of 1 giant cell and 4 inflammatory cells. The ICRS for cartilage evaluation showed 3 subjects (tissue surface, cellular distribution and subchondral bone) where control group has better result than treatment group. For the other 3 subjects (cellular matrix, cell population viability, and cartilage mineralization) both group showed similar result. All of the subjecst from cartilage and capsule showed no significant difference between control group and treatment group.

Discussion: The exclussion of infection is really important for diagnosing tissue reaction with histplogical examination. We didn’t find any sign of infection on our test subject. Although there are several variation in our result, but they are all insignificant. This can be mean that


commit to user

xvi

domestically available UHMWPE is truly doesn’t react with intraarticular tissue, but there is also possibility that our maintenance is not long enough to create such reaction.

Conclusion : Domestically available UHMWPE has the same biological compatibility with control group.

Keyword : ultra high molecular polytethylene, tissue reaction, Lepus Sp