## EFFECT OF HYDROGEL PROVISION OF SHED AND PRP COMBINANTION ON OSTEOCLAST DECREASING IN THE ALVEOLAR BONE OF MALE WISTAR RAT (IN VIVO)
Rahmat Hidayat *, Muhamat Muhtar **, Mualif Dayu Pangestu ***
*Departemen Prostodonsi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Islam Sultan Agung
**Departemen Ortodonsi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Islam Sultan Agung
***Program Pendidikan Dokter Gigi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Islam Sultan Agung
Correspondence : drg.rahmathidayat@gmail.com

## ABSTRACT
Background:  The  process  of  orthodontic  bone  resorption  and  remodelling occur  simultaneously.  Areas  under  continuous  stress  experience  nutritional deficiencies and hypoxia, which results in cell death and cause alveolar bone resorption.  The  increase  in  osteoclasts  is  associated  with  the  inflammatory process because it is accompanied by an increase in inflammatory mediators. The  combination  of  SHED  and  PRP  can  induce  regeneration  of  the  alveolar bone of teeth and can inhibit the bone resorption process thereby suppressing the inflammatory process.
Method: This research method was experimental post-test only control group design, with a total sample of 32 individuals treated with PRP gel, SHED gel, a combination of PRP and SHED, and povidone iodine with a duration of 14 days. Wedge application to the interdental teeth to produce the effect of orthodontic movement. Analysis of the one way ANOVA hypothesis test found that there was a significant difference in the reduction of osteoclasts in each experimental group (P <0.05).
Result:  It  can  be  concluded  that  the  mean  osteoclast  reduction  in  the  PRP group was 359±107.3, SHED 392±170.5, the combination of PRP and SHED 480±151.3, povidone iodine 480±151.3.
Conclusion: There is an effect of the combination of SHED and PRP on the reduction of osteoclasts in the alveolar bone of male Wistar rat.

## PENDAHULUAN
Ortodonsi yaitu proses  pergerakan secara mekanik yang dapat mengembalikan gigi ke posisi periodesium. Gigi akan menggeser posisinya yang menghasilkan  kenaikan osteoclast di  daerah kompres dan  kenaikan osteoblast di  daerah tension 1 . Ketika osteoclast meresorpsi  tulang, osteoblast akan  meningkatkan  osteoprotegerin untuk  menghentikan  kerja osteoclast sehingga resorpsi dan aposisi tulang akan terjadi bersamaan 2 .
Resorpsi tulang alveolar dapat disebabkan oleh  pergerakan  dari  efek  orto  apabila  kerja osteoclast lebih dominan dan tidak  diimbangi  oleh kerja  dari osteoblast 3 .  Berawal  dari  peradangan
pada  gingival  dan  ligamentum  periodontal  dalam keadaan yang lebih parah sehingga menyebabkan kerusakan  tulang  alveolar 4 . Penanganan  penyakit periodontal dewasa ini lebih fokus pada menghilangkan faktor penyebab terjadinya penyakit periodontal 5 . Namun  hal  ini  tidak  berlaku  jika penyakit  periodontal  sudah  melibatkan  kerusakan atau resorpsi tulang 6 . mengembalikan struktur dan fungsi dari jaringan periodontal, termasuk mengatasi  terjadinya  resorpsi  tulang  alveolar adalah  Salah  satu gold  standart perawatan periodontal 7 .
Kombinasi  SHED (Stem  Cell  Human Exfoliated Decidious Teeth ) dan PRP ( Platetel Rich Plasma  ) dapat  menginduksi  regenerasi  tulang

## Keywords:
Osteoclast , Stem Cell Human Exfoliated Decidious Teeth (SHED), Platelet Rich Plasma (PRP)
alveolar  gigi  dan  dapat  menghambat  proses resorpsi tulang pada kasus periodontitis 8 .
Kemampuan osteoinductive dan osteogenic dari SHED  akan  digunakan  pada  regenerasi  tulang alveolar 9 . PRP merupakan plasma darah yang kaya akan  platelet  yang  mengandung  PDGF,  VEGF, IGF, BMP-2 yang menstimulasi kenaikan
osteoblast
, penurunan
osteoclast
dalam pembentukan tulang, dan TGF- β yang menstimulasi pembentukan OPG sehingga jumlah ikatan  RANKL  dan  OPG  meningkat  dibandingkan dengan  ikatan  reseptor  RANK  dan  RANKL sehingga terbentuklah pembentukan tulang 10 .
Dari  uraian  latar  belakang,  maka  dapat disimpulkan  bahwasanya  resopsi  tulang  alveolar bisa  disebabkan  karena  efek  orto.  dari  penelitian sebelumnya  kombinasi  SHED  dan  PRP  dapat memperbaiki  resopsi  tulang  tetapi  masih  dalam sediaan liquid yang mana kurang maksimal apabila diaplikasikan di mukosa.
Oleh  karena  itu,  penulis  akan  melakukan penelitian  tentang  bagaimana  pengaruh  sediaan kombinasi  SHED  dan  PRP  dalam  bentuk  hidrogel terhadap penurunan Osteoclast.
Penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberi informasi ilmiah tentang  potensi osteogenesis dari kombinasi SHED dan PRP sebagai host modulation therapy pada  resorpsi  tulang  alveolar,  sehingga layak  dijadikan  dasar  pengembangan  terapi terhadap resorpsi tulang alveolar dengan memanfaatkan potensi osteogenesis dari kombinasi  SHED  dan  PRP  yang  dapat  memicu terjadinya regenerasi tulang alveolar.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  berikut  adalah  penelitian true eksperimental dengan  rancangan  penelitian post- test  only  control  group  design pada  32  ekor  tikus jantan  Wistar.  Sample  didapatkan  dari  populasi
tikus jantan Wistar jantan dengan teknik pengambilan simple random sampling.
Adapun  tahap  peneltian  mencakup  Isolasi SHED,  Isolasi  PRP,  pembuatan  gel,  perlakuan pada  hewan  coba,  pengaplikasian  material  pada hewan coba dan pembuatan preparat Histopatologi.

## HASIL PENELITIAN
Hasil penelitian pengaruh sediaan hidrogel kombinasi  SHED  dan  PRP  terhadap  Penurunan osteoclast pada  tulang  alveolar  tikus  wistar  jantan disajikan dalam tabel dibawah:
Tabel 1.1 Penurunan osteoclast
No Kelompok Jumlah penurunan osteoclast Mean± SD 1 Hidrogel PRP 8 359±107,3 2 Hidrogel SHED 8 392±170,5 3 Hidrogel Kombinasi 8 480±151,3 4 Povidone Iodine 8 480±151,3
Gambar 1.1  Rata-rata  penurunan osteoclast pada Kelompok Perlakuan
Tabel  diatas  menunjukkan  jumlah  rerata penurunan osteoclast pada tulang alveolar rahang hewan  coba.  Dari  data  1.1  dapat  disimpulkan bahwa rerata penurunan osteoclast terendah pada kelompok  kombinasi  PRP  dan  SHED  =  207    dan rerata penurunan osteoclast tertinggi pada kelompok povidone iodine = 480.
Hasil  gambar  pengamatan  penurunan osteoclast pada  kelompok  perlakuan  didominasi
oleh  warna  biru.  Hal  tersebut  sangat  kontras  bila dibandingkan  dengan  kelompok  control  (povidone iodine)  yang  didominasi  warna  cokelat  pada sitoplasma  sel  Hasil  pengamatan  mikroskop penurunan osteoclast pada setiap kelompok
perlakuan  yang  tampak  pada  gambar  1.2  berikut:
Gambar 1.2 penurunan osteoclast A) penurunan osteoclast kelompok hidrogel PRP dengan pembesaran 100X B) penurunan osteoclast kelompok hidrogel SHED dengan  pembesaran  100X  C)  penurunan osteoclast kelompok hidrogel SHED dan PRP dengan pembesaran 100X  D)  penurunan osteoclast kelompok  poviodon ioidone dengan pembesaran 100X.
Tabel 1.2 Hasil uji normalitas Shapiro-Wilk Kelompok Sig. (P) Keterangan PRP 0,793 Data terdistribusi normal SHED 0,756 Data terdistribusi normal Kombinasi PRP dan SHED 0,490 Data terdistribusi normal Povidone Iodine 0,576 Data terdistribusi normal Uji normalitas yang  telah  dilakukan menunjukkan data masing-masing kelompok terdistribusi normal dengan nilai P>0.05. didapatkan  nilai  PRP  =  0,793  ,  SHED  =  0,756  , Kombinasi  =  0,490  dan  PI  =  0,576    selanjutnya dilakukan uji homogenitas dan disajikan pada tabel dibawah:
Tabel 1.3 Hasil uji homogenitas
Kenaikan Skor Sig. (P) Keterangan Rata-Rata 0,062 Data homogen
Hasil  uji  homogenitas  didapatkan  sig.  (P) 0,062  sehingga  menunjukkan  nilai  p>0,05  maka sebaran semua data kelompok homogen. Berdasarkan  uji  normalitas  dan  homogenitas diatas,  maka  penelitian  ini  menggunakan  uji One Way  Anova dan  dilanjutkan  dengan  uji post  hoc
LSD. Tabel 1.4 Hasil uji One Way Anova Kelompok P Sig. (p) Hasil PRP 0,002 P<0,05 Signifikan SHED Kombinasi PRP dan SHED Povidone
iodine
Pada  tabel  1.4  Hasil uji  One  Way  ANOVA didapatkan nilai signifikan yaitu 0,002 menunjukkan bahwa nilai p<0,05 atau dapat disimpulkan bahwa terdapat  perbedaan  yang  signifikan  penurunan osteoclast masing-masing kelompok. Untuk melihat perbedaan  antar  kelompok  maka  dilanjutkan  uji beda dengan Pos Hoc LSD .
Tabel 1.5 Hasil uji Post Hoc LSD
(I) Perlakuan (J) Perlakuan Perbedaa n Rata- Rata P PRP SHED -32,5 0,61 6 Kombinasi SHED dan PRP 152,6 0,02 4 Povidone Iodine -120,4 0,07 1 SHED PRP 32,5 0,61 6 Kombinasi SHED dan PRP 185,1 0,00 7 Povidone -87,9 0,18
Iodine 1 Kombinasi SHED dan PRP PRP -152,6 0,02 4 SHED -185,1 0,00 7 Povidone Iodine -273,1 0,00 0 Povidone Iodine PRP 120,4 0,07 1 SHED 87,9 0,18 1 Kombinasi SHED dan PRP 273,1 0,00 0
Dari  tabel  1.5  dapat  disimpulkan  bahwa
terdapat perbedaan yang bermakna antar kelompok  perlakuan  dengan  nilai  (p<0,05). Berdasarkan  penelitian  diatas  menunjukan  bahwa kelompok  yang  paling  bermakna  adalah  di kelompok hidrogel kombinasi SHED dan PRP untuk penurunan osteoclast pada  tulang  alveolar  tikus Wistar jantan.

## DISKUSI
Pemberian hidrogel kombinasi yang diaplikasikan  selama  14  hari  dapat  menurunkan osteoclast pada  tulang  alveolar  tikus  wistar  jantan secara bermakna, sehingga hipotesis penelitian ini diterima.  Analisis  data  yang  telah  dilakukan  dapat disimpulkan pada  tabel  1.1 bahwa  rerata penurunan osteoclas t  terendah  pada  kelompok kombinasi  PRP  dan  SHED 11 . Pada  penelitian  ini kombinasi PRP dan SHED lebih efektif menurunkan osteoclast dibanding  kelompok  yang diaplikasikan PRP dan SHED tunggal. dikarenakan SHED  yang  dikombinasikan  dengan  PRP  akan melepaskan growth factor dan juga berperan dalam proses regenerasi tulang 12 . Hidrogel gel SHED dan PRP  pada  penelitian  ini  ditambhakan  pengikat karbomer 13 dikombinasikan  dengan  propilon  glikol dan  triethanolamine  meningkatkan  daya  sebar selain  itu  dapat  larut  dalam  air  dan  etanol  yang menyebabkan  viskositas  pada  konsentrasi  kecil sehingga kerjanya lebih efektik pada pH yang luas sehingga  dapat  menjadi gelling  agent yang  baik 14 .
Kelompok  control  memiliki  jumlah  rerata  tertinggi dari  kelompok  lain  dikarenakan povidone  iodine mempengaruhi regenerasi tulang melalui jalur anti- inflamatory dan antimikrobial efek yang mana dapat memodulasi  reaksi  oksidasi  yang  terbentuk  saat luka,  kemudian  menghambat  kerja  TNF- α  dan Metaloproteinase yang berperan dalam kerusakan jaringan 15 .
Hasil uji hipotesis pada tabel 1.4 menunjukkan bahwa kelompok kombinasi PRP dan SHED lebih baik dibanding kelompok SHED, PRP, dan povidone iodine dalam menurunkan osteoclast . Sel  o steoclast merupakan  sel  penghilang  tulang yang  melarutkan,  mengikir  tulang  selama  tahap- tahap  dari  proses  penghilang  sampai  pembuatan tulang  dalam  proses  ortodonsi  yaitu  sel  ini pembuatan  lakuna  atau  lubang 16 . Osteoclast berperan  penting  dalam  proses  remodeling  tulang dan  modulasi.  Peningkatan osteoclast tanpa  di imbangi osteoblast pada  tulang  alveolar  yang mengalami  defek  berkorelasi  dengan  terjadinya proses  resorpsi  tulang  alveolar 17 . PRP  merupakan produk turunan dari darah yang memiliki konsentrasi  platelet  yang  tinggi  sehingga  memicu pertumbuhan osteoblast dan menstimulasi penyembuhan  tulang  dan  jaringan  lunak  dan growth factor pada gel PRP dapat dipengaruhi oleh material  gel  yang  ditambahkan  material  pengikat yaitu carbomen yang dapat larut  dalam air,  etanol sehingga  viskositas  tinggi  dapat  bekerja  secara efektif  menjadi gelling  agent yang  baik  dapat Meningkatnya  daya  sebar  gel  pada  karbomer biasanya  juga  dikombinasikan  dengan  propilen glikol dan triethanolamine 18 .
SHED dapat dimanfaatkan memicu pertumbuhan  tulang  dan  transplantasi  tulang potensi  ini  karena  SHED  memiliki  potensi adipogenik,  osteogenik,  kondogenik,  miogenik, neurogenic,  dan  osteoinduktif. 19 SHED  yang dipengaruhi oleh growth factor pada PRP. Growth
factor atau TGF- β berfungsi menghambat aktivitas osteoclast ,  mengatur  aktivitas osteoblast dengan cara menstimulasi kemotaksis sehingga mengaktivasi  sitokinesis  antagonis  inflamasi  yang dapat menekan jumlah RANKL dengan meningkatkan  serta  menstabilkan  jumlah  OPG menyebabkan  terbentuknya  ikatan  RANKL-OPG dan  menghambat  ikatan  RANKL-RANK  sehingga terjadilah regenerasi tulang 20 .

## KESIMPULAN
Pemberian  hidrogel  kombinasi  SHED  dan PRP  berpengaruh  menurunkan  jumlah osteoclast pada  tikus Wistar jantan  pada  regenerasi  tulang alveolar.  Akan  tetapi  Perlu  dilakukan  penelitian lebih  lanjut  dalam  pembuatan  basis  hidrogel dengan formulasi yang optimal uji klinik agar dapat diaplikaskan kepada manusia.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih  kepada  kepada  seluruh  pihak Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan  Bank Jaringan dan Sel Gedung Diagnostic Center RSUD
Soetomo Surabaya,
Integrated Biomedical Laboratory Universitas  Islam  Sultan  Agung Semarang  dan  Laboratorium  Patologi  Anatomi Fakultas  Kedokteran  UNS  Surakarta  yang  sudah membantu dalam kelancaran penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Li Y, Chan YW. ScienceDirect Orthodontic tooth  movement :  The  biology  and  clinical implications .
2016;5(6):653- 9.https://doi.org/10.1016/j.kjms.2018.01.00 7
2.  Younis, L. T. The Role of Components and Molecules of Periodontal Ligament in Orthodontic Tooth Movement . 2019; 2 (2),
1 –12. https://doi.org/10.5281/zenodo.3555157
3.  Feller, L., Khammissa, R. A. G., Schechter, I., Thomadakis, G., Fourie, J.,
& Lemmer, J. Biological Events in
Periodontal Ligament and Alveolar Bone
Associated with Application of Orthodontic Forces ; 2015.
4.  Bartold, P. Periodontal Regeneration - Fact of Fiction? Journal of the International Academy of Periodontology .2015;(3): 37 – 49
5.  Figueiredo;, M. F. M. F. L. Non-Surgical Periodontal Therapy: Mechanical Debridement, Anti Microbial Agent, and other modalities. Journal of the
International Academy of Periodontology .
2015;2(1):21 –30
6.  Lang, N. P. Non-Surgical Periodontal
Therapy: Mechanical Debridement, Anti Microbial Agent, and other modalities.
Bangkok: International Academy of
Periodontology ;2015. 7.  Wang, L. H. Y. L. S. Stem cell- - based tooth and periodontal regeneration . 2018; 4(1):696 –705. https://doi.org/10.1111/odi.12703
8.  Lee, Y. H. H. J. C. Y. S. Y. Dental Stem Cell and  Tooth  Banking  for  Regenerative Medicine. J Exp Clin Med . 2010;1(2):111 – 117.
9.  Kaur,  P.  Platelet  Rich  Plasma:  A  Novel Bioengineering Concept. Trends Biomater .2011; 25 (2) : 86 –90
10.  Sobhana, K. T. G. C. R. Clinical
Evaluation of Use of Platelet Rich Plasma in Bone Healing . 2015;14(1):67 –80.
11.  Mokhtar,  M.  F.  A.  K.  T.  P.  K.  DPSCs  and SHED in Tissue Engineering and Regenerative  Medicine. The  Open  Stem
Cell Journal .2013; 4(3) : 1 –6.
12.  Castillo, T. N.Comparison of Growth Factor and Platelet Concentration From Commercial Platelet-Rich Plasma Separation Systems. The American
Journal of Sports Medicine . SAGE Publications  Inc  STM.2010;  39(2):  266 – 271. doi: 10.1177/0363546510387517
13.  Raymond  C  Rowe,  P.  J.  S.  and  M.  E.  Q. Handbook  of  Pharmaceutical  Excipients , Revue  des  Nouvelles  Technologies  de l’Information ; 2015.
14.  Bigliardi,  P.  L. et  al. Povidone  iodine  in wound  healing:  A  review  of  current concepts  and  practices. International journal  of  surgery  (London,  England) .
England.2017;44(2):260 –268. doi: 10.1016/j.ijsu.2017.06.073 15.  Interactions, O. HHS Public Access . 2018; 59 (2): 99 –107. https://doi.org/10.1080/03008207.2017.12
90085.Osteoblast-Osteoclast
16.  Ono, T.RANKL biology : bone metabolism, the immune system,  and  beyond’. Inflammation  and  Regeneration .2020;  3 (1):1 –16
17.  Prahasanti,  C. Combined  Hydroxyapatite Scaffold  and  Stem  Cell  from  Human Exfoliated  Deciduous  Teeth  Modulating Alveolar Bone Regeneration via Regulating Receptor  Activator  of  Nuclear  Factor- Κb and Osteoprotegerin System ;2019.
18.  Mihaylova,  Z.  Platelet  Derived  Products and  Periodontal  Ligament  Stem  Cells. Archives  of  Stem  Cell  Research .2017; 7(2):34-45
19.  Jayaraman,  P.Stem  cells  conditioned medium :  a  new  approach  to  skin  wound healing  management’.2019;  9(9):1–7.  doi:
10.1002/cbin.10138
20.  Qian,  Y.  Platelet-rich  plasma  derived growth  factors  contribute  to  stem  cell differentiation in musculoskeletal regeneration’, Frontiers in Chemistry .2017; 5(10): 1 –8. doi: 10.3389/fchem.2017.00089.