Judul: Development and Application of Intravaginal Progesterone Implant Based on Biodegradable Polymers to Increase the Reproductive Efficiency of Ruminants
Abstrak: Perangkat intravagina yang tersedia pada saat ini untuk pengendalian estrus pada sapi, seperti CIDR dan PRID, dibentuk dengan sistem dispersi hormon progesteron yang homogen ke dalam silikon. Silikon merupakan polimer yang tidak dapat terbiodegradasi dan memerlukan pembakaran atau dikuburkan untuk dibuang setelah digunakan. Silikon adalah plastik termoset yang sekali dibentuk tidak memungkinkan pemprosesan ulang. Perangkat intravagina yang baru perlu dikembangkan untuk menyesuaikan kebijakan regulasi dalam mengelola limbah pertanian yang mengandung residu kimia dan hormon. Salah satunya dengan memanfaatkan polimer terbiodegradasi sebagai pengganti silikon. Polimer yang dapat terurai secara hayati terus dikembangkan untuk menggantikan polimer yang tidak dapat terurai secara hayati. Mikroorganisme seperti bakteri dan jamur dapat mengonsumsi polimer yang dapat terbiodegradasi ini dan mengubahnya menjadi air, karbon dioksida, dan metana. Polimer terbiodegradasi yang disetujui Food and Drug Administration (FDA) Amerika Serikat mencakup N-(2-hidroksipropil) metakrilamida (HPMA), polietilen glikol (PEG), poli(asam L-laktat) (PLA), poli (asam glikolat) (PGA), poli(D, L -asam laktat-ko-glikolat) (PLGA), dan polikaprolakton (PCL). PEG telah dieksplorasi sebagai matriks untuk penyematan, antibeku, pelumas, dan wadah untuk peralatan medis, bahan tambahan makanan, dan suppositoria. PCL adalah polimer semikristalin hidrofobik dengan fleksibilitas yang baik dan laju degradasi yang lambat, menjadikannya bahan yang disukai untuk penghantaran obat, jahitan, dan perangkat fiksasi. Biokompatibilitas kitosan, sifat antimikrob, dan adhesi lendir yang tinggi menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk sistem penghantaran obat melalui vagina. Kitosan memiliki kemampuan untuk tetap berada di mukosa vagina dan mendorong pelepasan obat secara lokal dan berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk menemukan formulasi, desain, dan fabrikasi implan intravagina dari kombinasi polimer PCL, PEG, dan kitosan; melakukan pengujian sifat biodegradasi dan biokompatibilitas implan secara in vitro, ex vivo, dan in vivo dalam tubuh hewan ternak, serta di lingkungan kompos. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah menciptakan perangkat intravagina baru yang mampu merilis progesteron dalam jangka waktu sesuai protokol sinkronisasi estrus tanpa harus dicabut dari vagina karena dapat terurai dengan sendirinya selama berada di dalam vagina dan jika dibuang, bersifat ramah lingkungan. Penelitian tahap pertama adalah menyusun formulasi implan dari kombinasi PEG-kitosan. Implan dibuat dengan metode peleburan dan pencetakan kemudian diuji rendam dalam media Simulated Vaginal Fluid (SVF) dan dilakukan pengamatan rilis warna (model obat). Hasilnya, implan PEG-kitosan dalam bentuk suppositoria dapat terdegradasi di SVF dan dapat merilis warna (model obat). Selama proses perendaman di SVF, implan menjadi sangat lunak dan mudah hancur akibat gerakan sehingga dilakukan penyusunan formulasi implan dari kombinasi PCL-PEG-kitosan. Penambahan PCL bertujuan agar implan lebih kokoh dan terdegradasi lebih lama. Implan yang sudah dibuat dalam bentuk suppositoria, direndam di SVF dan diinsersi ke vagina sapi. Hasil penelitian tahap ini menunjukkan komposisi dengan kombinasi PCL-PEG-kitosan yang disesuaikan, yaitu PCL (minimal 10%), PEG (maksimum 72%), dan kitosan (antara 14-18%), dapat bertahan selama lima hari di larutan SVF dan menempel di mukosa vagina sehingga mampu meningkatkan bioavailabilitas implan pada larutan SVF dan lumen vagina. Penelitian tahap selanjutnya meliputi pengujian purwarupa implan yang dapat tetap menempel di dalam vagina sapi disertai dengan adanya perubahan implan menjadi habis (terdegradasi) dalam kurun waktu tertentu. Implan dibuat dari bahan PCL tunggal (bentuk Y, batang, dan bola) dan bahan kombinasi PCLPEG- kitosan (bentuk Y dan batang) kemudian diinsersi ke vagina sapi. Hasil
Keyword: intravagina implant, chitosan, PCL, PEG, progesterone