Tulang buatan

Tulang buatan mengacu pada bahan mirip tulang yang dibuat di laboratorium yang dapat digunakan dalam cangkok tulang, untuk menggantikan tulang manusia yang hilang karena patah tulang parah, penyakit, dll. Fraktur tulang, dapat berupa patah total atau sebagian pada tulang, adalah kondisi yang sangat umum yang memiliki lebih dari tiga juta kasus di AS per tahun. Tulang manusia memiliki kemampuan untuk meregenerasi diri dengan siklus resorpsi tulang dan pembentukan tulang. Sel yang bertanggung jawab untuk resorpsi tulang adalah osteoklas, sedangkan sel yang bertanggung jawab untuk pembentukan tulang adalah osteoblas. Namun, jika kerusakan tulang disebabkan oleh penyakit atau cedera parah, menjadi sulit bagi tubuh untuk memperbaiki sendiri. Ketika tubuh manusia tidak dapat meregenerasi jaringan tulang yang hilang, ahli bedah turun tangan dan mengganti tulang yang hilang menggunakan autograft, allograft, dan cangkok sintetis (tulang buatan). Ketika membandingkan tulang buatan dengan autograft dan allograft, metode ini tidak begitu invasif dan lebih biokompatibel karena menghindari risiko infeksi virus yang tidak diketahui. Ketika merancang biomaterial yang ditanam, kriteria utama adalah biokompatibilitas, osteokonduktivitas, porositas tinggi, dan kompatibilitas biomekanik. Tulang buatan awalnya terbuat dari bahan-bahan seperti logam dan keramik padat, yang cukup kuat untuk menopang pemuatan dalam tulang. Namun, kekakuan dari bahan-bahan tersebut menciptakan beban yang sangat besar pada pasien dan tidak konsisten dengan kriteria untuk biomaterial implan. Tulang tiruan yang terbuat dari logam dan keramik cenderung memiliki kinerja yang buruk dalam hal biokompatibilitas karena sulit untuk berbaur dengan jaringan tulang. Dengan demikian, untuk lebih membantu mereka yang membutuhkan untuk menjalani kehidupan yang lebih nyaman, para insinyur telah mengembangkan teknik baru untuk menghasilkan dan merancang struktur dan bahan tulang tiruan yang lebih baik. Dua komponen utama tulang adalah hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2], dan serat kolagen. Hidroksiapatit, yang merupakan salah satu bentuk kalsium fosfat paling stabil, membentuk sekitar 60 hingga 65 persen dari tulang. Sisa tulang terdiri dari bahan termasuk kondroitin sulfat, keratan sulfat, dan lipid. Peningkatan penelitian dan pengetahuan mengenai organisasi, struktur sifat kolagen dan hidroksiapatit telah menyebabkan banyak perkembangan dalam perancah berbasis kolagen dalam rekayasa jaringan tulang. Struktur hidroksiapatit sangat mirip dengan tulang asli, dan kolagen dapat bertindak sebagai kabel molekular serta meningkatkan biokompatibilitas implan.