Perpustakaan Digital ITB

Pengembangan scaffold biomimetik struktur matriks ekstraseluler (ECM) alami merupakan salah satu pendekatan penting dalam mendukung proses penutupan luka. Kepompong laba-laba Argiope sp., yang kaya akan spidroin dan memiliki struktur nanofibril alami, dipilih sebagai model biomimetik dalam fabrikasi scaffold berbasis electrospinning untuk aplikasi penutupan luka. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi properti fisik dan biologis kepompong Argiope sp., mengembangkan scaffold dengan electrospinning dan mengkarakterisasi properti fisik dan biologis scaffold hasil electrospinning dan mengevaluasi kemampuan scaffold hasil electrospinning dalam mendukung proliferasi sel melalui pengujian in vitro menggunakan sel HDF. Scaffold yang dihasilkan diharapkan mampu meniru nanostruktur kepompong yang berpotensi diaplikasikan sebagai scaffold pendukung dalam proses penyembuhan luka pascaoperasi. Kepompong Argiope sp. yang telah disterilkan dikarakterisasi secara struktural menggunakan scanning electron microscopy (SEM) untuk mengevaluasi morfologi serat dan ukuran pori. Spidroin diekstrak dari kepompong Argiope sp., dianalisis menggunakan SDS– PAGE, dan selanjutnya dikarakterisasi dengan liquid chromatography–highresolution mass spectrometry (LC-HRMS) untuk mengidentifikasi komposisi protein. Scaffold electrospinning difabrikasi dari campuran polyvinyl alcohol– spidroin serta dilakukan proses physical dan chemical crosslinking melalui perlakuan panas dan metanol untuk meningkatkan stabilitas struktur scaffold. Struktur scaffold hasil electrospin dikarakterisasi menggunakan SEM, sedangkan kandungan proteinnya dikonfirmasi dengan Attenuated Total Reflectance Fourier 2 Transform Infrared Spectroscopy (FTIR-ATR). Selain itu, tingkat hidrofobisitas scaffold juga dievaluasi melalui uji sudut kontak (contact angle test) dan laju degradasi scaffold dianalisis. Evaluasi in vitro dilakukan dengan mengkultur human dermal fibroblasts (HDFs) pada kepompong yang telah disterilkan dan scaffold spidroin hasil electrospinning selama 72 jam, kemudian dianalisis menggunakan SEM dan uji immunocytochemistry dengan pewarnaan DAPI dan rhodamine phalloidin untuk menilai adhesi sel, morfologi, dan penyebaran sel. Analisis SEM menunjukkan bahwa kepompong Argiope sp. tersusun atas fiber tipis aciniform yang saling terhubung dan fiber yang tebal tubiliform, dengan diameter masingmasing 0,60 ± 0.06 dan 3,75 ± 0.28 ?m, sehingga membentuk pori-pori yang sesuai untuk fibroblas masuk ke bagian dalam. Analisis proteomik mengkonfirmasi keberadaan spidroin fungsional yang berperan dalam pembentukan kepompong, seperti spidroin aciniform dan tubuliform. HDF melekat dan menyebar dengan baik di atas serat kepompong Argiope sp. Scaffold hasil electrospinning memiliki fiber yang homogen dengan diameter sebesar 0,62 ?m yang mendekati ukuran fiber aciniform pada kepompong Argiope sp, namun menunjukkan stabilitas yang terbatas dalam lingkungan terendam cairan. Chemical crosslinking meningkatkan stabilitas scaffold hingga mampu mempertahankan struktur selama sekitar 12 jam, sedangkan physical crosslinking melalui perlakuan panas memungkinkan scaffold mempertahankan strukturnya lebih dari satu minggu dalam kondisi terendam cairan oleh karena itu, scaffold yang dicrosslink melalui heat treatment dipilih untuk digunakan pada pengujian-pengujian selanjutnya. Proses crosslinking pada kedua scaffold mempengaruhi struktur fiber dengan peningkatan diameter fiber hingga sebesar 0,88 ?m, namun tetap mempertahankan pori-pori yang interconnected. Selain itu, uji contact angle menunjukkan bahwa scaffold hasil electrospinning memiliki sudut kontak 84,036° yang menunjukkan sifat moderately hydrophobic. Evaluasi in vitro pada scaffold electrospin menunjukkan perlekatan dan penyebaran HDF yang baik di sepanjang fiber scaffold, dengan inti sel yang tetap mempertahankan morfologi, mendukung proliferasi sel dan bersifat non-sitotoksik dan biokompatibel. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kepompong Argiope sp. berhasil terkarakterisasi secara fisik dimana terdiri dari fiber aciniform dan tubiliform dan mengandung pori-pori yang membentuk struktur tiga dimensi. 3 Kepompong Argiope sp. juga berhasil terkarakterisasi secara biologis yang menunjukkan bahwa kepompong tersebut mengandung aciniform spidroin, major ampullate spidroin dan tubiliform spidroin. Ekstrak dari kepompong Argiope sp. terkarakterisasi dan mengandung domain N-terminal dan C-terminal spidroin dan spidroin-1-like protein. Scaffold campuran PVA dan ekstrak spidroin berhasil difabrikasi dengan electrospinning yang mengandung fiber sebanding dengan fiber aciniform pada kepompong Argope sp. Scaffold tersebut dicrosslink dengan pemanasan agar tidak terdegradasi dalam air. Scaffold hasil electrospinning setelah crosslinking tetap mengandung spidroin berdasarkan hasil FTIR-ATR. Contact angle scaffold hasil electrospinning bernilai pada 84.036° dan dapat dinyatakan bahwa scaffold tersebut moderately hydrophobic. Berdasarkan hasil uji in vitro dengan pengamatan scanning electron microscopy (SEM), uji immunocytochemistry (ICC) dan uji proliferasi menunjukkan bahwa scaffold maupun kepompong Argiope sp. dapat mendukung adhesi dan proliferasi sel HDF.