Potensi Pemaparan Light Emitting Diode (LED) Untuk Fotoinaktivasi Bakteri Streptococcus Mutans Secara In Vitro

Rongga mulut merupakan salah satu tempat dalam tubuh manusia yang mengandung mikroorganisme dengan keanekaragaman paling tinggi dibanding tempat lain. Mikroorganisme yang paling banyak di rongga mulut yaitu Streptococcus sp yang berperan terhadap awal terjadinya proses karies gigi (Brotosoetarno, 1997). Selain itu, koloni bakteri yang ditemukan pada awal pembentukan plak adalah bakteri Streptococcus mutans yang banyak diyakini para ahli sebagai penyebab utama terjadinya karies pada gigi (Michalek and Mc Ghee, 1982).

Streptococcus mutans bersifat asidogenik yaitu menghasilkan asam asidodurik yang mampu tinggal pada lingkungan asam, dan menghasilkan suatu polisakarida yang lengket disebut dextran. Oleh karena kemampuan ini, Stertococcus mutans dapat menyebabkan lengket yang mendukung bakteri lain menuju ke email gigi, dapat mendukung pertumbuhan bakteri asidodurik yang lainnya, serta asam yang dihasilkan dapat melarutkan email gigi (Hamada, 1980).

Ada banyak cara yang dapat dilakukan untuk menjaga kesehatan mulut dan mencegah karies gigi, salah satunya yang paling efektif adalah penggunaan obat kumur. Menurut Widodo (1980) obat kumur digunakan karena kemampuannya sangat efektif menjangkau tempat yang sulit dibersihkan jika dibandingkan dengan sikat gigi dan juga selain itu dapat mencegah pembentukan plak. Namun efek negative dari obat kumur adalah mengandung bahan kimia sintetik yang dapat meninggalkan noda hitam pada gigi. Selain itu, limbah obat kumur yang tidak bisa ditelan langsung dan harus dibuang di selokan dapat merusak keseimbangan lingkungan. Oleh karena itu dibutuhkan alternatif lain yang lebih aman untuk menjaga kesehatan mulut dan mencegah karies gigi yang ramah lingkungan dan tanpa efek samping yang berbahaya.

Secara alamiah beberapa bakteri termasuk bakteri Stertococcus mutans menghasilkan endogen porfirin yaitu molekul pengabsorpsi cahaya yang bersifat fotosensitiser (peka terhadap cahaya). Setiap molekul porfirin memiliki kemampuan mengabsorpsi cahaya yang bersifat spesifik, yaitu bergantung pada panjang gelombang tertentu. Pemaparan cahaya dengan spektrum panjang gelombang yang sesuai dengan spektrum serap porfirin fotosesitiser dan dosis energi pemaparan yang tepat dapat menyebabkan fotoinaktivasi sel bakteri (Papageorgiou et al., 2000).

Fotoinaktivasi adalah penghambatan aktivitas metabolisme sel karena kerusakan membran sitoplasmik akibat peroksidasi oleh oksigen reaktif pada lipid dan protein mengakibatkan lisis sel atau inaktivasi sistem transport membran dan sistem enzim transport membran pada bakteri tersebut (Hamblin & Hasan, 2003). Mekanisme fotoinaktivasi pada bakteri melibatkan proses fotosensitisasi, yaitu proses penyerapan cahaya oleh porfirin yang selanjutnya mengaktivasi reaksi dalam suatu substrat.

Berbagai peristiwa berlangsung selama proses pemaparan cahaya terhadap bakteri. Peristiwa tersebut dimulai dengan tahap fotofisika, yakni dimulai dengan absorpsi foton cahaya oleh molekul porfirin. Penyerapan cahaya ini berlangsung sangat cepat dengan waktu sebesar 10-15 detik. Tahap selanjutnya diikuti proses fotokimia yang berperan dalam perubahan energi dan struktur elektron akibat eksitasi molekul setelah peristiwa absorpsi. Selain tahap fotofisika dan fotokimia, terdapat tahapan lain yaitu fotobiologi (Grossweiner, 2005). Proses fotobiologi melibatkan perubahan sel organisme akibat interaksi cahaya. Astuti (2010) melaporkan bahwa efek fotobiologi dalam SEM akibat bakteri S. aureus dengan penyinaran lampu Light-emitting diode (LED) terjadi kerusakan dinding sel pada bakteri dan kerusakan pompa membran konsetrat sehingga menimbulkan lisis dalam tubuh bakteri tersebut.

LED merupakan suatu semikonduktor kompleks yang dapat mengkonversi energi listrik menjadi cahaya. LED merupakan salah satu sumber cahaya yang memiliki rentang spektrum absorpsi porfirin type fotosensitiser. Selain itu LED memiliki kelebihan dibanding sumber cahaya lain untuk proses fototerapi karena LED hanya menghasilkan sejumlah kecil panas dalam cahaya yang ditimbulkan (Schubert, 2006) sehingga tidak menimbulkan kerusakan pada lapisan dermis (Karu, 2003). LED menghasilkan cahaya dengan berbagai macam warna dengan panjang gelombang tertentu. Warna cahaya yang diemisikan oleh LED bergantung pada komposisi dan kondisi dari material semikonduktor yang digunakan, baik infrared, visible, atau ultraviolet (Schubert, 2006).

Penelitian tentang fotodinamik menunjukkan bahwa keberhasilan fotoinaktivasi pada bakteri ditentukan oleh kesesuaian panjang gelombang cahaya yang dipaparkan dengan spektrum serap porfirin bakteri untuk terjadinya eksitasi molekul porfirin. Penelitian Nitzan (2004) menyimpulkan bahwa penyinaran cahaya biru pada panjang gelombang 407-420  nm dengan dosis 100 J/cm2 menimbulkan fotoinaktivasi pada bakteri Straphylococcal sebesar 70%. Begitu juga dengan Astuti (2010), dengan panjang gelombang 430 nm dan dosis 135 J/cm2 dapat menimbulkan fotoinaktivasi pada bakteri Straphylococcal sebesar 75% dalam durasi 30 menit.

Penelitian ini merupakan upaya untuk mengetahui potensi pemaparan LED pada spektrum gelombang tertentu untuk fotoinaktivasi bakteri Streptococcus mutans sebagai upaya terapi alternatif menjaga kesehatan mulut dan pencegahan karies gigi yang ramah lingkungan dan tanpa efek samping yang berbahaya.

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s