Mahasiswa UGM yang tergabung dalam Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 berhasil menghadirkan inovasi biokomposit gel remineralisasi gigi berbasis bahan alam lokal. Inovasi ini memanfaatkan cangkang kerang hijau (Perna viridis) yang kaya kalsium untuk sintesis nano-hidroksiapatit, serta daun teh hijau (Camellia sinensis) yang kaya fluoride dan polifenol sebagai agen antibakteri alami.
Produk yang dihasilkan berupa biokomposit gel nano-hidroksiapatit–daun teh hijau dengan struktur partikel nano yang memungkinkan menembus, melekat, dan memperkuat gigi secara biomimetik. Uji kekerasan dilakukan di Laboratorium Bahan dan Produksi, Sekolah Vokasi UGM dengan menggunakan gigi sapi. Hasilnya memperlihatkan adanya peningkatan kekerasan email gigi sapi dan penurunan porositas permukaan setelah pemakaian aplikasi gel selama 4 hari yang direndam dengan saliva buatan. “Sementara itu, uji antibakteri juga telah dilakukan di Laboratorium Riset Terpadu, Fakultas Kedokteran Gigi UGM, dan hasilnya memperlihatkan zona hambat terhadap Streptococcus mutans. Hal ini menandakan adanya aktivitas antimikroba yang efektif,” ujar Hasan Rabbani selaku Ketua Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025, di Kampus UGM, Kamis (6/11).
Selain Hasan Rabbani (Fisika 2024), Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 beranggotakan Achmad Musa Nurhadi (Kedokteran Gigi 2024), Irya Dira dan Jovanka Sandy (Kimia 2023), serta Ifah Nuur Rakhimah (Biologi 2024). Tim ini mendapat pendampingan dari Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si., M.Si., M.Eng., Ph.D., pakar fisika material FMIPA UGM selaku dosen pembimbing.
Hasan Rabbani menuturkan melalui penelitian berjudul Potensi Biokomposit Gel Nano-Hidroksiapatit Cangkang Kerang Hijau (Perna viridis) dan Ekstrak Daun Teh Hijau (Camellia sinensis) untuk Remineralisasi Gigi, Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 mengkaji lebih dalam tentang remineralisasi gigi sebagai cara untuk mencegah perkembangan gigi berlubang. Tim pun memilih cangkang kerang hijau dari Pantai Baron, Gunungkidul karena dinilai memiliki kandungan kalsium karbonat mencapai 95,69 persen. Kandungan tersebut, disebutnya, ideal untuk disintesis menjadi nano-hidroksiapatit, dan menjadi mineral utama penyusun email gigi. “Proses sintesis dilakukan melalui metode sintering menggunakan furnace dengan kontrol suhu 1000°C untuk menghasilkan partikel berukuran nano. Sedangkan daun teh dari kebun teh Nglinggo, Kulon Progo, diolah melalui ekstraksi etanol 96 persen guna mendapatkan kandungan fluoride alami serta polifenol sebagai antibakteri terhadap Streptococcus mutans,” terang Rabbani.
Lebih lanjut, Hasan Rabbani, mengungkapkan ide riset lahir dari observasi tentang permasalahan karies di Indonesia yang masih cukup tinggi. Menyitir data Kementerian Kesehatan 2023, prevalensi karies gigi mencapai 82,8 persen. “Kami ingin menghadirkan solusi dari bahan lokal yang tidak hanya efektif, tetapi juga aman dan berkelanjutan, dan semua berawal dari kami menyisir pesisir Pantai Baron hingga lereng pegunungan kebun teh Nglinggo yang pada akhirnya kami menghadirkan inovasi biokomposit gel remineralisasi gigi berbasis bahan alam lokal,” ungkapnya.
Achmad Musa Nurhadi menambahkan gel yang dikembangkan Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 memiliki kemampuan menembus lapisan email gigi. Berbeda dengan fluoride topikal yang hanya bekerja di permukaan sehingga produk ini tidak hanya memperkuat bagian luar tetapi dapat menembus permukaan gigi untuk memperbaiki struktur mineral dari dalam. “Tentu saja, formulasi yang kami buat bebas dari risiko alergi protein susu sapi yang sering ditemukan pada produk impor seperti CPP-ACP,” ucap Achmad.
Achmad menuturkan gel ini dapat diaplikasikan dengan mudah yaitu menggunakan ujung jari bersih atau spatula silikon kecil, lalu dioleskan secara merata pada permukaan gigi dua kali sehari setelah menyikat gigi. Dengan proses seperti dapat membantu proses remineralisasi secara lebih optimal dan alami. Iapun memastikan ukuran partikel dan struktur kristal telah sesuai standar biomaterial menggunakan XRD, FTIR, dan SEM. “Karenanya tantangan utama penelitian ini adalah menjaga kestabilan gel agar konsisten dalam bentuk dan viskositas, dan untungnya semua itu telah berhasil diatasi dengan pengaturan pH,” imbuhnya.
Untuk proses uji antibakteri, Jovanka Sandy menjelaskan Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 menggunakan kultur Streptococcus mutans untuk melihat efektivitas antibakteri. Tidak semulus yang dibayangkan, dalam proses penelitiannya Tim Pevillia Dent sempat menghadapi beberapa kendala. Diantaranya kesulitan saat tahap sintesis karena mencari furnace bersuhu 1000C, dan proses sterilisasi gel yang aman untuk uji antibakteri. Kedua hal tersebut, kata Jovanka, menyebabkan optimasi formulasi membutuhkan waktu lebih lama dari rencana awal. “Berkat bimbingan intensif dan kolaborasi lintas laboratorium FMIPA, FBIO dan FKG UGM, pada akhirnya tim pun berhasil menyelesaikan tahapan uji hingga formulasi final,” ungkapnya.
Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 bersyukur karena produk yang mereka hasilkan memiliki beberapa keunggulan mulai dari menembus permukaan gigi, bebas alergi protein susu sapi, meniru struktur alami email, memiliki sifat antibakteri, hingga memanfaatkan sumber daya lokal. Secara berkelanjutan, kata Jovanka, gel ini dinilai sebagai inovasi yang potensial untuk bisa dikembangkan lebih lanjut menuju tahap paten untuk formulasi, uji organoleptik (rasa, aroma, bau, warna), uji klinis terhadap manusia, dan produksi skala industri. “Kini, Tim Pevillia Dent PKM-RE UGM tengah bersiap melangkah menuju Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) 2025 di Universitas Hasanuddin. Kita terus membawa semangat kolaborasi lintas disiplin dan inovasi berbasis sumber daya alam Indonesia dalam rangka mewujudkan senyum sehat yang berkelanjutan,” pungkasnya.
Prof. Yusril Yusuf pun merasa bersyukur karena penelitian Tim Pevillia Dent PKM-RE 2025 menjadi wujud sinergi multidisiplin di UGM. Tim ini, dinilainya tidak hanya berhasil memanfaatkan potensi alam, namun mampu memadukan pendekatan fisika material, kimia analitik, biologi, dan kedokteran gigi dalam satu produk biomimetik yang berorientasi pada keberlanjutan.
Penulis : Agung Nugroho