Implantasi dalam bedah tulang merupakan usaha yang dilakukan untuk memperbaiki atau mengganti bagian tulang yang patah atau fraktur dengan biomaterial. Patah tulang atau fraktur tulang terjadi ketika tekanan yang menimpa tulang lebih besar dari pada daya tahan tulang. Hal ini mengganggu struktur dan kekuatan tulang sehingga dapat menyebabkan rasa sakit, hilangnya fungsi tulang dan pendarahan. Patah tulang umumnya terjadi pada pergelangan tangan, pergelangan kaki dan pinggul. Bagian tulang pinggul yang rentan patah adalah tulang femur. Femur merupakan tulang terbesar dalam tubuh. Fraktur femur adalah rusaknya kontinuitas tulang pada pangkal paha yang disebabkan oleh trauma langsung, kelelahan otot, kecelakaan, dan penyakit. Patah tulang pinggul paling sering terjadi pada orang tua. Patah tulang rata-rata memakan waktu sekitar empat sampai enam belas minggu untuk menyembuhkan, tergantung pada usia dan kesehatan pasien.
Biomaterial logam yang banyak digunakan sebagai implan tulang diantaranya adalah stainless steel (SS) 316L. Keunggulan logam ini ialah tahan korosi, sifat mekanik kuat, tangguh, ulet dan permukaan yang mudah dibersihkan. Namun terdapat kekurangan SS316 sebagaimana logam implan, yaitu tidak memiliki kemampuan berintegrasi dengan tulang. Oleh karena itu diperlukan modifikasi permukaan SS316L dengan melapisinya dengan material yang bersifat osteokonduktif, salah satunya adalah hidrosiapatit. Hidroksiapatit (HA) adalah golongan kalsium fosfat yang mengandung hidroksida dan merupakan anggota dari kelompok mineral. Untuk merekatkan HA pada permukaan SS316L diperlukan polyvinyl alcohol (PVA) yang bersifat biokompatibel dan biodegradable.
Proses pelapisan HA-PVA pada SS316L dilakukan dengan metode airbrush spraying. Pelapisan dengan metode airbrush spray merupakan salah satu teknik pelapisan yang menggunakan teknik semprot dimana cairan yang akan dilapiskan disemprotkan lewat spray gun dengan tekanan tertentu ke permukaan benda kerja. Mekanisme kerja spray gun pada pelapisan air spray adalah spray dibangkitkan denganmenggunakan kompresor yang kemudian diarahkan ke cairan pelapis sehingga cairan tersebut keluar melalui lubang nozzle yang ada.
Dalam penelitian kali ini dilakukan proses pelapisan pada logam SS316L berbentuk silinder dengan diameter 8 mm, ketebalan 5 mm. Logam SS316L direndam dalam larutan etanol untuk proses sterilisasi. Bahan pelapis dibuat dengan variasi komposisi HA-PVA sebesar 27:3, 25:5, 20:10 dan 15:15 (dalam wt%) dilarutkan dengan aquades sebesar 70% (dalam wt%). Kemudian logam dilapisi dengan HA-PVA menggunakan metode airbrush spraying dengan tekanan 3,5×105 Pa, jarak antara nozzle-subtrat adalah10cm dan ukuran nozzle 0,40 mm. Lapisan yang terbentuk kemudian diukur kekerasan Vickers dan laju korosinya.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin banyak komposisi HA maka semakin kuat adhesi antara substrat SS316L dan lapisan serta dapat melindungi substrat dari korosi. Sedangkan semakin banyak komposisi PVA akan semakin mempertebal lapisan serta dapat meningkatkan nilai kekerasan lapisan. Sampel dengan perbandingan HA-PVA yaitu 27:3 (dalam wt%) memiliki nilai laju korosi 0,004 mm/year yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan SS316L tanpa lapisan HA-PVA yaitu 0,05 mm/year. dan memiliki nilai kekerasan Vickers 2,43 VHN.
Berdasarkan penelitian ini, dapat dinyatakan bahwa metode airbrush spraying merupakan metode sederhana yang mampu menghasilkan lapisan HA dengan kualitas yang memenuhi standar implan. Demikian juga dengan penggunaan PVA sebagai binder, mampu memperbaiki sifat HA yang rapuh sehingga HA bisa melekat pada substrat SS 316L dengan bantuan PVA.
Penulis: Aminatun
Artikel selengkapnya dapat dibaca:
Journal of Physics: Conference Series, Characterization of vickers hardness and corrosion rate of stainless steel-316L coated with hydroxyapatite-polyvinyl alcohol, To cite this article: Aminatun et al 2021 J. Phys.: Conf. Ser. 1816 012012
