Pelapisan Nano-Komposit Hydroxyapatite/Chitosan Pada SS 316 L dan Ti-6Al-4V Sebagai Material untuk Prostetik yang Biokompatibel, Murah dan Kuat

Oleh: efendi Mabruri

Prostetik ortopedik yang menahan beban (load bearing implant) biasanya menggunakan material logam karena mempunyai kekuatan yang memadai. Baja tahan karat austenitik SS 316 L dan Ti-6Al-4V merupakan logam yang umum digunakan karena harganya yang relatif murah dan tahan korosi. Akan tetapi dalam lingkungan fisiologi logam ini terdegradasi dan mengeluarkan ion-ion ke dalam aliran darah yang berpotensi racun. Oleh karena itu permukaan SS316L dan Ti-6Al-4V perlu dilapis oleh material lain untuk menghalangi pelarutan ion-ion nya dan untuk meningkatkan biokompatibilitasnya. Hydroxyapatite (HA) merupakan biokeramik yang mempunyai komposisi kimia yang sama dengan mineral utama tulang dan memiliki biokompatibilitas, bioaktifitas dan osteokonduktivitas yang ekselen. HA dapat dilapiskan pada permukaan prostetik logam untuk meningkatkan biokompatibilitasnya. Metoda yang saat ini digunakan untuk mendeposisikan hydoxyapatite adalah dengan plasma spraying. Akan tetapi karena suhu yang sangat tinggi yang terjadi selama proses plasma spraying, lapisan yang dihasilkan tidak memiliki komposisi kimia yang tepat. Selain itu, lapisan yang dihasilkan dengan proses ini cukup tebal sehingga kekuatan adhesinya kurang bagus. Deposisi elektroforesis merupakan metoda yang murah dan dapat menghasilkan lapisan dengan komposisi yang tepat, kekuatan adhesi yang bagus dan ketebalan yang bervariasi dari 1-500 mikro meter. Metoda ini menggunakan arus listrik untuk mendeposisikan partikel bermuatan dari suspensi didalam cairan ke permukaan substrat yang bertindak sebagai elektroda. Permasalahan pada deposisi elektroforesis ini terletak pada proses sintering setelah pelapisan yang dapat menyebabkan penyusutan, rekasi kimia pada antarmuka HA-logam dan dekomposisi HA serta degradasi substrat logam. Beberapa cara untuk menurunkan suhu sintering ini adalah dengan memperluas permukaan partikel HA yaitu dengan memperhalus partikel sampai ukuran submikron/nano dan dengan penambhan chitosan ke dalam hydroxyapatite membentuk nano-komposit. Penggunaan chitosan dapat membentuk lapisan komposit yang memiliki adhesi yang kuat pada suhu kamar. Chitosan merupakan polimer alam yang biodegradabel, non-toksik, anti-bakteri dan biokompatibel. Pada kegiatan ini akan dikembangkan pelapisan nano-komposit hydroxyapatite/chitosan pada suhu kamar pada baja SS 316L dan Ti-6Al-4V dengan metoda deposisi elektroforesis untuk mendapatkan lapisan yang memiliki komposisi kimia yang stoikiometrik, homogen dan kekuatan adhesi yang tinggi.