Analisa Karakteristik dan Sifat Mekanik Scaffold Rekonstruksi Mandibula dari Material Bhipasis Calsium Phospate dengan Penguat Cangkang Kerang Srimping dan Gelatin Menggunakan Metode Functionally Graded Material

Abstract

Biomaterial adalah material dasar untuk pembuatan implant untuk memperbaiki atau mengganti bagian tulang yang rusak akibat terkena penyakit, kecelakaan atau trauma. Kasus kerusakan tulang diakibatkan penyakit khususnya tumor dibagian mandibula secara statistik pada mandibula 60%. Tumor mandibula berpotensi menimbulkan gangguan atau rusaknya tulang dan perlu dilakukan reseksi untuk mengambilan bagian yang terinfeksi. Akibat reseksi perlu dilakukan rekonstruksi mandibula dengan menggunakan scaffold yang hilang secara perlahan-lahan (biodegerable) dan tergantikan sel-sel osteoblas yang menempel pada material untuk pembentuk tulang. Pembuatan scaffold rekonstruksi mandibula dari material biphasis calsium phospate dengan penguat cangkang kerang srimping dan gelatin menggunakan metode functionally graded material dapat meningkatkan kekuatan mekanis. Proses sintering menggunakan mesin pulsa electric current sintering. Prototype scaffold dengan memvariasikan komposisi kandungan material, penguat, tekanan, temperatur dan ketebalan. Pengujian scaffolds mulai uji ketangguhan retak, SEM, struktur Kristal, dan porositas. Hasil yang diperoleh setelah dilakukan pengujian ketangguhan retak dengan dengan 3 titik tekuk dengan retak tepi tunggal menggunakan mesin Instron 4204. Hasil yang optimal dimiliki oleh tipe Scaffolds 2/K dengan gaya tekan 6 kN, ketebelan penguat 1 mm, dan temperatur sintering 800oC sebesar 824 Pa. Kekuatan tekuk ini melebihi kekuatan scaffolds kommersil yaitu sebesar 805 Pa. Pada struktur kristal terbentuk semi kristal pada scaffold berpenguat cangkang kerang dan gelatin pada tempertaur sintering 800oC memiliki sifat sulit teruarai atau terdegradable. Hasil uji SEM untuk penguat gelatin memiliki pori-pori yang besar dan porositas yang tinggi dengan diameter porous 200 300 m. Pengguat cangkang kerang pada pori-pori lebih kecil dan porisitas rendah diameter porous 80 150 m. Pada uji porositas yang paling optimal pada scaffolds tipe 2/G dengan ketebalan pengguat 0,5 mm pada temperature sintering 900oC. Scaffold berpenguat cangkang kerang srimping memiliki kekutan tekuk yang tinggi tetapi porositas rendah, sebaliknya berpenguat gelatin memiliki porositas tinggi tetapi kekuatan tekuk rendah