Categories
Nanoteknologi & Material Riset & Inovasi

Atasi Permasalahan Transplantasi Tulang dengan Teknik Pelapisan Material Implan

Tangerang Selatan – Humas BRIN. Tingginya mobilitas manusia dalam beraktivitas sehari-hari memungkinkan timbulnya risiko, salah satunya kecelakaan yang berdampak pada patah atau cedera tulang. Untuk penanganan jaringan tulang tersebut secara medis dapat dilakukan dengan metode cangkok atau transplantasi tulang (bone graft). Di dunia kedokteran, material implan yang banyak digunakan untuk pemulihan tulang adalah hidroksiapatit (HA).

Perekayasa dari Pusat Riset Material Maju – Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Nendar Herdianto menjelaskan sifat rekonstruksi termal dari material nonegraft Mg-doped Hidroksiapatit, pada forum pertemuan ilmiah riset dan inovasi ORNAMAT seri 26, Selasa (28/03).

Nendar mengatakan secara kimia, hidroksiapatit yang terbentuk dari anorganik 65-70%, mirip dengan tulang dan 70 – 80% mirip dengan gigi. “Material ini bahkan sangat mirip dengan tulang dan gigi vertebrata, sehingga mengapa banyak digunakan sebagai bone graft,” ujarnya.

Menurutnya, hidroksiapatit banyak digunakan karena memiliki sifat biokompatibilitas (bersesuaian dengan tubuh manusia) dan bioaktivitas (sifat biologis seperti merangsang pertumbuhan sel tulang baru), yang sangat baik, tetapi masih dapat ditingkatkan karakteristiknya dengan penambahan dopant. “Contohnya menggunakan perak (Ag) yang bisa meningkatkan sifat antimikrobialnya  (kemampuan membunuh mikroba). Kemudian Selenium (Se) yang dapat meningkatkan anti kanker,” sebutnya.

Nendar mengatakan, riset yang dilakukan bersama timnya berfokus pada magnesium (Mg) yang merupakan salah satu dopant hidroksiapatit, yang dapat meningkatkan proliferasi dari osteoblas (salah satu sel tulang) dan memiliki sifat antimikrobial.

“Hidroksiapatit (HA) mempunyai sifat biokompabilitas sehingga bisa digunakan sebagai coating material pada daerah interface antara implan dengan tulang, sehingga bisa meningkatkan oseokonduktif (salah satu contoh sifat bioaktif untuk merangsang pertumbuhan sel tulang baru) atau bounding antara implan dengan tulang. Selain itu bisa meng-coating implan gigi pada bagian akar yang ditanam pada tulang untuk meningkatkan daya cengkram dari implan,” terang lulusan S-1 IPB Fisika tersebut.

“Untuk diimplankan, ada metode coating menggunakan hidroksiapatit pyroprocessing. Metode pyroprocessing memanfaatkan temperatur tinggi 800 derajat celcius, sehingga bisa mengubah struktur dari material,” tambahnya.

Nendar menjabarkan, pada suhu tersebut  800 derajat celcius, terjadi transformasi fasa HA menjadi fasa lain. Pada pemanasan yang lebih tinggi, mentransformasi lagi menjadi material atau fasa lain yang tidak diinginkan.

“Hal ini menjadi penting untuk bisa mengetahui perilaku material HA ketika dipanaskan. Misalnya dalam proses coating HA, mempelajari bagaimana perilaku HA pada saat dipanaskan di suhu tinggi, dibandingkan dengan suhu yang lebih rendah,” ulasnya.

Berdasarkan penelitian sebelumnya, keberadaan Mg dapat menurunkan suhu transformasi TCP, dapat menurunkan titik lebur kalsium fosfat, serta meningkatkan suhu transformasi dari beta-TCP ke alfa-TCP.

“Dari sifat rekonstruksi termal dengan fasa 0%, pada saat sebelum dipanaskan memang fasanya HA semua. Saat dipanaskan 1000 derajat celcius itu sebagian kecil tertransformasi menjadi beta-TCP dan ini tidak masalah, karena kadang diinginkan,” kata jebolan magister Material Sains UI.

Sementara itu, Kepala Pusat Riset Fotonik, Isnaeni menyampaikan agar dalam webinar ini, diharapkan akan muncul kolaborasi dan mengenal satu sama lain periset-periset di dalam ORNM maupun di luar.

“Dalam acara ini, periset, praktisi, akademisi, dan industri  kolaborasi terjalin, serta menguatkan iklim riset, sehingga riset-riset kita semakin berkembang. Tidak sendiri-sendiri risetnya,” harapnya.

“Jadi periset yang di sana bisa berkoraborasi, untuk bagian yang ini untuk riset saya, dan sebagainya. Sehingga kita terus mengadakan ORNAMAT ini sebagai sarana untuk kita sounding ke teman-teman periset sendiri khususnya, dan umumnya kepada masyarakat umum periset lain,” tutup Kepala Pusat Riset Fotonik. (hrd/ed:adl)

Tautan:

https://www.brin.go.id/news/112131/atasi-permasalahan-transplantasi-tulang-dengan-teknik-pelapisan-material-implan

Categories
Nanoteknologi & Material Riset & Inovasi

BRIN Kembangkan Riset Material untuk Implan Tulang

Tangerang Selatan – Humas BRIN. Implan tulang merupakan prosedur medis di dunia kedokteran ortopedi, yaitu mengganti bagian tulang yang cedera atau hilang dengan bahan tertentu. Di Indonesia, kebutuhan implan tulang terus meningkat, baik untuk mengobati cedera tulang karena faktor kecelakaan maupun kasus penyakit degeneratif tulang. Namun sayangnya, implan tulang di Indonesia kebanyakan masih berupa impor.

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) melalui Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material (ORNM), turut berupaya melakukan riset implan tulang. Berbagai material implan diteliti agar sesuai dengan kondisi tubuh jaringan manusia. Tujuannya agar Indonesia bisa mandiri memenuhi kebutuhan implan dalam negerinya sendiri.

Kepala ORNM – BRIN, Ratno Nuryadi menyampaikan bahwa di BRIN ada riset material kesehatan terkait dengan pengembangan material komposit pada kompatibel material, untuk alternatif material implan tulang sementara.

“Isu di kesehatan selalu cepat sekali perkembangannya. Mudah-mudahan kita bisa mengikuti perkembangan dari ilmu teknologi riset dan inovasi di bidang ini, khususnya untuk material implan tulang,” ujar Ratno dalam sebuah webinar yang bertajuk ORNAMAT seri 15, Selasa (18/10).

Peneliti dari Pusat Riset Material Maju, Iwan Setyadi menerangkan penelitian yang tengah dikembangkan yakni ‘Pengembangan Komposit Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) Bioabsorbable’ untuk Alternatif Material Implan Tulang Sementara (Temporary Bone Implant)’.

Menurut Iwan, Terdapat perbedaan antara implan permanen dan implan sementara. Implan permanen bersifat inert, tahan korosi, dan membutuhkan operasi pasca penyembuhan. Sementara implan sementara memiliki kesesuaian antara kekuatan dan laju korosi, biokompatibel, dan tanpa operasi pasca penyembuhan.

Dia mengatakan adanya paradigma dokter ortopedi untuk mengembangkan implan tulang sementara. “Hal ini menarik minat banyak peneliti, karena tidak memerlukan pelepasan pasca implantasi, setelah kesembuhan pasien yang mengalami traumatik tulang,” kata Iwan.

Untuk itulah para peneliti mengembangkan dengan menggunakan logam biodegradable, yang salah satunya adalah logam Magnesium (Mg). Dengan harapan implan ini dapat menjadi alternatif, selain implan tulang permanen berbahan bioinert (SS316L dan paduan titanium), yang selama ini digunakan.

Riset yang dilakukan Iwan berfokus pada peningkatan kemampuan Magnesium melalui pembentukan komposit berbasis Magnesium dengan penguat Carbonate Apatite (CA). “Dengan menggunakan CA sebagai penguat, memiliki keunggulan lebih mudah diserap dan tidak membentuk jaringan fibrotik dibandingkan Hydroxiapatite (HA), sehingga lebih disukai untuk penyembuhan tulang,” jelas Iwan.

Riset ini telah menghasilkan prototipe awal material berupa rod dan pelat. “Saat ini terus diupayakan bagaimana meningkatkan sifat mekanis dan memperbaiki laju degradasi Magnesium-Carbonate Apatite, dengan tetap menjaga sifat biokompatibilitaasnya melalui proses penguatan deformasi, agar dapat diaplikasikan,” urainya.

Dirinya menginformasikan kerja sama antar disiplin ilmu perlu dilakukan terutama dengan para dokter dan akademisi lainnya, untuk proses pengembangan lebih lanjut. Dalam riset ini telah terjalin kerja sama dengan Fakultas Teknik Universitas Indonesia (Departemen Teknik Mesin, dan Departemen Teknik Metalurgi dan Material) dan Fakultas Kedokteran UI (Departemen Ortopedi dan Traumatologi). (hrd/ed:adl,pur)

Sumber : https://www.brin.go.id/news/110583/brin-kembangkan-riset-material-untuk-implan-tulang