PENGEMBANGAN PROSES MANUFAKTUR BONE SCAFFOLD BERBASIS BIO-KERAMIK HIDROKSIAPATIT

Scaffold bio-keramik Hidroksiapatit (HA) telah dibuat menggunakan metode space holder dengan cara dan tahapan manufaktur yang dikembangkan khusus, dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatan scaffold pada porositas yang tetap tinggi. Untuk tujuan ini, ada tiga tahapan kajian awal dilakukan secara sistematis. Tahapan pertama menemukan penambahan jumlah optimal pemakaian polyvinyl alcohol (PVA) sebagai binder, sehingga dapat meningkatkan relative density dan kekerasan dari HA. Tahapan kedua menghasilkan rasio campuran antara serbuk HA berukuran mikron dengan nano, sehingga berhasil meningkatkan nilai compressive strength dengan sangat signifikan. Tahapan ketiga menemukan optimalisasi temperatur sintering pada serbuk HA yang dicampur antara ukuran mikron dan nano dengan tetap mempertahankan kekuatan sintered body HA yang tinggi. Tahap keempat adalah pengembangan proses manufaktur dari bone scaffold. HA komersil disiapkan dengan ukuran mikron dan nano yang dicampur berbentuk slurry dengan PVA dan ethanol, kemudian dikeringkan untuk menghilangkan kandungan ethanol. HA yang mengandung PVA ditambahkan polymethyl methacrylate (PMMA) secara bervariasi sebagai material pembuat pori-pori, bertujuan mendapatkan persentase porositas yang dibutuhkan. Green body dipersiapkan dengan proses uniaxial pressing pada tekanan 200 MPa. Proses sintering dilakukan dengan pemanasan awal 700oC dengan holding time 1 jam untuk menghilangkan PVA dan PMMA, kemudian temperatur dinaikkan sampai 1200oC dengan holding time 3 jam. Heating dan cooling rate dipertahankan 5oC/menit selama proses sintering. Scaffold HA dikarakterisasi sifat fisik diantaranya pengujian fasa dengan X-ray diffraction (XRD), pengamatan struktur mikro dengan scanning electron microscopy (SEM), uji linear shrinkage, pengukuran pori-pori, dan uji porositas. Sifat mekanik scaffold HA dianalisa dengan pengujian compressive strength. Hasil pengujian diperoleh bahwa scaffold HA telah memenuhi syarat kualitas yaitu dengan compressive strength 2,2 MPa pada porositas 65,6% dan ukuran pori-pori 126-385 µm. Interkoneksi antara pori-pori sudah terbentuk yang dibuktikan dari hasil pengamatan dengan SEM dan uji ‘translucent method’ yang dikembangkan pada penelitian ini. Hasil akhir dari scaffold hanya terdiri dari fasa HA, sedangkan PVA dan PMMA habis terbakar pada saat proses sintering, dan scaffold HA ini sudah teruji bersifat tidak beracun (non-toxic) sehingga aman untuk tubuh