Indonesia adalah negara dengan populasi lansia yang cukup tinggi, mencapai 25 juta orang pada tahun 2019 dan meningkat seiring berjalannya waktu. Dengan tingginya populasi lansia, risiko terkena penyakit tulang osteoporosis, ostheoarthritis, dan penyakit tulang lainnya pun meningkat. Hal ini menyebabkan kebutuhan akan implan ortopedi dirasakan semakin tinggi. Dalam implant ortopedi, titanium adalah material logam yang paling banyak digunakan karena memiliki sifat mekanik yang tinggi, ketahanan korosi yang baik, dan juga sifat biokompatibilitas. Akan tetapi, penggunaan implan titanium dalam waktu panjang dapat mengalami kegagalan implan diakibatkan adanya perbedaan modulus elastisitas yang cukup besar antara titanium (110 GPa) dengan tulang (4-20 GPa).
Salah satu pengembangan aplikasi titanium sebagai implant ortopedi yang dapat dilakukan adalah dengan membentuk struktur material berpori untuk meningkatkan osseointegration (proses pelekatan tulang dengan implan). Pengembangan juga dapat dilakukan dengan meningkatkan sifat bionert (material yang tidak berpengaruh atau tidak berinteraksi dengan jaringan tubuh) menjadi bioaktif (sifat antarmuka yang memicu pembentukan ikatan antar jaringan dengan material implan). Dengan adanya sifat bioaktif pada permukaan, adhesi sel dan perumbuhan sel baru akan menjadi lebih baik. Hal inilah yang kemudian mendorong Dyah Annur untuk mengambil tema ini dalam disertasi berjudul “Pengembangan Material Titanium Berpori Dengan Menggunakan Metode Metalurgi Serbuk Dan Pelapisan Hidroksiapatit/Kitosan Untuk Aplikasi Implan Ortopedi”.
Pada penelitian ini, Dyah mengkaji pembuatan titanium berpori menggunakan metode metalurgi serbuk (powder metallurgy, PM) dengan pendekatan partial sintering dan menggunakan space holder serta dengan menggunakan spark plasma sintering (SPS), arc plasma sintering (APS), dan argon sintering. Setelah dilakukan optimasi pembentuk pori, penelitian dilanjutkan dengan modifikasi permukaan dengan pelapisan hidroksiapatit kitosan. Dilakukan karakterisasi struktur mikro dengan mikroskop optik untuk mengetahui ukuran pori dan porositas serta analisis fasa dengan X-Ray diffractometer (XRD) dilanjutkan dengan pengujian elektrokimia untuk mengetahui ketahanan korosi serta pengujian sitotoksisitas untuk mengetahui sifat biokompatibilitas.
Berdasarkan karakteristik pori yang dihasilkan, metode space holder dapat menghasilkan pori dengan persen porositas yang lebih besar serta ukuran pori yang lebih sesuai untuk implan ortopedi. Perbaikan sifat mekanik dari segi menurunkan modulus elastisitas dapat dicapai baik dengan metode partial sintering maupun space holder. Berdasarkan evaluasi pembentukan pori, spesimen T1-20 1000 yaitu titanium berpori dengan 20% berat NaCl (34% volum) memiliki potensi sebagai material titanium berpori untuk implan ortopedi Pori yang dimiliki berukuran rata-rata 282+95 μm dengan porositas 37%.
“Kekuatan mekanik yang dimiliki Ti 20 1000 sudah cukup baik (E= 4,9 GPa, Kekuatan Luluh 157 MPa) Sifat ketahanan korosi dan biokompatibilitas pun sudah cukup baik. Selanjutnya, pelapisan hidroksiapatit kitosan (HA/Kit) secara deposisi elektroforesis, (electrophoretic deposition, EPD) dengan parameter 6V-15 menit, terlihat memperbaiki sifat biokompatibilitas titanium berpori. Dengan demikian, Ti 20 1000 dengan HA/Kit 6V-15 menit memiliki potensi untuk digunakan sebagai implan ortopedi,” ujar Dyah dalam pada penghujung kesimpulan disertasinya.
“Selamat kepada Dyah Annur atas penganugerahan gelar Doktor. Dyah merupakan Doktor ke-59 dari Departemen Teknik Metalurgi dan Material serta Doktor ke 481 FTUI. Semoga hasil penelitian Dyah terkait material titanium berpori dapat dimanfaatkan untuk pengembangan implant ortopedi pori kedepannya. Penelitian ini akan sangat membantu masyarakat yang terkendala penyakit osteoporosis, ostheoarthritis, dan penyakit tulang lainnya dalam kehidupan sehari-harinya,” kata Dekan FTUI, Prof. Dr. Heri Hermansyah, ST., M.Eng.,, IPU.
Disertasi penelitian mengenai pengembangan titanium berpori untuk implant ortopedi berhasil mengantarkan Dyah Annur meraih gelar doktor pada tanggal 22 Desember 2022. Sidang Promosi ini dipimpin oleh Prof. Dr. Ir. Yanuar, M.Eng., M.Sc., dengan promotor Prof. Dr.-Ing. Ir. Bambang Suharno dan ko-promotor Sugeng Supriadi, ST., M.S.Eng., Ph.D. Sementara tim penguji terdiri dari Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil. Eng.; Dr. Ika Kartika, S.T., M.T.; Dr. Deni Ferdian, ST., M.Sc; Dr. Ir. Myma Ariati Mochtar, M.S.; dan Dr. Ir. Donanta Dhaneswara, M.Si.
***
Biro Komunikasi Publik
Fakultas Teknik Universitas Indonesia