Karakteristik Lapisan Biomaterial Nanokristalin Hidroksiapatit Cangkang Telur pada Cervical Lamina Plat Titanium yang dihasilkan melalui modifikasi metode deposisi elektroforesis

I GUSTI LANANG NAAW, dr. Rahadyan Magetsari, Sp.OT (K), FICS, Ph.D

2022 | Disertasi | DOKTOR ILMU KEDOKTERAN DAN KESEHATAN

ABSTRAK Latar Belakang:Implan berbasis titanium memiliki keunggulan berupa penerimaan yang baik oleh tubuh manusia, osseointegrasi yang baik, keunggulan biomekanik dan tahan terhadap korosi, sehingga menjadi implan yang umum digunakan pada prosedur orthopedi, termasuk pada tindakan cervical laminoplasty. Untuk mencapai osseointegrasi antara plat dan tulang yang ideal dan efisien, dapat dilakukan pelapisan pada cervical lamina plat titanium menggunakan nanokristalin hidroksiapatit cangkang telur. Untuk mengoptimalkan karakterisitik biomaterial pada ketebalan lapisan, kuat lekat lapisan, dan sifat permukaan lapisan nanokristalin hidroksiapatit cangkang telur, dapat dilakukan modifikasi metode deposisi elektroforesis dengan proses pengulangan pelapisan dan proses sandblasting atau tanpa sandblasting. Metode:Enam cervical lamina plat titanium dibagi ke dalam dua kelompok: sandblasting dan tanpa sandblasting, yang masing-masing terdiri atas tiga plat yang dilapisi dengan nanokristalin hidroksiapatit cangkang telur dengan pengulangan 3, 5, dan 7 kali pelapisan. Dilakukan pemeriksaan dengan scanning electron microscope untuk menilai ketebalan lapisan, ukuran aglomerat serta porositas lapisan dan uji EDX untuk mengetahui konsistensi karakteristik HA. Uji water contact angle dilakukan untuk menilai sifat hidrofilik dari permukaan lapisan nanokristalin hidroksiapatit cangkang telur. Selanjutnya dilakukan uji gores untuk mengevaluasi kuat lekat lapisan. Analisis univariat dan bivariat lalu dilakukan untuk mendapatkan data tendensi sentral, normalitas distribusi data, serta menguji hipotesis. Hasil dan Diskusi:Pada uji ketebalan lapisan didapatkan perbedaan bermakna pada pengulangan pelapisan 5 kali (p=0,026) dan 7 kali (p=0,033) yang menunjukkan bahwa proses sandblasting memberikan efek pada kekuatan pelapisan nanokristalin hidroksiapatit pada pengulangan pelapisan 5x dan 7x. Proses sandblasting tidak menunjukkan perbedaan bermakna pada semua pengulangan pelapisan terhadap ukuran aglomerat maupun ukuran porositas. Proses sandblasting membantu menghasilkan kedalaman gores yang lebih tinggi setelah uji gores pada pengulangan pelapisan 5 kali (p=0,026) dan 7 kali (p=0,033). Kesimpulan:Modifikasi metode deposisi elektroforesis mempengaruhi karakteristik permukaan implan, termasuk porositas, ukuran aglomerat, hingga sifat hidrofilik. Kata kunci: Cervical lamina plat titanium, deposisi elektroforesis, hidroksiapatit, sandblasting

ABSTRACT Background:Titanium-based implants possess several advantages, namely being well accepted by the human body, good osseointegration, biomechanical advantages and resistance to corrosion, making them the commonly used implants in orthopedic procedures, including cervical laminoplasty. To achieve an ideal and efficient osseointegration between plate and bone, coating of the cervical lamina titanium plate using eggshell-derived nanocrystalline hydroxyapatite can be performed. To optimize the characteristics of the biomaterial on the thickness, adhesive strength, and surface properties of the coating, modification in electrophoretic deposition method can be done by repeating the coating process with or without additional sandblasting. Methods:Six cervical lamina titanium plates were divided into two groups: sandblasting and non-sandblasting, each consisting of three plates coated with eggshell-derived nanocrystalline hydroxyapatite with 3, 5, and 7 repetitive coating times. Visualization of the plate surface was carried out using scanning electron microscope to assess coating thickness, agglomerate size and coating porosity, as well as an EDX test to determine the consistency of hydroxyapatite characterization. The water contact angle test was carried out to assess the hydrophilic nature of the surface of eggshell-derived nanocrystalline hydroxyapatite coating. Additionally, a scratch test was also performed to evaluate the adhesive strength of the coating. Univariate and bivariate analysis were then carried out to measure central tendency, normality of data distribution, and to test the hypotheses. Results and Discussion:Test on coating thickness revealed significant differences in the 5 times (p=0.026) and 7 times (p=0.033) coating repetitions which indicate that the sandblasting process influenced the coating strength of nanocrystalline hydroxyapatite at 5x and 7x coating repetitions. The sandblasting process did not show significant differences in all coating repetitions on the size of agglomerate and porosity. The sandblasting process also helped to produce a higher scratch depth at 5 times (p=0.026) and 7 times (p=0.033) coating repetitions. Conclusion:Modification of electrophoretic deposition process affects the surface characteristics of the implant, including porosity, agglomerate size and hydrophilic properties. Keywords: cervical lamina titanium plate, electrophoresis deposition, hydroxyapatite, sandblasting

Kata Kunci : Kata kunci: Cervical lamina plat titanium, deposisi elektroforesis, hidroksiapatit, sandblasting