PENGARUH KONSENTRASI PROTEIN PADA PELUMAS TERHADAP KEAUSAN UHMWPE OLEH STAINLESS STEEL316L DENGAN IMPLANTASI ION NITROGEN UNTUK APLIKASI SENDI LUTUT TIRUAN

Darmanto, Ir. Rini Dharmastiti, M.Sc. Ph.D., IPM. ASEAN. Eng

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Polimer Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) telah digunakan secara luas sebagai komponen tibial berpasangan dengan titanium alloy, stainless steel, cobalt chrom alloy dan ceramic sebagai komponen femoral pada sendi lutut tiruan. Stainless steel memiliki ketahanan korosi dan bio compatibility yang baik dan harganya relatif lebih murah dibandingkan yang lain. Bovine Serum(BS) digunakan sebagai pelumas karena memiliki karakter yang mirip dengan synovial fluid (pelumas sendi). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi protein dalam BS sebagai pelumas pada sendi lutut tiruan terhadap keausan UHMWPE yang bergesekan dengan stainless steel. Penelitian ini menggunakan UHMWPE, stainless steel(SS) 316L yang diimplantasi dengan ion nitrogen dengan energi 100 KeV, arus 100 ?A, waktu implantasi 90 menit dan SS 316L tanpa implantasi sebagai pembanding. Sebagai pelumas digunakan BS yang telah dicampur dengan sodium azide(NaN3) 0,2% - 0,3% g/l sebagai anti bakteri. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi protein 30 g/l, 40 g/l dan 50 g/l untuk SS 316L yang diimplantasi, sedangkan yang tanpa implantasi konsentrasi proteinya 30 g/l. Variabel tetap yang digunakan kecepatan 70 mm/s, beban 180 N, jarak tempuh 90 km, mesin yang digunakan undirectional pin on plate. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa perbedaan konsentrasi protein (30 g/l, 40 g/l dan 50 g/l) terhadap keausan UHMWPE oleh SS 316L dengan implantasi ion nitrogen tidak menunjukan adanya perbedaan yang signifikan (6,59491 x 10-8 mm3/Nm). Sedangkan pada SS 316L tanpa implantasi menunjukan peningkatan faktor keausan UHMWPE sebesar 100% (=1,31898 x 10-7 mm3/Nm)

Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) is commonly used as a tibial component paired with titanium alloy, stainless steel, cobalt chrom alloy and ceramic as a femoral component in knee replacemet applications. Stainless steel used as biomaterial because resistance corrosion, bio-compatibility and cheaper more than others. Bovine serum (BS) used as lubricant because the same charateristcs with synovial fluids. This research aim to observe the influence of protein concentration in BS as lubricant on knee replacement application on the wear mechanism of UHMWPE which was rubbed against stainless steel. This research used UHMWPE, Stainless steel (SS) 316L which was nitrogen based-ion implantation to 100 KeV energi, 100 μA current, 90 minutes long time, and non implantation by contrast. The BS used lubricant mixed with sodium azide (NaN3) 0,2% - 0,3% g/l like ant bacteria. Wear testing varied 30 g/l, 40 g/l and 50 g/l protein concentration on nitrogen based-ion implantation SS 316L, whereas only 30 g/l for non implantation. The experiment was tested with Pin on Plate Undirectional Reciprocating Movement machine with loading applied 180 N , 70 mm/c velocity and 90 km long distance. The result shows that variation of protein concentration (30 g/l, 40g/l and 50 g/l) to wear of UHMWPE by nitrogen based – ion implantation SS 316L is not significant difference (6,59491 x 10-8 mm3/Nm).Whereas the non Implantation SS 316L shows increasing wear factor 100% (=1,31898 x 10-7 mm3/Nm).

Kata Kunci : UHMWPE, SS 316L, Bovine serum, implantasi ion, faktor keausan