Pengaruh wear debris dari stainless steel 316 L dengan implantasi ion dan ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) Gur 1120 terhadap jaringan tulang dan sendi lutut rattus norvegicus sp

SUHARTINI, Prof. dr. Marsetyawan HNES, M.Sc.,Ph.D

2010 | Tesis | S2 Rekayasa Biomedis

Penggantian sendi lutut dengan sendi lutut tiruan merupakan salah satu perawatan untuk mengembalikan fungsi sendi lutut yang mengalami kerusakan. Salah satu pasangan bahan yang dapat digunakan untuk sendi lutut tiruan adalah stainless steel 316 L dan UHMWPE GUR 1120. Dalam penggunaannya sebagai sendi lutut tiruan kedua bahan akan mengalami gesekan terus menerus sehingga menimbulkan partikel keausan yang disebut wear debris. Wear debris tersebar di sekitar prostesis yang dapat menimbulkan proses inflamasi. Mediator inflamasi yang terlepas dapat mengakibatkan resorbsi tulang. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh wear debris dari stainless steel 316 L dengan implantasi ion dan UHMWPE GUR 1120 terhadap jaringan tulang dan sendi. Wear debris dihasilkan dari uji keausan pada mesin jenis pin on plate unidirectional motion dengan phosphate buffered saline (PBS) sebagai pelumas. Mesin dijalankan dengan kecepatan 116,5 mm/s dan beban 180 N dengan jarak tempuh 15 km dan 30 km. Selanjutnya wear debris dimasukkan ke dalam kapsula sinovium sendi lutut Rattus norvegicus sp. Pada kelompok kontrol dimasukkan cairan PBS tanpa wear debris. Pada hari ke-3 dan hari ke-7 dilakukan dekapitasi dan dilakukan pengamatan histologis. Pengamatan dilakukan untuk menghitung jumlah sel PMN, limfosit, makrofag, osteoblas, osteoklas, dan fibroblas. Analisis statistik dengan uji Kruskal Wallis dilakukan untuk mengetahui perbedaan antar kelompok, bila terdapat perbedaan dilanjutkan dengan uji Mann Whitney. Uji keausan menghasilkan volume wear debris dan kekasaran permukaan dari stainless steel 316 L. Volume dan kekasaran permukaan meningkat dari jarak tempuh 15 km dan 30 km. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa terdapat perbedaan bermakna (p<0,05) pada jumlah sel PMN dan fibroblas antara kelompok kontrol dan kelompok perlakuan dengan wear debris 15 km dan 30 km pada hari ke-3, dan terdapat perbedaan pada jumlah osteoblas antara kelompok kontrol dan kelompok perlakuan dengan wear debris 15 km dan 30 km pada hari ke-7. Jumlah limfosit, makrofag, osteoklas tidak terdapat perbedaan bermakna (p>0,05) antara kelompok kontrol dan kelompok perlakuan dengan wear debris 15 km dan 30 km pada hari ke-3 maupun hari ke-7. Penurunan fibroblas pada kelompok perlakuan disebabkan karena adanya paparan wear debris. Berdasarkan hasil penelitian ini disimpulkan bahwa wear debris dari stainless steel 316 L dengan implantasi ion dan UHMWPE GUR 1120 berpengaruh terhadap jumlah sel PMN, osteoblas dan fibroblas.

the function of knee joints damage. Stainless steel 316 L and UHMWPE GUR 1120 are one of materials that often used. Both materials as an artificial knee joints will experience continuous friction and produce wear particles called wear debris. This debris will be scattered around the prosthesis and possibly induces inflammatory reaction. Releasing of inflammatory mediators from activated inflammatory cells can lead bone resorption. The aim of the study was to investigate the effect of wear debris of stainless steel 316 L with ion implantation and UHMWPE GUR 1120 on bone and joint tissue. Wear debris were generated from the friction test by using pin on plate unidirectional motion machine and PBS as a lubricant. The velocity of running test is 116.5 mm/s and the force is 180 N. The sliding distance of running wear test are 15 km and 30 km. Furthermore, wear debris was inserted into knee joint synovium capsule of Rattus norvegicus sp. In the control groups, knee joint synovial capsule were injected with PBS without wear debris. On third and seventh day, the animals were sacrified, the tissues were collected for histology examination, and the number of PMN cells, lymphocytes, macrophages, osteoblasts, osteoclasts and fibroblasts were determined. Statistical analysis was done by Kruskal Wallis to determine differences between groups. If there were differences, it would be continued by Mann Whitney test. The running wear test produced volume of wear debris and surface roughness of stainless steel 316 L plate. They would increase as high as distance from 15 km and 30 km. Statistical analysis showed that on day 3 there were significant differences (p<0.05) in the number of PMN cells and fibroblasts between control group and treatment group on 15 km and 30 km, and on day 7 there was a significant differences (p<0.05) in the number of osteoblasts between control group and treatment group on 15 km and 30 km. There were no significant differences (p>0.05) in the number of lymphocytes, macrophages, and osteoclasts. It can be concluded that wear debris from stainless steel 316 L with ion implantation and UHMWPE GUR 1120 on 15 km and 30 km of sliding distance affect the number of PMN cells, osteoblasts and fibroblasts.

Kata Kunci : Wear debris,Jaringan tulang,Sendi lutut,Rattus norveginus sp