ppt biomaterial
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
1/21
THE FABRICATION AND BIOCHEMICAL
EVALUATION OF ALUMINA REINFORCED
CALCIUM PHOSPHATE POROUS
IMPLANTS
Youn-Ki Jun, Wan Hee Kim, Oh-Kyeong Kweon, Seong-
Hyeon Hong
Dipresentasikan Oleh :
1.Auliyaun Nisak 240301121301162.Ustera Octovindra W 24030112130128
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
2/21
INTRODUCTION
Kalsium fosfat menjadi perhatian besar sebagai implan tulang selama
dekade ini karena bersifat : biokompatibilitas, bioaktivitas danosteoconduction. Kalsium fosfat yang banyak digunakan sebagai
biokeramik adalah : HAp {Ca10!"#$%"H$&' dan ()*C! { Ca+!"#$&'
HAp mirip dengan bagian anorganik dari matriks tulang dan stabil pada
body fluid sedangkan *C! -ukup soluble dan digunakan sebagai bio-
cements atau bone fillers.Keramik)keramik tersebut digunkan dalam
berbagai bentuk yaitu berpori, granular dandense.
Keramik kalsium fosfat berpori sangat efektif dalam mensubstitusi danmeregenerasi kerusakan tulang Kesesuaian porositas dan bioaktivitas
dalam pertumbuhan jaringan tulang untuk men-apai penggabungan
yang lengkap dengan living bones.
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
3/21
.alam penelitian ini :
Alumina reinforced calcium phosphate porous bodiesdibuat untuk
meningkatkan kekuatan mekanik dan menjaga bioaktivitasnya
Alumina porous bodies dibuat menggunakan sponge poliuretan dan
dua kalsium fosfat Hap dan ()*C! $, dilapisikan pada substrat
alumina berpori
!arameter yang diamati
1 Kekuatan tekan dari struktur pori nya
& /ji in)vitro dan in)vivo untuk melihat bioaktivitas dan sifat
osteoconduction
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
4/21
MATERIAL DAN METODE
1 intesis kalsium fosfat Hap dan ()*C! $
a etode : -o)presipitasi menggunakan Ca2"+$H&" dan
2H#$&H!"#dengan rasio Ca3! dan pH larutan
b etelah presipitasi, larutan disimpan didalam 4ater bath pada suhu
#00C atau 500C selama jam
- 6ndapan yang dihasilkan kemudian disaring dan dikeringkan
pada suhu 1000C selama jam
d Hasil serbuk kalsium fosfat dikarakterisasi menggunakan 78. dan
9*8 serta C!)A6 untuk menentukan rasio Ca3! serbuk kalsium
fosfat$
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
5/21
& !orous mplants
Alumina reinforced calcium phosphate porous bodiesdibuat melalui & tahap yaitu :
a pembuatan alumina porous body
b pelapisan kalsium fosfat HAp dan ()*C! $ pada alumina porous bodies
. Alumina porous body dibuat dengan mengisi polyurethane #; ppi$ dengan adukan
alumina yang terdiri dari serbuk alumina, trietilfisfat dispersant$, polivinil butiral
binder$ dan etanol solven$
. etelah kering,sponge yang sudah diisidi panaskan untuk menghilangkanstrutspolimer
pada %000C selama 1 jam kemudian disinteringpada suhu 1%000C selama & jam
. !elapisan dilakukan dengan variasi porositas
.
!elapisan keramik kalsium fosfat dilakukan dengan beberapa -ara dengan mengisialumina porous body dengan HAp atau ()*C!
. /ntuk HAp atau ()*C!, endapan kalsium fosfat di kalsinasi pada 5000C selama & jam
dengan dispersant, binder, dansolven yang sama dengan alumina
. Sinteringuntuk Hap dilakukan pada suhu 1+000C selama + jam sedangkansinteringpada
()*C! dilakukan pada suhu 11000C selama + jam
. !orositas spesimen ditentukan oleh ukuran berat dan dimensinya /kuran poridiperkirakan dari gambar 6
. /ntuk uji mekanik, spesimen dimasukan dalam mesin dengan bar persegi panjang dan
dimensi 10?10?&; mm+ dengan bagian permukaan atas dan ba4ah dari bar disusupi
dengan epo?y untuk meminimalkan efek tepi
. Kekuatan tekan diukur dengan /niversal *esting a-hine /*$ dengan ke-epatan 0;
mm3menit
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
6/21
+ /ji se-ara n vitro
Alumina reinforced calcium phosphate porous bodies direndam
dalam larutan 8inger @arutan Hartmann, Cheil edang, Korea$
erbuk HAp dan *C! yang sudah dikalsinasi juga di rendam
dalam larutan kemudian dibandingkan
etelah perendaman 1 g dari serbuk berpori dalam ;0 ml larutan
8inger dalam jangka 4aktu yang sudah ditentukan kemudian
komposisi larutan dianalisis menggunakan C!)A6 !erubahan fase sampel yang direndam selama perendaman dapat
ditentukan dengan menggunakan 78. dan 9*)8
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
7/21
# /ji se-ara n vivo
mplan yang dihasilkan berbentuk silinder dan berpori diameter % mm dan
panjang 1& mm$Ada empat kelompok implanB H, A, HC, dan AC
Keterangan : A : mplan Alumina reinfor-ed Hap dengan porositas 50>
H : mplan HAp berpori dengan porositas 50>
: umsum tulang
C : *ulang -an-ellous
HC : mplan H ditanamkan pada umsum tulang dan *ulang -an-ellousAC : mplan A ditanamkan pada umsum tulang dan *ulang -an-ellous
ebuah !endekatan -raniomedial dilakukan untuk mengekspos diaphysis dari
tulang lengan *ulang lengan antara radialis ekstensor karpi dan otot)otot
ekstensor digital lateral dipotong 1,& -m dengan tulang berosilasi mplan siap dimasukkan ke dalam kerusakan dan kemudian ditetapkan dengan
plat kompresi dinamis dan sekrup etelah penutupan jaringan lunak, kemudian dilakukan pembalutan mplan ini dipanen pada # dan 5 minggu setelah implantasi
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
8/21
7)ray absorptiometry dengan energi +; dan %; kD digunakan untuk
mengukur kepadatan mineral tulang .$ dari tulang lengan
-anning dilakukan pada aspek lateral tulang lengan yang dioperasikan
dengan ke-epatan pemindaian ;0 mm3s, dan ketebalan sli-e adalah 1 mm
*iga daerah dari interest 8"$ yang dianalisis: implan berpori 8"&$,proksimal 8"1$ dan distal diaphysis 8"+$ dari tulang lengan
oft4are komersial digunakan untuk menentukan densitytulang radiografi
dari tiga 8" . dari setiap sampel diukur ; kali
/ntuk pemeriksaan histologis, spesimen ditetapkan pada 10> denganbuffer formalin, dan dekalsifikasi dalam larutan de-al-ifying larutan
!lank)8y-hlo$, dan di4arnai dengan hemato?ylin dan eosin H E 6$ untuk
pemeriksaan mikroskopis optik
Analisis 78. dilakukan pada permukaan datar implan yang dibedah
membujur
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
9/21
RESULT AND DISCUSSION
Hasil 78. tersebut sesuai dengan
-ontoh yang telah dipublish untuk
HAp dan ()*C!
erbuk HAp dipreparasi dengan
kalsinasi pada 1+000C dan
diendapkan pada pH 11 dan disimpan
pada 500C selama jam
erbuk *C! dipreparasi dengan
kalsinasi pada 11000C dan
diendapkan pada pH
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
10/21
Hasil 9*8 tidak ditunjukkan$, pada serbuk HAp terdapat absorpsi
"H pada bilangan gelombang %+# dan +;%= -m)1
8asio Ca3! pada serbuk HAp yaitu 1,%= dimana rasio tersebut lebih
besar dari stoikiometri HAp yaitu 1,%
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
11/21
pesimen dikeraskan sintered$ pada 1%000C selama & jam Faktu pelapisan dan
sintering digunakan untuk mengontrol porositas Kerangka alumina terbentukdisekitar sponge polyurethane
Hasil 6 alumina porous bodies dengan berbagai porositas
!orositas =#>, ukuran pori G1000m dan ketebalannya G100m
Hal ini menunjukkan bah4a pori berbentuk sperik dan
terhubung sempurna dengan jarak G %00m
etelah pelapisan ; kali, spesimen memiliki porositas ,
ukuran pori G500m dan ketebalannya &;0m
!orositas spesimen berkurang menjadi 5+> dan ketebalan
meningkat seiring peningkatan 4aktu pelapisan
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
12/21
Hasil kekuatan mampat dari alumina porous bodies
2ilai kekuatan mampat setelah pelapisan pertama
sebesar 0,; !a Kekuatan meningkatn siring
penurunan porositas dan men-apai G11 !a pada
porositas setelah ; kali pelapisan$
!ada penelitian sebelumnya, kekuatan mampat dari HAp porous bodies berkisar
antara 0,+)+,+ !a pada porositas =;)%;> Kuat mapat dari HAp porous bodies
dengan porositas tinggi I50>$ dibuat dengan metode lain, yaitu sebesar G 1 pa
Hal ini menyatakan bah4a kekuatan mampat se-ara signifikan meningkat dengan
penggunaan alumina pada porositas yang hampir sama
/ntuk pelapisan kalsium fosfat, dipilih spesimen dengan
porositas 5+> setelah + kali pelapisan$ , dimana
memiliki kekuatan mampat sebesar G% pa dan antar
pori yang terhubung dengan baik
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
13/21
!orositas HAp atau *C! terlapis sebesar G50> dan memiliki morfologi yang mirip
dengan alumina porous body Antar porinya terhubung dengan baik dan ukuranporinya G 500m, serta kekuatan mampatnya G%!a
Akibatnya, kalsium fosfat yang telah dilapisi tidak meningkatkan kekuatan dari porous
bodies
!ada gambar #C, patahan permukaan HAp)-oated alumina menunjukkan bah4a
alumina struts hampir semuanya terlapisi oleh HAp dan lapisan)lapisan HAp
melekat dengan baik pada substrat alumina
Hasil 6 dari HAp atau *C! yang telah dilapisi alumina porous bodies
!elapisan dan sinteringdilakukan berulang
kali yaitu sebanyak +
kali, dimana
meningkatkan adhesi
antara kalsium fosfat
HAp dan *C!$
dengan alumina
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
14/21
n Ditro *est dalam larutan 8inger$
!ada grafik tersebut konsentrasi Ca&Jdan !"#+),meningkat dia4al tetapi untuk selanjutnya ada yang
menurun maupun meningkat setelah + hari
!elepasan Ca&Jdan !"#+)dari serbuk *C! lebih besar
dibandingkan dengan HAp
Konsentrasi Ca&Jyang terlepas dari HAp yang
terlapisi porous body lebih besar dari *C! yang
terlapisi porous body dan lebih banyak !"#+)yang
terlepas dari porous bodies daripada po4ders
Hasil ini menunjukkan bah4a keramik kalsium fosfat
mengalami interaksi kimia dengan alumina selama
proses pelapisan
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
15/21
erdasarkan data 78. dari HAp terlapis
alumina menunjukkan adanya senya4a lain
selain alumina dan HAp yang teridentifikasisebagai )*C!
)*C! diketahui memiliki kelarutan yang lebih
besar dibandingkan dengan HAp dan ()*C!
erarti, HAp bereaksi dengan alumina pada
antarmuka HAp3alumina selama proses
pemanasan dan beberapa HAp terdekomposisi
menjadi )*C!
@aju pelarutan dissolution$ dari HAp terlapis
alumina porous body yang lebih tinggi dapat
dikaitkan dengan pembentukan )*C!
!ada data tersebut tidak ada perubahan pada ()
*C! terlapis alumina porous body
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
16/21
n Divo *est
Group H (mplan HAp
berpori$
Implan yang dipanen pada 4 minggu dari tulang lengan
Group A (mplan Alumina
yang diperkuat HAp$
Group HBC Group ABC.
.alam Lroup H dan A,
interfa-e antara implan dan
tulang host dapat dibedakandan struktur berpori asli dari
implan jelas terlihat
edangkan dalam Lroup
HC dan AC, interfa-e
sulit dibedakan dan implandapat terisi yang ditandai
dengan keburaman dan
material yang amorf, yang
menunjukkan pembentukan
tulang baru lainnya dalamimplan
etelah 5 minggu, implan lebih konsolidasi dan interfa-e antara implan
dan tulang yang sulit untuk dibedakan pada semua group
umsum tulang dan tulang -an-ellous dapat memper-epat
pembentukan tulang baru dalam implan
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
17/21
. >$ dari implan pada # dan 5 minggu setelah implantasi
*anpa sumsum tulang dan tulang
-an-ellous, . group A sedikit lebih
tinggi dari group Hedangkan dengan adanya sumsum
tulang dan tulang -an-ellous, .
meningkat se-ara signifikan . di
group HC lebih besar dari pada yang lain
eskipun implan H dan A memiliki porositas 50>, namun selama
proses sintering hidroksiapatit lebih singkat dari pada alumina, yang
mengakibatkan ukuran pori yang lebih ke-il di implan H Hal inimenunjukkan bah4a luas permukaan implan H lebih besar dari implan A,
dan implan H memiliki lebih banyak ruang untuk sumsum tulang dan
tulang kanselus sehingga dapat membentuk tulang baru yang diakibatkan
oleh nilai . yang tinggi
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
18/21
Gambar histologis group H dan HBC
Group H setelah 4
minggu
Group H setelah 8
minggu
Group HBC setelah
4 minggu
Group HBC setelah8 minggu
Lambar histologis digunakan untuk
memeriksa respon jaringan terhadap
implan dengan dan tanpa sumsum tulang
dan tulang -an-ellous daerah putihditandai oleh panah adalah struts dari
implan dan daerah merah adalah jaringan
menyusup dan tulang diregenerasi
matriks
Pada group H, infiltrasi dari jaringanfibrosa dan sejumlah kecil matriks
tulang yang ditemukan di pori-pori
keramik pada 4 minggu. Setelah 8 minggu, matriks tulang
meningkat dan interface antara
tulang dan implan memilikikontinuitas.
Pada group HBC, tulang matriks dan osteosit mengisi
interface antara tulang dan implan pada 4 minggu. Setelah 8 minggu, group HBC memiliki kandungan mineral
yang lebih padat dari group H
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
19/21
!ola 78. permukaan flat dari implan yang dipanen
pada # dan 5 minggu
Lambar A : pola 78. group HC khas
untuk hydro?yapaptite diamati # minggusetelah implantasi dan tetap hampir sama
di 5 minggu !eak HAp ini sesuai dengan
HAp asli implan dengan tulang yang baru
terbentuk
Lambar : peak terbesar group ACterletak pada &%o dan +&o mun-ul di #
minggu bersama dengan pun-ak untuk
alumina Lambar C : etelah 5 minggu implantasi,
intensitas peak ini meningkat lebih lanjut
dan pola 78. menjadi sangat dekat
dengan yang ada pada tulang lengan itu
sendiri gambar .$ hal ini berarti bah4a
pembentukan tulang baru yang mirip
se-ara alami
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
20/21
KESIMPULAN
mplan berpori dengan osteokunduksi yang baik dan kekuatan mampat yang besar dihasilkan
dengan melapisi keramik kalsium fosfat HAp dan *C!$ kedalam alumina porous bodies
erbagai teknik pelapisan dibuat untuk mengontrol porositas alumina porous bodies dan
meningkatkan adhesi antara lapisan substrat alumina dengan kalsium fosfat
!orous implan memiliki kekuatan tekan G%!a pada porositas 50> dan antar pori terhubung
dengan -omplete !engujian pada larutan 8inger menunjukkan ion Ca&J lebih banyak
terlepas dari HAp terlapis porous body daripada *C! terlapis porous body, dimana
dihubungkan dengan pembentukan )*C! pada antarmuka HAp3alumina selama proses
pemanasan
Hasil pengukuran . dan pengamatan histologi menunjukkan ba4a implan HAp terlapis
alumina porous body memiliki kemiripan bioaktivitas dan sifat osteo-ondu-tion dengan
HAp porous implan Hal tersebut juga mengkonfirmasi bah4a sumsum tulang dan
-an-ellous bone memper-epat pembentukan tulang baru pada implan berpori
!erlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk membandingkan sifat)sifat biokimia antara
implan HAp dan *C! yang terlapis alumina porous body
-
7/24/2019 Ppt Biomaterial
21/21
*68A KAH