proposa l dana its tahun 2020

PROPOSAL

PENELITIAN KEMITRAAN

DANA ITS TAHUN 2020

Produksi Hip Joint Prosthesis berbasis CoCrMo Alloy dengan Investment Casting dalam

rangka mencapai TKD

Tim Peneliti:

Yuli Setiyorini, ST., MPhil., PhD. Eng (Teknik Material dan Metalurgi/F.Indsys/ITS)

Sungging Pintowantoro, ST., MT., PhD (Teknik Material dan Metalurgi/F.Indsys/ITS)

Fakhreza Abdul, ST., MT (Teknik Material dan Metalurgi/F.Indsys/ITS)

DIREKTORAT PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2020

i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI.............................................................................................................................. i

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... iii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................... iv

BAB I RINGKASAN ............................................................................................................... 1

BAB II LATAR BELAKANG ............................................................................................... 3

II.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 2

II.2 Tujuan Khusus......................................................................................................... 6

II.3 Urgensi Riset ........................................................................................................... 6

BAB III TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................ 7

III.1 Peta Jalan ............................................................................................................... 7

III.2 Tulang .................................................................................................................. 10

III.3 Biomaterial ........................................................................................................... 10

III.4 Hidroksiapatit dan Chitosan ................................................................................. 13

III.5 Sambungan Tulang Pinggul ................................................................................. 14

III.6 Cemented Artificial Hip Joint .............................................................................. 17

III.7 Cementless Artificial Hip Joint ............................................................................ 18

III.8 Kegagalan Pada Artificial Hip Joint .................................................................... 20

III.9 Investment Casting............................................................................................... 20

III.10 Finite Element Analisis ...................................................................................... 20

III.11 Penelitian Sebelumnya ....................................................................................... 22

BAB IV METODE RISET .................................................................................................... 23

IV.1 Tahapan Penelitian............................................................................................... 23

IV.2 Anggota Tim Riset ............................................................................................... 27

BAB V JADWAL ................................................................................................................... 28

BAB VI DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ v

BAB VII LAMPIRAN ............................................................................................................ vi

ii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Penjelasan aktivitas dan luaran yang dihasilkan pada tiap tahap roadmap ............... 9

Tabel 3.2 Kandungan Mineral pada Tulang Manusia ............................................................. 10

Tabel 3.3 Sifat Mekanik Tulang Manusia ............................................................................... 10

Tabel 3.4 Sifat Mekanik Material Logam ............................................................................... 12

Tabel 3.5 Perbandingan Beberapa Material Implan Prostesis................................................. 12

Tabel 3.6 Batas Toxicity ......................................................................................................... 13

Tabel 3.7 Sifat Mekanik Hidroksiapatit .................................................................................. 14

Tabel 3.8 Karakteristik Chitosan ............................................................................................. 14

Tabel 4.1 Input dan Output pada Analisa Permodelan............................................................ 24

Tabel 4.2 Input dan Output pada Analisa Transient Thermal ................................................. 25

Tabel 4.3 Anggota Tim Riset .................................................................................................. 27

Tabel 5.1 Jadwal Penelitian ..................................................................................................... 28

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kerangka Tulang Pada Manusia ........................................................................... 3

Gambar 2.2 Perbandingan Tulamg Normal dan Osteoporosis ................................................. 4

Gambar 2.3 Data Osteoporosis ................................................................................................. 5

Gambar 3.1 Peta Jalan .............................................................................................................. 9

Gambar 3.2 Tulang Paha ........................................................................................................ 11

Gambar 3.3 Design metal-on-metal (MoM) Implan .............................................................. 12

Gambar 3.4 Hip Joint Normal dan yang Mengalami Arthritis ............................................... 14

Gambar 3.5 Struktur Tulang ................................................................................................... 15

Gambar 3.6 Perbandingan Hip Joint normal dan arthritis ...................................................... 16

Gambar 3.7 Pemotongan Tulang Femur dan Pemasangan AHP............................................ 16

Gambar 3.8 Pemotongan Tulang Femurdan Pemasangan AHP............................................. 17

Gambar 3.9 Cemented AHP ................................................................................................... 18

Gambar 3.10 Cementless AHP ............................................................................................... 18

Gambar 3.11 Kegagalan Pada AHP ....................................................................................... 19

Gambar 3.12 Skema Investment Casting ............................................................................... 20

Gambar 3.13 Hasil Simulasi dengan Software ANSYS......................................................... 22

Gambar 4.1 Design Artificial Hip Joint ................................................................................. 23

Gambar 4.2 Simulasi Artificial Hip Joint dengan ANSYS 2019 ........................................... 23

Gambar 4.3 Geometri dan desain Artificial Hip Joint............................................................ 24

Gambar 4.4 Diagram Alir Tahun Pertama ............................................................................. 26

Gambar 4.5 Diagram Alir Tahun Kedua ................................................................................ 27

iv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Biodata Tim Peneliti ............................................................................................ vi

Lmapiran 2 Surat Pernyataan Kesediaan Anggota Tim ........................................................... x

Lampiran 3 Surat Komitmen Peneliti Luar ITS ...................................................................... xi

1

BAB I

RINGKASAN

Tulang adalah organ dengan struktur kaku dan keras yang membentuk kerangka

manusia dan merupakan salah satu bagian dari tubuh manusia yang sangat vital peranannya.

Tulang memiliki beberapa fungsi antara lain sebagai alat gerak pasif penopang tubuh, proteksi,

mendasari gerakan, homeostasis mineral (penyimpanan dan pelepasan) dan memproduksi sel

darah.[1] Tulang manusia dapat mengalami beberapa masalah seperti penurunan kekuatan

(Osteop1orosis), terkena penyakit seperti kanker tulang dan arthritis, serta tulang manusia juga

dapat mengalami kehancuran karena kecelakaan atau benturan yang keras. Untuk kasus-asus

tersebut maka alternatif pengobatan yang diberikan kepada pasien adalah dengan mengantikan

tulang buatan (bone replacement) yaitu pemasangan implan (implantation) pada tubuh.

Pemilihan material implant sangatlah penting khususnya pada lokasi joint, seperti hip

prosthesis joint (tulang panggul), knee joint (tulang lutut), shoulder joint (tulang bahu) dan

spinal (tulang belakang). Pada lokasi joint sangat membutuhkan material yang memiliki

kekuatan (strength) dan ketahan gesek (wear resistance) yang bagus. Oleh karenanya produk

hip prosthesis joint yang akan dibuat pada penelitian ini akan menggunakan CoCrMo alloy.

Pemilihan CoCrMo alloy berdasarkan pada keunggulan ketahanan gesek yang cukup bagus

jika dibandingkan dengan stainless steel dan titanium alloy.

Selain itu design implant hip prosthesis joint juga sangat berpengaruh terhadap hasil

treatment pasien. Model metal-on-metal (MoM) yaitu tanpa menggunakan semen tulang

(cementless) lebih cocok untuk diaplikasikan pada pasien berumur muda yang memiliki

mobilitas tinggi dalam aktivitas. Sedangkan model MoM dengan menggunakan semen tulang

lebih sesuai untuk pasien usia lanjut, dimana aktivitas mobilitasnya tidak terlalu tinggi. Model

MoM dengan material yang sama (femur dan acetabular) dipilih dengan alasan untuk

mencegah korosi dalam tubuh menjadi parah. Disamping itu, MoM juga dipilih sebagai

pertimbangan untuk mengantikan partikel release dari acetabular yang berbahan ceramic atau

polymer akibat gaya gesek. Geometries design juga sangat memegang peranan penting pada

proses penyembuhan dan kenyamanan pasien. Smart geometries sangat diperlukan untuk

mengurangi berat implant akibat densitas alloy, tanpa mengabaikan mechanical properties

implant dalam menerima beban. Oleh karenanya semua ini harus di simulasikan terlebih dahulu

sebelum proses manufacturing.

Investment casting dipilih sebagai alternative dalam proses manufacturing implant. Hal

ini dikarenakan untuk mengurangi ketergantungan bahan baku import yaitu berupa wrought

CoCrMo alloy dari proses cast forging. Selain itu, investment casting juga memiliki

keunggulan untuk dapat menghasilkan permukaan yang lebih halus. Untuk menunjang

kesuksesan dalam proses manufacturing, maka diperlukan simulasi casting terlebih dahulu.

Kegiatan penelitian ini dilakukan dalam upaya mewujudkan kemandirian mendesign,

mengembangkan material implant hip prosthesis joint, memproduksi dan memenuhi

permintaan kebutuhan implant yang tergantung terhadap produk import. Penelitian ini

diusulkan untuk dilaksanakan selama 2 tahun. Dimana pada tahun pertama bertujuan untuk

menentukan desain dan mengembangkan material CoCrMo alloy kemudian membuat

prototype untuk dilakukan uji coba. Pada tahun kedua dilakukan mulai dilakukan

2

manufacturing dengan pengembangan dan variasi design berdasarkan umur pasien (variasi

ukuran dan bentuk)

Kata Kunci: Artificial Hip Joint, Biocompatibilty, Finite Element Analisis, Desain, Tulang

3

BAB II

LATAR BELAKANG

II.1 Latar Belakang

Tulang adalah organ dengan struktur kaku dan keras yang membentuk kerangka

manusia dan merupakan salah satu bagian dari tubuh manusia yang sangat vital peranannya.

Tulang memiliki beberapa fungsi antara lain sebagai alat gerak pasif penopang tubuh, proteksi,

mendasari gerakan, homeostasis mineral (penyimpanan dan pelepasan) dan memproduksi sel

darah. Tulang bersifat dinamis dan terus berubah sesuai dengan stimulus dari lingkungan.

Beberapa tulang dapat menyatu dan membentuk tulang yang lebih kuat seperti yang terjadi

pada masa pertumbuhan (bayi memiliki 300 tulang, sementara dewasa hanya 206 tulang).

Selain itu, tulang juga dapat membesar atau mengecil, menebal atau menipis, atau menguat jika

dibutuhkan. [1] Gambar 2.1 memperlihatkan berbagaimacam kerangka tulang pada manusia.

Gambar 2.1 Kerangka Tulang pada Manusia [1]

Tulang manusia dapat mengalami beberapa masalah seperti penurunan kekuatan,

terkena penyakit seperti kanker tulang dan arthritis, serta tulang manusia juga dapat mengalami

kehancuran/kerusakan karena kecelakaan atau benturan yang keras. Osteoporosis

adalah masalah pengeroposan dan penurunan kepadatan massa tulang secara berkelanjutan.

Bagian dalam tulang yang sehat normalnya tampak memiliki banyak ruang kecil persis seperti

sarang lebah. Pengeroposan tulang akan membuat ruangan-ruangan tersebut menjadi lebih

lebar. Kondisi ini lambat laun membuat tulang kehilangan kekuatannya sehingga menjadi

lebih rapuh, hingga bahkan rentan rusak akibat benturan kecil. Pertumbuhan tulang bagian luar

juga cenderung lebih lemah dan tipis daripada seharusnya. Patah tulang akibat pengeroposan

biasanya lebih sering terjadi pada panggul, pergelangan tangan, dan tulang belakang.

4

Sayangnya, beberapa tulang seperti tulang panggul yang sudah rusak tidak dapat untuk

disembuhkan. Masalah tulang keropos memang sering tidak terdeteksi dan tidak diketahui

hingga tulang tersebut akhirnya patah/hancur.[2] Perbedaan antara tulang sehat dan

osteoporosis diperlihatkan pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Perbandingan Tulang Normal dan Osteoporosis [1]

Penyebab pengantian tulang juga dapat diakibatkan karena kecelakaan. Indonesia

merupakan salah satu negara dengan tingkat kecelakaan yang cukup tinggi di kawasan

ASEAN. Menurut Kepala Kepolisian Republik Indonesia pada Forum Polantas ASEAN 2017

menyatakan bahwa terdapat enam negara yang memiliki tingkat kecelakaan yang tinggi yaitu

Thailand, Vietnam, Malaysia, Indonesia, Filipina, dan Laos dimana Indonesia masuk dalam

tiga besar negara yang memiliki tingkat kecelakaan tertinggi. Berdasarkan data BPS terakhir

yaitu pada tahun 2016 jumlah kecelakaan yang terjadi di Indonesia sebanyak 106.129 (BPS,

2016). Tingginya jumlah angka kecelakaan di Indonesia World Health Organization (WHO)

sampai menyebutkan bahwa kecelakaan di Indonesia dinilai menjadi pembunuh nomor tiga

setelah penyakit jantung coroner dan tuberculosis.[3]

Badan kesehatan dunia WHO mencatat pada tahun 2011-2012 terdapat 5,6 juta orang

meninggal dunia dan 1,3 juta orang menderita patah tulang atau fraktur akibat kecelakaan lalu

lintas yang terjadi. Salah satu insiden kecelakaan yang memiliki jumlah korban luka cukup

tinggi yaitu insiden fraktur, dimana sekitar 40% dari insiden kecelakaan yang terjadi. Fraktur

merupakan suatu keadaan dimana hubungan kesatuan jaringan tulang terputus. Penyebab

terbanyaknya adalah insiden kecelakaan lalu lintas [2]. Terjadinya benturan yang keras secara

mendadak selain dapat menyebabkan patah tulang dapat juga menghancurkan tulang.

Osteoporosis selalu identik dengan orang tua, namun faktanya, pengeroposan tulang

bisa menyerang siapa saja termasuk di usia muda. Osteoporosis merupakan salah satu penyakit

degenerative. Penelitian terbaru dari International Osteoporosis Foundation (IOF)

mengungkapkan bahwa 1 dari 4 perempuan di Indonesia dengan rentang usia 50 – 80 tahun

memiliki risiko terkena osteoporosis (gambar 2.3). Dan juga risiko osteoporosis perempuan di

Indonesia 4 kali lebih tinggi dibandingkan laki-laki. Biasanya penyakit keropos tulang ini

menjangkit sebagian besar wanita pasca menopause. Osteoporosis tidak menampakkan tanda-

tanda fisik yang nyata hingga terjadi keropos atau keretakan pada usia senja. Hilangnya hormon

estrogen setelah menopause meningkatkan risiko terkena osteoporosis. Tidak dapat dipungkiri

5

osteoporosis pada wanita ini dipengaruhi oleh hormon estrogen. Namun, karena gejala baru

muncul setelah usia 50 tahun, osteoporosis tidak mudah dideteksi secara dini.

Gambar 2.3 Data Osteoporosis [3]

Osteoporosis dapat dijumpai diseluruh dunia dan sampai saat ini masih merupakan

masalah dalam kesehatan masyarakat terutama di negara berkembang. Di Amerika Serikat,

osteoporosis menyerang 20-25 juta penduduk, 1 diantara 2-3 wanita post-menopause dan lebih

dari 50% penduduk diatas umur 75-80 tahun. Mengutip dari data WHO yang menunjukkan

bahwa diseluruh dunia ada sekitar 200 juta orang menderita osteoporosis. Pada tahun 2050,

diperkirakan angka patah tulang pinggul akan meningkat 2 kali lipat pada wanita dan 3 kali

lipat pada pria. Laporan WHO juga menunjukkan bahwa 50% patah tulang adalah patah tulang

paha atas yang dapat mengakibatkan kecacatan seumur hidup dan kematian. Dibandingkan

dengan masyarakat di negara-negara Afrika, densitas tulang masyarakat Eropa dan Asia lebih

rendah, sehingga mudah sekali mengalami osteoporosis. Hasil penelitian white paper yang

yang dilaksanakan bersama Perhimpunan Osteoporosis Indonesia tahun 2007, melaporkan

bahwa proporsi penderita osteoporosis pada penduduk yang berusia diatas 50 tahun adalah 32,3

% pada wanita dan 28,8% pada pria. Sedangkan data system Informasi Rumah Sakit

(SIRS,2010) menunjukkan bahwa angka insiden patah tulang paha atas akibat Osteoporosis

adalah sekitar 200 dari 100.000 pada usia 40 tahun.[3]

Pengobatan dengan cara pemasangan implan buatan merupakan metode yang paling

sering digunakan untuk mengantikan tulang yang hancur akibat kecelakaan, osteoporosis atau

karena terkena penyakit (kanker tulang). Namun beberapa penelitian melaporkan adanya

phenomena debris (pelepasan ion metal) pada MoM implant, dimana disebabkan oleh

terjadinya gesekan antar implan (factor mekanis) atau debris yang dipicu oleh reaksi kimia

antara material implan dengan cairan dalam tubuh (factor chemical). Hal ini dapat memberikan

dampak negative pada bagi tubuh manusiai.[4] Oleh karena itu, hal ini digunakan sebagai

pertimbangan dalam mendesign performa implan tulang yang memiliki biocompatibility yang

baik. Untuk mengatasi kekurangan diatas maka implant CoCrMo akan dilakukan multifunction

6

coating pada permukaannya khususnya pada design Mom cementless. Coating ini mempunyai

fungsi untuk osseointegration (pertumbuhan jaringan) dan meningkatkan sifat

biocompatibility. Sekarang ini telah ditemukan beberapa implan yang sudah banyak

diaplikasikan secara luas oleh dokter sebagai metode penyembuhan kerusakan tulang. Namun,

implan yang ada dipasaran sekarang masih memiliki harga yang relative mahal dikarenakan

sebagian besar merupakan barang buatan luar negeri.

II.2 Tujuan Khusus

Tujuan khusus dari penelitian ini adalah upaya mewujudkan kemandirian mendesign,

mengembangkan material implant hip joint prosthesis, memproduksi dan memenuhi

permintaan kebutuhan implant yang tergantung terhadap produk import. Produk yang

dihasilkan akan menggunakan material yang memiliki biokompatibilitas baik, sehingga

keamanan saat pemakaian pada pasien dapat terjamin. Selain itu juga diharapkan dapat

memproduksi hip joint prosthesis dengan biaya yang relative murah karena menggunakan

bahan baku dari indonesia

II.3 Urgensi Riset

Penelitian terkait pembuatan artificial hip joint ini mendesak untuk dilakukan karena

beberapa faktor dan pertimbangan sebagai berikut:

1. Indonesia adalah negara dengan tingkat kecelakaan yang tinggi dan banyak dari

korbannya mengalami kerusakan tulang (patah atau hancur)

2. Penduduk Indonesia memiliki densitas tulang yang lebih rendah sehingga rentan

mengalami osteoporosis serta kesulitan mendapatkan implant yang sesuai dengan

ukuran orang Asia.

3. Masalah pada tulang menjadi penyebab kecacatan (disabilitas) yang akan

mengganggu kehidupan penderitanya

4. Pemasangan artificial hip joint merupakan metode paling efektif untuk

memperbaiki tulang yang terkena penyakit atau hancur

5. Masih minimnya perusahaan dalam negri yang mampu memproduksi artificial hip

joint dengan kualitas dan material yang baik

6. Kebutuhan akan artificial hip joint di Indonesia masih mengandalkan produk impor

sehingga biaya pemasangan implan tulang relative mahal

7. Perlunya riset pengembangan dan produksi artificial hip joint secara mandiri,

sehingga bisa mengurangi ketergantungan terhadap produk impor dan menekan

biaya pemasangan implan tulang

7

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

III.1 Peta Jalan (Road Map) Laboratorium aktivitas

Tim laboratorium kami telah melakukan banyak pengembangan produk material untuk

aplikasi medis sejak tahun 2007 hinga saat ini.

Tahun dan Deskripsi

Kegiatan

Kategori Luaran Kelemahan

Pengembangan material artificial cornea with controlled drug release

Riset Dasar dengan pendanaan Australia Government

Product implant artificial cornea yang memiliki sifat smart memory dan structur untuk loading drug capacity

Mengontrol burst release di saat awal pelepasan drug concentration

Pengembangan controlled drug floating carrier for gastric diseases

Riset Dasar Drug floating carrier berbasis CaCO3 berasal dari cangkang telor mampu bertahan floating dalam kondisi gastric >12 jam

Daya rendah ketika proses sintesis mempengaruhi radiasi gelombangmikro dan menghasilkan CaCO3 yang tidak floating cukup lama (<12 jam)

Pengembangan bahan baku medis dengan menggunakan metode gelombang mikro

Inovasi Riset Produk bahan baku medical dengan nano struktur , meliputi produk : Carbonated Hydroxyapatite (Ca/P =1.67) Calcium carbonate (various structure crystals) Chitosan (anti bacterial with hollow zone and killing bacterial)

Daya rendah dibawah 720 watt kurang menghasilkan produk yang berkualitas bagus

Pengembangan produk medis berbahan dasar recycle biowaste:

Dental filler

Semen tulang

Gypsum

Riset Dasar Produk :

Dental filler bersifat

biocompatible

Semen tulang bersifat

biomietic

Gypsum bersifat

biocompatible

Memperhatikan effect ratio komposisi material penyusunnya.

Pengembangan produk

implant berbasis Stainless

Inovasi Riset Produk implant

temporary orthopedic

Stainless steel (SS):

Plate dan screw

Beberapa pasien

mengalami reaksi alergi

terhadap SS sehingga

terjadi penolakan pada

2015-2018

2007-2010

2011-2012

2015-2018

2016-2018

8

steel dengan menggunakan

metode investment casting.

tubuh yang mengalami

implantasi.

Pengembangan produk

implant berbasis CoCrMo

dengn metode casting

forging.

Inovasi Riset

Dengan

pendanaan

Hitachi

Foundation

Produk implant

orthopedic CoCrMo alloy

Untk pasien dengan

kasus bentuk-bentuk

implant yang komplek

tidak dapat difabrikasi

dengan casting dan

forging.

Pengembangan produk

implant berbasis CoCrMo

dengan metode EBM

dengan pengaruh

parameter sudut fabrikasi

serta mengamati terhadap

sifat pelepasan ion Cr.

Innovasi Riset

Terapan

Dengan

pendanaan

Hitachi

Foundation

Produk material CoCrMo

alloy bahan implant

metal dengan sifat

pelepasan ion Cr rendah

sehingga tidak

menyebabkan tumor

dan kanker

Biological properties

dipengaruhi oleh

structure alloy

khususnya orientation.

Pengamatan hasil fabrikasi

pada tahun pertama untuk

di aplikasikan pada tubuh

tikus (in-vivo) guna

memperoleh data

kemampuan

osseointegration berupa

cytokines dan HE.

Innovasi Riset

Terapan

Produk material CoCrMo

alloy bahan implant

metal dengan sifat

osseointegration

(pembentukan jaringan)

yang bagus sehingga

proses penyembuhan

dapat berjalan dengan

cepat serta menyatu

dengan tubuh

Pengembangan hip prosthesis joint CoCrMo dengan invesment casting

Riset Terapan Produk implant CoCrMo berbahan baku lokal

Fabrikasi dengan geometris

yang disesuaikan dengan

model pasien

Riset Terapan Produk implant CoCrMo

alloy yang disesuaikan

designnya berdasarkan

kasus pada pasien

(Pembuatan implant

dengan custom

menggunakan EBM)

Pemasangan implant

terhadap salah satu pasien

yang membutuhkan.

Riset Terapan Produk implant yang

diaplikasikan pada tubuh

pasien yang

membutuhkan.

2018-2019

2019

2019

2021-2023

2024

2020

9

Peta jalan atau road map khusus penelitian yang akan dikerjakan ditahun 2020 dan

2021 yaitu tentang pembuatan dan pengembangan hip prosthesis joint CoCrMo alloy untuk

penanganan pasien yang mengalami penyakit tulang seperti kanker tulang, arthritis dan

osteoporosis, ditunjukkan pada gambar 3.1 yang dibagi menjadi 2 tahap yaitu tahun pertama

dan tahun kedua.

Gambar 3.1 Peta Jalan Penelitian

Tabel 3.1 Penjelasan Aktifitas dan luaran yang dihasilkan pada tiap tahap roadmap

Tahun Aktifitas yang dilakukan Luaran yang dihasilkan Sumber

Pendanaan

2020

Pembuatan design dan mengembangkan

material implant hip prosthesis joint dan

memproduksi prototype untuk uji coba.

Manufacturing produksi prototype untuk

uji coba serta pengaplikasian surface

treatment menggunakan coating

Hidroksiapatit dan Chitosan.

Desain artificial hip joint

Nama mahasiswa baru

Program Magister

Penyertaan dana dari mitra

production (berupa in-cash

dan in-kind)

ITS

2021

Pengembangan dan variasi design

berdasarkan variasi umur pemakai

artificial hip joint (variasi ukuran dan

bentuk)

Publikasi Makalah/Paper

terindeks Q2

Buku Thesis

Produk artificial hip joint

(Produk/Prototipe

unggulan ITS yang

dipatenkan)

ITS

10

III.2 Tulang

Tulang merupakan alat yang berfungsi untuk menopang tubuh makhluk hidup [1] Sel

tulang alami yang terdapat pada tubuh manusia memiliki dua komposisi utama, yaitu 30% zat

organik dan 70 % zat anorganik. Komposisi sel tulang organik terdiri dari sel osteoblast (OB),

osteosit (OS) dan osteoklas (OK). Komposisi sel tulang anorganik terdiri dari beberapa

komponen antara lain kolagen, glikosaminoglikan, dan mineral yang sebagian besar berupa

senyawa kalsium fosfat (hidroksiapatit) [5]

Tabel 3.2 Kandungan Mineral pada Tulang Manusia [6]

Elemen

Mineral Ca P Mg Na K C Cl F Residu

Kandungan

(%) 34,00 15,00 0,50 0,80 0,20 1,60 0,20 0,08 47,62

III.2.1 Karakteristik Tulang

Tulang termasuk dalam sebuah material komposit yang terdiri dari matriks kolagen

yang diperkuat dengan adanya kristal hidroksiapatit. Tulang terbentuk dari suatu struktur

selular yang berpori (tulang ringan/tulang kanseolus) yang dilapisi oleh sebuah kulit yang

memiliki sifat lebih solid.[1] Sifat mekanaik tulang berupa porositas dan densitas sangat

bergantung pada lokasi dan pembebanan di daerah tersebut.[7] Densitas menentukan kekuatan

dan kekakuan tulang tersebut] Sifat -sifat mekanik tulang manusia dapat ditunjukkan oleh table

3.3.

Table 3.3 Sifat Mekanik Tulang Manusia [8]

Modulus

(GPa)

Kekuatan

Tarik

(MPa)

Kekuatan

Tarik

(MPa)

Kekerasan

(VHN)

Porositas

(%)

Densitas

(g/cm3)

Tulang Kortikal 17,7 - 27 45 - 175 30 – 160 85 – 89 5 – 10 3,1 – 3,2

Tulang Kanseolus 0,4 7,4 - - 75 – 95 -

Tulang Gigi 11,0 40 - 275 90 – 300 71 - 1,9

III.3 Biomaterial

Biomaterial adalah material yang dapat berinteraksi secara langsung dengan jaringan

dan cairan biologis pada tubuh makhluk hidup untuk mengobati, memperbaiki, atau mengganti

bagian anatomi tubuh makhluk hidup atau sering disebut sebagai implant [8]. Karena

biomaterial ini akan berinteraksi dengan tubuh manusia maka material ini harus memiliki

biocompatibility yang baik yaitu kemampuan suatu material untuk bekerja selaras dengan

tubuh makhluk hidup tanpa menimbulkan efek yang negative atau berbahaya [9]. Biomaterial

dapat dibagi menjadi empat kategori utama yaitu

1. Toxic yaitu material yang akan ditolak dan berpengaruh buruk pada jaringan tubuh

manusia ketika material ini berinteraksi langsung dengan tubuh manusia

11

2. Bioinert yaitu material tidak beracun serta tidak aktif secara biologis pada saat

dimasukkan kedalam tubuh manusia sehinnga menyebabkan sedikit respon dari jaringan

tubuh ketika material tersebut dimasukkan dalam tubuh manusia.

3. Bioactive yaitu material tidak beracun yang aktif secara biologis sehingga material ini

akan mendukung ikatan implan dengan jaringan pada tubuh manusia

4. Bioresorbable yaitu material yang tidak beracun dan tidak dapat membentuk jaringan

dengan tubuh manusia dan material tersebut akan larut sepenuhnya setelah beberapa

waktu masuk kedalam tubuh manusia

Biomaterial juga harus memiliki sifat mekanik seperti kekerasan, kekuatan tarik dan wear

resistance yang baik. Selain itu diperlukan juga sifat kimia yang baik untuk mendukung ikatan

antara jaringan tubuh dengan implan. Sifat tahan korosi yang baik juga diperlukan agar tidak

terjadi korosi karena material bereaksi dengan cairan dalam tubuh. Biomaterial dapat

diklasifikasikan menjadi empat jenis berdasarkan materialnya, yaitu polimer, keramik,

komposit dan logam. [10]

Gambar 3.2 Tulang Paha (Femur Bone) [1]

III.3.1 Metal

Metal memiliki aplikasi yang sangat luas dalam dunia medis, diantaranya untuk fixasi

patah tulang, penggantian tulang, external spints, braces dan traction apparatus. Salah satu

contoh implant metal ditunjukkan pada gambar 3.3. Logam memiliki banyak kelebihan antara

lain kekuatan, keuletan dan ketangguhan yang baik. Modulus elastis dan titik luluh

digabungkan dengan keuletan metal membuat material jenis ini cocok untuk menopang beban

tanpa mengakibatkan terjadinya deformasi. Namun metal juga memiliki kekurangan yaitu

mudah mengalami reaksi dengan larutan sehingga menimbulkan proses korosi. Disamping itu,

beberapa logam memiliki densitas yang cukup besar, sehingga berpengaruh terhadap berat

implant saat diaplikasikan dalam tulang. Oleh karenanya effect stress shielding menjadi

perhitungan yang sangat penting guna menghindari kerusakan tulang asli.

12

Logam yang banyak digunakan dalam aplikasi medis meliputi Titanium alloy, Stainless

Steel alloy dan Cobalt-Chromium alloy. Titanium dan paduannya memiliki kelebihan yaitu

modulus elastisitas rendah dan ketahanan terhadap korosi yang bagus, selain itu juga adanya

lapisan oksida pada Titanium memiliki pengaruh yang sangat signifikan terhadap

pengintegrasian metal ini pada jaringan tulang (osseointegration). [10] Cobalt chromium alloy

juga memiliki keunggulan wear resistance dan corrosion resistance yang bagus, sehingga kedua

kombinasi tersebut memberikan potensi untuk digunakan pada implan joining. Keuntungan

dan kerugian beberapa macam material implant prosthesis dijelaskan dalam tabel 3.5.

Gambar 3.3 Design metal-on-metal (MoM) implan [11]

Tabel 3.4 Sifat Mekanik Material Logam [7]

Material Modulus Elastis

(GPa)

Ketahanan

(MPa)

Stainless Steel 190 241-448

Cobalt Alloy 210-232 207-310

Titanium Alloy 210-160 300-680

Dalam aplikasi medis, logam yang digunakan sebagai material implant harus

diperhatikaan effect pelepasan ion metalnya. Pelepasan ion harus mempertimbangan tingkat

ambang batas, dikarenakan dapat menyebabkan keracunan (toxicity) bahkan tumor atau kanker

pada tubuh. Table 3.6 memperlihatkan ambang batas dari beberapa unsur (element) yang dapat

berpengaruh terhadap substrat sel hidup.

Tabel 3.5 Perbandingan Beberapa Material Implant Prostesis [9]

Implant Kelebihan Kekurangan

Modular

Ti6Al4V/CoCrMo

(Porous)

Lebih mudah untuk

mencocokan dengan pasien

Memiliki modulus yang rendah

Tidak memerlukan coating /

pelapisan

Dapat terjadi korosi celah pada bagian

sambungan

Co, Cr, Mo merupakan unsur beracun

Dibutuhkan waktu 2 minggu tanpa

pembebanan agar terjadi pertumbuhan

jaringan tubuh

CoCrMo

(Smooth)

Wear resistance baik Bisa menyebabkan reaksi negative

dengan jaringan tubuh

13


memiliki modulus yang tinggi

CoCrMo

(Porous)

Wear resistance yang baik

Tidak diperlukan lapisan untuk

membuatnya menyatu dengan

femur


Memiliki modulus yang tinggi



jaringan

Ti6Al4V

(Porous)

Tidak diperlukan lapisan untuk

membuatnya menyatu dengan

femur

Memiliki modulus yang rendah

toxicity sangat rendah

wear resistance buruk



tulang

Ti6Al4V

(Smooth)

Toxicity sangat rendah Wear resistance buruk

316L Stainless

Steel (Smooth)

Harga murah dan mudah untuk

diproduksi

Korosif

Mudah mengalami retak

Modulus sangat tinggi

Memungkinkan adanya reaksi negatif

jaringan tubuh

Tabel 3.6 Batas Toxicity [9]

Fe Mn Co Ni Cr V

CCR50 (µg/ml) 59 15 3,5 1,1 0,006 0,003

Nilai CCR50 ini didefinisikan sebagai kosentrasi dari substrat sel hidup yang mengalami

reduksi hingga 50% ketika diuji dengan unsur-unsur diatas.

III.4 Hidroksiapatit dan Chitosan

Hidroksiapati (HAp) merupakan senyawa organik yang mengandung sebagian besar

berupa kalsium fosfat. Sedangkan tulang dan gigi manusia juga mengandung Hidroksiapatit

Ca10(PO)4O(H)2 Komposisi Hap dalam tulang sebesar 65-70% sedangkan dalam gigi manusia

sebesar 90-95%. [12]

Hidroksiapatit memiliki beberapa karakteristik anatar lain

1. Berpori

2. Bioaktif

3. Tahan Korosi dan Inert

4. Tahan aus

Hidroksiapatit memiliki kandungan kimia yang hampir sama dengan kandungan yang

dimiliki oleh tulang yaitu Kalsium dan Fosfat, sehingga hidroksiapatit ini dapat untuk berikatan

secara baik dengan jaringan tubuh makhluk hidup. Selain itu, hidroksiapatit juga bersifat

resorbable oleh karena itu hidroksiapatit akan larut dan jaringan di sekelilingnya akan

menggantikannya setelah beberapa waktu

14

Tabel 3.7 Sifat Mekanik Hidroksiapatit [13]

Sifat

Makroskopik

Modulus

(GPa)

Kekuatan

Tekan

(MPa)

Bending

Strength

(MPa)

Kekerasan

(VHN)

Rassio

Possion

Densitas

(gram/cm3)

Hidroksiapatit 40-117 294 147 3,43 0,27 3,16

Chitosan merupakan sebuah biopolymer yang didapat dari proses deasetilasi kitin

dengan nama kimia (2-asetamida-deoksi-α-D-glukosa). Kitosan merupakan sebuah

polisakarida kationik alami serta memiliki sifat biokompatibel, biodegradable yang bagus serta

dapat meningkatkan adhesi dan ekspresi funsional osteoblas karena kemiripannya dengan

struktur glikosaminoglikan sehingga kitosan banyak digunakan dalam bidang biomedis.

Struktur porositas yang dimiliki oleh kitosan memberikan banyak runag bagi sel untuk

berkembang sehingga kitosan cocok untuk pengganti jaringan tulang. [14]

Tabel 3.8 Karakteristik Chitosan [14]

Spesifikasi Kadar Air Kadar

Mineral

Derajat

Deasetilisasi

Berat

Molekul

Derajat

Polimerisasi

Deskripsi 3,26 ± 0,45

%

10,11 ± 0,38

%

74,78–77,98

% 889,78 5

III.5 Sambungan Tulang Pinggul

Pinggul merupakan persendian yang menghubungkan antara tulang paha (femur bone)

dengan tulang panggul. Sendi ini berperan dalam pergerakan tubuh manusia, seperti duduk,

berjalan, berlari maupun gerakan memutar lainnya. Sambungan tulang pinggul (hip joint)

adalah sambungan yang terletak diantara tulang pinggul dan pangkal tulang paha atas. Hip joint

pada manusia terdiri dari tiga bagian pokok, yaitu: femur, femoral head, dan rounded socket.[1]

Gambar 3.4 Hip Joint Normal dan yang mengalami arthritits [15]

Pada sambungan tulang panggul yang normal (gambar 3.4) terdapat suatu jaringan yang

bersifat lembut dan tipis yang disebut dengan jaringan selaput synovial. Selaput ini

15

mengakibatkan adanya cairan pelumas yang dapat menghilangkan efek gesekan antara

artificial hip joint dengan tulang. Permukaan tulang juga memiliki suatu lapisan berupa tulang

yang rawan (articular cartilage) yang berfungsi sebagai bantalan lembut dan memungkinkan

tulang untuk bergerak bebas tanpa menimbulkan rasa sakit. Karena adanya gesekan dan

gerakan yang dialami setiap saat, maka lapisan tulang rawan ini akan semakin melemah dan

memicu terjadinya penyakit arthritis. Penyakit ini akan menyebabkan rasa sakit pada tulang

panggul pada saat beraktivitas [16]

III.5.1 Struktur Tulang Femur

Tulang paha terdiri dari dua struktur yang berbeda yaitu tulang kompak (kortikal) dan

tulang spons (cancellous atau trabecular), diperlihatkan pada gambar 3.6. Tulang kompak

membentuk silinder padat pada bagian poros tengah tulang di sekitar rongga sumsum tulang.

Tulang kompak menyumbang 80% dari massa tulang dalam tubuh

manusia. Tulang spons terletak di ujung tulang panjang, menyumbang sekitar 20% dari total

massa tulang dan memiliki struktur seperti sarang lebah. Tulang itu sendiri sebagian besar

terdiri dari 10-20% air, sekitar 60-70% adalah mineral tulang dan sisanya adalah kolagen, tetapi

tulang juga mengandung sejumlah kecil zat lain seperti protein dan garam anorganik.

Komposisi komponen mineral tulang dapat diperkirakan sebagai hidroksiapatit (HA) yang

merupakan gabungan antara kalsium dan fosfat, dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2 dengan

kombinasi nano carbonate. Pada ujung-ujung tulang pipa terdapat perluasan bentuk sebagai

fungsi untuk berhubungan dengan tulang lain. Ujung tulang yang melebar ini tersusun atas

tulang spons yang disebut epifise. Bagian tengan diantara ujung yang meluas diasebut diafise

yang merupakan tulang kompak yang di dalamnya terdapat rongga yang disebut rongga

sumsum tulang. Antara epifise dan diafise ada daerah yang disebut cakra epifise. Daerah cakra

epifise inilah yang dapat tumbuh dan bertambah panjang selama seseorang masih dalam

pertumbuhan.[1]

Gambar 3.5 Struktur Tulang [1]

III.5.2 Gambaran Umum Tentang Artificial Hip Joint

Kerusakan pada sambungan tulang panggul (hip joint) dapat diakibatkan karena

penyakit maupun dari pengaruh usia (Osteoporosis) sehingga menyebabkan tulang keropos dan

16

menyebabkan sendi atau tulang tersebut tidak dapat berfungsi normal. Pada sambungan tulang

pinggul normal pada bagian femoral head masih dilapisi tulang rawan (articular cartilage)

yang masih mampu menghasilkan cairan pelumas untuk mengurangi efek gesekan (friction)

antar sambungan persendian. Pada gambar 3.6 menunjukkan perbedaan dari sambungan tulang

pinggul keadaan normal dengan yang mengalami arthritis.[1]

Gambar 3.6 Perbandingan hip joint a. pada keadaan normal b. arthritis [16]

Pada hip joint yang terkena penyakit arthritis, menunjukkan bahwa articular cartilage

pada femoral head mengalami degradasi. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya radang pada

sendi sehingga akan menimbulkan rasa sakit dan mengakibatkan pergerakan dari hip joint

menjadi tidak lancar

Gambar 3.7 Pemotongan tulang femur dan pemasangan artificial hip joint [17]

Pada gambar 3.7 menunjukkan proses penggantian sambungan tulang pinggul dengan

sambungan tulang pinggul buatan (artificial hip joint). Sambungan tulang pinggul yang

17

mengalami kerusakan karena arthritis dilakukan pemotongan pada tulang femur terutama di

bagian femoral head. Setelah pemotongan, kemudian bagian acetabulum akan dihaluskan

untuk menempatkan cup pada acetabulum. Artificial hip joint akan dipasang dengan cara

menanam femoral stem pada tulang femur. Perbedaan sebelum dan sesudah treatment

implantation hip prosthesis joint di perlihatkan oleh gambar 3.8.

Gambar 3.8 Pemotongan Tulang Femur dan Pemasangan Artificial Hip Joint [17]

Desain acetabular liner untuk artificial hip joint dengan menggunakan bahan Ultra High

Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) polymer on metal, menghasilkan artificial hip

joint menjadi lebih ringan dibandingkan konstruksi metal on metal (gambar 3.8). Namun

polymer on metal artificial hip joint akan lebih beresiko besar dengan munculnya debris yang

sangat berbahaya bagi tubuh manusia dengan ukuran partikel bervariasi dar makro, micro

hingga nano. Femoral stem adalah komponen stem untuk artificial hip joint yang berfungsi

untuk menggantikan kepala femur yang rusak dan telah dipotong. Fungsi femoral stem

memberikan dudukan pada femoral head yang menggantikan fungsi kerja kepala femur yang

telah rusak.

III.6 Cemented Artificial Hip Joint

Cemented Artificial Hip Joint adalah metode pemasangan implant menggunakan semen

untuk merekatkan dan menguatkan artificial hip joint ke dalam tulang femur (gambar 3.9).

Penggunaan semen bukan sebagai lem melainkan sebagai material pengisi ruang kosong antara

artificial hip joint dengan fulang femur bagian dalam. Hingga saat ini material yang sering

digunakan sebagai semen adalah berbahan dasar polymethylmethacrylate (PMMA). Kelebihan

dari metode ini adalah semua ukuran artificial hip joint dapat diaplikasikan pada berbagai

tulang paha. Sedangkan kekurangan pada metode ini adalah

1. Pengisian semen kedalam rongga tulang paha selama operasi dapat menyebabkan

gangguan pada sirkulasi dan dapat mengganggu aliran darah.

2. Semen tulang membutuhkan sekitar 10 menit untuk mengeras. dalam waktu ini ada

kemungkinan artificial hip joint berubah posisi.

3. Adanya semen akan memungkinkan munculnya debris karena adanya pergerakan pada

tulang femur dan artificial hip joint

18

4. Semen tulang bisa retak dan menyebabkan pergeseran dari artificial hip joint [10]

Gambar 3.9 Cemented Artificial Hip Joint [18]

III.7 Cementless Artificial Hip Joint

Cementless artificial hip joint atau yang disebut uncemented artificial hip joint adalah

metode pemasangan implant tanpa menggunakan semen, metode ini muncul karena adanya

kekurangan yang dimiliki oleh metode pemakaian semen. Artificial hip joint yang dipasang

dengan cementless, permukaannya harus dibuat kasar. Tujuannya untuk menghasilkan fixation

dan gesekan yang baik antara artificial hip joint dengan bagian dalam tulang paha sehingga

lebih dapat terpasang dengan stabil. Pada metode terdapat beberapa kekurangan antara lain:

1. Saat artificial hip joint terpasang pada tulang, komponen tulang akan terdesak sehingga

akan menghalangi sirkulasi darah.

2. Tulang paha dapat patah atau crack selama pemakaian karena beban yang besar

3. Dibutuhkan ukuran artificial hip joint yang sangat presisi dengan tulang paha [10]

Gambar 3.10 Cementless Hip Joint Replacement [18]

III.8 Kegagalan Pada Artificial Hip Joint

Dari perancangan desain sambungan tulang pinggul buatan direncanakan bahwa desain

ini akan dapat bertahan rata-rata selama 20 – 30 tahun. Tetapi tidak sedikit dari pasien yang

dalam beberapa tahun penggunaan sudah merasakan hal yang tidak normal pada sambungan

19

tulang pinggul buatan ini. Beberapa aspek dapat mempengaruhi lamanya umur pemakaian

sambungan tulang pinggul buatan. Kegagalan yang sering terjadi disebabkan oleh dua aspek

yaitu aspek medis dan aspek tribologi. Aspek medis yang banyak menyebabkan kegagalan

sistem sambungan tulang pinggul buatan antara lain:

a. Alergi

Daya tahan dan kekebalan tubuh manusia berbeda-beda. Dalam pemasangan sambungan

tulang pinggul buatan harus juga diperhatikan efek dari material penyusun terhadap tubuh

pasien.

b. Infeksi

Dalam penanaman sambungan tulanng pinggul sangatlah penting menjaga kehigienisan

baik pada alat yang digunakan maupun sambungan tulang pinggul buatan itu sendiri.

Infeksi karena kuman maupun bakteri akan mempercepat kegagalan penanaman

sambungan tulang pinggul buatan.

c. Kesalahan pemasangan

Penanaman sambungan tulang pinggul buatan dibutuhkan ketelitian pemasangan yang

sangat ekstra. Kesalahan posisi pemasangan akan semakin membuat keausan yang lebih

cepat atau mengurangi kestabilan sistem. [9] Kegagalan akibat patah implant ditunjukkan

oleh gambar 3.11.

Gambar 3.11 Kegagalan pada artificial hip joint [4]

Sedangkan aspek tribologi yang ada antara lain:

a. Wear

Wear resistance yang tinggi akan lebih baik digunakan daripada wear resistance yang

rendah. Wear akan mempercepat keausan dari head maupun cup. Keausan ini akan

menyebabkan ketidakstabilan sistem yang memungkinkan terlepasnya head dari cup.

Wear sangat dipengaruhi oleh desain geometri maupun materialnya.

b. Load

Load atau pembebanan dari tubuh akan mempengaruhi kekuatan system artificial hip joint.

Femoral stem akan patah atau berubah bentuk jika pembebanan yang diberikan melebihi

yield strength dari material femoral stem. Von Mises yang terukur dari hasil analisa akan

menunjukkan distribusi tegangan dari femoral stem.

20

c. Friction

Friction yang tinggi akan menyebabkan cepatnya keausan pada ball bearing. Seperti

halnya wear, friction yang tinggi juga menyebabkan ketidakstabilan sistem. Desain

geometri dan material sangat berpengaruh terhadap friction. Radial clearance antara head

dan cup akan menentukan maksimal atau tidaknya lubrikasi yang bekerja untuk

mengurangi friksi ini.

d. Tekanan kontak

Tekanan kontak akan sangat berpengaruh pada lama tidaknya umur dari sambungan tulang

pinggul buatan. Distribusi tekanan kontak yang terkonsentrasi akan mempercepat keausan

dari permukaan kontak. Perancangan desain dan material menentukan besar kecilnya

tekanan kontak maksimum dan distribusi tekanan kontaknya. [10]

III.9 Invesment Casting

Invesment Casting adalah sebuah proses manufaktur yang menggunakan wax sebagai

pola atau pattern yang kemudian wax ini dilapisi dengan material refractory keramik atau slurry

(gambar 3.12). Kemudian lapisan keramik atau slurry akan dipanaskan agar lapisan tersebut

mengeras dan mebuat wax tersebut akan meleleh dan keluar dan terbentuk rongga yang

bentuknya sesuai dengan wax (benda kerja) yang nantinya cetakan ini akan dimasukkan molten

metal. Molten metal akan mengalami pembekuan (solidification) dalam cetakan keramik

tersebut kemudian cetakan keramik akan dihancurkan untuk mendapatkan hasil pengecoran.

[19]

Gambar 3.12 Skema Invesment Casting [20]

III.10 Finite Element Analisis

Finite Element Analysis (FEA) adalah teknik komputasi yang digunakan untuk

memperkirakan solusi atas berbagai boundary value problem di bidang teknik. Secara

sederhana, boundary value problem adalah permasalahan matematika yang memiliki satu atau

lebih variabel bebas yang harus memenuhi persamaan diferensial di seluruh area dalam suatu

domain yang diketahui dan memenuhi kondisi spesifik pada batas (boundary) domain.

Boundary value problem terkadang juga disebut fied problem. Yang dimaksud dengan field

21

adalah domain yang diperhatikan dan paling sering merepresentasikan struktur fisik. Field

variable adalah variabel bebas yang didapatkan dari penyelesaian persamaan diferensial.

Sedangkan boundary condition adalah nilai spesifik dari field variable pada daerah batas

(boundary) dari field. Berdasarkan tipe permasalahan fisik yang dianlisa, field variable dapat

meliputi dislokasi fisik, temperatur, heat flux, kecepatan fluida, dan sebagainya.

Metode elemen hingga adalah metode numerik yang digunakan sebagai salah satu

solusi pendekatan untuk memecahkan berbagi permasalahan fisik. Adapun dasar dari metode

elemen hingga adalah membagi benda kerja menjadi elemen-elemen kecil yang jumlahnya

berhingga sehingga dapat menghitung reaksi akibat beban (load) pada kondisi batas (boundary

condition) yang diberikan. Dari elemen-elemen tersebut dapat disusun persamaan-persamaan

matriks yang biasa diselesaikan secara numerik dan hasilnya menjadi jawaban dari kondisi

beban yang diberikan pada benda kerja tersebut. Metode Elemen Hingga (MEH) dapat

mengubah suatu masalah yang memiliki jumlah derajat kebebasan tidak berhingga menjadi

suatu masalah dengan jumlah derajat kebebasan tertentu sehingga proses pemecahannya lebih

sederhana. Metode ini merupakan metode computer oriented yang harus dilengkapi dengan

program-program komputer digital yang tepat dalam penelitian.

Pada sebagian besar permasalahan teknik, perlu terlebih dahulu mengetahui nilai variabel

seperti dislokasi, tegangan, temperatur, tekanan, dan kecepatan sebagai fungsi dari koordinat

spasial (x,y,z). Pada kasus transient unsteady state, variabel harus didapatkan sebagai fungsi

bukan hanya dari koordinat spasial, namun juga waktu (t). Pada praktiknya, geometri (domain

atau region solusi) sering kali tidak teratur sehingga langkah pertama dari analisa elemen

hingga adalah dengan menerapkan diskretisasi dari domain yang tidak teratur menjadi

subdomain yang lebih kecil dan lebih teratur. Berbaai metode dapat digunakan untuk

memodelkan domain menggunakan elemen hingga. Perbedaan metode untuk membagi domain

pada elemen hingga menyebabkan

Perbedaan lamanya waktu komputasi dan sering mengarah pada perbedaan aproksimasi

solusi. Proses diskretisasi adalah sebuah langkah yang sangat penting dalam pertimbangan

teknik. Metode elemen hingga yang efisien memerlukan pengalaman dan pengetahuan yang

cukup. Untuk masalah dengan skala besar yang melibatkan geometri kompleks, metode elemen

hingga memerlukan waktu dan usaha yang besar jika hanya berdasarkan prosedur manual.

Oleh karena itu, beberapa program telah dikembangkan untuk dapat menjalankan mesh secara

otomatis agar dapat meningkatkan efisiensi pada aplikasi domain yang kompleks dan

meminimalkan interface dengan analis.

Membagi daerah atau luasan menjadi sebuah elemen merupakan langkah utama dari

sebuah metode elemen hingga. Dimana mesh adalah distribusi dari elemen itu sendiri. Dan

elemen-elemen itu sendiri dihubungkan oleh nodes. Kemudian setelah area tersebut

didiskretisasi langkah selanjutnya adalah menentukan persamaan untuk setiap elemen yang

dibutuhkan. Misalnya sifat-sifat termal suatu material seperti konduktifitas termal yang mana

persamaan dari elemen itu nantinya digabungkan untuk menentukan persamaan global untuk

meshnya dimana menggambarkan perubahan dari seluruh bagian secara umum. [21]

22

III.11 Penelitian Sebelumnya

Pada tahun 2014 telah dilakukan penelitian oleh Muhammad Hafidh Rasyadi dan Yusuf

Kaelani dengan judul penelitian Analisa Gerakan Material Implantasi Prothesis Pada Total

Hip Joint Replacement Akibat Gerak Adduksi Abduksi Menggunakan Metode Elemen Hingga.

Pada penelitian tersebut pengujian dilakukan dengan simulasi pada software finite element.

Adapun material prosthesis yang digunakan adalah Ti-6Al-4V dan Co-Cr alloy dengan

polymethyl methacrylate sebagai material dari mantel semennya. Penelitian tersebut

menganalisa cemented hip prosthesis bagian kanan kiri depan belakang dianggap dijepit

sempurna oleh tulang. Pembebanan yang diberikan yaitu asumsi 4x berat manusia normal

dewasa yaitu 2.8 kN. Pembebanan diberikan berdasarkan pada sudut maksimum gerakan kaki

ke dalam (adduksi) 220, dan Gerakan kaki ke luar (abduksi) 400. Analisa yang digunakan

merupakan analisa 2 dimensi. Adapun hasil dari tugas akhir kali ini yaitu didapatkan distribusi

tegangan normal dan tegangan gesernya serta nilai koefisien gesek kritis dari tiap model kontak

antara prosthesis terhadap mantel semennya. Dari hasil tersebut adanya modifikasi profil

permukaan dari model prosthesis yang sudah ada dapat meningkatkan nilai dari koefisien

gesek.

Gambar 3.13 Hasil Simulasi dengan Software ANSYS [22]

Pada tahun 2018 telah dilakukan penelitian oleh Jaspreet Singh ddari Mechanical

Engineering India dengan judul Investigations for Mechanical Properties and Biocompatibility

of SS-316L Implant Prepared as Rapid Investment Casting for Batch Production. Pada

penelitian tersebut bertujuan untuk mengembangkan material implant biomedik berupa SS-

316L dengan mengkombinasikan Fused Deposition Modelling, Chemical Vapor Smoothing,

Silicon Molding dan Investment Casting. Dengan melakukan variasi pada proses Invesment

Casting berupa variasi waktu pengeringan dan variasi ketebalan cetakan yang berpengaruh

terhadap hasil akhir kehalusan permukaan, keakuratan dimensi dan kekerasan produk implant.

Hasil uji menunjukkan bahwa kekerasa permukaan berkurang dengan meningkatnya ketebalan

dinding cetakan, karena dengan meningkatnya ketebalan cetakan akan berpengaruh pada laju

pendinginan Sedangkan untuk mengetahui biocompatibility dilakukan uji in vitro untuk

mengetahui pertumbuhan jaringan sel fibroblast pada tikus (NIH-3T3). Hasil uji ini

menunjukkan bahwa implant mampu mendukung cell adhesion dan cell proliferation sehingga

mampu digunakan untuk rekayasa jaringa

23

BAB IV

METODE YANG DIGUNAKAN

Untuk metode yang digunakan adalah penguasaan terhadap solid work yang berfungsi

untuk pembuatan design dan geometries implan. Selanjutkan diperlukan penguasaan terhadap

ansys yang membantu proses simulasi. Pengembangan awal design implant dengan bantuan

Finite Element Analysis. Berikutnya pengembangan 3D design dengan menggunakan bantuan

software Solidwork 2014.

Gambar 4.1 Design Artificial Hip Joint

Gambar 4.2 Simulasi Artificial Hip Joint dengan ANSYS 2019

IV.1 Tahapan Penelitian

Tahun Pertama: Design, Model Simulation & Manufacturing

Tahun pertama fokus pada pembuatan desain yang digunakan untuk implant. Setelah

pembuatan desain artificial hip joint selesai maka dilanjutkan dengan proses simulasi

menggunakan software ANSYS 2019. Analisis ini digunakan untuk mensimulasikan fenomena

yang akan terjadi pada saat pembuatan model.

24

Gambar 4.3 Geometri dan desain Artificial Hip Joint

Permodelan pertama dilakukan dengan menggunakan analisa transient thermal untuk

mengetahui distribusi temperatur. Selanjutnya, dilakukan analisa couple-field dengan transient

structural. Analisa coupled field dapat merepresentasikan efek termal untuk dikaitkan pada

fenomena lain. Analisa transient structural kemudian dilakukan untuk mengetahui tegangan

termal dan shrinkage yang terjadi pada produk. Analisa termal pada permodelan ini

menggunakan program Ansys Workbench 19.1 dengan modul transient thermal. Analisa

transient thermal menentukan temperatur dan besaran termal lain yang berubah terhadap

waktu. Sebuah analisa transient thermal pada dasarnya memiliki prosedur yang sama dengan

analisa steady-state thermal, perbedaan utama diantara keduanya adalah sebagian besar

pembebanan pada analisa transient adalah fungsi terhadap waktu. Tabel 4.1 menunjukkan

beberapa sifat dari material yang harus dimasukkan ke dalam permodelan untuk mendapatkan

output yang diinginkan.

Tabel 4.1 Input dan output pada Analisa permodelan

Analisa Modul Input Output

Termal Transient

Thermal

Konduktivitas termal,

koefisien panas spesifik,

densitas

Distribusi temperatur

Struktural Transient

Structural

Modulus elastisitas, poisson

ratio, koefisien ekspansi

termal

Tegangan termal,

shrinkage

Sebelum dilakukan investment casting akan kita lakukan Analisa permodelan

menggunakan ANSYS. Permodelan pada investment casting dilakukan dua tahap. Permodelan

pertama dilakukan dengan menggunakan analisa transient thermal untuk mengetahui distribusi

25

temperatur. Selanjutnya, dilakukan analisa couple-field dengan transient structural. Analisa

coupled field dapat merepresentasikan efek termal untuk dikaitkan pada fenomena lain. Analisa

transient structural kemudian dilakukan untuk mengetahui tegangan termal dan shrinkage

yang terjadi pada produk Investment Casting. Analisa termal pada permodelan ini

menggunakan program Ansys Workbench 19.1 dengan modul transient thermal. Analisa

transient thermal menentukan temperatur dan besaran termal lain yang berubah terhadap

waktu. Sebuah analisa transient thermal pada dasarnya memiliki prosedur yang sama dengan

analisa steady-state thermal, perbedaan utama diantara keduanya adalah sebagian besar

pembebanan pada analisa transient adalah fungsi terhadap waktu. Tabel dibawah ini

menunjukkan beberapa sifat dari material yang harus dimasukkan ke dalam permodelan untuk

mendapatkan output yang diinginkan.

Tabel 4.2 Input dan output pada analisa transient thermal

Analisa Modul Input Output

Termal Transient

Thermal

Konduktivitas termal, koefisien

panas spesifik, densitas Distribusi temperatur

Struktural Transient

Structural

Modulus elastisitas, poisson

ratio, koefisien ekspansi termal

Tegangan termal,

shrinkage

Analisa termal yang pertama adalah analisa mengenai distribusi temperatur pada hasil

coran. Shrinkage merupakan peristiwa menyusutnya volume selama proses pengecoran setelah

dilakukan pendinginan. Untuk menghitung shrinkage yang terjadi selama pendinginan,

diperlukan nilai deformasi pada hasil coran di setiap sumbu. Selanjutnya, geometri awal produk

dikurangi dengan deformasi tersebut sehingga didapatkan volume akhir produk. Dengan

mengurangkan volume awal dengan volume akhir, maka didapatkan besarnya shrinkage pada

produk investment casting. Selain itu dilakukan juga simulasi menggunakan modul Static

Structural yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan produk, dari artificial hip joint dengan

berbagai pembebanan (berdiri, duduk, berjalan, melompat dan berlari). Apabila hasil analisa

ANSYS sudah menunjukkan hasil yang seperti apa yang dinginkan maka proses selanjutnya

berupa pengecoran dengan metode investment casting dengan bahan logam CoCrMo.

Kemudian dilakukan pelapisan hidroksi apatit untuk meningatkan kemampuan

biocompatibility. Alasan pemakaian material CoCrMo adalah karena material jenis ini

memiliki sifat mekanik yang naik, lebih ringan dan memiliki ketahanan korosi yang baik.

Sedangkan proses pelapisan (coating) menggunakan hidroksiapatit adalah untuk meingkatkan

fixation antara artificial hip joint dengan femur bone dan juga mengurangi laju munculya debris

yang disebabkan mekanik maupun chemical. Untuk kegiatan pengecoran dengan metode

investment casting dan proses coating dilakukan di PT. Pelopor Teknologi Implantindo,

Mojokerto, Jawa Timur. Diagram alir di tahun pertama ditunjukkan pada gambar 4.4.

26

Gambar 4.4 Diagram alir di tahun pertama

Tahun Kedua: Development & Various Design based on ages (size and shape)

Tahun kedua fokus pada manufacturing dengan pengembangan variasi ukuran dan

bentuk Artificial HiP Joint. Selain itu produk juga akan dilakukan analisa simulasi

menggunakan software ANSYS dengan berbagai kondisi dan pembebanan untuk mengetahui

kemampuan dari produk tersebut saat diaplikasikan. Diagram alir di tahun kedua, diperlihatkan

pada gambar 4.5.

27

Gambar 4.5 Diagram Alir Tahun Kedua

IV.2 Anggota Tim Riset

Tabel 4.3 merupakan rincian tim riset serta peran dalam produksi Hip Joint Prosthesis

berbahan dasar CoCrMo Alloy

Tabel 4.3 Anggota Tim Riset

No Nama Asal

Institutsi

Posisi dikelompok

riset Peran/Tanggung Jawab

1 Yuli Setiyorini, ST.,

MPhil., PhD.Eng ITS Ketua

Pemilihan design dan

geometris implant

2 Sungging Pintowantoro,

ST., MT., PhD ITS Anggota Proses simulasi

3 Fakhreza Abdul, ST., MT ITS Anggota Proses manufacturing

investment casting

4 Fahny Ardian, ST ITS Anggota

Mahasiswa S2 yang

terlibat dalam

penelitian dan

mengerjakan topik

thesis yang sama

28

BAB V

JADWAL

Tabel 5.1 Jadwal Penelitian

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Studi Literatur Proposal

2 Karakterisasi Material E-Guide Tint Data

3 Proses Desain dengan Solidworks Data

4 Proses Simulasi dengan ANSYS Data

5 Analisa Hasil Simulasi Data

6 Pencetakan dengan 3D Printing Produk 3D Printing

7 Pembuatan Desain Invesment Casting Data

8 Simulasi Invesment Casting dengan ANSYS Data

9 Analisa Hasil Simulasi Data

10 Proses Invesment Casting dengan material CoCrMo Produk Artificial Hip Joint

11 Proses Coating dengan Hidroksi Apatit Produk Artificial Hip Joint

12 Manufacturing dengan Variasi Bentuk dan Ukuran Produk Artificial Hip Joint

13 Publikasi dan Seminar Data

Tahun I Tahun IINo Aktivitas Luaran

v

BAB VI

DAFTAR PUSTAKA

[1] Rogerz, Kara.2011. Bone and Muscle Structure, Force and Motion. Britannica Educational

Publishing. New York

[2] www.Kemenkes.go.id

[3] World Health Organization FRAX, Calculation, 2011

[4] Colic, K. 2016. The Current Approach to Research and Design of The Artificial Hip

Prothesis. University of Berlgarde, Innovation Center. Serbia

[5] Aoki, Hideki. 1991. Science and Medical Application of Hidroxyapatite. JAAS: Tokyo,

Japan.

[6] Kapus. 2020. Relationships Between Bone Mineral Density, Body Composition, and

Isokinetic Strength in Postmenopausal Women. Faculty of Science. Czech Republic

[7] Smallman. & A.H.W. Ngan, 2007. Physical Metallurgy and Advanced Material, Sevent

Edition. Elsevier Science and Sabre Foundation Book

[8] Iyer, Mohan. 2018, The Hip Joint in Adults Advance and Developments, Pan Stanford

Publishing Pte. Ltd. Singapore

[9] Hasirci, Vasif. 2018. Fundamentals of Biomaterials, Springer Science. New York

[10] Buddy D, Ratner. 2013. Biomaterials Science an Introduction to Materials in Medicine.

Third Edition, Elsevier Science and Sabre Foundation Book.

[11] https://westernjusticelaw.com/metal-on-metal-hip-replacements/

[12] Park, John and Lakes. 2007. Biomaterials in Introduction. Third edition. Vol 1.USA CRC

Press

[13] Nabakumar, Pramanik, Mishra, Indranil, Tapas Kumar, Parag Bhargava. 2009. Chemical

Synthesis, Characterization, and Biocompatibility Study of Hidroxyapatite/Chitosan

Phosphate Nanocomposite for Bone Tissue Engineering Application. International

Journal of Biomaterials. Volume Article ID 512417

[14] Yildrim, Oktay. 2004. Preparation and Characterization of Chitosan/Calsium Phosphate

Bases Composite, Turkey.

[15] http://hofmannarthritisinstitute.com/hip/understanding-hip-arthritis/

[16] www.HaloDoc.com

[17] https://www.baptistjax.com/health-library/assemblyAHP

[18] https://www.baptistjax.com/health-library/in-depth-reports/well-connected/hip-joint-

replacement-series

[19] Campbell. 2015. Complete Casting Handbook.Elsevier.Ltd.USA

[20] Carmen. 2019. Support Vector Representation Machine for Superalloy Investment

Casting Optimization. Department of Engineering and Architecture, University of Trieste.

Italy

[21] Xiaolin. 2019. Finite Element Modelling and Simullation with ANSYS Workbench.CRC

Press. London

[22] David. 2008. Finite Element Analysis of Hip Stem Design. Departemen of Mechanical

Engineering. Ohio Nortehn University.United States.

vi

BAB VII

LAMPIRAN

Lampiran 1

Biodata Tim Peneliti

1. Ketua

a. Nama Lengkap : Yuli Setiyorini, ST., MPhil., PhD. Eng

b. NIP/NIDN : 197907242005012003/0024077901

c. Fungsional/Pangkat : Lektor/IIIc

d. Bidang Keahlian : Biomaterials and Materials Processing

e. Departemen/Fakultas : Teknik Material dan Metalurgi/Indsys

f. Alamat Rumah dan No. Telp : Jl. Keputih Perintis VI No.3, Sukolilo, Surabaya

g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang diusulkan/dilaporkan (sebutkan

sebagai Ketua atau Anggota)

Type Judul Peranan Sumber dana

Penelitian

(2016-2019)

Pengembangan implant berbasis CoCrMo

alloy dengan metode cast forging dan 3D

print EBM tanpa memicu terjadinya efek

keracunan Cr6+ dalam plasma darah hingga

berdampak kanker

Ketua Hitachi Foundation

Penelitian

(2014-2015)

Pembuatan nano chitosan dari recycle

biowaste

Ketua Unggulan ITS

Penelitian

(2014-sekarang)

Pembuatan dental implant dengan 3D

printing

Ketua Mandiri kerjasama dengan

Pramita Lab

Penelitian

(2013-sekarang)

Pembuatan implant tulang temporary

berbasis stainless steel dengan investment

casting

Ketua Mandiri kerjasama dengan

Xenith dan Pelopor Teknologi

Implantindo Indonesia

Pengabdian

(2019)

Sintesis chitosan antibacterial dari BSF Anggota Pengabdian berbasis Penelitian

h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku)

1. International Conference on Mechanical and Production Engineering (ICMPE), 9th-10th October 2018,

Yokohama, Japan. (Proceeding Conference and Best of Presentation/Content Award).

2. Summit of Materials Science (SMS) 2018, held on 29th-30th October 2018, Sendai, Japan. (Poster

Presentation). IMR-Tohoku University.

3. Engineering Physics International Conference (EPIC 2018), held on 31st October-2nd November 2018,

Surabaya, Indonesia. (Oral Presentation)

vii

4. International Conference Advanced Nano and Energy Materials (ANEM 2018), held on 12nd -14th

December 2018, Western Australia, Australia. (Oral Presentation)

5. International Journal of Mechanical and Production Engineering, ISSN(p): 2320-2092, ISSN(e): 2321-2071

Volume- 7, Issue-1, Jan.-2019, http://iraj.in

6. SIDI Inernational Conference 2019, held on 2nd-8th September 2019, Surabaya. (Oral Presentation)

i. Paten (2) terakhir

j. Tugas Akhir (2 terakhir yang paling relevan), Tesis (2 terakhir yang paling relevan), dan Disertasi (2 terakhir

yang paling relevan) yang sudah selesai dibimbing.

Type Judul

Disertation In-vitro Behavior of Co-Cr-Mo Alloys Prepared by Electron Beam Melting (EBM) in

Inflammatory Artificial Blood Plasma

Thesis Pengembangan dental coating

Thesis Studi performa produk-produk dental appliances

Tugas Akhir Sintesis chitosan dari BSF sebagi antibacterial

Tugas Akhir Sintesis nano chitosan dengan bantuan gelombang mikro

Tugas Akhir Pembuatan nano bovine carbonated-hydroxyapatite dengan gelombang mikro

2. Anggota

a. Nama Lengkap : Sungging Pintowantoro, ST., MT., PhD. Eng

b. NIP/NIDN : 196809302000031001/0030096803

c. Fungsional/Pangkat : Lektor Kepala/IIId

d. Bidang Keahlian : Minerals and Materials Processing



g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang

diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota)


Penelitian

(2016-2019)

Pengembangan implant berbasis CoCrMo

alloy dengan metode cast forging dan 3D

print EBM tanpa memicu terjadinya efek

Anggota Hitachi Foundation

viii

keracunan Cr6+ dalam plasma darah hingga

berdampak kanker

Penelitian

(2014-2015)


biowaste

Ketua Unggulan ITS

Penelitian

(2014-sekarang)


printing

Anggota Mandiri kerjasama dengan

Pramita Lab

Penelitian

(2013-sekarang)



casting




Pengabdian

(2019)

Sintesis chitosan antibacterial dari BSF Ketua Pengabdian berbasis Penelitian


1. International Conference on Mechanical and Production Engineering (ICMPE), 9th-10th October 2018,

Yokohama, Japan. (Proceeding Conference and Best of Presentation/Content Award).

2. Summit of Materials Science (SMS) 2018, held on 29th-30th October 2018, Sendai, Japan. (Poster

Presentation). IMR-Tohoku University.

3. Engineering Physics International Conference (EPIC 2018), held on 31st October-2nd November 2018,

Surabaya, Indonesia. (Oral Presentation)

4. International Conference Advanced Nano and Energy Materials (ANEM 2018), held on 12nd -14th

December 2018, Western Australia, Australia. (Oral Presentation)

5. International Journal of Mechanical and Production Engineering, ISSN(p): 2320-2092, ISSN(e): 2321-2071

Volume- 7, Issue-1, Jan.-2019, http://iraj.in



j. Tugas Akhir (2 terakhir yang paling relevan), Tesis (2 terakhir yang paling relevan), dan Disertasi

(2 terakhir yang paling relevan) yang sudah selesai dibimbing.

Type Judul

Disertation In-vitro Behavior of Co-Cr-Mo Alloys Prepared by Electron Beam Melting (EBM) in

Inflammatory Artificial Blood Plasma




3. Anggota

a. Nama Lengkap : Fakhreza Abdul, ST., MT.

ix

b. NIP/NIDN : 199102172015041002/0017029101

c. Fungsional/Pangkat : Asisten Ahli/IIIb

d. Bidang Keahlian : Minerals and Materials Processing



g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang

diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota)


Penelitian

(2014-2015)


biowaste

Ketua Unggulan ITS

Penelitian

(2014-sekarang)


printing


Pramita Lab

Penelitian

(2013-sekarang)



casting




Pengabdian

(2019)

Sintesis chitosan antibacterial dari BSF Ketua Pengabdian berbasis Penelitian




j. Tugas Akhir (2 terakhir yang paling relevan), Tesis (2 terakhir yang paling relevan), dan Disertasi

(2 terakhir yang paling relevan) yang sudah selesai dibimbing.

Type Judul




x

Lampiran 2

SURAT PERNYATAAN KESEDIAAN MITRA

Yang bertanda tangan di bawah ini kami:

Nama : Teguh Hari Prasetyo

Jabatan : Operational Director

Nama Mitra : PT. Pelopor Teknologi Implantindo

menyatakan bersedia untuk melaksanakan tanggung jawab sebagai mitra penelitian:

Judul Penelitian : Produksi Hip Joint Prosthesis berbasis CoCrMo

Alloy dengan Investment Casting dalam rangka

mencapai TKDN

Ketua Tim Peneliti : Yuli Setiyorini, ST., MPhil.,. PhD.Eng

Dengan memberi kontribusi in cash sebesar Rp 40.000.000,-

Surat pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya untuk digunakan seperlunya.

Surabaya, 2 Maret 2020

Mengetahui,

Pimpinan Mitra/Instansi Peneliti Mitra

(Teguh Hari Prasetyo) (Teguh Hari Prasetyo)

DATA USULAN DAN PENGESAHAN

PROPOSAL DANA LOKAL ITS 2020

1. Judul Penelitian

Produksi Hip Joint Prosthesis berbasis CoCrMo Alloy dengan Investment Casting dalam rangka mencapai TKDN

Skema : PENELITIAN KEMITRAAN

Bidang Penelitian : Desain

Topik Penelitian : Produk Peralatan Medis

2. Identitas Pengusul

Ketua Tim

Nama : Yuli Setiyorini S.T., M.Phil

NIP : 197907242005012003

No Telp/HP : 083854714441

Laboratorium : Laboratorium Teknologi Pengolahan Mineral dan Material

Departemen/Unit : Departemen Teknik Material dan metalurgi

Fakultas : Fakultas Teknologi Industri dan Rekayasa Sistem

Anggota Tim

No Nama Lengkap Asal Laboratorium Departemen/UnitPerguruan

Tinggi/Instansi

1Yuli Setiyorini

S.T., M.Phil

Laboratorium Teknologi Pengolahan Mineral dan Material

Departemen Teknik Material dan metalurgi

ITS

2Dr. Sungging Pintowantoro

ST., MT.



ITS

3Fakhreza Abdul

S.T., M.T.



ITS

3. Jumlah Mahasiswa terlibat : 1

4. Sumber dan jumlah dana penelitian yang diusulkan

a. Dana Lokal ITS 2020 : 60.000.000,-

b. Sumber Lain : 40.000.000,-

Jumlah : 100.000.000,-

Tanggal Persetujuan

Nama Pimpinan Pemberi

Persetujuan

Jabatan Pemberi Persetujuan

Nama Unit Pemberi

PersetujuanQR-Code

08 Maret 2020

Dr., Ir. Bambang

Iskandriawan M.Eng.

Kepala Pusat Penelitian/Kajian/Unggulan

IptekDesain

08 Maret 2020

Agus Muhamad Hatta , ST, MSi,

Ph.DDirektur

Direktorat Riset dan Pengabdian

Kepada Masyarakat

proposa l dana its tahun 2020

Documents