Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
ABSTRAK
Pendahuluan: Pencarian implan berbahan biomaterial yang dapat diserap tubuh dengan baik terus berlanjut. Biomaterial untuk implan orthopaedi biodegradabel harus memenuhi kriteria tertentu, seperti waktu degradasi yang harus parallel dengan lini masa fisiologis penyembuhan tulang normal. Magnesium adalah mikronutrien tubuh alami sekaligus metal biodegradabel yang mempunyai sifat biomekanika menyerupai tulang. Akan tetapi, waktu degradasi metal ini sangatlah singkat dan menghasilkan produk korosi gas H2 serta sifat alkali. Karbonat apatit merupakan apatit biologis yang mempunyai osteokonduktivitas yang baik dan penyembuhan tulang tanpa jaringan fibrotik. Pencampuran magnesium dengan karbonat apatit diharapkan dapat menciptakan material biodegradabel yang dapat dipakai sebagai material dasar implant orthopaedi biodegradabel. Metode: Kami memfabrikasi specimen komposit magnesium dan karbonat apatit dengan kadar yang bervariasi menggunakan metode metalurgi bubuk, milling time bervariasi 3, 5 dan 7 jam pada 200 RPM, kompaksi pada suhu 300°C dan tekanan 265 MPa, sintering pada 550°C, waktu tahan 1 jam, laju panas 5°C/menit, atmosfir ruangan biasa untuk membuat spesimen uji berbentuk silinder dan miniplate. Spesimen tersebut kemudian dilakukan uji biomekanika, biotoksisitas MTT dan kontak langsung, serta korosi. Hasil: Kami dapat memfabrikasi komposit magnesium dan karbonat apatit dengan densitas yang sama dengan tulang manusia. Spesimen komposit magnesium dengan 10% karbonat apatit memiliki biokompatibilitas yang cukup baik. Walaupun, ketahanan tekanan, ketahanan regangan, modulus elastisitas fleksural dan ketahanan korosi spesimen tersebut masih rendah dibandingkan dengan tulang manusia. Paparan terhadap material komposit ini membuat lingkungan sekitar material menjadi bersifat alkali. Diskusi: Konsolidasi antar partikel dan ukuran partikel masih kurang baik karena terbentuknya pori mikrostruktural, yang kemungkinan disebabkan oleh lapisan Mg(OH)2 dan proses oksidasi saat sintering. Hal ini menyebabkan sifat biomekanik yang rendah dan laju korosi yang tinggi. Penggunaan uji berbasis reduksi tetrazolium dapat memberikan hasil false positive, disebabkan sifat produk korosi magnesium yang bersifat reduktan. Kondisi alkali yang disebabkan material ini dapat bermanfaat bagi penyembuhan tulang dan luka. Komposit logam magnesium dan biokeramik karbonat apatit mempunyai potensi yang besar untuk menjadi material dasar implan orthopaedi biodegradabel. Modifikasi teknik fabrikasi perlu dilakukan untuk bisa meningkatkan konsolidasi antar partikel, mengecilkan ukuran partikel, meningkatkan kekuatan biomekanika, mengurangi produk korosi, serta menurunkan laju degradasi.

---

ABSTRACT
Introduction. The search for biodegradable orthopaedic implant is on the rally. Biomaterial for orthopaedic implant must fulfill some criteria, especially the degradation rate must be paralleled with normal bone healing timeline. Magnesium is a natural micronutrient as well as biodegradable metal with biomechanical characteristics close to that of bone. However, the degradation rate of this metal is very high and releasing H2 gas by-product as well as alkali environment. Carbonate apatite is a biological apatite which has good osteoconductivity and allow bone healing without fibrotic tissue. Fabrication of magnesium and carbonate apatite composite is expected able to produce a new biodegradable biomaterial that can be used as the base material of biodegradable orthopaedic implant. Methods. We fabricated magnesium composite specimens containing various content of carbonate apatite by powder metallurgy, various milling time (3, 5, 7 hours) at 200 RPM, warm compaction at 300°C and pressure of 265 MPa, sintering at 550°C, holding time of 1 hour, heating rate of 5°C/minutes and room atmosphere cooling. Biomechanical tests, biotoxicity tests (MTT assay and direct contact), and corrosion test were conducted. Results. We were able to fabricate magnesium-carbonate apatite composites with good density that is comparable with human bone. Magnesium composite with 10% content of carbonate apatite had good biocompatibility. Although, its flexural stress, flexural strain, flexural elasticity modulus and corrosion resistance were lower than human bone. Additionally, exposure to this material also turn the surrounding environment into alkali. Discussion: Interparticle consolidation and grain size were dissatisfactory due to microstructural pores that are possibly formed by Mg(OH)2 layer and oxidation process during sintering. These characteristics affect the low biomechanical properties and high corrosion rate. Additionally, the use of tetrazolium-based assay (MTT) may give a false positive result, as the magnesium corrosion products are reducing agent. Meanwhile, alkali condition caused by the material corrosion by-product might be beneficial for bone healing and wound healing process. Magnesium and carbonate apatite composite has enormous potential to be used as the orthopaedic biodegradable material. Modification on fabrication parameters need to be done in order to improve the interparticle consolidation, refining the grain size, improve biomechanical strength, reduce corrosion products, as well as improve the degradation rate.

Abstrak :
Pendahuluan: Mg (magnesium) yang merupakan salah satu komponen alamiah tubuh mulai banyak diteliti sebagai bahan dasar implan biodegradabel orthopaedi. Salah satu kekurangan Mg adalah tingginya tingkat korosi jika bersentuhan dengan udara. Cara untuk mengurangi tingkat korosi Mg adalah dengan mencampurnya dengan material lain (alloy), melapisi dengan material lain, atau melakukan teknik severe plastic deformity (SPD). Carbonate apatite (CA) dipilih untuk menjadi campuran komposit Mg karena CA merupakan komponen non organik tulang, dan kemampuan osteokonduktivitas nya yang baik. Kendala dari komposit MgCA adalah komposit ini terdegradasi dengan sangat cepat. Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Rahyussalim dkk terhadap komposit MgCA dengan teknik produksi kompaksi menunjukkan tingkat toksisitas yang tinggi pada sel punca tali pusat manusia. Salah satu penyebab tingginya toksisitas adalah proses korosi. Densifikasi (ekstrusi) merupakan salah satu cara untuk mengurangi proses korosi komposit MgCA. Pada penelitian ini kami membandingkan uji toksisitas pada kelompok komposit MgCA yang difabrikasi dengan menggunakan proses sintering dan ekstrusi. Metode: Komposit MgCA dibuat melalui metode fabrikasi sintering dan ekstrusi (E2010 dan E1210) di Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Komposisi komposit yang dihasilkan adalah Mg, Mg5CA, Mg10CA dan Mg15CA. Uji toksisitas dilakukan di Laboratorium Stem Cells and Tissue Engineering IMERI, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. Uji toksisitas dilakukan dengan uji kontak langsung dan uji ekstrak dengan sel punca mesenkimal. Hasil: Implan dengan proses ekstrusi (E2010) memiliki nilai densitas lebih dan kekerasan yang lebih tinggi, laju korosi lebih rendah jika dibandingkan dengan implan dengan proses sintering. Uji ekstrak (MTT) implan yang diproduksi dengan ekstrusi (E2010) menunjukkan hasil non toksik (viabilitas sel >75%), sedangkan implan dengan teknik produksi sintering dan kompaksi menunjukkan hasil toksik (viabilitas <75%). Mg15CA ekstrusi (E2010) menunjukkan viabilitas sel terbanyak. Uji kontak langsung menunjukkan toksisitas pada semua jenis implan (viabilitas sel <70% dibanding kontrol). Kesimpulan: Implan ekstrusi (E2010) memiliki nilai viabilitas sel paling tinggi jika dibandingkan dengan sintering pada uji ekstrak. Semua implan tergolong toksik pada uji kontak langsung. ......Introduction: Mg (magnesium), which is one of the body's natural components, has increasing interests as the basic material for orthopaedic biodegradable implants. One of the disadvantages of Mg is its high corrosion rate when in contact with air. The way to reduce the corrosion rate of Mg is to mix it with other materials (alloys), coat it with other materials, or undergo severe plastic deformity (SPD) technique. Carbonate Apatite (CA) was chosen to be a composite of Mg mixture because CA is an inorganic component of bone, and has good osteoconductivity. The problem with MgCA composite is that they degrade very quickly. Previous research conducted by Rahyussalim et al on MgCA composites with the production technique of compaction showed a high level of toxicity in human umbilical cord stem cells. One of the causes of high toxicity is the corrosion process. Densification (extrusion) is one way to reduce the corrosion process of MgCA composites. In this study, we compared the toxicity test on a group of MgCA composites fabricated using sintering and extrusion processes. Method: The MgCA composites are made through conventional sintering (CS) and extrusion fabrication methods (E2010 and E1210) at the Mechanical Engineering Laboratory, Faculty of Engineering, University of Indonesia. The composition of resulting composite is pure Mg, Mg5CA, Mg10CA and Mg15CA. The toxicity test was carried out at the Stem Cells and Tissue Engineering (SCTE) Laboratory of IMERI, Faculty of Medicine, University of Indonesia. Toxicity test was done by direct contact test and extraction test to the mesenchymal stem cells (MSC). Results: Implants with extrusion process (E2010) have more density and rigidity, lower corrosion rate when compared to other implants that underwent sintering process. Extract test (MTT) of implants produced by extrusion (E2010) showed non-toxic results (cell viability >75%), while implants with sintering and compaction production techniques showed toxic results (viability <75%). Mg15CA (E2010) extrusion showed the highest cell viability. Direct contact test showed toxicity to all types of implants (cell viability <70% compared to control). Conclusion: The extrusion implant (E2010) had the highest cell viability value when compared to sintering in the extracted test. All implants were categorized as toxic in the direct contact test.

Abstrak :
Ekstrak mangostin sebagai biomaterial baru yang ditambahkan pada scaffold karbonat apatit / alginat / kitosan diharapkan dapat membunuh sisa sel kanker pada tulang setelah dilakukan tindakan pembedahan. Semua material yang akan digunakan pada tubuh harus memenuhi syarat untuk dapat diterima jaringan dan tidak menimbulkan reaksi toksik pada tubuh. Tujuan penelitian ini untuk memperoleh informasi mengenai viabilitas sel terhadap scaffold komposit karbonat apatit / alginat / kitosan dengan ekstrak mangostin. Scaffold dibuat dari bahan serbuk karbonat apatit / alginat / kitosan dengan ekstrak mangostin menggunakan metode freeze drying. Karakterisasi dilakukan dengan XRD, FTIR, SEM dan dilanjutkan dengan viabilitas sel menggunakan MTT assay pada konsentrasi 10%, 7.5%, 5%, 2.5%, 1% atau 0.5%. Hasil penelitian diperoleh porositas scaffold komposit karbonat apatit / alginat / kitosan dengan ekstrak mangostin berkisar 50 ? 300 μm. Diperoleh viabilitas tertinggi dari scaffold komposit karbonat apatit / alginat / kitosan dengan ekstrak mangostin pada konsentrasi 0.5 %. Terdapat perbedaan bermakna antara viabilitas sel dari sampel scaffold karbonat apatit / alginat / kitosan dibandingkan terhadap viabilitas sel dari sampel scaffold karbonat apatit / alginat / kitosan dengan ekstrak mangostin pada konsentrasi 10 % dan 7.5 % (P<0.05) tetapi tidak memberikan perbedaan bemakna pada konsentrasi 5%, 2.5%, 1% dan 0.5% (P>0.05). Dapat disimpulkan scaffold komposit karbonat apatit / alginat / kitosan dengan ekstrak mangostin mempengaruhi viabilitas sel sehingga bersifat sitotoksik. ...... Mangosteen Extract as a new biomaterial to be added to carbonate apatite scaffold / alginate / chitosan is expected to remove any remaining cancer cells in the bones after surgery. All materials which will used on the body must eligible to be accepted by system and does not cause toxic reactions in the body. The purpose of this study was obtaining information on cell viability against carbonate apatite composite scaffold / alginate / chitosan with mangosteen extract. The scaffold is made of carbonate apatite powder / alginate / chitosan with extract mangosteen using freeze drying method. Characterization are performed by XRD, FTIR, SEM and followed by cell viability using MTT assay at concentrations of 10%, 7.5%, 5%, 2.5%, 1% or 0.5%. The results were obtained composite scaffold porosity carbonate apatite / alginate / chitosan mangosteen extract range 50-300 lm. Obtained the highest viability of carbonate apatite composite scaffold / alginate / chitosan with mangosteen extract at a concentration of 0.5%. There is a significant difference between the cells viability of composite of scaffold carbonate apatite / alginate / chitosan samples compared to the cells viability of composite of scaffold carbonate apatite / alginate / chitosan with mangostin extract samples at concentrations of 10% and 7.5% (p<0.05), but no difference significant in the concentration 5%, 2.5%, 1% and 0.5% (p>0:05). It can be concluded composite of scaffold carbonate apatite / alginate / chitosan with mangostin extract affect the viability of cells that are cytotoxic.

Abstrak :
Trauma dalam bentuk fraktur pada maxilla (rahang atas) atau mandibula (rahang bawah) dapat ditangani dengan menggunakan implan tulang miniplate. Setelah sejumlah penelitian yang telah dilakukan, magnesium adalah kandidat yang baik untuk bahan yang digunakan dalam membuat miniplate tersebut. Material tersebut memiliki sifat biodegradable dan mechanical properties yang kompatibel dengan tulang manusia. Namun karena tingkat korosinya yang tinggi, perawatan tambahan harus dilakukan untuk mencapai fungsi yang diinginkan. Studi ini merupakan kelanjutan dari studi sebelumnya, yang membuat komposit berbasis magnesium dengan menambahkan karbonat apatit dalam proses powder metallurgy dengan komposisi bervariasi 5%, 10%, 15%. Itu dilakukan untuk memodifikasi laju korosi yang tinggi. Menurut penelitian, ekstrusi dianggap sebagai kandidat potensial untuk proses manufaktur yang optimal. Dengan memvariasikan rasio ekstrusi, densitas bahan yang diproduksi dapat diubah yang secara teoritis dapat meningkatkan sifat mekaniknya. Oleh karena itu, penelitian ini akan berfokus pada mencari sifat mekanik yang optimal untuk menemukan komposisi yang cocok untuk implan miniplate. Dengan menggunakan uji tarik dan uji tekuk yang masing-masing disetujui oleh ASTM E8 dan ASTM E290, data diperoleh dan kemudian diproses dengan menggunakan metode menurut ASTM F67 (tarik) dan F382 (tekuk). Hasilnya menunjukkan peningkatan signifikan dalam sifat mekanik umum dengan 15% karbonat apatit menjadi yang terbaik dari keempat komposisi. Dengan demikian, penelitian lebih lanjut direkomendasikan untuk menemukan metode dan komposisi pembuatan yang optimal untuk bahan miniplate yang tepat. ......Trauma in the form of fractures in maxilla (upper jaw) or mandibula (lower jaw) could be treated using miniplate bone implant. After studies and researches that have been done, magnesium is a good candidate for material used to manufactured said miniplate. Its biodegradable and has compatible mechanical properties to human bone. However due to its high corrosion rate, additional treatment has to be done to reach its intended function. This study is a continuation from previous study, which is fabricating a magnesium-based composite by adding carbonate apatite in powder metallurgy process with varying rate of 5%, 10%, 15%. It was done to modify the high rate of corrosion. According to the study, extrusion is deemed to be a potential candidate for optimal manufacturing process. By varying the extrusion ratio, the density of the produced material could be altered which theoretically could improve its mechanical properties. Hence, this study will be focusing on finding the optimal mechanical properties in order to find the suitable composition for the miniplate implant. Using tensile test and bending test that are approved by ASTM E8 and ASTM E290 respectively, data were obtained and then processed using methods according to ASTM F67 (tensile) and F382 (bending). The results show significant improvement in general mechanical properties with 15% carbonate apatite being the best out of the four composition. With that being said, further research is recommended to find the optimal manufacturing method and composition for a proper miniplate material.