Pelapisan Hidroksiapatit pada Paduan Logam CoCrMo Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode Biomimetik
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA PADUAN LOGAM
CoCrMo TERLAPIS TITANIUM NITRIDA MENGGUNAKAN
METODE BIOMIMETIK
MUHAMMAD FAJAR
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Pelapisan Hidroksiapatit pada
Paduan Logam CoCrMo Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode
Biomimetik adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014
Muhammad Fajar
NIM G44100080
ABSTRAK
MUHAMMAD FAJAR. Pelapisan Hidroksiapatit pada Paduan Logam CoCrMo
Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode Biomimetik. Dibimbing oleh
CHARLENA dan SULISTIOSO GIAT SUKARYO.
Implan tulang merupakan salah satu cara penyembuhan patah tulang yang
sedang berkembang. Implan dapat berbahan dasar logam, keramik, dan polimer.
Material logam yang biasanya digunakan adalah titanium (Ti), baja tahan karat,
dan paduan logam. Penelitian ini menggunakan paduan logam berbasis Co, yaitu
CoCrMo terlapis titanium nitrida (TiN) yang kemudian dilapisi dengan
hidroksiapatit (HAp). HAp pada permukaan paduan logam CoCrMo-TiN
dilapiskan menggunakan metode biomimetik, yaitu dengan merendam paduan
logam dalam larutan simulated body fluid (SBF) selama 18, 24, dan 36 jam.
Perendaman di dalam larutan SBF menghasilkan lapisan putih pada permukaan
paduan logam. Lapisan yang terbentuk, dianalisis morfologi dengan mikroskop
pemindai elektron (SEM) dan dicirikan dengan difraktometer sinar x (XRD).
Berdasarkan hasil foto SEM pada pelapisan selama 36 jam, tampak morfologi
kristal senyawa apatit berupa butir-butir halus. Berdasarkan hasil XRD, terdapat
puncak-puncak HAp pada sudut 2 31.86, 32.25, dan 39.48. Namun, terdapat juga
puncak-puncak CaCO3 pada sudut 2
29.46, 36.04, dan 46.79. Hal ini
menunjukkan HAp yang terbentuk belum murni.
Kata kunci: biomimetik, CoCrMo-TiN, hidroksiapatit
ABSTRACT
MUHAMMAD FAJAR. Hidroxyapatite Coating on CoCrMo Alloy Titanium
Nitride Coated Using Biomimetic Method. Supervised by CHARLENA and
SULISTIOSO GIAT SUKARYO.
Bone implants is a way to cure broken bones which is being developed. The
implants can be made of metals, ceramics and polymers. Metallic materials
commonly used are titanium (Ti), stainless steel, and metal alloys. This study used
Co-based alloys, i.e. CoCrMo coated with titanium nitride (TiN) which was then
coated on hidroxyapatite (HAp). The HAp coating on the surface of CoCrMo
alloy was done by biomimetic methods, first by soaking the metal alloys in
simulated body fluid (SBF) solution for 18, 24, and 36 hours. The immersion in
the SBF solution produced white coat on the surface of the metal alloy. The layers
formed were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and characterized
by x-ray diffractometer (XRD). Based on the SEM results of 36 hours treatment,
the morphology of apatite crystal formed fine grains. According to XRD result,
there were HAp peaks at angles 2θ 31.86, 32.25, dan 39.48. However, there were
also CaCO3 peaks at angles 2θ 29.46, 36.04, and 46.79. It indicated the pure HAp
is not yet formed.
Key words: biomimetic, CoCrMo-TiN, hydroxyapatite
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA PADUAN LOGAM
CoCrMo TERLAPIS TITANIUM NITRIDA MENGGUNAKAN
METODE BIOMIMETIK
MUHAMMAD FAJAR
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Pelapisan Hidroksiapatit pada Paduan Logam CoCrMo Terlapis
Titanium Nitrida Menggunakan Metode Biomimetik
Nama
: Muhammad Fajar
NIM
: G44100080
Disetujui oleh
Dr Charlena, MSi
Pembimbing I
Drs Sulistioso Giat Sukaryo, MT
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen Kimia
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya yang tidak pernah berhenti diberikan, sehingga penulis dapat
menyusun laporan hasil penelitian dengan judul “Pelapisan Hidroksiapatit pada
Paduan Logam CoCrMo Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode
Biomimetik”. Penelitian dilaksanakan selama 4 bulan, yaitu pada bulan Maret-Juli
bertempat di Laboratorium Kimia Anorganik dan Laboratorium Bersama
Departemen Kimia, FMIPA IPB serta PTBIN-BATAN, Serpong, Tangerang.
Penulisan ini dimaksudkan untuk melengkapi sebagian syarat dalam mencapai
gelar sarjana sains Institut Pertanian Bogor.
Penelitian dan penulisan laporan hasil penelitian ini dapat selesai dengan
baik berkat doa, bantuan, dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
dalam kesempatan ini ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu Dr
Charlena MSi selaku pembimbing pertama dan Bapak Drs Sulistioso Giat
Sukaryo MT selaku pembimbing kedua atas bimbingan, arahan, dan bantuan
selama penulis melakukan penelitian. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada
Bapak Syawal, Bapak Sunarsa, dan Bapak Mulyadi atas bantuan selama penulis
melakukan penelitian.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Bapak, Mamah, dan
adik-adik atas dukungan materil, doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih
juga penulis ucapkan kepada Dewita Ayu Sejati, Irgham, Iswanto, Andri, dan Tari
sebagai rekan kerja dan sahabat yang baik.
Penulis berharap laporan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan. Terima kasih.
Bogor, Oktober 2014
Muhammad Fajar
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
PENDAHULUAN
1
Latar belakang
1
Tujuan
2
Hipotesis
2
Waktu dan Tempat
2
BAHAN DAN METODE
3
Alat dan Bahan
3
Metode
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Preparasi Paduan Logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo
5
Proses Perlakuan dengan Basa
5
Pembuatan Larutan Simulated Body Fluid (SBF)
6
Pelapisan Hidroksiapatit dengan Metode Biomimetik
6
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
11
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
17
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Contoh endoprostetik lutut
Paduan logam CoCrMo-TiN (a) dan CoCrMo (b)
Paduan logam setelah perlakuan dengan basa
Larutan SBF
Hasil pelapisan paduan logam CoCrMo
Hasil pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo-TiN
Foto SEM HAp Hapsah (2012)
Foto SEM pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN perbesaran 1500x
Difraktogram pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo-TiN
Mekanisme reaksi kimia saat perendaman di dalam larutan SBF
Fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh
1
5
6
6
7
7
8
9
9
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian
2 Data hasil analisis XRD paduan logam CoCrMo-TiN
3 Data JCPDS
14
15
15
2
biokompabilitas yang baik. Namun kandungan Ni yang relatif cukup tinggi hingga
mencapai 50% membuat penggunaan paduan logam ini dikurangi karena dapat
menyebabkan alergi atau bahkan keracunan pada tubuh manusia (Michiardi et al.
2008).
Pelapisan hidroksiapatit (HAp) pada permukaan logam dapat meningkatkan
sifat biokompatibilitas logam dan mempercepat pertumbuhan tulang (Sukaryo et
al. 2009). HAp telah diakui sebagai bahan pengganti tulang dan gigi karena
memiliki kemiripan dari segi biologisnya untuk jaringan tulang keras manusia
(Xiangnan et al. 2010). Penelitian ini akan menggunakan paduan logam berbasis
Co, yaitu CoCrMo yang terlapis titanium nitrida (TiN). Berdasarkan standard
aplikasi medis Eropa, laju korosi untuk logam implan harus kurang dari 1 mpy.
Paduan logam CoCrMo terlapis TiN memiliki laju korosi sebesar 0.0424 mpy
(Prihantoko 2011). Hal ini menunjukkan paduan logam CoCrMo terlapis TiN
dapat digunakan untuk aplikasi medis. Permukaan paduan logam CoCrMo yang
terlapisi TiN (CoCrMo-TiN) akan dilapiskan dengan HAp, agar biokompatibilitas
paduan logam CoCrMo semakin baik dan dapat mempercepat pertumbuhan tulang
saat diimplan ke dalam tubuh. Pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN dengan
HAp dilakukan menggunakan metode biomimetik. Metode biomimetik adalah
metode pelapisan yang meniru sistem biologis di dalam tubuh. Kelebihan metode
ini dibandingkan dengan metode lain, seperti penyemprotan plasma, deposisi
elektroforetik, dan sol-gel adalah menjadikan kristal apatit memiliki bioaktivitas
tinggi dan sifat resorpsi yang baik, serta dapat mempercepat pertumbuhan tulang
(Habibovic et al. 2002). Pelapisan dengan metode biomimetik dilakukan dengan
perendaman di dalam larutan simulated body fluid (SBF) (Silva et al. 2008).
Penelitian Widya (2014) melaporkan logam CoCrMo terlapisi hidroksiapatit pada
perendaman di dalam larutan 5x SBF selama 48 jam. Habibovic et al. (2002) juga
melaporkan, HAp dapat terbentuk pada larutan 5x SBF dengan intensitas yang
rendah. Setelah pelapisan akan dilakukan analisis morfologi dengan scanning
electron microscope (SEM) dan pencirian dengan x-ray diffractometer (XRD).
Tujuan
Penelitian ini bertujuan melapisi partikel hidroksiapatit pada permukaan
logam CoCrMo terlapis titanium nitrida menggunakan metode biomimetik.
Hipotesis
Hidroksiapatit dapat terbentuk pada permukaan paduan logam CoCrMo
terlapis titanium nitrida dari larutan SBF dengan metode biomimetik.
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2014 sampai Juli 2014 di
Laboratorium Kimia Anorganik, Laboratorium Bersama Departemen Kimia,
FMIPA IPB dan PTBIN-BATAN, Serpong, Tangerang.
3
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu peralatan gelas, neraca
merk Ohaus USA, oven merk Jouan, hot plate, termometer, ultrasonik, scanning
electron microscope (SEM) merk Jeol, x-ray diffractometer (XRD) merk
Shimadzu XD-610, mikroskop optik merk Nikon, dan Potensiostat model 273.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, paduan logam CoCrMoTiN dan CoCrMo dari PTBIN-BATAN, alkohol, akuades, air bebas ion, NaCl,
NaHCO3, Na2HPO4.2H2O, MgCl2.6H2O, CaCl2.2H2O, (CH2OH)3CNH2, dan HCl
0.1 M.
Metode
Prosedur penelitian terdiri atas 5 tahap, yaitu preparasi paduan logam,
proses perlakuan dengan basa, preparasi larutan SBF, pelapisan paduan logam
CoCrMo-TiN dengan hidroksiapatit menggunakan metode biomimetik, dan
pencirian dengan SEM dan XRD. Secara umum bagan alir penelitian dapat dilihat
pada Lampiran 1.
Preparasi Paduan Logam
Paduan logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo direndam dalam alkohol 70%,
kemudian disonikasi selama 1 jam. Setelah itu, logam dikeringkan dengan tisu
(Widya 2014).
Proses Perlakuan dengan Basa
Paduan logam CoCrMo-TiN dan paduan logam CoCrMo direndam selama
15 menit di dalam larutan NaOH 5 M. Setelah itu, paduan logam dikeringkan di
dalam oven pada suhu 70°C.
Preparasi Larutan SBF
Larutan SBF yang digunakan adalah larutan 5x SBF yang terdiri atas, NaCl,
NaHCO3, Na2HPO4.2H2O, MgCl2.6H2O, HCl 0.1 M, (CH2OH)3CNH2), dan
CaCl2.2H2O. Masing-masing senyawa tersebut ditimbang sesuai komposisi pada
Tabel 1. Larutan dibuat dalam gelas piala 500 mL dengan penambahan akuades.
Semua bahan dilarutkan satu-persatu dengan akuades dan setiap pencampuran
dilakukan bertahap sampai bahan larut secara merata menggunakan pengaduk
magnetik (Widya 2014).
4
Tabel 1 Komposisi larutan 5x SBF
Senyawa
Bobot
NaCl
16.3675 g
NaHCO3
5.6700 g
Na2HPO4.2H2O
0.4450 g
MgCl2.6H2O
0.7625 g
CaCl2.2H2O
0.9200 g
(CH2OH)3CNH2
15 mL
HCl 0.1 M
100 mL
Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dan CoCrMo-TiN dengan HAp
Paduan logam CoCrMo dan CoCrMo-TiN kemudian dilapisi dengan HAp.
Pelapisan ini menggunakan metode biomimetik. Pelapisan paduan logam
CoCrMo dan CoCrMo-TiN dilakukan dengan cara mencelupkan paduan logam ke
dalam gelas piala yang berisi larutan 5x SBF yang diletakan di atas hot plate.
Perendaman dilakukan selama 18, 24, dan 36 jam, serta suhu dijaga konstan pada
37˚C. Setelah 18, 24, dan 36 jam logam diangkat dan dikeringkan, kemudian
dilihat lapisan yang terbentuk dengan mikroskop optik, lalu dilakukan analisis
morfologi dengan SEM dan pencirian dengan XRD.
Analisis dengan Scanning Electron Microscope (SEM)
Analisis SEM dilakukan dengan menempatkan paduan logam pada plat
aluminium. Kemudian diamati menggunakan SEM dengan tegangan 20 kV pada
perbesaran 1500x.
Pencirian dengan X-Ray Diffractometer (XRD)
Lapisan yang terbentuk pada paduan logam digerus dan dibuat pelet dengan
diameter 2 cm menggunakan alat kempa hidrolik merk Carver, pelet dicetak
dengan tekanan 6000 psi. Pelet yang telah dicetak, kemudian dibungkus dengan
foil alumunium, lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 190ºC selama 1
jam. Setelah itu, pelet dibersihkan dari foil alumunium. Selanjutnya, diatur sudut
awal pada 10º, sudut akhir pada 80º, dan kecepatan analisis diatur 0.60 detik.
Panjang gelombang yang digunakan adalah 1.54060 Aº. Setelah itu, dilakukan
pengukuran dan hasil pengukuran dibandingkan dengan pangkalan data joint
committe on powder diffraction standards (JCPDS). Pencirian dilakukan dengan
XRD merk Shimadzu XD-610.
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Paduan Logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo
Paduan logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo (Gambar 2) diperoleh dari
PTBIN-BATAN, Serpong, Tanggerang. Perbedaan kedua paduan logam tersebut
adalah adanya lapisan yang berkilau seperti emas pada permukaan logam
CoCrMo-TiN, sedangkan pada paduan logam CoCrMo hanya berwarna perak
keabu-abuan. Pelapisan TiN pada permukaan paduan logam CoCrMo akan
mencegah terlepasnya ion-ion Co, Cr, Mo dan meningkatkan biokompatibilitas
paduan logam (Wirjoadi et al. 2012). Paduan logam dipilih pada penelitian ini
karena atom-atom pada paduan logam mengikuti kisi susunan atom logam dasar,
sehingga memiliki kontak yang baik. Sebelum dilakukan pelapisan pada paduan
logam, permukaan paduan logam harus bersih dari kotoran, misalnya lemak,
oksida, dan sebagainya. Permukaan logam yang tidak bersih dapat mengakibatkan
lapisan yang melekat pada paduan logam menjadi rapuh. Preparasi paduan logam
dilakukan dengan merendam di dalam alkohol 70% dan disonikasi selama 1 jam
untuk menghilangkan pengotor dan lemak yang menempel di permukaan paduan
logam. Selain dengan perendaman di dalam alkohol, untuk menghilangkan
pengotor seperti lapisan oksida dapat dilakukan dengan mengamplas permukaan
logam (Marist 2011). Pengamplasan tidak dilakukan karena dikhawatirkan lapisan
TiN pada permukaan paduan logam CoCrMo akan terlepas.
(a)
(b)
Gambar 2 Paduan logam CoCrMo-TiN (a) dan CoCrMo (b)
Proses Perlakuan dengan Basa
Paduan logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo yang telah disiapkan direndam
dalam larutan NaOH 5 M. Perlakuan dengan basa dilakukan untuk mengutubkan
permukaan logam (Pratiwi 2008). Setelah perendaman, permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN menjadi hitam, sebab lapisan titanium oksida pada permukaan
paduan logam bereaksi dengan ion-ion di dalam larutan NaOH membentuk
hidrogel titanat, sedangkan paduan logam CoCrMo tidak berubah (Gambar 3).
Selanjutnya, ke dua paduan logam dikeringkan di dalam oven selama 30 menit
untuk mendehidrasi lapisan hidrogel titanat sehingga terbentuk kristal natrium
titanat (Na2Ti6O13) yang stabil (Pratiwi 2008). Reaksi yang terjadi pada proses
perlakuan dengan basa adalah sebagai berikut:
6
Ti + 3 OH → Ti(OH)3 + 4e
Ti(OH)3 + e → TiO2.H2O + ½ H2 (g)
Ti(OH)3 + OH ↔ Ti(OH)4
TiO2.H2O + OH ↔ HTiO3 .H2O
(a) CoCrMo-TiN
(b) CoCrMo
Gambar 3 Paduan logam setelah perlakuan dengan basa
Pembuatan Larutan Simulated Body Fluid (SBF)
Larutan SBF (Gambar 4) mengandung ion yang komposisinya mendekati
cairan tubuh manusia (Purnama et al. 2006). Larutan SBF dibuat dengan
mencampurkan NaCl, NaHCO3, Na2HPO4, MgCl2.6H2O, (CH2OH)3CNH2, HCl
0.1 M, dan CaCl2.2H2O. Semua bahan dilarutkan satu per satu dengan akuades
dan setiap pencampuran dilakukan sampai bahan tercampur secara merata.
CaCl2.2H2O digunakan sebagai sumber kalsium (Ca) dan sebagai sumber fosfat
(PO4) adalah Na2HPO4. Larutan 5x SBF digunakan karena menurut Habibovic et
al. (2002), HAp dapat terbentuk pada larutan 5x SBF. Penelitian Widya (2014)
juga membuktikan bahwa HAp dapat terbentuk pada larutan 5x SBF.
Gambar 4 Larutan SBF
Pelapisan Hidroksiapatit dengan Metode Biomimetik
Metode biomimetik merupakan metode pelapisan yang meniru sistem
biologis di dalam tubuh, dengan metode ini lapisan HAp dibentuk secara alami di
atas permukaan sampel melalui perendaman di dalam larutan SBF. Menurut
Colovic et al. (2011), kelebihan metode biomimetik dibandingkan metode
pelapisan yang lain adalah dapat terbentuk lapisan HAp yang memiliki struktur
dan pencirian morfologi yang sama dengan yang terbentuk di dalam tubuh.
Pelapisan dengan metode biomimetik dilakukan pada paduan logam CoCrMo
dengan dan tanpa perlakuan dengan basa terlebih dahulu, untuk melihat pengaruh
perlakuan tersebut pada pelapisan ke permukaan paduan logam. Hasil pelapisan
7
ke dua paduan logam tersebut (Gambar 5) dengan perendaman di dalam larutan
SBF selama 36 jam yang didahului perlakuan dengan basa terbentuk lapisan
berwarna putih dipermukaannya, sedangkan paduan logam CoCrMo tanpa
perlakuan dengan basa belum terlapisi. Terbentuknya lapisan berwarna putih pada
paduan logam yang diberikan perlakuan dengan basa disebabkan ion-ion
penyusun paduan logam, yaitu Co, Cr, Mo terlepas, sehingga bereaksi dengan
NaOH dan mempercepat pelapisan pada permukaan paduan logam. Widya (2014)
melaporkan, pada permukaan paduan logam CoCrMo dengan perendaman di
dalam larutan 5x SBF selama 48 jam terbentuk lapisan berwarna putih.
Berdasarkan hasil ini, perlakuan dengan basa yang terlebih dahulu dilakukan
sebelum pelapisan dapat mempercepat pelapisan pada permukaan logam.
(a) Perlakuan dengan basa
(b) Tanpa perlakuan dengan basa
Gambar 5 Hasil pelapisan paduan logam CoCrMo
Pelapisan juga dilakukan pada paduan logam CoCrMo-TiN dengan proses
perlakuan dengan basa. Pelapisan paduan logam tersebut dilakukan dengan variasi
waktu 18, 24, dan 36 jam. Hasil pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN (Gambar
6) selama 18, 24, dan 36 jam dengan perendaman di dalam larutan SBF sudah
terbentuk lapisan tipis berwarna putih dipermukaannya. Pelapisan selama 36 jam
menghasilkan lapisan berwarna putih yang semakin merata. Hal ini menunjukkan
perendaman di dalam larutan SBF yang semakin lama akan membuat lapisan yang
terbentuk pada permukaan logam semakin merata. Selanjutnya, lapisan berwarna
putih yang terbentuk pada paduan logam CoCrMo-TiN dilakukan analisis
morfologi dengan SEM.
(a) 18 jam
(b) 24 jam
(c) 36 jam
Gambar 6 Hasil pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo-TiN
8
Muntamah (2011) dan V’azquez (2005) melaporkan, hasil SEM dari HAp
merupakan butir-butir halus. Hapsah (2012) juga melaporkan, hasil SEM dari
HAp (Gambar 7) merupakan butir-butir yang berkumpul dan halus.
Gambar 7 Foto SEM HAp Hapsah (2012)
Berdasarkan hasil foto SEM (Gambar 8) belum tampak morfologi kristal
senyawa apatit untuk pelapisan selama 18 dan 24 jam dengan perbesaran 1500x.
Hal ini menunjukkan, pada perendaman selama 18 dan 24 jam permukaan paduan
logam belum terlapisi HAp. Hasil foto SEM untuk pelapisan selama 36 jam
dengan perbesaran 1500x sudah tampak morfologi kristal beberapa senyawa apatit
yang berkumpul dan butir-butir halus yang masih sedikit. Berdasarkan hasil
tersebut, pada perendaman selama 36 jam sudah mulai terbentuk HAp pada
permukaan paduan logam CoCrMo-TiN. Setelah itu, dilakukan pencirian dengan
XRD pada lapisan berwarna putih yang terbentuk di permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN dengan perendaman di dalam larutan SBF selama 36 jam.
(a) Pelapisan selama 18 jam
(b) Pelapisan selama 24 jam
9
(c) Pelapisan selama 36 jam
Gambar 8 Foto SEM pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN perbesaran 1500x
(a) 18 jam, (b) 24 jam, dan (c) 36 jam
Pencirian dengan XRD dilakukan untuk mengidentifikasi fase kristal lapisan
yang menempel pada paduan logam CoCrMo-TiN dengan cara mencocokkan
difraktogram data 2θ dan intensitas hamburan terhadap pangkalan data JCPDS.
Jika terdapat minimal 3 puncak tertinggi yang identik dengan pangkalan data
maka diduga kuat fasenya sama dengan standar. Berdasarkan hasil difraktogram
(Gambar 9) dan telah dicocokkan dengan JCPDS terdapat puncak-puncak HAp
pada sudut 2 31.86, 32.25, dan 39.48. Selain itu, terdapat juga puncak-puncak
CaCO3 pada sudut 2 29.46, 36.04, dan 46.79 dengan intensitas yang lebih tinggi
dibandingkan dengan HAp. Hal ini menunjukkan bahwa HAp yang terbentuk
belum murni. Berdasarkan hasil pencirian dengan XRD, terdapat puncak-puncak
HAp yang menunjukkan bahwa hasil ini sesuai dengan foto SEM yang
menunjukkan morfologi senyawa apatit berupa butir-butir halus. Puncak CaCO3
yang lebih tajam dari HAp menunjukkan derajat kristalinitas yang dimiliki CaCO3
lebih tinggi dibandingkan HAp. HAp tidak memiliki derajat kristalinitas yang
tinggi karena saat sintesisnya tidak menggunakan suhu yang tinggi seperti sintesis
HAp pada umumnya. Purnama et al (2006) dan Suryadi (2011) melaporkan suhu
yang tinggi dapat meningkatkan derajat kristalinitas HAp. Hasil ini sesuai dengan
hasil yang dilaporkan Habibovic et al. (2002), yaitu HAp terbentuk pada
permukaan logam dengan perendaman di dalam larutan 5x SBF dengan intensitas
yang rendah. Data hasil pencirian dengan XRD dan data JCPDS dapat dilihat pada
Lampiran 2 dan Lampiran 3.
HAp
CaCO3
Gambar 9 Difraktogram pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo terlapis TiN
10
Pada perendaman di dalam larutan SBF, natrium titanat yang terbentuk di
permukaan paduan logam CoCrMo terlapis TiN setelah perlakuan dengan basa
bereaksi dengan ion-ion di dalam larutan SBF. Ion natrium dari natrium titanat
larut dan digantikan oleh ion H3O dari SBF, kemudian OH dari hidroksi logam
menarik kation Ca² dari larutan SBF dan anion PO4³ ditarik oleh kation yang
sebelumnya telah terdeposisi (Pratiwi 2008). Mekanisme yang terjadi saat paduan
logam CoCrMo-TiN direndam di dalam larutan SBF dapat dilihat pada Gambar
10 (Pratiwi 2008). Reaksi pembentukkan HAp yang terjadi pada perendaman di
dalam larutan SBF adalah sebagai berikut:
Ca² + 2OH → Ca(OH)2
10Ca(OH)2 + 6PO4³ → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18OH
Gambar 10 Mekanisme reaksi kimia saat perendaman di dalam larutan SBF
Pelapisan HAp pada permukaan paduan logam tidak hanya dapat dilakukan
dengan metode biomimetik saja. Ada beberapa metode pelapisan yang biasa
digunakan, yaitu deposisi elektroforetik. Metode deposisi elektroforetik adalah
metode pelapisan dengan bantuan medan listrik. Kelebihan metode ini adalah
memiliki kekuatan pelapisan yang tinggi, pelapisan merata, dan cepat. Prihantoko
(2011) melaporkan, pelapisan HAp-kitosan pada permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN menggunakan metode deposisi elektroforetik menghasilkan lapisan
yang tipis dan rapuh. . Hasil pelapisan dengan metode biomimetik pada penelitian
ini lebih menempel kuat dibandingkan dengan metode EPD yang masih rapuh.
Pelapisan dengan metode deposisi elektroforetik ini pun perlu mensintesis HAp
terlebih dahulu. Namun, pada metode biomimetik HAp akan terbentuk secara
alami sehingga lebih efisisen dalam proses pelapisan HAp ke permukaan paduan
logam
HAp memiliki rumus molekul Ca10(PO4)6(OH)2 dan memiliki sifat
biokompatibel, bioaktif, serta tidak toksik (Lestari 2009). Biokompatibel adalah
kemampuan suatu bahan untuk menyesuaikan dengan keadaan di dalam tubuh.
Sedangkan bioaktif adalah kemampuan suatu bahan untuk merangsang
pertumbuhan tulang baru di sekitar implan (Pane 2004). Hal ini dapat dilihat dari
fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh (Gambar 11; Bertazzo et al.
2010) yang memperlihatkan pelarutan permukaan HAp terjadi setelah implan
masuk ke dalam tubuh. Pelarutan permukaan HAp tersebut terjadi hingga tercapai
kondisi kesetimbangan antara larutan fisiologis dengan permukaan HAp. Setelah
11
itu, terjadi adsorpsi protein-protein dan senyawa bioorganik kemudian terjadi
adhesi sel hingga akhirnya terbentuk sel tulang baru (Bertazzo et al. 2010).
Gambar 11 Fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Lapisan HAp dengan intensitas rendah berhasil terbentuk pada permukaan
paduan logam CoCrMo terlapis TiN dengan proses perlakuan dengan basa
menggunakan metode biomimetik dengan perendaman selama 36 jam di dalam
larutan 5x SBF. Berdasarkan hasil foto SEM pada pelapisan selama 36 jam, sudah
tampak morfologi kristal senyawa apatit berupa butir-butir halus. Berdasarkan
hasil pencirian dan telah dicocokkan dengan JCPDS terdapat puncak-puncak HAp
pada sudut 2 31.86, 32.25, dan 39.48, namun selain puncak HAp terdapat juga
puncak-puncak CaCO3 pada sudut 2
29.46, 36.04, dan 46.79. Hal ini
menunjukkan HAp yang terbentuk belum murni.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan kondisi optimum
pelapisan HAp pada permukaan paduan logam dengan metode biomimetik.
DAFTAR PUSTAKA
Apriliyanto YB. 2014. Pengaruh radiasi gamma pada sifat mekanik dan termal
komposit UHMWPE-HAp untuk tibial tray [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor..
Bertazzo S, Zambuzzi WF, Campos DD, Ogeda TL, Ferreira CV, Bertran CA.
2010. Hidroxyapatite surface solubility and effect on cell adhesion. J
Biointerface. 78:177-184.
Colovic B, Markovic D, Jokanovic V. 2011. Nucleation of biomimetic
hydroxiapatite. J Serbian Dental. 58:7-12.
12
Habibovic P, Barrere F, Van Blitterswijk CA, de Groot K, Layrolle P. 2002.
Biomimetic hydroxyapatite coating on metal implants. J Am Ceram.
85(3):517-522.
Hapsah S. 2012. Perubahan fasa padat pada pembentukan hidroksiapatit akibat
variasi suhu [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Lestari A. 2009. Sintesis dan karakterisasi komposit apatit-kitosan dengan metode
in-situ dan ex-situ [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Marist AI. 2011. Pelapisan komposit hidroksiapatit-kitosan pada logam stainless
steel 316 untuk meningkatkan ketahanan korosi [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Michiardi A, Navarro M, Castaňo O, Planell JA. 2008. Biomaterials in
orthopaedics. J R Sos Interface. 5(27):1137-1158
Muntamah. 2011. Sintesis dan karakterisasi hidroksiapatiti dari limbah cangkang
kerang darah (Anadara granosa, Sp) [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Pane MS. 2004. Penggunaan hidroksiapatit sebagai bahan dental implan [skripsi].
Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Pratiwi A. 2008. Pengaruh modifikasi permukaan Ti6Al4V terhadap deposisi
apatit melalui metode biomimetik [skripsi]. Bandung (ID): Institut
Teknologi Bandung.
Prihantoko DA. 2011. Karakterisasi paduan CoCrMo dengan pelapian titanium
nitrida dan hidroksiapatit-kitosan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Purnama, Nikmatin S, Langenati R. 2006. Pengaruh suhu reaksi terhadap derajat
kristalinitas dan komposisi hidroksiapatit dibuat dengan media air dan
cairan tubuh buatan. J Mater Sci. Edisi khusus:154-162.
Romawarni A. 2011. Sintesis dan uji in vitro hidroksiapatit berporogen kitosan
dengan metode sol gel [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sanchez JF, Balarin A. 2010. Mechanical alloying of biocompatible Co-28Cr6Mo alloy. J Maters Sci in Medicine. 21(7):2021-2026.
Silva CC, da Silva EC, Marchi J. 2008. Hydroxyapatite coating on silicon nitride
surfaces using the biomimetic method. J Mater Research. 11(1):47-50.
Šlouf M, Synkova H, Baldrian J, Marek A, Kovarova J, Schmidt P, Dorschner H,
Stephan M, Gohs U. 2007. Structural changes of uhmwpe after e-beam
irradiation and thermal treatment. J Biomed Mater Res Part B: Appl
Biomater. 85:240-251.doi:10.1002/ jbm.b.30942.
Sukaryo SG, Nurbainah E, Wahyudi ST, Sitompul A. 2009. Pelapisan SS 316L
dengan hidroksiapatit menggunakan teknik electrophoretic deposition.
J Mater Sci. Edisi khusus:50-55.
Suryadi. 2011. Sintesis dan karakterisasi biomaterial hidroksiapatit dengan proses
pengendapan kimia basah [tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
V’azquez, Guzm’an C, Barba C, Pi’na, Mungu’ia N. 2005. Stoichiometric
hydroxyapatite obtained by precipitation and sol gel processes. J Mater Sci.
51(3):284-239.
Widya R. 2014. Pelapisan hidroksiapatit pada logam CoCrMo dengan metode
biomimetik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wiranata H. 2012. Sintesis paduan CoCrMo dengan variasi kandungan nitrogen
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
13
Wirjoadi, Susita L, Siswanto B, Sudjatmoko. 2012. Pengaruh proses nitridasi ion
pada biomaterial terhadap kekerasan dan ketahanan korosi. Di dalam:
[editor tidak diketahui]. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah
Teknologi dan Aplikasinya; 2012 Jan [tanggal tidak diketahui]; Yogyakarta,
Indonesia. Yogyakarta (ID): BATAN: hlm 25-36.
Xiangnan L, Xioming C, Shipu L, Zhiming P. 2010. Synthesis and
characterization of core-shell hydroxiapatite/chitosan biocomposite
nanosphares. Wuhan Univ Technol-Mater. 25(2):252-256.
14
LAMPIRAN
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Paduan logam CoCrMo-TiN
dan CoCrMo
1. Direndam di dalam alkohol
2. Sonikasi selama 1 jam
3. Diangkat dan dilap hingga kering
Paduan logam CoCrMo-TiN
dan CoCrMo dilakukan proses
perlakuan dengan basa
1. Direndam di dalam larutan NaOH 5
M (t=15 menit)
2. Dimasukkan
ke
dalam
oven
(T=70°C) selama 30 menit
Pembuatan larutan 5x SBF
NaCl,
NaHCO3,
Na2HPO4,
MgCl2.6H2O, (CH2OH)3CNH2, HCl
0.1 M, dan CaCl2.2H2O dengan
kompisisi yang dapat dilihat pada
Tabel 1 dicampurkan.
Pelapisan HAp pada
permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN dan CoCrMo
Dimasukkan ke dalam larutan 5x SBF
(T=37°C, t=18, 24, dan 36 jam)
Analisis morfologi dengan
SEM dan Pencirian dengan
XRD pada paduan logam
CoCrMo-TiN
15
Lampiran 2 Data hasil analisis XRD paduan logam CoCrMo-TiN
2θ
25.92
29.46
31.86
32.25
33.01
36.04
39.48
39.92
43.25
46.79
47.53
48.56
49.55
Lampiran 3 Data JCPDS
Intensitas
101.09
1000.00
362.22
184.82
232.47
126.66
176.46
117.66
154.79
127.41
190.41
210.56
139.00
Fasa
HAp
CaCO3
HAp
HAp
HAp
CaCO3
HAp
HAp
CaCO3
HAp
CaCO3
HAp
HAP
16
17
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 8 September 1992 dari ayah
Rusdi Kartamijaya dan ibu Sutrilasminingsih. Penulis adalah putra pertama dari
tiga bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri
(SMAN) 5 Bekasi dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut
Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan
diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan S1 Kimia, penulis menjadi asisten praktikum
Kimia Anorganik pada tahun ajaran 2013/2014. Penulis pernah aktif di Unit
Kegiatan Mahasiswa (UKM) Volli tahun 2011 hingga 2012. Penulis juga
berkesempatan melaksanakan Praktik Lapangan di Lembaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia (LIPI) Cibinong pada bulan Juli-Agustus 2013 dengan judul
“Penentuan Kadar Antinutrisi dan Aktivitas Antioksidan pada Daun Kelor
(Moringa oleifera Lam) Sebagai Pakan Ternak”.
CoCrMo TERLAPIS TITANIUM NITRIDA MENGGUNAKAN
METODE BIOMIMETIK
MUHAMMAD FAJAR
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Pelapisan Hidroksiapatit pada
Paduan Logam CoCrMo Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode
Biomimetik adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2014
Muhammad Fajar
NIM G44100080
ABSTRAK
MUHAMMAD FAJAR. Pelapisan Hidroksiapatit pada Paduan Logam CoCrMo
Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode Biomimetik. Dibimbing oleh
CHARLENA dan SULISTIOSO GIAT SUKARYO.
Implan tulang merupakan salah satu cara penyembuhan patah tulang yang
sedang berkembang. Implan dapat berbahan dasar logam, keramik, dan polimer.
Material logam yang biasanya digunakan adalah titanium (Ti), baja tahan karat,
dan paduan logam. Penelitian ini menggunakan paduan logam berbasis Co, yaitu
CoCrMo terlapis titanium nitrida (TiN) yang kemudian dilapisi dengan
hidroksiapatit (HAp). HAp pada permukaan paduan logam CoCrMo-TiN
dilapiskan menggunakan metode biomimetik, yaitu dengan merendam paduan
logam dalam larutan simulated body fluid (SBF) selama 18, 24, dan 36 jam.
Perendaman di dalam larutan SBF menghasilkan lapisan putih pada permukaan
paduan logam. Lapisan yang terbentuk, dianalisis morfologi dengan mikroskop
pemindai elektron (SEM) dan dicirikan dengan difraktometer sinar x (XRD).
Berdasarkan hasil foto SEM pada pelapisan selama 36 jam, tampak morfologi
kristal senyawa apatit berupa butir-butir halus. Berdasarkan hasil XRD, terdapat
puncak-puncak HAp pada sudut 2 31.86, 32.25, dan 39.48. Namun, terdapat juga
puncak-puncak CaCO3 pada sudut 2
29.46, 36.04, dan 46.79. Hal ini
menunjukkan HAp yang terbentuk belum murni.
Kata kunci: biomimetik, CoCrMo-TiN, hidroksiapatit
ABSTRACT
MUHAMMAD FAJAR. Hidroxyapatite Coating on CoCrMo Alloy Titanium
Nitride Coated Using Biomimetic Method. Supervised by CHARLENA and
SULISTIOSO GIAT SUKARYO.
Bone implants is a way to cure broken bones which is being developed. The
implants can be made of metals, ceramics and polymers. Metallic materials
commonly used are titanium (Ti), stainless steel, and metal alloys. This study used
Co-based alloys, i.e. CoCrMo coated with titanium nitride (TiN) which was then
coated on hidroxyapatite (HAp). The HAp coating on the surface of CoCrMo
alloy was done by biomimetic methods, first by soaking the metal alloys in
simulated body fluid (SBF) solution for 18, 24, and 36 hours. The immersion in
the SBF solution produced white coat on the surface of the metal alloy. The layers
formed were analyzed by scanning electron microscope (SEM) and characterized
by x-ray diffractometer (XRD). Based on the SEM results of 36 hours treatment,
the morphology of apatite crystal formed fine grains. According to XRD result,
there were HAp peaks at angles 2θ 31.86, 32.25, dan 39.48. However, there were
also CaCO3 peaks at angles 2θ 29.46, 36.04, and 46.79. It indicated the pure HAp
is not yet formed.
Key words: biomimetic, CoCrMo-TiN, hydroxyapatite
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA PADUAN LOGAM
CoCrMo TERLAPIS TITANIUM NITRIDA MENGGUNAKAN
METODE BIOMIMETIK
MUHAMMAD FAJAR
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Pelapisan Hidroksiapatit pada Paduan Logam CoCrMo Terlapis
Titanium Nitrida Menggunakan Metode Biomimetik
Nama
: Muhammad Fajar
NIM
: G44100080
Disetujui oleh
Dr Charlena, MSi
Pembimbing I
Drs Sulistioso Giat Sukaryo, MT
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen Kimia
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya yang tidak pernah berhenti diberikan, sehingga penulis dapat
menyusun laporan hasil penelitian dengan judul “Pelapisan Hidroksiapatit pada
Paduan Logam CoCrMo Terlapis Titanium Nitrida Menggunakan Metode
Biomimetik”. Penelitian dilaksanakan selama 4 bulan, yaitu pada bulan Maret-Juli
bertempat di Laboratorium Kimia Anorganik dan Laboratorium Bersama
Departemen Kimia, FMIPA IPB serta PTBIN-BATAN, Serpong, Tangerang.
Penulisan ini dimaksudkan untuk melengkapi sebagian syarat dalam mencapai
gelar sarjana sains Institut Pertanian Bogor.
Penelitian dan penulisan laporan hasil penelitian ini dapat selesai dengan
baik berkat doa, bantuan, dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
dalam kesempatan ini ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu Dr
Charlena MSi selaku pembimbing pertama dan Bapak Drs Sulistioso Giat
Sukaryo MT selaku pembimbing kedua atas bimbingan, arahan, dan bantuan
selama penulis melakukan penelitian. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada
Bapak Syawal, Bapak Sunarsa, dan Bapak Mulyadi atas bantuan selama penulis
melakukan penelitian.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Bapak, Mamah, dan
adik-adik atas dukungan materil, doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih
juga penulis ucapkan kepada Dewita Ayu Sejati, Irgham, Iswanto, Andri, dan Tari
sebagai rekan kerja dan sahabat yang baik.
Penulis berharap laporan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi
perkembangan ilmu pengetahuan. Terima kasih.
Bogor, Oktober 2014
Muhammad Fajar
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xiv
PENDAHULUAN
1
Latar belakang
1
Tujuan
2
Hipotesis
2
Waktu dan Tempat
2
BAHAN DAN METODE
3
Alat dan Bahan
3
Metode
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Preparasi Paduan Logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo
5
Proses Perlakuan dengan Basa
5
Pembuatan Larutan Simulated Body Fluid (SBF)
6
Pelapisan Hidroksiapatit dengan Metode Biomimetik
6
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
11
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
17
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Contoh endoprostetik lutut
Paduan logam CoCrMo-TiN (a) dan CoCrMo (b)
Paduan logam setelah perlakuan dengan basa
Larutan SBF
Hasil pelapisan paduan logam CoCrMo
Hasil pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo-TiN
Foto SEM HAp Hapsah (2012)
Foto SEM pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN perbesaran 1500x
Difraktogram pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo-TiN
Mekanisme reaksi kimia saat perendaman di dalam larutan SBF
Fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh
1
5
6
6
7
7
8
9
9
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian
2 Data hasil analisis XRD paduan logam CoCrMo-TiN
3 Data JCPDS
14
15
15
2
biokompabilitas yang baik. Namun kandungan Ni yang relatif cukup tinggi hingga
mencapai 50% membuat penggunaan paduan logam ini dikurangi karena dapat
menyebabkan alergi atau bahkan keracunan pada tubuh manusia (Michiardi et al.
2008).
Pelapisan hidroksiapatit (HAp) pada permukaan logam dapat meningkatkan
sifat biokompatibilitas logam dan mempercepat pertumbuhan tulang (Sukaryo et
al. 2009). HAp telah diakui sebagai bahan pengganti tulang dan gigi karena
memiliki kemiripan dari segi biologisnya untuk jaringan tulang keras manusia
(Xiangnan et al. 2010). Penelitian ini akan menggunakan paduan logam berbasis
Co, yaitu CoCrMo yang terlapis titanium nitrida (TiN). Berdasarkan standard
aplikasi medis Eropa, laju korosi untuk logam implan harus kurang dari 1 mpy.
Paduan logam CoCrMo terlapis TiN memiliki laju korosi sebesar 0.0424 mpy
(Prihantoko 2011). Hal ini menunjukkan paduan logam CoCrMo terlapis TiN
dapat digunakan untuk aplikasi medis. Permukaan paduan logam CoCrMo yang
terlapisi TiN (CoCrMo-TiN) akan dilapiskan dengan HAp, agar biokompatibilitas
paduan logam CoCrMo semakin baik dan dapat mempercepat pertumbuhan tulang
saat diimplan ke dalam tubuh. Pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN dengan
HAp dilakukan menggunakan metode biomimetik. Metode biomimetik adalah
metode pelapisan yang meniru sistem biologis di dalam tubuh. Kelebihan metode
ini dibandingkan dengan metode lain, seperti penyemprotan plasma, deposisi
elektroforetik, dan sol-gel adalah menjadikan kristal apatit memiliki bioaktivitas
tinggi dan sifat resorpsi yang baik, serta dapat mempercepat pertumbuhan tulang
(Habibovic et al. 2002). Pelapisan dengan metode biomimetik dilakukan dengan
perendaman di dalam larutan simulated body fluid (SBF) (Silva et al. 2008).
Penelitian Widya (2014) melaporkan logam CoCrMo terlapisi hidroksiapatit pada
perendaman di dalam larutan 5x SBF selama 48 jam. Habibovic et al. (2002) juga
melaporkan, HAp dapat terbentuk pada larutan 5x SBF dengan intensitas yang
rendah. Setelah pelapisan akan dilakukan analisis morfologi dengan scanning
electron microscope (SEM) dan pencirian dengan x-ray diffractometer (XRD).
Tujuan
Penelitian ini bertujuan melapisi partikel hidroksiapatit pada permukaan
logam CoCrMo terlapis titanium nitrida menggunakan metode biomimetik.
Hipotesis
Hidroksiapatit dapat terbentuk pada permukaan paduan logam CoCrMo
terlapis titanium nitrida dari larutan SBF dengan metode biomimetik.
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2014 sampai Juli 2014 di
Laboratorium Kimia Anorganik, Laboratorium Bersama Departemen Kimia,
FMIPA IPB dan PTBIN-BATAN, Serpong, Tangerang.
3
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu peralatan gelas, neraca
merk Ohaus USA, oven merk Jouan, hot plate, termometer, ultrasonik, scanning
electron microscope (SEM) merk Jeol, x-ray diffractometer (XRD) merk
Shimadzu XD-610, mikroskop optik merk Nikon, dan Potensiostat model 273.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, paduan logam CoCrMoTiN dan CoCrMo dari PTBIN-BATAN, alkohol, akuades, air bebas ion, NaCl,
NaHCO3, Na2HPO4.2H2O, MgCl2.6H2O, CaCl2.2H2O, (CH2OH)3CNH2, dan HCl
0.1 M.
Metode
Prosedur penelitian terdiri atas 5 tahap, yaitu preparasi paduan logam,
proses perlakuan dengan basa, preparasi larutan SBF, pelapisan paduan logam
CoCrMo-TiN dengan hidroksiapatit menggunakan metode biomimetik, dan
pencirian dengan SEM dan XRD. Secara umum bagan alir penelitian dapat dilihat
pada Lampiran 1.
Preparasi Paduan Logam
Paduan logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo direndam dalam alkohol 70%,
kemudian disonikasi selama 1 jam. Setelah itu, logam dikeringkan dengan tisu
(Widya 2014).
Proses Perlakuan dengan Basa
Paduan logam CoCrMo-TiN dan paduan logam CoCrMo direndam selama
15 menit di dalam larutan NaOH 5 M. Setelah itu, paduan logam dikeringkan di
dalam oven pada suhu 70°C.
Preparasi Larutan SBF
Larutan SBF yang digunakan adalah larutan 5x SBF yang terdiri atas, NaCl,
NaHCO3, Na2HPO4.2H2O, MgCl2.6H2O, HCl 0.1 M, (CH2OH)3CNH2), dan
CaCl2.2H2O. Masing-masing senyawa tersebut ditimbang sesuai komposisi pada
Tabel 1. Larutan dibuat dalam gelas piala 500 mL dengan penambahan akuades.
Semua bahan dilarutkan satu-persatu dengan akuades dan setiap pencampuran
dilakukan bertahap sampai bahan larut secara merata menggunakan pengaduk
magnetik (Widya 2014).
4
Tabel 1 Komposisi larutan 5x SBF
Senyawa
Bobot
NaCl
16.3675 g
NaHCO3
5.6700 g
Na2HPO4.2H2O
0.4450 g
MgCl2.6H2O
0.7625 g
CaCl2.2H2O
0.9200 g
(CH2OH)3CNH2
15 mL
HCl 0.1 M
100 mL
Pelapisan Paduan Logam CoCrMo dan CoCrMo-TiN dengan HAp
Paduan logam CoCrMo dan CoCrMo-TiN kemudian dilapisi dengan HAp.
Pelapisan ini menggunakan metode biomimetik. Pelapisan paduan logam
CoCrMo dan CoCrMo-TiN dilakukan dengan cara mencelupkan paduan logam ke
dalam gelas piala yang berisi larutan 5x SBF yang diletakan di atas hot plate.
Perendaman dilakukan selama 18, 24, dan 36 jam, serta suhu dijaga konstan pada
37˚C. Setelah 18, 24, dan 36 jam logam diangkat dan dikeringkan, kemudian
dilihat lapisan yang terbentuk dengan mikroskop optik, lalu dilakukan analisis
morfologi dengan SEM dan pencirian dengan XRD.
Analisis dengan Scanning Electron Microscope (SEM)
Analisis SEM dilakukan dengan menempatkan paduan logam pada plat
aluminium. Kemudian diamati menggunakan SEM dengan tegangan 20 kV pada
perbesaran 1500x.
Pencirian dengan X-Ray Diffractometer (XRD)
Lapisan yang terbentuk pada paduan logam digerus dan dibuat pelet dengan
diameter 2 cm menggunakan alat kempa hidrolik merk Carver, pelet dicetak
dengan tekanan 6000 psi. Pelet yang telah dicetak, kemudian dibungkus dengan
foil alumunium, lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 190ºC selama 1
jam. Setelah itu, pelet dibersihkan dari foil alumunium. Selanjutnya, diatur sudut
awal pada 10º, sudut akhir pada 80º, dan kecepatan analisis diatur 0.60 detik.
Panjang gelombang yang digunakan adalah 1.54060 Aº. Setelah itu, dilakukan
pengukuran dan hasil pengukuran dibandingkan dengan pangkalan data joint
committe on powder diffraction standards (JCPDS). Pencirian dilakukan dengan
XRD merk Shimadzu XD-610.
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Paduan Logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo
Paduan logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo (Gambar 2) diperoleh dari
PTBIN-BATAN, Serpong, Tanggerang. Perbedaan kedua paduan logam tersebut
adalah adanya lapisan yang berkilau seperti emas pada permukaan logam
CoCrMo-TiN, sedangkan pada paduan logam CoCrMo hanya berwarna perak
keabu-abuan. Pelapisan TiN pada permukaan paduan logam CoCrMo akan
mencegah terlepasnya ion-ion Co, Cr, Mo dan meningkatkan biokompatibilitas
paduan logam (Wirjoadi et al. 2012). Paduan logam dipilih pada penelitian ini
karena atom-atom pada paduan logam mengikuti kisi susunan atom logam dasar,
sehingga memiliki kontak yang baik. Sebelum dilakukan pelapisan pada paduan
logam, permukaan paduan logam harus bersih dari kotoran, misalnya lemak,
oksida, dan sebagainya. Permukaan logam yang tidak bersih dapat mengakibatkan
lapisan yang melekat pada paduan logam menjadi rapuh. Preparasi paduan logam
dilakukan dengan merendam di dalam alkohol 70% dan disonikasi selama 1 jam
untuk menghilangkan pengotor dan lemak yang menempel di permukaan paduan
logam. Selain dengan perendaman di dalam alkohol, untuk menghilangkan
pengotor seperti lapisan oksida dapat dilakukan dengan mengamplas permukaan
logam (Marist 2011). Pengamplasan tidak dilakukan karena dikhawatirkan lapisan
TiN pada permukaan paduan logam CoCrMo akan terlepas.
(a)
(b)
Gambar 2 Paduan logam CoCrMo-TiN (a) dan CoCrMo (b)
Proses Perlakuan dengan Basa
Paduan logam CoCrMo-TiN dan CoCrMo yang telah disiapkan direndam
dalam larutan NaOH 5 M. Perlakuan dengan basa dilakukan untuk mengutubkan
permukaan logam (Pratiwi 2008). Setelah perendaman, permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN menjadi hitam, sebab lapisan titanium oksida pada permukaan
paduan logam bereaksi dengan ion-ion di dalam larutan NaOH membentuk
hidrogel titanat, sedangkan paduan logam CoCrMo tidak berubah (Gambar 3).
Selanjutnya, ke dua paduan logam dikeringkan di dalam oven selama 30 menit
untuk mendehidrasi lapisan hidrogel titanat sehingga terbentuk kristal natrium
titanat (Na2Ti6O13) yang stabil (Pratiwi 2008). Reaksi yang terjadi pada proses
perlakuan dengan basa adalah sebagai berikut:
6
Ti + 3 OH → Ti(OH)3 + 4e
Ti(OH)3 + e → TiO2.H2O + ½ H2 (g)
Ti(OH)3 + OH ↔ Ti(OH)4
TiO2.H2O + OH ↔ HTiO3 .H2O
(a) CoCrMo-TiN
(b) CoCrMo
Gambar 3 Paduan logam setelah perlakuan dengan basa
Pembuatan Larutan Simulated Body Fluid (SBF)
Larutan SBF (Gambar 4) mengandung ion yang komposisinya mendekati
cairan tubuh manusia (Purnama et al. 2006). Larutan SBF dibuat dengan
mencampurkan NaCl, NaHCO3, Na2HPO4, MgCl2.6H2O, (CH2OH)3CNH2, HCl
0.1 M, dan CaCl2.2H2O. Semua bahan dilarutkan satu per satu dengan akuades
dan setiap pencampuran dilakukan sampai bahan tercampur secara merata.
CaCl2.2H2O digunakan sebagai sumber kalsium (Ca) dan sebagai sumber fosfat
(PO4) adalah Na2HPO4. Larutan 5x SBF digunakan karena menurut Habibovic et
al. (2002), HAp dapat terbentuk pada larutan 5x SBF. Penelitian Widya (2014)
juga membuktikan bahwa HAp dapat terbentuk pada larutan 5x SBF.
Gambar 4 Larutan SBF
Pelapisan Hidroksiapatit dengan Metode Biomimetik
Metode biomimetik merupakan metode pelapisan yang meniru sistem
biologis di dalam tubuh, dengan metode ini lapisan HAp dibentuk secara alami di
atas permukaan sampel melalui perendaman di dalam larutan SBF. Menurut
Colovic et al. (2011), kelebihan metode biomimetik dibandingkan metode
pelapisan yang lain adalah dapat terbentuk lapisan HAp yang memiliki struktur
dan pencirian morfologi yang sama dengan yang terbentuk di dalam tubuh.
Pelapisan dengan metode biomimetik dilakukan pada paduan logam CoCrMo
dengan dan tanpa perlakuan dengan basa terlebih dahulu, untuk melihat pengaruh
perlakuan tersebut pada pelapisan ke permukaan paduan logam. Hasil pelapisan
7
ke dua paduan logam tersebut (Gambar 5) dengan perendaman di dalam larutan
SBF selama 36 jam yang didahului perlakuan dengan basa terbentuk lapisan
berwarna putih dipermukaannya, sedangkan paduan logam CoCrMo tanpa
perlakuan dengan basa belum terlapisi. Terbentuknya lapisan berwarna putih pada
paduan logam yang diberikan perlakuan dengan basa disebabkan ion-ion
penyusun paduan logam, yaitu Co, Cr, Mo terlepas, sehingga bereaksi dengan
NaOH dan mempercepat pelapisan pada permukaan paduan logam. Widya (2014)
melaporkan, pada permukaan paduan logam CoCrMo dengan perendaman di
dalam larutan 5x SBF selama 48 jam terbentuk lapisan berwarna putih.
Berdasarkan hasil ini, perlakuan dengan basa yang terlebih dahulu dilakukan
sebelum pelapisan dapat mempercepat pelapisan pada permukaan logam.
(a) Perlakuan dengan basa
(b) Tanpa perlakuan dengan basa
Gambar 5 Hasil pelapisan paduan logam CoCrMo
Pelapisan juga dilakukan pada paduan logam CoCrMo-TiN dengan proses
perlakuan dengan basa. Pelapisan paduan logam tersebut dilakukan dengan variasi
waktu 18, 24, dan 36 jam. Hasil pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN (Gambar
6) selama 18, 24, dan 36 jam dengan perendaman di dalam larutan SBF sudah
terbentuk lapisan tipis berwarna putih dipermukaannya. Pelapisan selama 36 jam
menghasilkan lapisan berwarna putih yang semakin merata. Hal ini menunjukkan
perendaman di dalam larutan SBF yang semakin lama akan membuat lapisan yang
terbentuk pada permukaan logam semakin merata. Selanjutnya, lapisan berwarna
putih yang terbentuk pada paduan logam CoCrMo-TiN dilakukan analisis
morfologi dengan SEM.
(a) 18 jam
(b) 24 jam
(c) 36 jam
Gambar 6 Hasil pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo-TiN
8
Muntamah (2011) dan V’azquez (2005) melaporkan, hasil SEM dari HAp
merupakan butir-butir halus. Hapsah (2012) juga melaporkan, hasil SEM dari
HAp (Gambar 7) merupakan butir-butir yang berkumpul dan halus.
Gambar 7 Foto SEM HAp Hapsah (2012)
Berdasarkan hasil foto SEM (Gambar 8) belum tampak morfologi kristal
senyawa apatit untuk pelapisan selama 18 dan 24 jam dengan perbesaran 1500x.
Hal ini menunjukkan, pada perendaman selama 18 dan 24 jam permukaan paduan
logam belum terlapisi HAp. Hasil foto SEM untuk pelapisan selama 36 jam
dengan perbesaran 1500x sudah tampak morfologi kristal beberapa senyawa apatit
yang berkumpul dan butir-butir halus yang masih sedikit. Berdasarkan hasil
tersebut, pada perendaman selama 36 jam sudah mulai terbentuk HAp pada
permukaan paduan logam CoCrMo-TiN. Setelah itu, dilakukan pencirian dengan
XRD pada lapisan berwarna putih yang terbentuk di permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN dengan perendaman di dalam larutan SBF selama 36 jam.
(a) Pelapisan selama 18 jam
(b) Pelapisan selama 24 jam
9
(c) Pelapisan selama 36 jam
Gambar 8 Foto SEM pelapisan paduan logam CoCrMo-TiN perbesaran 1500x
(a) 18 jam, (b) 24 jam, dan (c) 36 jam
Pencirian dengan XRD dilakukan untuk mengidentifikasi fase kristal lapisan
yang menempel pada paduan logam CoCrMo-TiN dengan cara mencocokkan
difraktogram data 2θ dan intensitas hamburan terhadap pangkalan data JCPDS.
Jika terdapat minimal 3 puncak tertinggi yang identik dengan pangkalan data
maka diduga kuat fasenya sama dengan standar. Berdasarkan hasil difraktogram
(Gambar 9) dan telah dicocokkan dengan JCPDS terdapat puncak-puncak HAp
pada sudut 2 31.86, 32.25, dan 39.48. Selain itu, terdapat juga puncak-puncak
CaCO3 pada sudut 2 29.46, 36.04, dan 46.79 dengan intensitas yang lebih tinggi
dibandingkan dengan HAp. Hal ini menunjukkan bahwa HAp yang terbentuk
belum murni. Berdasarkan hasil pencirian dengan XRD, terdapat puncak-puncak
HAp yang menunjukkan bahwa hasil ini sesuai dengan foto SEM yang
menunjukkan morfologi senyawa apatit berupa butir-butir halus. Puncak CaCO3
yang lebih tajam dari HAp menunjukkan derajat kristalinitas yang dimiliki CaCO3
lebih tinggi dibandingkan HAp. HAp tidak memiliki derajat kristalinitas yang
tinggi karena saat sintesisnya tidak menggunakan suhu yang tinggi seperti sintesis
HAp pada umumnya. Purnama et al (2006) dan Suryadi (2011) melaporkan suhu
yang tinggi dapat meningkatkan derajat kristalinitas HAp. Hasil ini sesuai dengan
hasil yang dilaporkan Habibovic et al. (2002), yaitu HAp terbentuk pada
permukaan logam dengan perendaman di dalam larutan 5x SBF dengan intensitas
yang rendah. Data hasil pencirian dengan XRD dan data JCPDS dapat dilihat pada
Lampiran 2 dan Lampiran 3.
HAp
CaCO3
Gambar 9 Difraktogram pelapisan HAp pada paduan logam CoCrMo terlapis TiN
10
Pada perendaman di dalam larutan SBF, natrium titanat yang terbentuk di
permukaan paduan logam CoCrMo terlapis TiN setelah perlakuan dengan basa
bereaksi dengan ion-ion di dalam larutan SBF. Ion natrium dari natrium titanat
larut dan digantikan oleh ion H3O dari SBF, kemudian OH dari hidroksi logam
menarik kation Ca² dari larutan SBF dan anion PO4³ ditarik oleh kation yang
sebelumnya telah terdeposisi (Pratiwi 2008). Mekanisme yang terjadi saat paduan
logam CoCrMo-TiN direndam di dalam larutan SBF dapat dilihat pada Gambar
10 (Pratiwi 2008). Reaksi pembentukkan HAp yang terjadi pada perendaman di
dalam larutan SBF adalah sebagai berikut:
Ca² + 2OH → Ca(OH)2
10Ca(OH)2 + 6PO4³ → Ca10(PO4)6(OH)2 + 18OH
Gambar 10 Mekanisme reaksi kimia saat perendaman di dalam larutan SBF
Pelapisan HAp pada permukaan paduan logam tidak hanya dapat dilakukan
dengan metode biomimetik saja. Ada beberapa metode pelapisan yang biasa
digunakan, yaitu deposisi elektroforetik. Metode deposisi elektroforetik adalah
metode pelapisan dengan bantuan medan listrik. Kelebihan metode ini adalah
memiliki kekuatan pelapisan yang tinggi, pelapisan merata, dan cepat. Prihantoko
(2011) melaporkan, pelapisan HAp-kitosan pada permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN menggunakan metode deposisi elektroforetik menghasilkan lapisan
yang tipis dan rapuh. . Hasil pelapisan dengan metode biomimetik pada penelitian
ini lebih menempel kuat dibandingkan dengan metode EPD yang masih rapuh.
Pelapisan dengan metode deposisi elektroforetik ini pun perlu mensintesis HAp
terlebih dahulu. Namun, pada metode biomimetik HAp akan terbentuk secara
alami sehingga lebih efisisen dalam proses pelapisan HAp ke permukaan paduan
logam
HAp memiliki rumus molekul Ca10(PO4)6(OH)2 dan memiliki sifat
biokompatibel, bioaktif, serta tidak toksik (Lestari 2009). Biokompatibel adalah
kemampuan suatu bahan untuk menyesuaikan dengan keadaan di dalam tubuh.
Sedangkan bioaktif adalah kemampuan suatu bahan untuk merangsang
pertumbuhan tulang baru di sekitar implan (Pane 2004). Hal ini dapat dilihat dari
fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh (Gambar 11; Bertazzo et al.
2010) yang memperlihatkan pelarutan permukaan HAp terjadi setelah implan
masuk ke dalam tubuh. Pelarutan permukaan HAp tersebut terjadi hingga tercapai
kondisi kesetimbangan antara larutan fisiologis dengan permukaan HAp. Setelah
11
itu, terjadi adsorpsi protein-protein dan senyawa bioorganik kemudian terjadi
adhesi sel hingga akhirnya terbentuk sel tulang baru (Bertazzo et al. 2010).
Gambar 11 Fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Lapisan HAp dengan intensitas rendah berhasil terbentuk pada permukaan
paduan logam CoCrMo terlapis TiN dengan proses perlakuan dengan basa
menggunakan metode biomimetik dengan perendaman selama 36 jam di dalam
larutan 5x SBF. Berdasarkan hasil foto SEM pada pelapisan selama 36 jam, sudah
tampak morfologi kristal senyawa apatit berupa butir-butir halus. Berdasarkan
hasil pencirian dan telah dicocokkan dengan JCPDS terdapat puncak-puncak HAp
pada sudut 2 31.86, 32.25, dan 39.48, namun selain puncak HAp terdapat juga
puncak-puncak CaCO3 pada sudut 2
29.46, 36.04, dan 46.79. Hal ini
menunjukkan HAp yang terbentuk belum murni.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan kondisi optimum
pelapisan HAp pada permukaan paduan logam dengan metode biomimetik.
DAFTAR PUSTAKA
Apriliyanto YB. 2014. Pengaruh radiasi gamma pada sifat mekanik dan termal
komposit UHMWPE-HAp untuk tibial tray [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor..
Bertazzo S, Zambuzzi WF, Campos DD, Ogeda TL, Ferreira CV, Bertran CA.
2010. Hidroxyapatite surface solubility and effect on cell adhesion. J
Biointerface. 78:177-184.
Colovic B, Markovic D, Jokanovic V. 2011. Nucleation of biomimetic
hydroxiapatite. J Serbian Dental. 58:7-12.
12
Habibovic P, Barrere F, Van Blitterswijk CA, de Groot K, Layrolle P. 2002.
Biomimetic hydroxyapatite coating on metal implants. J Am Ceram.
85(3):517-522.
Hapsah S. 2012. Perubahan fasa padat pada pembentukan hidroksiapatit akibat
variasi suhu [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Lestari A. 2009. Sintesis dan karakterisasi komposit apatit-kitosan dengan metode
in-situ dan ex-situ [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Marist AI. 2011. Pelapisan komposit hidroksiapatit-kitosan pada logam stainless
steel 316 untuk meningkatkan ketahanan korosi [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Michiardi A, Navarro M, Castaňo O, Planell JA. 2008. Biomaterials in
orthopaedics. J R Sos Interface. 5(27):1137-1158
Muntamah. 2011. Sintesis dan karakterisasi hidroksiapatiti dari limbah cangkang
kerang darah (Anadara granosa, Sp) [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Pane MS. 2004. Penggunaan hidroksiapatit sebagai bahan dental implan [skripsi].
Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Pratiwi A. 2008. Pengaruh modifikasi permukaan Ti6Al4V terhadap deposisi
apatit melalui metode biomimetik [skripsi]. Bandung (ID): Institut
Teknologi Bandung.
Prihantoko DA. 2011. Karakterisasi paduan CoCrMo dengan pelapian titanium
nitrida dan hidroksiapatit-kitosan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Purnama, Nikmatin S, Langenati R. 2006. Pengaruh suhu reaksi terhadap derajat
kristalinitas dan komposisi hidroksiapatit dibuat dengan media air dan
cairan tubuh buatan. J Mater Sci. Edisi khusus:154-162.
Romawarni A. 2011. Sintesis dan uji in vitro hidroksiapatit berporogen kitosan
dengan metode sol gel [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sanchez JF, Balarin A. 2010. Mechanical alloying of biocompatible Co-28Cr6Mo alloy. J Maters Sci in Medicine. 21(7):2021-2026.
Silva CC, da Silva EC, Marchi J. 2008. Hydroxyapatite coating on silicon nitride
surfaces using the biomimetic method. J Mater Research. 11(1):47-50.
Šlouf M, Synkova H, Baldrian J, Marek A, Kovarova J, Schmidt P, Dorschner H,
Stephan M, Gohs U. 2007. Structural changes of uhmwpe after e-beam
irradiation and thermal treatment. J Biomed Mater Res Part B: Appl
Biomater. 85:240-251.doi:10.1002/ jbm.b.30942.
Sukaryo SG, Nurbainah E, Wahyudi ST, Sitompul A. 2009. Pelapisan SS 316L
dengan hidroksiapatit menggunakan teknik electrophoretic deposition.
J Mater Sci. Edisi khusus:50-55.
Suryadi. 2011. Sintesis dan karakterisasi biomaterial hidroksiapatit dengan proses
pengendapan kimia basah [tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
V’azquez, Guzm’an C, Barba C, Pi’na, Mungu’ia N. 2005. Stoichiometric
hydroxyapatite obtained by precipitation and sol gel processes. J Mater Sci.
51(3):284-239.
Widya R. 2014. Pelapisan hidroksiapatit pada logam CoCrMo dengan metode
biomimetik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wiranata H. 2012. Sintesis paduan CoCrMo dengan variasi kandungan nitrogen
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
13
Wirjoadi, Susita L, Siswanto B, Sudjatmoko. 2012. Pengaruh proses nitridasi ion
pada biomaterial terhadap kekerasan dan ketahanan korosi. Di dalam:
[editor tidak diketahui]. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah
Teknologi dan Aplikasinya; 2012 Jan [tanggal tidak diketahui]; Yogyakarta,
Indonesia. Yogyakarta (ID): BATAN: hlm 25-36.
Xiangnan L, Xioming C, Shipu L, Zhiming P. 2010. Synthesis and
characterization of core-shell hydroxiapatite/chitosan biocomposite
nanosphares. Wuhan Univ Technol-Mater. 25(2):252-256.
14
LAMPIRAN
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Paduan logam CoCrMo-TiN
dan CoCrMo
1. Direndam di dalam alkohol
2. Sonikasi selama 1 jam
3. Diangkat dan dilap hingga kering
Paduan logam CoCrMo-TiN
dan CoCrMo dilakukan proses
perlakuan dengan basa
1. Direndam di dalam larutan NaOH 5
M (t=15 menit)
2. Dimasukkan
ke
dalam
oven
(T=70°C) selama 30 menit
Pembuatan larutan 5x SBF
NaCl,
NaHCO3,
Na2HPO4,
MgCl2.6H2O, (CH2OH)3CNH2, HCl
0.1 M, dan CaCl2.2H2O dengan
kompisisi yang dapat dilihat pada
Tabel 1 dicampurkan.
Pelapisan HAp pada
permukaan paduan logam
CoCrMo-TiN dan CoCrMo
Dimasukkan ke dalam larutan 5x SBF
(T=37°C, t=18, 24, dan 36 jam)
Analisis morfologi dengan
SEM dan Pencirian dengan
XRD pada paduan logam
CoCrMo-TiN
15
Lampiran 2 Data hasil analisis XRD paduan logam CoCrMo-TiN
2θ
25.92
29.46
31.86
32.25
33.01
36.04
39.48
39.92
43.25
46.79
47.53
48.56
49.55
Lampiran 3 Data JCPDS
Intensitas
101.09
1000.00
362.22
184.82
232.47
126.66
176.46
117.66
154.79
127.41
190.41
210.56
139.00
Fasa
HAp
CaCO3
HAp
HAp
HAp
CaCO3
HAp
HAp
CaCO3
HAp
CaCO3
HAp
HAP
16
17
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 8 September 1992 dari ayah
Rusdi Kartamijaya dan ibu Sutrilasminingsih. Penulis adalah putra pertama dari
tiga bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri
(SMAN) 5 Bekasi dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut
Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan
diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan S1 Kimia, penulis menjadi asisten praktikum
Kimia Anorganik pada tahun ajaran 2013/2014. Penulis pernah aktif di Unit
Kegiatan Mahasiswa (UKM) Volli tahun 2011 hingga 2012. Penulis juga
berkesempatan melaksanakan Praktik Lapangan di Lembaga Ilmu Pengetahuan
Indonesia (LIPI) Cibinong pada bulan Juli-Agustus 2013 dengan judul
“Penentuan Kadar Antinutrisi dan Aktivitas Antioksidan pada Daun Kelor
(Moringa oleifera Lam) Sebagai Pakan Ternak”.