Pelapisan hidroksiapatit pada logam CoCrMo dengan metode biomimetik
1
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA LOGAM CoCrMo
DENGAN METODE BIOMIMETIK
RESTU WIDYA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
6
2
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pelapisan
Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode Biomimetik adalah benar
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, Januari 2014
Restu Widya
NIM G44090089
6
3
ABSTRAK
RESTU WIDYA. Pelapisan Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode
Biomimetik. Dibimbing oleh IRMA HERAWATI SUPARTO, SULISTIOSO
GIAT SUKARYO, dan AGUS SAPUTRA.
Pelapisan hidroksiapatit (HAp) merupakan upaya untuk meningkatkan
biokompatibilitas dan mencegah sifat sitotoksik logam CoCrMo yang dapat
digunakan sebagai material implan. HAp dilapiskan dengan menggunakan metode
biomimetik yang meniru sistem hayati dalam tubuh, yaitu dengan cara melapisi
logam dalam simulated body fluid (SBF) selama 48 jam. Cairan yang menyerupai
cairan tubuh tersebut diragamkan, yaitu SBF A (SBF tanpa NaHCO3 dan
MgCl2.6H20), SBF B (2.5× SBF), SBF C (5× SBF), dan SBF D (7.5× SBF).
Pelapisan biomimetik selama 48 jam, ternyata menghasilkan lapisan merata pada
SBF B, C, dan D. Ketebalan lapisan pada logam dengan SBF B, C, dan D yang
diukur menggunakan SEM, secara berurutan adalah 50, 100 dan 200 µm.
Pencirian senyawa apatit dari ketiga lapisan dilakukan dengan menggunakan
XRD. Hasilnya menunjukkan terdapat HAp dari hasil pelapisan dengan
perendaman SBF C yang merupakan 5 kali kandungan SBF. Hasil pelapisan
terbaik dilakukan juga pada logam CoCrMo nitridasi untuk meningkatkan
biokompatibilitas, akan tetapi tidak menghasilkan HAp.
Kata kunci: biomimetik, CoCrMo, hidroksiapatit, SBF
ABSTRACT
RESTU WIDYA. Coating Hydroxyapatite on CoCrMo by Biomimetic Method.
Supervised by IRMA HERAWATI SUPARTO, SULISTIOSO GIAT
SUKARYO, and AGUS SAPUTRA
Coating of hydroxyapatite (HAp) is an attempt to improve biocompatibility
and prevent the cytotoxic properties of CoCrMo metal commonly used as an
implant material . HAp coating was carried out by using a biomimetic method by
immersing the metal in a simulated body fluid (SBF) solution. The SBF
concentration was varied into 4 types, SBF A (SBF without NaHCO3 and
MgCl2.6H20), SBF B (2.5× SBF), SBF C (5× SBF), and SBF D (7.5× SBF).
After 48 hours soaked in SBF B, C, and D solutions, the HAp was uniformly
spreaded on the surface. The thicknesses were 50, 100 and 200 µm, respectively
for SBF B, C and D as measured by SEM. The apatite from each coated metal
characterize by using XRD. The results indicated the presence of HAp coating by
immersion in SBF C. This best coating condition (5xSBF) was performed on the
nitridated CoCrMo metal to increase its biocompatibility, however the HAp was
not formed.
Key words : biomimetic, CoCrMo, hydroxyapatite, SBF
6
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2014
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
6
5
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA LOGAM CoCrMo
DENGAN METODE BIOMIMETIK
RESTU WIDYA
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
6
7
Judul Skripsi : Pelapisan Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode
Biomimetik
Nama
: Restu Widya
NIM
: G44090089
Disetujui oleh
Dr dr Irma Herawati Suparto, MS
Pembimbing I
Drs Sulistioso Giat Sukaryo, MT
Pembimbing II
Agus Saputra, SSi, MSi
Pembimbing III
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
Judul Skripsi
Nama
Pelapisan Hidroksiapatit pada Logarn CoCrMo dengan Metode
Biomimetik
Restu Widya
NIM
G44090089
Disetujui oleh
Dr dr Irma Herawati Suparto, MS
Pembimbing I
A
n3
Tanggal Lulus:
Ｍ
Ｍ
Ｍｾ
s a utra SSi MSi
Pembimbing III
JAN 20\4
ｾＭＡｬ
_ _ _ _ _• • • •1I"fI1I1I1
8
9
PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya
yang berlimpah penulis dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian yang
berjudul Pelapisan Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode
Biomimetik sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor.
Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang
telah membantu penulis, baik secara langsung maupun tidak langsung dalam
penulisan laporan ini. Terima kasih kepada Ibu Dr dr Irma Herawati Suparto MS,
Bapak Drs Sulistioso Giat Sukaryo MT, dan Bapak Agus Saputra SSi, MSi selaku
pembimbing yang telah memberi bimbingan dan dukungan kepada penulis.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Syawal, Bapak
Mulyadi, dan Bapak Sunarsa dari Laboratorium Kimia Anorganik. Terima kasih
juga kepada para staf yang telah membantu dari Badan Tenaga Nuklir Nasional
(BATAN) Serpong, Tangerang. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada
Ayahanda dan Ibunda atas doa, dukungan, dan pengertiannya serta teman-teman
yang selalu membantu dan menyemangati, yaitu Lilla, Dewi, Desy, Resty,
Kartika, Yuthika, dan Dilla serta teman-teman kimia angkatan 46 atas semangat,
kebersamaan, dan persahabatannya.
Semoga laporan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun
bagi pembaca.
Bogor, Januari 2014
Restu Widya
6
10
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Alat dan Bahan
Metode
Preparasi Logam CoCrMo
Preparasi Larutan SBF
Pelapisan dengan Menggunakan Metode Biomimetik
Analisis SEM
Analisis XRD
Pelapisan Logam CoCrMo dilapis TiN dengan larutan SBF terbaik
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Logam CoCrMo
Pelapisan dengan Metode Biomimetik
Analisis SEM
Analisis XRD
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vi
vi
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
6
6
10
10
10
10
12
15
vi
DAFTAR GAMBAR
1 Foto lapisan dengan mikroskop stereo
2 Foto lapisan dengan mikroskop optik
3 Ketebalan lapisan dengan menggunakan SEM
4 Fenomena antarmuka antara HA dengan sel tubuh
5 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF B
6 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF C
7 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF D
8 Difraktogram pelapisan biomimetik logam CoCrMo dengan TiN dan SBF C
4
5
6
7
7
8
8
9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian
2 Data JCPDS Hidroksiapatit
3 Difraktogram yang telah dibandingkan dengan Match
12
13
13
1
PENDAHULUAN
Implan merupakan suatu biomaterial sintetik yang dimasukkan ke dalam
tubuh. Implan dapat berbahan dasar logam, keramik, dan polimer. Implan yang
terbuat dari logam paling sering digunakan dalam dunia ortopedi. Kasus operasi
bedah tulang yang semakin meningkat serta perkembangan teknologi yang
semakin pesat mendorong terus dikembangkannya penelitian mengenai implan
tulang. Material yang biasanya digunakan adalah logam baja nirkarat, titanium
(Ti), dan paduan logam berbasis kobalt (Co) (Sukaryo et al. 2009).
Biokompatibilitas baja nirkarat yang rendah menyebabkan logam ini tidak
dapat digunakan untuk jangka waktu lama karena dapat menimbulkan korosi lokal
(Sridhar et al. 2003). Logam Ti memiliki biokompatibilitas yang paling tinggi di
antara logam baja nirkarat dan paduan logam berbasis kobalt (Co), tetapi harganya
sangat mahal sehingga logam ini jarang digunakan terutama bagi pasien yang
kurang mampu (Goaenharto dan Sjafei 2005). Oleh karena itu, pada penelitian ini
digunakan paduan logam berbasis kobalt (Co) yang memiliki biokompatibilitas
lebih baik dibandingkan baja nirkarat sebagai bahan dasar pembuatan implan
tulang.
Paduan logam berbasis kobalt (Co) yang digunakan adalah CoCrMo.
CoCrMo baik digunakan sebagai implan karena memiliki sifat mekanik seperti
kekerasan, kekuatan, dan ketahanan aus yang tinggi. Akan tetapi, kemudahan
CoCrMo mudah terurai menjadi ion Co, Cr dan Mo, sehingga diperlukan
modifikasi pada permukaannya (surface treatment) (Turkan et al. 2006). Salah
satu teknik modifikasi permukaan adalah proses nitridasi, yaitu pelapisan senyawa
nitrida pada permukaan logam yang bertujuan mencegah terlepasnya ion-ion
logam ke dalam tubuh serta meningkatkan ketahanan aus dari material implan
(Wirjoadi et al. 2012).
Pelapisan hidroksiapatit (HAp) pada logam merupakan proses selanjutnya
yang dilakukan setelah proses nitridasi untuk meningkatkan biokompatibilitas
logam implan (Sukaryo et al. 2009). Metode pelapisan yang dapat dilakukan di
antaranya penyemprotan plasma, deposisi elektroforetik (EPD), sol-gel, dan
biomimetik (Habibovic et al. 2002). Metode pelapisan biomimetik meniru sistem
biologis dalam tubuh. Metode ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan
dengan metode pelapisan logam lainnya, antara lain prosesnya dapat dilakukan
pada suhu rendah sehingga dapat diaplikasikan pada substrat yang peka terhadap
panas. Kelebihan lainnya ialah menjadikan kristal apatit memiliki bioaktivitas
yang tinggi dan sifat resorpsi yang baik, serta dapat mempercepat pertumbuhan
tulang (Habibovic et al. 2002). Meskipun demikian, metode pelapisan biomimetik
masih jarang digunakan. Berdasarkan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan
pelapisan logam CoCrMo dengan menggunakan metode biomimetik dan
digunakan larutan simulated body fluid (SBF) Kokubo yang bervariasi. Variasi
larutan yang digunakan, meliputi larutan SBF Kokubo, SBF A (tanpa NaHCO3
dan MgCl2·6H2O), SBF B (2.5× SBF), SBF C (5× SBF), dan SBF D (7.5× SBF).
Larutan SBF B, C, dan D masing-masing tanpa penambahan KCl dan Na2SO4.
Hasil dari penelitian ini diharapkan membuat teknik pelapisan logam dengan
metode biomimetik lebih dikenal dan banyak diaplikasikan.
2
METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah peralatan kaca, abrassive cutter, alat
ampelas (polishing), penangas air ultrasonik, stereomikroskop, mikroskop optik,
alat pelapisan biomimetik, hotplate stirrer, difraktometer sinar-X (XRD) merek
Philips, SEM merek Jeol JSM-65106A. Bahan-bahan yang digunakan adalah
logam CoCrMo dan logam CoCrMo yang telah dilapisi TiN hasil sintesis
BATAN, alkohol, akuades, serta komponen larutan SBF Kokubo (Tabel 1).
Metode
Penelitian terdiri atas 6 tahap. Dua tahap pertama preparasi logam CoCrMo
dan preparasi larutan SBF. Tahap ketiga adalah pelapisan logam dengan metode
biomimetik. Hasilnya diamati dengan menggunakan stereomikroskop dan
mikroskop optik (tahap ke-4), dan dianalisis dengan menggunakan SEM dan XRD
(tahap ke-5). Hasil yang terbaik,diaplikasikan pada logam yang telah dilapisi TiN
kemudian dianalisis dengan menggunakan XRD (tahap ke-6). Bagan alir
penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.
Preparasi Logam CoCrMo
Logam CoCrMo hasil sintesis BATAN dipotong menggunakan abrassive
cutter, lalu diampelas dengan kekasaran 120. Logam kemudian direndam dalam
alkohol dan dimasukkan ke dalam penangas ultrasonik selama 1 jam. Setelah itu,
logam diangkat dan dilap dengan tisu hingga kering.
Preparasi Larutan SBF
Komponen larutan SBF ditimbang sesuai dengan jenis larutannya, Lalu
setiap komponen dilarutkan satu-persatu dalam akuades dengan diberi selang 2
menit agar dapat larut secara merata. Setelah semua bahan dicampurkan, larutan
diaduk selama 20 menit. Volume akhir setiap larutan ialah 500 mL.
3
Tabel 1 Komposisi larutan SBF
Senyawa
SBF*
SBF A
SBF B
SBF C
SBF D
NaCl
3.2735 g 3.2735 g 8.1837 g 16.3675 g 24.5512 g
NaHCO3
1.1340 g
2.8350 g 5.6700 g
8.5050 g
KCl
0.1865 g 0.1865 g
Na2HPO4·2H2O
0.0890 g 0.0890 g 0.2225 g 0.4450 g
0.6675 g
MgCl2·6H2O
0.1525 g
0.3812 g 0.7625 g
1.1437 g
CaCl2·2H2O
0.1840 g 0.1840 g 0.4600 g 0.9200 g
1.3800 g
Na2SO4
0.0355 g 0.0355 g
(CH2OH)3CNH2
3 mL
3 mL
7 mL
15 mL
23 mL
HCl 0.1 M
20 mL
20 mL
50 mL
100 mL
150 mL
Keterangan: *SBF Kokubo (Purnama et al. 2006, Habibovic et al. 2002)
Pelapisan dengan Menggunakan Metode Biomimetik
Proses pelapisan dilakukan dengan merendam logam CoCrMo dalam
larutan SBF. Logam yang digantung dengan kawat dicelupkan ke dalam gelas
piala yang berisi larutan SBF dan diletakan di atas hot plate stirrer. Larutan
diaduk dengan menggunakan pengaduk magnetik dengan kecepatan 250 rpm.
Perendaman dilakukan selama 48 jam dan suhu dijaga konstan pada 35°C.
Analisis SEM
Analisis SEM dilakukan untuk mengamati ketebalan lapisan pada logam
CoCrMo. Sampel ditempelkan pada cell holder kemudian ditempatkan pada
tempat sampel dalam alat SEM. Gambar yang dihasilkan berupa ketebalan lapisan
pada logam dalam satuan µm.
Analisis XRD
Sampel ditempatkan pada suatu speciment holder yang kemudian diletakkan
pada guaniometer dan dirotasikan pada sudut kalibrasi (2θ) 0–80°. Hasil yang
diperoleh berupa difraktogram yang menunjukkan fase yang terdapat dalam
sampel. Jenis fase yang terkandung ditentukan melalui perbandingan dengan data
Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS).
Pelapisan Logam CoCrMo Berlapiskan TiN dengan Larutan SBF Terbaik
Logam CoCrMo yang telah dilapisi TiN direndam dalam larutan SBF
terbaik yang dipilih berdasarkan data difraktogram hasil analisis XRD.
Perendaman dilakukan selama 48 jam dan suhu dijaga konstan pada 35ºC.
Larutan diaduk dengan kecepatan 250 rpm. Setelah 48 jam, logam diangkat
kemudian lapisan dianalisis dengan XRD.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Logam CoCrMo
Preparasi logam CoCrMo dilakukan dengan cara memotong logam CoCrMo
menggunakan abrassive cutter. Dari pemotongan ini diperoleh logam sebanyak 6
buah dengan dimensi 1.5 × 0.5 × 0.2 cm. Setelah dipotong, masing-masing logam
diamplas (polish) dengan kekasaran 120. Proses tersebut bertujuan untuk
menghilangkan lapisan oksida pada permukaan logam. Lapisan oksida merupakan
hasil dari kondisi vakum yang tidak optimum sehingga udara lain (O2, CO2, H2O)
masih berada pada ruang sampel yang dapat menyebabkan logam berwarna
kehitaman atau kehijauan (Prihantoko 2011). Kekasaran sebesar 120 dipilih agar
permukaan logam memiliki kekasaran yang cukup untuk dilakukan pelapisan.
Logam yang telah dipolish kemudian dimasukkan ke dalam ultrasonic waterbath
selama 1 jam dengan menggunakan alkohol untuk menghilangkan pengotor yang
terdapat pada permukaan sampel (Pratiwi 2008).
Pelapisan dengan Metode Biomimetik
Pelapisan logam CoCrMo dengan metode biomimetik menghasilkan lapisan
tipis berwarna putih di permukaan logam. Lapisan tersebut kemudian diamati
dengan mikroskop stereo dan optik sebagai salah satu pengamatan sederhana
untuk memilih lapisan yang baik dan dapat dianalisis lebih lanjut. Hasil
pengamatan dengan mikroskop stereo dapat dilihat pada Gambar 1.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 1 Foto Logam CoCrMo dengan mikroskop stereo setelah pelapisan dalam
(a) SBF, (b) SBFA, (c) SBF B, (d) SBF C, (e) SBF D. Selama 48 jam
dengan perbesaran 10x
Berdasarkan Gambar 1, terlihat perbedaan dari masing-masing lapisan.
Lapisan yang dihasilkan oleh perendaman dalam SBF dan SBF A tipis, tidak rata
dan tidak dapat menutupi permukaan logam dengan baik. Sedangkan lapisan yang
dihasilkan oleh perendaman dalam larutan SBF B, SBF C, dan SBF D rata dan
dapat menutupi logam dengan baik. Larutan SBF merupakan larutan SBF kokubo,
larutan SBF A merupakan larutan SBF kokubo tanpa penambahan MgCl2.6H20
dan NaHCO3, dan larutan SBF B, C dan D masing-masing adalah larutan 2.5, 5,
dan 7.5 kali SBF Kokubo. Variasi komposisi 5 larutan SBF yang digunakan,
5
didasarkan pada penelitian yang dilakukan Habibovic et al. (2002). Menurut
Habibovic et al. (2002), MgCl2.6H20 dan NaHCO3 merupakan suatu inhibitor
pembentukan kristal apatit yang menyebabkan tidak terbentuknya lapisan apatit
pada logam dengan metode biomimetik. Akan tetapi pada penelitian ini, tidak
adanya MgCl2.6H20 dan NaHCO3 membuat lapisan yang terbentuk tipis dan tidak
dapat menutupi logam dengan baik.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Gambar 2 Foto lapisan dengan mikroskop optik (a) base metal, (b) SBF, (c) SBF
A, (d) SBF B, (e) SBF C, (f) SBF D skala 100 µm.
Gambar 2 merupakan hasil pengamatan dengan menggunakan mikroskop
optik. Skala yang digunakan adalah 100 µm. Gambar 2 a merupakan base metal,
yaitu gambar logam tanpa lapisan sedangkan gambar 2 b, c, d, e, dan f merupakan
gambar logam yang telah dilapis. Pada logam yang telah dilapis, terdapat lapisan
yang berwarna hitam yang berbeda dengan logam tanpa lapisan. Lapisan berwarna
hitam tersebut adalah lapisan yang diharapkan merupakan HAp. Berdasarkan
gambar, lapisan terlihat dapat menutupi logam dengan baik pada hasil pelapisan
dengan perendaman dalam larutan SBF B, C, dan D. Lapisan tersebut terlihat
semakin pekat dengan semakin banyaknya komposisi larutan. Kepekatan warna
tersebut, mengindikasikan semakin tebal lapisan yang menempel. Berdasarkan
kedua pengamatan tersebut, maka lapisan yang dihasilkan dengan perendaman
dalam SBF B, C dan D yang akan diidentifikasi lebih lanjut dengan menggunakan
SEM dan XRD karena lapisan dapat menutupi permukaan logam dengan baik
sehingga diharapkan dapat meningkatkan biokompatibilitas logam CoCrMo.
Lapisan yang menempel pada logam CoCrMo terbentuk secara alami di
permukaan sampel dengan perendaman di dalam larutan SBF. Metode pelapisan
6
ini disebut metode pelapisan biomimetik, yaitu suatu proses yang meniru sistem
biologis dalam tubuh. Salah satu kelebihan metode ini adalah dapat memproduksi
HAp dengan struktur dan karakterisasi morfologi yang sama dengan yang
dihasilkan oleh tubuh (Colovic et al. 2011). Pelapisan secara biomimetik
dilakukan dengan cara merendam implan dalam SBF (Simulated body fluid) (Silva
et al. 2008). SBF merupakan suatu larutan yang mengandung ion yang
komposisinya identik dengan cairan tubuh manusia. Jenis SBF yang digunakan
adalah SBF kokubo karena SBF ini memiliki konsentrasi ion kalsium dan fosfat
yang lebih tinggi dibandingkan jenis SBF lainnya, yaitu HBSS dan Ringer’s
Solution (Pratiwi 2008).
Analisis SEM
50 µm
(a)
100 µm
200 µm
(b)
(c)
Gambar 3 Ketebalan lapisan dengan menggunakan SEM (a) SBF B perbesaran
150x, (b) SBF C perbesaran 45x, dan (c) SBF D perbesaran 45x.
Hasil analisis SEM untuk melihat ketebalan lapisan yang dihasilkan dengan
perendaman dalam SBF B, C, dan D dapat dilihat pada Gambar 3. Berdasarkan
hasil identifikasi, ketebalan ketiga lapisan tersebut masing-masing adalah 50, 100,
dan 200 µm. Semakin banyak komposisi SBF yang ditambahkan, semakin banyak
pula ion-ion yang terkandung dalam larutan SBF yang dapat berinteraksi sehingga
lapisan yang terbentuk semakin tebal. Berdasarkan pengamatan dengan SEM
terlihat pula serbuk dari lapisan terlihat memanjang. Menurut Purnama et al.
(2006) hal tersebut karena pengaruh ion-ion dalam larutan SBF.
Analisis XRD
Analisis dengan XRD dilakukan pada lapisan dengan perendaman dalam
SBF B, C, dan D. Analisis XRD merupakan salah satu metode untuk
mengkarakterisasi suatu material dengan menggunakan hamburan sinar X.
Analisis ini digunakan untuk memeriksa kemungkinan ada atau tidaknya senyawa
apatit yang terbentuk di permukaan sampel. Dari data hasil XRD ini dapat
diketahui kemungkinan fasa senyawa atau unsur kristalin yang terbentuk dengan
membandingkan sudut difraksi dari data puncak dengan literatur yang diperoleh
dari JCPDS. Analisis dengan XRD pada penelitian kali ini diharapkan
menghasilkan puncak HAp sehingga dapat meningkatkan biokompatibilitas logam
7
CoCrMo. HAp mempunyai struktur heksagonal dengan fasa kristal dari senyawa
kalsium fosfat yang stabil dengan parameter kisi : a = b =9.433Ǻ, c = 6.875Ǻ,
serta rasio Ca/P = 1.67 (Soejoko dan Wahyuni 2002). HAp selain bersifat
biokompatibel, juga bersifat bioaktif dan bioresorbable yang dapat memicu
pertumbuhan tulang seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4 berikut.
Permukaan HAp
Gambar 4 fenomena antarmuka antara HA dengan sel tubuh (Suryadi 2011).
Gambar fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh memperlihatkan
bahwa setelah implan masuk ke dalam tubuh, terjadi pelarutan permukaan HAp.
Pelarutan permukaan HAp tersebut terjadi hingga tercapai kondisi kesetimbangan
antara larutan fisiologis dengan permukaan HAp. Setelah itu terjadi adsorpsi
protein-protein dan senyawa bioorganik kemudian terjadi adhesi sel hingga
akhirnya terbentuk sel tulang baru (Suryadi 2011)
Gambar 5 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF B
Analisis dengan menggunakan XRD pada pelapisan dengan SBF B
menghasilkan difraktogram yang dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil XRD
tersebut telah dibandingkan dengan data JCPDS menggunakan perangkat lunak
PCPDF win dan Match (Lampiran 3). Hasil analisis menunjukkan bahwa yang
terbentuk dari larutan SBF B bukan HAp melainkan (NH4)2SO4, CaCO3
(CALCITE), dan NaCl. Puncak dari (NH4)2SO4 ditunjukkan pada sudut 2θ 16.7,
20.5, 35.95, dan 41.75. Puncak dari CaCO3 ditunjukkan pada sudut 2θ 29.05,
46.95, dan 56.549. Puncak dari NaCl pada sudut 2θ 31.65, 45.45 dan 56.499.
Tidak terbentuknya HAp disebabkan karena proses pengadukan yang tidak cukup.
Terbukti dari masih terdapatnya puncak NaCl. Menurut Suryadi (2011),
pengadukan yang tidak cukup akan menyebabkan terbentuknya fasa yang tidak
diinginkan. Laju pengadukan juga dilaporkan mempengaruhi sintesis HAp. Perlu
dilakukan pengadukan yang kuat (vigorous) untuk menghasilkan HAp yang
8
homogen. Pengadukan yang cukup akan menyebabkan interaksi yang lebih baik
antar ion.
b
Gambar 6 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF C.
Hasil difraktogram pelapisan dengan SBF C menunjukkan terbentuknya
HAp dengan puncak melebar (Gambar 6). Pelebaran puncak dan intensitas yang
rendah disebabkan oleh butiran yang sangat halus, lapisan yang tipis, dan tidak
dilakukannya pemanasan dengan suhu yang tinggi seperti yang dilakukan pada
proses sintesis HAp umumnya. Menurut Purnama et al. (2006) suhu
mempengaruhi derajat kristalinitas HAp. Semakin tinggi suhu, semakin tinggi
pula derajat kristalinitasnya. Hal yang sama juga dipaparkan oleh Suryadi (2011)
yang menyatakan bahwa kenaikan kristalinitas ditunjukkan oleh adanya kenaikan
intensitas puncak dan secara langsung bervariasi dengan adanya kenaikan suhu.
Gambar 7 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF D.
Hasil analisis pelapisan dengan SBF D ditunjukkan pada Gambar 7.
Berdasarkan gambar dapat dilihat bahwa HAp tidak dihasilkan larutan ini. Puncak
difraktogram menunjukkan puncak NaCl dan CaCO3. Puncak NaCl pada sudut 2θ
25.95, 31.75, 45.5, dan 55.049. Puncak CaCO3 pada sudut 2θ, yaitu 22.15, 29.45,
34.5, 38.3, 41.15, 45.75, dan 47.2. Puncak NaCl dari difraktogram identik dengan
puncak NaCl pada JCPDS. Hal tersebut disebabkan pada komposisi larutan SBF
D penambahan NaCl terlalu banyak menyebabkan proses pengadukan yang
dilakukan tidak cukup (Suryadi 2011).
9
Berdasarkan hasil tersebut, SBF C merupakan larutan yang cukup baik
untuk dapat menghasilkan HAp pada kondisi ini. Walaupun HAp yang terbentuk
intensitasnya rendah. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh
Habibovic et al. (2002), yaitu HAp terbentuk pada larutan 5x SBF dengan
intensitas HAp yang rendah, kenaikan kristalinitas terjadi saat larutan 5x SBF
diganti dengan larutan 7.5x SBF tanpa MgCl2.6H20 dan NaHCO3 yang disebut
sebagai inhibitor. Oleh karena itu, lapisan SBF C selanjutnya diaplikasikan pada
logam CoCrMo yang dilapis TiN.
Pelapisan logam dengan TiN merupakan suatu proses surface treatment
untuk mencegah lepasnya ion-ion penyusun CoCrMo. Proses pelapisan TiN terdiri
dari proses sputtering dan nitriding. Proses sputtering adalah tereksitasinya gas
argon dalam plasma dengan kondisi tekanan rendah akibat diberi daya listrik,
sehingga ion argon memiliki energi yang kuat untuk menumbuk target Ti. Atom
Ti yang terlepas akan tertanam pada substrat karena terdapat medan listrik dan
daya yang besar. Adapun proses nitriding merupakan proses penanaman secara
bersamaan atom N dan atom Ti pada saat gas nitrogen dialirkan ke dalam plasma.
(Prihantoko 2011). Nitridasi biasanya dilakukan dengan gas nitrogen (N2) atau gas
amoniak (NH3) atau campuran keduanya yang mengalami proses disosiasi (Wang
2005). Logam CoCrMo nitridasi yang telah dilapis oleh larutan 5x SBF kemudian
dianalisis dengan XRD.
Gambar 8 Difraktogram pelapisan biomimetik logam CoCrModengan TiN dan
SBF C
Gambar 8 merupakan hasil uji XRD pelapisan logam CoCrMo dengan
larutan SBF C yang terlebih dahulu dilapis dengan TiN. Berdasarkan hasil analisis
yang dilakukan, diperoleh puncak NaCl dan kobalt. Puncak NaCl pada sudut 2θ
31.6, 43.85, dan 75.25. Puncak kobalt pada sudut 2θ 50.1, 75.5, dan 84.05.
Terdapatnya puncak kobalt mungkin karena pelapisan dengan TiN yang tidak rata
dan tidak dapat menutupi logam dengan baik sehingga material utama berupa
kobalt terdeteksi. Puncak yang dihasilkan bukan HAp seperti pelapisan dengan
SBF C pada logam CoCrMo tanpa TiN. Hal tersebut mungkin karena pelapisan
dengan TiN membuat logam tidak dapat bereaksi dengan ion-ion dalam larutan
SBF. Keberadaan Ti pada logam mungkin merupakan penghambat terbentuknya
lapisan HAp seperti pada pelapisan logam Ti6Al4V secara biomimetik yang
10
dilakukan oleh Pratiwi (2008) sehingga perlu dilakukan proses alkali treatment.
Keberadaan HAp pada logam CoCrMo tanpa TiN mungkin karena CoCrMo dapat
terlepas menjadi ion Co, Cr, dan Mo yang dapat bereaksi dengan SBF.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pelapisan HAp pada logam CoCrMo dengan metode biomimetik berhasil
dilakukan dengan menggunakan larutan SBF C (5x SBF). Hasil analisis dengan
menggunakan XRD menunjukan bahwa lapisan yang terbentuk merupakan HAp
meskipun intensitasnya rendah. Ketebalan lapisan SBF C yang diukur dengan
SEM, yaitu 100 µm . Pelapisan dengan larutan SBF C selanjutnya diaplikasikan
pada logam yang dilapis TiN dan menghasilkan difraktogram berupa puncakpuncak NaCl, yaitu pada sudut 2θ 31.6, 43.85, dan 75.25.
Saran
Perlu penelitian lebih lanjut mengenai kondisi pelapisan yang optimum
seperti kecepatan pengadukan dan suhu agar diperoleh kestabilan fase HAp yang
terbentuk dari larutan SBF. Selain itu, perlu dilakukan proses alkali treatment
pada logam CoCrMo yang dilapis TiN dan perlu dilakukan uji korosi dan uji in
vitro untuk mengetahui viabilitas sel terhadap paparan sampel sehingga metode
ini lebih aplikatif.
DAFTAR PUSTAKA
Colovic B, Dejan M, Vukoman J. Nucleation of biomimetic
hydroxiapatite. J Serbian Dental. 58: 7-12. doi: 10.2298/SGS1101007C
Goaenharto S, Sjafei A. 2005. Breaket titanium. J Dental. 38:120-123.
Habibovic P, Barrere F, Van Blitterswijk CA, de Groot Klaas, Layrolle P. 2002.
Biomimetic hydroxyapatite coating on metal implants. J Am Ceram. 85(3).
517-522
Prihantoko DA. 2011. Karakterisasi paduan CoCrMo dengan pelapisan titanium
nitrida dan hidroksiapatit kitosan [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor
Pratiwi A. 2008. Pengaruh modifikasi permukaan Ti6Al4V terhadap deposisi
apatit melalui metode biomimetik [Skripsi]. Bandung (ID) : Institut
Teknologi Bandung.
Purnama, Nikmatin S, Langenati R. 2006. Pengaruh suhu reaksi terhadap derajat
kristalinitas dan komposisi hidroksiapatit dibuat dengan media air dan
cairan tubuh buatan. J Material Sci. Edisi khusus: 154-162
11
Shridhar TM, Mudali, Kamachi U, Subbaiyan M. 2003. Preparation and
characterisation of electrophoretically deposited hidroxyapatite coating on
type 316L stainless steel. Corrosion Sci. 45:237-252
Silva CCG, da Silva REC, Marchi Juliana. 2008. Hydroxyapatite coating on
silicon nitride surfaces using the biomimetic method. Material Res. 11(1) :
47-50
Sukaryo SG, Nurbainah E, Wahyudi ST, Sitompul A. 2009. Pelapisan SS 316L
dengan hidroksiapatit menggunakan teknik electrophoretic deposition.
J Material Sci. Edisi khusus: 50-55
Soejoko DS, Wahyuni S. 2002. Spektroskopi inframerah senyawa kalsium fosfat
hasil presipitasi. Makara Sains. 6(3): 117-122.
Suryadi. 2011. Sintesis dan karakterisasi biomaterial hidroksiapatit dengan proses
pengendapan kimia basah [tesis]. Depok (ID) : Universitas Indonesia
Turkan U, Orhan O, Eroglu AE. 2006. Metal ion release from nitrogen ion
implanted CoCrMo orthopedic implant material. Surface and Coatings
Techno. 200:5687–5697.
Wirjoadi, Susita L, Siswanto B, Sudjatmoko. 2012. Pengaruh proses nitridasi ion
pada biomaterial terhadap kekerasan dan ketahanan korosi. Pertemuan dan
Presentasi Ilmiah Teknologi dan Aplikasinya.; Serpong, Indonesia. (ID):
Batan:25-36
Wang L. 2005. Effect of nitriding time on the nitride layer of AISI 304 austentic
stainless steel. China. Surface Coating Techno. 200:5067-5070.
12
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Preparasi Logam
CoCrMo
Preparasi
Larutan SBF
Larutan
SBF
Larutan
SBF A
Larutan
SBF B
Pelapisan dengan
Biomimetik
Analisis SEM
Logam
CoCrMo
Analisis XRD
Hasil pelapisan
terbaik
Analisis XRD
Larutan
SBF C
Larutan
SBF D
13
Lampiran 2 Data JCPDS Hidroksiapatit
Lampiran 3 Difraktogram yang telah dibandingkan dengan Match
Difraktogram pelapisan biomimetik dengan perendaman dalam SBF B
14
Difraktogram pelapisan biomimetik dengan perendaman dalam SBF C
Difraktogram pelapisan biomimetik dengan perendaman dalam SBF D
Difraktogram pelapisan biomimetik logam CoCrModengan TiN dan SBF C
15
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 28 September 1991 dari ayah
Sachrom Sumardi dan ibu Nani Suryani. Penulis adalah putri kedua dari tiga
bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cigombong Bogor dan
pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB)
melalui jalur Ujian Talenta Mandiri (UTM) dan diterima di Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis juga mempunyai
pengalaman praktik lapangan di Laboratorium Air dan Udara, SEAMEO Biotrop
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA LOGAM CoCrMo
DENGAN METODE BIOMIMETIK
RESTU WIDYA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
6
2
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pelapisan
Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode Biomimetik adalah benar
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, Januari 2014
Restu Widya
NIM G44090089
6
3
ABSTRAK
RESTU WIDYA. Pelapisan Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode
Biomimetik. Dibimbing oleh IRMA HERAWATI SUPARTO, SULISTIOSO
GIAT SUKARYO, dan AGUS SAPUTRA.
Pelapisan hidroksiapatit (HAp) merupakan upaya untuk meningkatkan
biokompatibilitas dan mencegah sifat sitotoksik logam CoCrMo yang dapat
digunakan sebagai material implan. HAp dilapiskan dengan menggunakan metode
biomimetik yang meniru sistem hayati dalam tubuh, yaitu dengan cara melapisi
logam dalam simulated body fluid (SBF) selama 48 jam. Cairan yang menyerupai
cairan tubuh tersebut diragamkan, yaitu SBF A (SBF tanpa NaHCO3 dan
MgCl2.6H20), SBF B (2.5× SBF), SBF C (5× SBF), dan SBF D (7.5× SBF).
Pelapisan biomimetik selama 48 jam, ternyata menghasilkan lapisan merata pada
SBF B, C, dan D. Ketebalan lapisan pada logam dengan SBF B, C, dan D yang
diukur menggunakan SEM, secara berurutan adalah 50, 100 dan 200 µm.
Pencirian senyawa apatit dari ketiga lapisan dilakukan dengan menggunakan
XRD. Hasilnya menunjukkan terdapat HAp dari hasil pelapisan dengan
perendaman SBF C yang merupakan 5 kali kandungan SBF. Hasil pelapisan
terbaik dilakukan juga pada logam CoCrMo nitridasi untuk meningkatkan
biokompatibilitas, akan tetapi tidak menghasilkan HAp.
Kata kunci: biomimetik, CoCrMo, hidroksiapatit, SBF
ABSTRACT
RESTU WIDYA. Coating Hydroxyapatite on CoCrMo by Biomimetic Method.
Supervised by IRMA HERAWATI SUPARTO, SULISTIOSO GIAT
SUKARYO, and AGUS SAPUTRA
Coating of hydroxyapatite (HAp) is an attempt to improve biocompatibility
and prevent the cytotoxic properties of CoCrMo metal commonly used as an
implant material . HAp coating was carried out by using a biomimetic method by
immersing the metal in a simulated body fluid (SBF) solution. The SBF
concentration was varied into 4 types, SBF A (SBF without NaHCO3 and
MgCl2.6H20), SBF B (2.5× SBF), SBF C (5× SBF), and SBF D (7.5× SBF).
After 48 hours soaked in SBF B, C, and D solutions, the HAp was uniformly
spreaded on the surface. The thicknesses were 50, 100 and 200 µm, respectively
for SBF B, C and D as measured by SEM. The apatite from each coated metal
characterize by using XRD. The results indicated the presence of HAp coating by
immersion in SBF C. This best coating condition (5xSBF) was performed on the
nitridated CoCrMo metal to increase its biocompatibility, however the HAp was
not formed.
Key words : biomimetic, CoCrMo, hydroxyapatite, SBF
6
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2014
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
6
5
PELAPISAN HIDROKSIAPATIT PADA LOGAM CoCrMo
DENGAN METODE BIOMIMETIK
RESTU WIDYA
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
6
7
Judul Skripsi : Pelapisan Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode
Biomimetik
Nama
: Restu Widya
NIM
: G44090089
Disetujui oleh
Dr dr Irma Herawati Suparto, MS
Pembimbing I
Drs Sulistioso Giat Sukaryo, MT
Pembimbing II
Agus Saputra, SSi, MSi
Pembimbing III
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
Judul Skripsi
Nama
Pelapisan Hidroksiapatit pada Logarn CoCrMo dengan Metode
Biomimetik
Restu Widya
NIM
G44090089
Disetujui oleh
Dr dr Irma Herawati Suparto, MS
Pembimbing I
A
n3
Tanggal Lulus:
Ｍ
Ｍ
Ｍｾ
s a utra SSi MSi
Pembimbing III
JAN 20\4
ｾＭＡｬ
_ _ _ _ _• • • •1I"fI1I1I1
8
9
PRAKATA
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya
yang berlimpah penulis dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian yang
berjudul Pelapisan Hidroksiapatit pada Logam CoCrMo dengan Metode
Biomimetik sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor.
Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang
telah membantu penulis, baik secara langsung maupun tidak langsung dalam
penulisan laporan ini. Terima kasih kepada Ibu Dr dr Irma Herawati Suparto MS,
Bapak Drs Sulistioso Giat Sukaryo MT, dan Bapak Agus Saputra SSi, MSi selaku
pembimbing yang telah memberi bimbingan dan dukungan kepada penulis.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Syawal, Bapak
Mulyadi, dan Bapak Sunarsa dari Laboratorium Kimia Anorganik. Terima kasih
juga kepada para staf yang telah membantu dari Badan Tenaga Nuklir Nasional
(BATAN) Serpong, Tangerang. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada
Ayahanda dan Ibunda atas doa, dukungan, dan pengertiannya serta teman-teman
yang selalu membantu dan menyemangati, yaitu Lilla, Dewi, Desy, Resty,
Kartika, Yuthika, dan Dilla serta teman-teman kimia angkatan 46 atas semangat,
kebersamaan, dan persahabatannya.
Semoga laporan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun
bagi pembaca.
Bogor, Januari 2014
Restu Widya
6
10
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Alat dan Bahan
Metode
Preparasi Logam CoCrMo
Preparasi Larutan SBF
Pelapisan dengan Menggunakan Metode Biomimetik
Analisis SEM
Analisis XRD
Pelapisan Logam CoCrMo dilapis TiN dengan larutan SBF terbaik
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Logam CoCrMo
Pelapisan dengan Metode Biomimetik
Analisis SEM
Analisis XRD
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vi
vi
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
6
6
10
10
10
10
12
15
vi
DAFTAR GAMBAR
1 Foto lapisan dengan mikroskop stereo
2 Foto lapisan dengan mikroskop optik
3 Ketebalan lapisan dengan menggunakan SEM
4 Fenomena antarmuka antara HA dengan sel tubuh
5 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF B
6 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF C
7 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF D
8 Difraktogram pelapisan biomimetik logam CoCrMo dengan TiN dan SBF C
4
5
6
7
7
8
8
9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian
2 Data JCPDS Hidroksiapatit
3 Difraktogram yang telah dibandingkan dengan Match
12
13
13
1
PENDAHULUAN
Implan merupakan suatu biomaterial sintetik yang dimasukkan ke dalam
tubuh. Implan dapat berbahan dasar logam, keramik, dan polimer. Implan yang
terbuat dari logam paling sering digunakan dalam dunia ortopedi. Kasus operasi
bedah tulang yang semakin meningkat serta perkembangan teknologi yang
semakin pesat mendorong terus dikembangkannya penelitian mengenai implan
tulang. Material yang biasanya digunakan adalah logam baja nirkarat, titanium
(Ti), dan paduan logam berbasis kobalt (Co) (Sukaryo et al. 2009).
Biokompatibilitas baja nirkarat yang rendah menyebabkan logam ini tidak
dapat digunakan untuk jangka waktu lama karena dapat menimbulkan korosi lokal
(Sridhar et al. 2003). Logam Ti memiliki biokompatibilitas yang paling tinggi di
antara logam baja nirkarat dan paduan logam berbasis kobalt (Co), tetapi harganya
sangat mahal sehingga logam ini jarang digunakan terutama bagi pasien yang
kurang mampu (Goaenharto dan Sjafei 2005). Oleh karena itu, pada penelitian ini
digunakan paduan logam berbasis kobalt (Co) yang memiliki biokompatibilitas
lebih baik dibandingkan baja nirkarat sebagai bahan dasar pembuatan implan
tulang.
Paduan logam berbasis kobalt (Co) yang digunakan adalah CoCrMo.
CoCrMo baik digunakan sebagai implan karena memiliki sifat mekanik seperti
kekerasan, kekuatan, dan ketahanan aus yang tinggi. Akan tetapi, kemudahan
CoCrMo mudah terurai menjadi ion Co, Cr dan Mo, sehingga diperlukan
modifikasi pada permukaannya (surface treatment) (Turkan et al. 2006). Salah
satu teknik modifikasi permukaan adalah proses nitridasi, yaitu pelapisan senyawa
nitrida pada permukaan logam yang bertujuan mencegah terlepasnya ion-ion
logam ke dalam tubuh serta meningkatkan ketahanan aus dari material implan
(Wirjoadi et al. 2012).
Pelapisan hidroksiapatit (HAp) pada logam merupakan proses selanjutnya
yang dilakukan setelah proses nitridasi untuk meningkatkan biokompatibilitas
logam implan (Sukaryo et al. 2009). Metode pelapisan yang dapat dilakukan di
antaranya penyemprotan plasma, deposisi elektroforetik (EPD), sol-gel, dan
biomimetik (Habibovic et al. 2002). Metode pelapisan biomimetik meniru sistem
biologis dalam tubuh. Metode ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan
dengan metode pelapisan logam lainnya, antara lain prosesnya dapat dilakukan
pada suhu rendah sehingga dapat diaplikasikan pada substrat yang peka terhadap
panas. Kelebihan lainnya ialah menjadikan kristal apatit memiliki bioaktivitas
yang tinggi dan sifat resorpsi yang baik, serta dapat mempercepat pertumbuhan
tulang (Habibovic et al. 2002). Meskipun demikian, metode pelapisan biomimetik
masih jarang digunakan. Berdasarkan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan
pelapisan logam CoCrMo dengan menggunakan metode biomimetik dan
digunakan larutan simulated body fluid (SBF) Kokubo yang bervariasi. Variasi
larutan yang digunakan, meliputi larutan SBF Kokubo, SBF A (tanpa NaHCO3
dan MgCl2·6H2O), SBF B (2.5× SBF), SBF C (5× SBF), dan SBF D (7.5× SBF).
Larutan SBF B, C, dan D masing-masing tanpa penambahan KCl dan Na2SO4.
Hasil dari penelitian ini diharapkan membuat teknik pelapisan logam dengan
metode biomimetik lebih dikenal dan banyak diaplikasikan.
2
METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah peralatan kaca, abrassive cutter, alat
ampelas (polishing), penangas air ultrasonik, stereomikroskop, mikroskop optik,
alat pelapisan biomimetik, hotplate stirrer, difraktometer sinar-X (XRD) merek
Philips, SEM merek Jeol JSM-65106A. Bahan-bahan yang digunakan adalah
logam CoCrMo dan logam CoCrMo yang telah dilapisi TiN hasil sintesis
BATAN, alkohol, akuades, serta komponen larutan SBF Kokubo (Tabel 1).
Metode
Penelitian terdiri atas 6 tahap. Dua tahap pertama preparasi logam CoCrMo
dan preparasi larutan SBF. Tahap ketiga adalah pelapisan logam dengan metode
biomimetik. Hasilnya diamati dengan menggunakan stereomikroskop dan
mikroskop optik (tahap ke-4), dan dianalisis dengan menggunakan SEM dan XRD
(tahap ke-5). Hasil yang terbaik,diaplikasikan pada logam yang telah dilapisi TiN
kemudian dianalisis dengan menggunakan XRD (tahap ke-6). Bagan alir
penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.
Preparasi Logam CoCrMo
Logam CoCrMo hasil sintesis BATAN dipotong menggunakan abrassive
cutter, lalu diampelas dengan kekasaran 120. Logam kemudian direndam dalam
alkohol dan dimasukkan ke dalam penangas ultrasonik selama 1 jam. Setelah itu,
logam diangkat dan dilap dengan tisu hingga kering.
Preparasi Larutan SBF
Komponen larutan SBF ditimbang sesuai dengan jenis larutannya, Lalu
setiap komponen dilarutkan satu-persatu dalam akuades dengan diberi selang 2
menit agar dapat larut secara merata. Setelah semua bahan dicampurkan, larutan
diaduk selama 20 menit. Volume akhir setiap larutan ialah 500 mL.
3
Tabel 1 Komposisi larutan SBF
Senyawa
SBF*
SBF A
SBF B
SBF C
SBF D
NaCl
3.2735 g 3.2735 g 8.1837 g 16.3675 g 24.5512 g
NaHCO3
1.1340 g
2.8350 g 5.6700 g
8.5050 g
KCl
0.1865 g 0.1865 g
Na2HPO4·2H2O
0.0890 g 0.0890 g 0.2225 g 0.4450 g
0.6675 g
MgCl2·6H2O
0.1525 g
0.3812 g 0.7625 g
1.1437 g
CaCl2·2H2O
0.1840 g 0.1840 g 0.4600 g 0.9200 g
1.3800 g
Na2SO4
0.0355 g 0.0355 g
(CH2OH)3CNH2
3 mL
3 mL
7 mL
15 mL
23 mL
HCl 0.1 M
20 mL
20 mL
50 mL
100 mL
150 mL
Keterangan: *SBF Kokubo (Purnama et al. 2006, Habibovic et al. 2002)
Pelapisan dengan Menggunakan Metode Biomimetik
Proses pelapisan dilakukan dengan merendam logam CoCrMo dalam
larutan SBF. Logam yang digantung dengan kawat dicelupkan ke dalam gelas
piala yang berisi larutan SBF dan diletakan di atas hot plate stirrer. Larutan
diaduk dengan menggunakan pengaduk magnetik dengan kecepatan 250 rpm.
Perendaman dilakukan selama 48 jam dan suhu dijaga konstan pada 35°C.
Analisis SEM
Analisis SEM dilakukan untuk mengamati ketebalan lapisan pada logam
CoCrMo. Sampel ditempelkan pada cell holder kemudian ditempatkan pada
tempat sampel dalam alat SEM. Gambar yang dihasilkan berupa ketebalan lapisan
pada logam dalam satuan µm.
Analisis XRD
Sampel ditempatkan pada suatu speciment holder yang kemudian diletakkan
pada guaniometer dan dirotasikan pada sudut kalibrasi (2θ) 0–80°. Hasil yang
diperoleh berupa difraktogram yang menunjukkan fase yang terdapat dalam
sampel. Jenis fase yang terkandung ditentukan melalui perbandingan dengan data
Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS).
Pelapisan Logam CoCrMo Berlapiskan TiN dengan Larutan SBF Terbaik
Logam CoCrMo yang telah dilapisi TiN direndam dalam larutan SBF
terbaik yang dipilih berdasarkan data difraktogram hasil analisis XRD.
Perendaman dilakukan selama 48 jam dan suhu dijaga konstan pada 35ºC.
Larutan diaduk dengan kecepatan 250 rpm. Setelah 48 jam, logam diangkat
kemudian lapisan dianalisis dengan XRD.
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Logam CoCrMo
Preparasi logam CoCrMo dilakukan dengan cara memotong logam CoCrMo
menggunakan abrassive cutter. Dari pemotongan ini diperoleh logam sebanyak 6
buah dengan dimensi 1.5 × 0.5 × 0.2 cm. Setelah dipotong, masing-masing logam
diamplas (polish) dengan kekasaran 120. Proses tersebut bertujuan untuk
menghilangkan lapisan oksida pada permukaan logam. Lapisan oksida merupakan
hasil dari kondisi vakum yang tidak optimum sehingga udara lain (O2, CO2, H2O)
masih berada pada ruang sampel yang dapat menyebabkan logam berwarna
kehitaman atau kehijauan (Prihantoko 2011). Kekasaran sebesar 120 dipilih agar
permukaan logam memiliki kekasaran yang cukup untuk dilakukan pelapisan.
Logam yang telah dipolish kemudian dimasukkan ke dalam ultrasonic waterbath
selama 1 jam dengan menggunakan alkohol untuk menghilangkan pengotor yang
terdapat pada permukaan sampel (Pratiwi 2008).
Pelapisan dengan Metode Biomimetik
Pelapisan logam CoCrMo dengan metode biomimetik menghasilkan lapisan
tipis berwarna putih di permukaan logam. Lapisan tersebut kemudian diamati
dengan mikroskop stereo dan optik sebagai salah satu pengamatan sederhana
untuk memilih lapisan yang baik dan dapat dianalisis lebih lanjut. Hasil
pengamatan dengan mikroskop stereo dapat dilihat pada Gambar 1.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 1 Foto Logam CoCrMo dengan mikroskop stereo setelah pelapisan dalam
(a) SBF, (b) SBFA, (c) SBF B, (d) SBF C, (e) SBF D. Selama 48 jam
dengan perbesaran 10x
Berdasarkan Gambar 1, terlihat perbedaan dari masing-masing lapisan.
Lapisan yang dihasilkan oleh perendaman dalam SBF dan SBF A tipis, tidak rata
dan tidak dapat menutupi permukaan logam dengan baik. Sedangkan lapisan yang
dihasilkan oleh perendaman dalam larutan SBF B, SBF C, dan SBF D rata dan
dapat menutupi logam dengan baik. Larutan SBF merupakan larutan SBF kokubo,
larutan SBF A merupakan larutan SBF kokubo tanpa penambahan MgCl2.6H20
dan NaHCO3, dan larutan SBF B, C dan D masing-masing adalah larutan 2.5, 5,
dan 7.5 kali SBF Kokubo. Variasi komposisi 5 larutan SBF yang digunakan,
5
didasarkan pada penelitian yang dilakukan Habibovic et al. (2002). Menurut
Habibovic et al. (2002), MgCl2.6H20 dan NaHCO3 merupakan suatu inhibitor
pembentukan kristal apatit yang menyebabkan tidak terbentuknya lapisan apatit
pada logam dengan metode biomimetik. Akan tetapi pada penelitian ini, tidak
adanya MgCl2.6H20 dan NaHCO3 membuat lapisan yang terbentuk tipis dan tidak
dapat menutupi logam dengan baik.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Gambar 2 Foto lapisan dengan mikroskop optik (a) base metal, (b) SBF, (c) SBF
A, (d) SBF B, (e) SBF C, (f) SBF D skala 100 µm.
Gambar 2 merupakan hasil pengamatan dengan menggunakan mikroskop
optik. Skala yang digunakan adalah 100 µm. Gambar 2 a merupakan base metal,
yaitu gambar logam tanpa lapisan sedangkan gambar 2 b, c, d, e, dan f merupakan
gambar logam yang telah dilapis. Pada logam yang telah dilapis, terdapat lapisan
yang berwarna hitam yang berbeda dengan logam tanpa lapisan. Lapisan berwarna
hitam tersebut adalah lapisan yang diharapkan merupakan HAp. Berdasarkan
gambar, lapisan terlihat dapat menutupi logam dengan baik pada hasil pelapisan
dengan perendaman dalam larutan SBF B, C, dan D. Lapisan tersebut terlihat
semakin pekat dengan semakin banyaknya komposisi larutan. Kepekatan warna
tersebut, mengindikasikan semakin tebal lapisan yang menempel. Berdasarkan
kedua pengamatan tersebut, maka lapisan yang dihasilkan dengan perendaman
dalam SBF B, C dan D yang akan diidentifikasi lebih lanjut dengan menggunakan
SEM dan XRD karena lapisan dapat menutupi permukaan logam dengan baik
sehingga diharapkan dapat meningkatkan biokompatibilitas logam CoCrMo.
Lapisan yang menempel pada logam CoCrMo terbentuk secara alami di
permukaan sampel dengan perendaman di dalam larutan SBF. Metode pelapisan
6
ini disebut metode pelapisan biomimetik, yaitu suatu proses yang meniru sistem
biologis dalam tubuh. Salah satu kelebihan metode ini adalah dapat memproduksi
HAp dengan struktur dan karakterisasi morfologi yang sama dengan yang
dihasilkan oleh tubuh (Colovic et al. 2011). Pelapisan secara biomimetik
dilakukan dengan cara merendam implan dalam SBF (Simulated body fluid) (Silva
et al. 2008). SBF merupakan suatu larutan yang mengandung ion yang
komposisinya identik dengan cairan tubuh manusia. Jenis SBF yang digunakan
adalah SBF kokubo karena SBF ini memiliki konsentrasi ion kalsium dan fosfat
yang lebih tinggi dibandingkan jenis SBF lainnya, yaitu HBSS dan Ringer’s
Solution (Pratiwi 2008).
Analisis SEM
50 µm
(a)
100 µm
200 µm
(b)
(c)
Gambar 3 Ketebalan lapisan dengan menggunakan SEM (a) SBF B perbesaran
150x, (b) SBF C perbesaran 45x, dan (c) SBF D perbesaran 45x.
Hasil analisis SEM untuk melihat ketebalan lapisan yang dihasilkan dengan
perendaman dalam SBF B, C, dan D dapat dilihat pada Gambar 3. Berdasarkan
hasil identifikasi, ketebalan ketiga lapisan tersebut masing-masing adalah 50, 100,
dan 200 µm. Semakin banyak komposisi SBF yang ditambahkan, semakin banyak
pula ion-ion yang terkandung dalam larutan SBF yang dapat berinteraksi sehingga
lapisan yang terbentuk semakin tebal. Berdasarkan pengamatan dengan SEM
terlihat pula serbuk dari lapisan terlihat memanjang. Menurut Purnama et al.
(2006) hal tersebut karena pengaruh ion-ion dalam larutan SBF.
Analisis XRD
Analisis dengan XRD dilakukan pada lapisan dengan perendaman dalam
SBF B, C, dan D. Analisis XRD merupakan salah satu metode untuk
mengkarakterisasi suatu material dengan menggunakan hamburan sinar X.
Analisis ini digunakan untuk memeriksa kemungkinan ada atau tidaknya senyawa
apatit yang terbentuk di permukaan sampel. Dari data hasil XRD ini dapat
diketahui kemungkinan fasa senyawa atau unsur kristalin yang terbentuk dengan
membandingkan sudut difraksi dari data puncak dengan literatur yang diperoleh
dari JCPDS. Analisis dengan XRD pada penelitian kali ini diharapkan
menghasilkan puncak HAp sehingga dapat meningkatkan biokompatibilitas logam
7
CoCrMo. HAp mempunyai struktur heksagonal dengan fasa kristal dari senyawa
kalsium fosfat yang stabil dengan parameter kisi : a = b =9.433Ǻ, c = 6.875Ǻ,
serta rasio Ca/P = 1.67 (Soejoko dan Wahyuni 2002). HAp selain bersifat
biokompatibel, juga bersifat bioaktif dan bioresorbable yang dapat memicu
pertumbuhan tulang seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4 berikut.
Permukaan HAp
Gambar 4 fenomena antarmuka antara HA dengan sel tubuh (Suryadi 2011).
Gambar fenomena antarmuka antara HAp dengan sel tubuh memperlihatkan
bahwa setelah implan masuk ke dalam tubuh, terjadi pelarutan permukaan HAp.
Pelarutan permukaan HAp tersebut terjadi hingga tercapai kondisi kesetimbangan
antara larutan fisiologis dengan permukaan HAp. Setelah itu terjadi adsorpsi
protein-protein dan senyawa bioorganik kemudian terjadi adhesi sel hingga
akhirnya terbentuk sel tulang baru (Suryadi 2011)
Gambar 5 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF B
Analisis dengan menggunakan XRD pada pelapisan dengan SBF B
menghasilkan difraktogram yang dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil XRD
tersebut telah dibandingkan dengan data JCPDS menggunakan perangkat lunak
PCPDF win dan Match (Lampiran 3). Hasil analisis menunjukkan bahwa yang
terbentuk dari larutan SBF B bukan HAp melainkan (NH4)2SO4, CaCO3
(CALCITE), dan NaCl. Puncak dari (NH4)2SO4 ditunjukkan pada sudut 2θ 16.7,
20.5, 35.95, dan 41.75. Puncak dari CaCO3 ditunjukkan pada sudut 2θ 29.05,
46.95, dan 56.549. Puncak dari NaCl pada sudut 2θ 31.65, 45.45 dan 56.499.
Tidak terbentuknya HAp disebabkan karena proses pengadukan yang tidak cukup.
Terbukti dari masih terdapatnya puncak NaCl. Menurut Suryadi (2011),
pengadukan yang tidak cukup akan menyebabkan terbentuknya fasa yang tidak
diinginkan. Laju pengadukan juga dilaporkan mempengaruhi sintesis HAp. Perlu
dilakukan pengadukan yang kuat (vigorous) untuk menghasilkan HAp yang
8
homogen. Pengadukan yang cukup akan menyebabkan interaksi yang lebih baik
antar ion.
b
Gambar 6 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF C.
Hasil difraktogram pelapisan dengan SBF C menunjukkan terbentuknya
HAp dengan puncak melebar (Gambar 6). Pelebaran puncak dan intensitas yang
rendah disebabkan oleh butiran yang sangat halus, lapisan yang tipis, dan tidak
dilakukannya pemanasan dengan suhu yang tinggi seperti yang dilakukan pada
proses sintesis HAp umumnya. Menurut Purnama et al. (2006) suhu
mempengaruhi derajat kristalinitas HAp. Semakin tinggi suhu, semakin tinggi
pula derajat kristalinitasnya. Hal yang sama juga dipaparkan oleh Suryadi (2011)
yang menyatakan bahwa kenaikan kristalinitas ditunjukkan oleh adanya kenaikan
intensitas puncak dan secara langsung bervariasi dengan adanya kenaikan suhu.
Gambar 7 Difraktogram pelapisan biomimetik dengan SBF D.
Hasil analisis pelapisan dengan SBF D ditunjukkan pada Gambar 7.
Berdasarkan gambar dapat dilihat bahwa HAp tidak dihasilkan larutan ini. Puncak
difraktogram menunjukkan puncak NaCl dan CaCO3. Puncak NaCl pada sudut 2θ
25.95, 31.75, 45.5, dan 55.049. Puncak CaCO3 pada sudut 2θ, yaitu 22.15, 29.45,
34.5, 38.3, 41.15, 45.75, dan 47.2. Puncak NaCl dari difraktogram identik dengan
puncak NaCl pada JCPDS. Hal tersebut disebabkan pada komposisi larutan SBF
D penambahan NaCl terlalu banyak menyebabkan proses pengadukan yang
dilakukan tidak cukup (Suryadi 2011).
9
Berdasarkan hasil tersebut, SBF C merupakan larutan yang cukup baik
untuk dapat menghasilkan HAp pada kondisi ini. Walaupun HAp yang terbentuk
intensitasnya rendah. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh
Habibovic et al. (2002), yaitu HAp terbentuk pada larutan 5x SBF dengan
intensitas HAp yang rendah, kenaikan kristalinitas terjadi saat larutan 5x SBF
diganti dengan larutan 7.5x SBF tanpa MgCl2.6H20 dan NaHCO3 yang disebut
sebagai inhibitor. Oleh karena itu, lapisan SBF C selanjutnya diaplikasikan pada
logam CoCrMo yang dilapis TiN.
Pelapisan logam dengan TiN merupakan suatu proses surface treatment
untuk mencegah lepasnya ion-ion penyusun CoCrMo. Proses pelapisan TiN terdiri
dari proses sputtering dan nitriding. Proses sputtering adalah tereksitasinya gas
argon dalam plasma dengan kondisi tekanan rendah akibat diberi daya listrik,
sehingga ion argon memiliki energi yang kuat untuk menumbuk target Ti. Atom
Ti yang terlepas akan tertanam pada substrat karena terdapat medan listrik dan
daya yang besar. Adapun proses nitriding merupakan proses penanaman secara
bersamaan atom N dan atom Ti pada saat gas nitrogen dialirkan ke dalam plasma.
(Prihantoko 2011). Nitridasi biasanya dilakukan dengan gas nitrogen (N2) atau gas
amoniak (NH3) atau campuran keduanya yang mengalami proses disosiasi (Wang
2005). Logam CoCrMo nitridasi yang telah dilapis oleh larutan 5x SBF kemudian
dianalisis dengan XRD.
Gambar 8 Difraktogram pelapisan biomimetik logam CoCrModengan TiN dan
SBF C
Gambar 8 merupakan hasil uji XRD pelapisan logam CoCrMo dengan
larutan SBF C yang terlebih dahulu dilapis dengan TiN. Berdasarkan hasil analisis
yang dilakukan, diperoleh puncak NaCl dan kobalt. Puncak NaCl pada sudut 2θ
31.6, 43.85, dan 75.25. Puncak kobalt pada sudut 2θ 50.1, 75.5, dan 84.05.
Terdapatnya puncak kobalt mungkin karena pelapisan dengan TiN yang tidak rata
dan tidak dapat menutupi logam dengan baik sehingga material utama berupa
kobalt terdeteksi. Puncak yang dihasilkan bukan HAp seperti pelapisan dengan
SBF C pada logam CoCrMo tanpa TiN. Hal tersebut mungkin karena pelapisan
dengan TiN membuat logam tidak dapat bereaksi dengan ion-ion dalam larutan
SBF. Keberadaan Ti pada logam mungkin merupakan penghambat terbentuknya
lapisan HAp seperti pada pelapisan logam Ti6Al4V secara biomimetik yang
10
dilakukan oleh Pratiwi (2008) sehingga perlu dilakukan proses alkali treatment.
Keberadaan HAp pada logam CoCrMo tanpa TiN mungkin karena CoCrMo dapat
terlepas menjadi ion Co, Cr, dan Mo yang dapat bereaksi dengan SBF.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pelapisan HAp pada logam CoCrMo dengan metode biomimetik berhasil
dilakukan dengan menggunakan larutan SBF C (5x SBF). Hasil analisis dengan
menggunakan XRD menunjukan bahwa lapisan yang terbentuk merupakan HAp
meskipun intensitasnya rendah. Ketebalan lapisan SBF C yang diukur dengan
SEM, yaitu 100 µm . Pelapisan dengan larutan SBF C selanjutnya diaplikasikan
pada logam yang dilapis TiN dan menghasilkan difraktogram berupa puncakpuncak NaCl, yaitu pada sudut 2θ 31.6, 43.85, dan 75.25.
Saran
Perlu penelitian lebih lanjut mengenai kondisi pelapisan yang optimum
seperti kecepatan pengadukan dan suhu agar diperoleh kestabilan fase HAp yang
terbentuk dari larutan SBF. Selain itu, perlu dilakukan proses alkali treatment
pada logam CoCrMo yang dilapis TiN dan perlu dilakukan uji korosi dan uji in
vitro untuk mengetahui viabilitas sel terhadap paparan sampel sehingga metode
ini lebih aplikatif.
DAFTAR PUSTAKA
Colovic B, Dejan M, Vukoman J. Nucleation of biomimetic
hydroxiapatite. J Serbian Dental. 58: 7-12. doi: 10.2298/SGS1101007C
Goaenharto S, Sjafei A. 2005. Breaket titanium. J Dental. 38:120-123.
Habibovic P, Barrere F, Van Blitterswijk CA, de Groot Klaas, Layrolle P. 2002.
Biomimetic hydroxyapatite coating on metal implants. J Am Ceram. 85(3).
517-522
Prihantoko DA. 2011. Karakterisasi paduan CoCrMo dengan pelapisan titanium
nitrida dan hidroksiapatit kitosan [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor
Pratiwi A. 2008. Pengaruh modifikasi permukaan Ti6Al4V terhadap deposisi
apatit melalui metode biomimetik [Skripsi]. Bandung (ID) : Institut
Teknologi Bandung.
Purnama, Nikmatin S, Langenati R. 2006. Pengaruh suhu reaksi terhadap derajat
kristalinitas dan komposisi hidroksiapatit dibuat dengan media air dan
cairan tubuh buatan. J Material Sci. Edisi khusus: 154-162
11
Shridhar TM, Mudali, Kamachi U, Subbaiyan M. 2003. Preparation and
characterisation of electrophoretically deposited hidroxyapatite coating on
type 316L stainless steel. Corrosion Sci. 45:237-252
Silva CCG, da Silva REC, Marchi Juliana. 2008. Hydroxyapatite coating on
silicon nitride surfaces using the biomimetic method. Material Res. 11(1) :
47-50
Sukaryo SG, Nurbainah E, Wahyudi ST, Sitompul A. 2009. Pelapisan SS 316L
dengan hidroksiapatit menggunakan teknik electrophoretic deposition.
J Material Sci. Edisi khusus: 50-55
Soejoko DS, Wahyuni S. 2002. Spektroskopi inframerah senyawa kalsium fosfat
hasil presipitasi. Makara Sains. 6(3): 117-122.
Suryadi. 2011. Sintesis dan karakterisasi biomaterial hidroksiapatit dengan proses
pengendapan kimia basah [tesis]. Depok (ID) : Universitas Indonesia
Turkan U, Orhan O, Eroglu AE. 2006. Metal ion release from nitrogen ion
implanted CoCrMo orthopedic implant material. Surface and Coatings
Techno. 200:5687–5697.
Wirjoadi, Susita L, Siswanto B, Sudjatmoko. 2012. Pengaruh proses nitridasi ion
pada biomaterial terhadap kekerasan dan ketahanan korosi. Pertemuan dan
Presentasi Ilmiah Teknologi dan Aplikasinya.; Serpong, Indonesia. (ID):
Batan:25-36
Wang L. 2005. Effect of nitriding time on the nitride layer of AISI 304 austentic
stainless steel. China. Surface Coating Techno. 200:5067-5070.
12
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Preparasi Logam
CoCrMo
Preparasi
Larutan SBF
Larutan
SBF
Larutan
SBF A
Larutan
SBF B
Pelapisan dengan
Biomimetik
Analisis SEM
Logam
CoCrMo
Analisis XRD
Hasil pelapisan
terbaik
Analisis XRD
Larutan
SBF C
Larutan
SBF D
13
Lampiran 2 Data JCPDS Hidroksiapatit
Lampiran 3 Difraktogram yang telah dibandingkan dengan Match
Difraktogram pelapisan biomimetik dengan perendaman dalam SBF B
14
Difraktogram pelapisan biomimetik dengan perendaman dalam SBF C
Difraktogram pelapisan biomimetik dengan perendaman dalam SBF D
Difraktogram pelapisan biomimetik logam CoCrModengan TiN dan SBF C
15
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 28 September 1991 dari ayah
Sachrom Sumardi dan ibu Nani Suryani. Penulis adalah putri kedua dari tiga
bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cigombong Bogor dan
pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB)
melalui jalur Ujian Talenta Mandiri (UTM) dan diterima di Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis juga mempunyai
pengalaman praktik lapangan di Laboratorium Air dan Udara, SEAMEO Biotrop