Search Result  ::  Save as CSV :: Back

"Latar Belakang: Ti-6Al-4V merupakan material implan yang sering digunakan untuk aplikasi biomedis, tetapi biaya produksi yang masih mahal. Sehingga diperlukan perlakuan panas untuk mengurangi biaya produksi dengan hasil produk yang optimal. Salah satu syarat diterimanya material implan yaitu harus kompatibel dengan jaringan sekitar. Tujuan: Mengamati efek implantasi material implan Ti-6Al-4V ELI dengan perlakuan panas 850°C pada regenerasi tulang femur tikus yang diamati melalui gambaran histologi. Metode: Penelitian ini menggunakan desain studi ekperimental pada 2 tikus betina Sprague Dawley di setiap kelompok. Terdapat 3 kelompok penelitian yang mencakup kelompok kontrol normal, kelompok kontrol defek, serta kelompok perlakuan yang diberi defek dan diimplantasi bahan uji material implan Ti-6Al-4V ELI dengan perlakuan panas 850°C. Tikus dikorbankan pada minggu ke-4 lalu dilakukan pengamatan histologis menggunakan skoring histologi Salkeld yang dimodifikasi. Hasil: Hasil skor histologi pada kedua sampel kelompok kontrol defek dan sampel-1 kelompok perlakuan yaitu 2 yang menandakan proses pembentukan tulang baru mencapai tahap pembentukan fibrokartilago. Pada sampel-2 kelompok perlakuan didapatkan hasil skor histologi 3 yang menandakan proses pembentukkan tulang sudah mencapai tahap terjadinya mineralisasi kartilago. Kesimpulan: Implantasi material implan Ti-6Al-4V ELI dengan perlakuan panas 850°C dapat diterima oleh jaringan tulang disekitarnya diamati dari proses regenerasi tulang yang ditunjukkan oleh adanya fibrosa, fibrokartilago, dan kartilago yang termineralisasi. 

---

Background: Ti-6Al-4V is an implant material that is often used to biomedis application but the production costs are still expensive, so that heat treatment is needed to reduce production costs with optimal product results. One of the conditions for implant material is that it must be compatible with surrounding tissue.

Objective: To evaluate the effect of Ti-6Al-4V ELI implan material implantation with 850°C heat treatment on the regeneration of rat femoral bone observed through histology.

Method: This study used an experimental study design with two female Sprague Dawley Rattus novergicus rat on each group. There were three observation groups including normal control group, defect control group, and one treatment group that was given a defect and implanted by the implant material (Ti-6Al-4V ELI) with 850° C heat treatment. Rats were sacrificed in the fourth week and performed histological observation using modified Salkeld scoring.

Result: The results obtained from histological scoring of 2 samples of control group and sample-1 of treatment group are 2 which indicate that they reached the formation stage of fibrocartilago tissue. The histological results of sample-2 treatment groups is 3 which indicates the recovery process have reached mineral cartilage mineralization.

Conclusion: Implantation of Ti-6Al-4V ELI implant material with 850°C heat treatment is acceptable within the nearest bone tissue, observed from bone regeneration process which is indicated by the presence of fibrous, fibrocartilages, and mineralized cartilages."

"ABSTRAKKarena tingginya jumlah kasus patah tulang di Indonesia, pengembangan perancah tulang adalah salah satu solusi untuk memperbaiki struktur tulang yang rusak. Dalam pembuatan scaffold tulang, ada beberapa parameter yang harus dipenuhi seperti morfologi, ukuran pori, sifat mekanik, sifat biokompatibilitas, dan sifat antibakteri. Salah satu agen antibakteri yang dapat digunakan untuk perancah tulang adalah perak nitrat (AgNO3). Dalam penelitian ini, AgNO3 dengan berbagai konsentrasi (0,005, 0,01, 0,02, dan 0,1 M) ditambahkan dalam scaffold tulang HA-kitosan yang disintesis melalui proses pengeringan beku. Sintesis ini menghasilkan perancah tulang dalam bentuk struktur berpori yang saling berhubungan. Pengujian yang dilakukan adalah Fourier transform infra red (FTIR), pemindaian mikroskop elektron (SEM), x-ray dispersif energi (EDX), dan uji antibakteri. Pengujian SEM-EDX menunjukkan morfologi berpori dengan ukuran rata-rata 68,32 μm dalam perancah tulang tanpa AgNO3 dan 16,66 μm dalam perancah tulang dengan penambahan AgNO3. Pengujian antibakteri menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi perak nitrat yang digunakan, semakin besar diameter zona hambat yang dihasilkan.

---

ABSTRACTDue to the high number of fracture cases in Indonesia, the development of bone scaffolding is one solution to repair damaged bone structure. In making bone scaffolding, there are several parameters that must be met such as morphology, pore size, mechanical properties, biocompatibility, and antibacterial properties. One of the antibacterial agents that can be used for bone scaffolding is silver nitrate (AgNO3). In this study, AgNO3 with various concentrations (0.005, 0.01, 0.02 and 0.1 M) was added to the HA-chitosan scaffold bone synthesized through the freeze-drying process. This synthesis produces bone scaffolding in the form of interconnected porous structures. Tests carried out are Fourier transform infra red (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray (EDX), and antibacterial test. SEM-EDX testing showed porous morphology with an average size of 68.32 μm in bone scaffolding without AgNO3 and 16.66 μm in bone scaffolding with the addition of AgNO3. Antibacterial testing showed that the greater the concentration of silver nitrate used, the greater the diameter of the inhibitory zone produced."

"Komposit magnesium Mg-1Zn-2,9Y memiliki potensi sebagai material implan sementara karena sifatnya yang ringan, biodegradable, dan biokompatibel. Namun, laju korosi yang tinggi masih menjadi tantangan utama. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas permukaan komposit Mg-1Zn-2,9Y melalui penambahan penguat ZrO₂ (0; 0,6; 0,8; dan 1 wt%) yang dikombinasikan dengan proses Plasma Electrolytic Oxidation (PEO). Proses dilakukan pada arus 400 A/m² dengan variasi durasi 2 dan 5 menit. Hasil menunjukkan bahwa penambahan ZrO₂ memengaruhi dinamika discharge dan struktur lapisan. Variasi 0,6 wt% menghasilkan lapisan paling padat dan halus (porositas 2,52%; diameter pori 0,31 ± 1,15 μm), serta kekerasan tertinggi pada 1 wt% (98,4 ± 6,88 HV) dimana proses PEO menambahkan kekerasan substrat. Namun, aglomerasi partikel pada konsentrasi lebih tinggi menyebabkan ketidakhomogenan lapisan. Uji XRD menunjukkan transisi struktur dari amorf menuju kristalin dengan munculnya fasa Mg₃(PO₄)₂ pada 0,8 wt% dan fasa MgO pada semua sampel. Uji elektrokimia menunjukkan bahwa sampel tanpa ZrO₂ memiliki performa pelindung terbaik secara elektrokimia dengan resistansi polarisasi tertinggi (RpEIS hingga rentang pengulangan sampel (607,7 hingga 942,1 Ω·cm²). Penambahan ZrO₂ dari 0,6 hingga 1 wt% justru menurunkan performa elektrokimia secara umum rentang pengulangan sampel dengan nilai RpEIS yang lebih rendah dan ketebalan lapisan yang lebih tipis dan tidak stabil (114,3 hingga 355,30 Ω·cm²). Berdasarkan hasil ini, komposisi 0,6 wt% ZrO₂ dinilai paling optimal secara morfologi dan kekerasan, namun belum sepenuhnya unggul dalam aspek ketahanan korosi elektrokimia.

---

The magnesium-based composite Mg-1Zn-2.9Y holds great potential as a temporary implant material due to its lightweight nature, biodegradability, and biocompatibility. However, its high corrosion rate remains a major challenge. This study aims to enhance the surface quality of Mg-1Zn-2.9Y composites by incorporating ZrO₂ reinforcement (0; 0.6; 0.8; and 1 wt%) in combination with the Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) process. The PEO treatment was conducted at a current density of 400 A/m² with treatment durations of 2 and 5 minutes. The results indicate that the addition of ZrO₂ influences discharge dynamics and coating structure. The 0.6 wt% variation produced the densest and smoothest coating (porosity of 2.52%; pore diameter of 0.31 ± 1.15 μm), while the highest hardness was achieved at 1 wt% (98.4 ± 6.88 HV), suggesting that the PEO process effectively enhanced the substrate’s hardness. However, higher concentrations led to particle agglomeration and non-uniform coatings. XRD analysis revealed a structural transition from amorphous to crystalline, with the appearance of Mg₃(PO₄)₂ phases at 0.8 wt% and MgO phases in all samples. Electrochemical testing showed that the sample without ZrO₂ exhibited the best protective performance, with the highest polarization resistance (RpEIS ranging from 607.7 to 942.1 Ω·cm² across repetitions). In contrast, the addition of ZrO₂ (0.6 to 1 wt%) generally reduced electrochemical performance, with lower RpEIS values and thinner, less stable coatings (114.3 to 355.30 Ω·cm²). Based on these findings, the 0.6 wt% ZrO₂ composition was considered the most optimal in terms of morphology and hardness, though it did not outperform in electrochemical corrosion resistance."

"Implantasi tulang merupakan proses penggantian tulang yang rusak untuk membantu proses perbaikan tulang. Material implantasi tulang yang digunakan adalah komposit HA/kolagen. Dalam penelitian ini dilakukan evaluasi implantasi tulang tibia kelinci selama 28 hari untuk mempelajari pengaruh komposit HA/kolagen pada tulang defek diberi implan dan tulang defek yang tidak diimplan. Pada penelitian ini menggunakan kelinci New Zealand dengan berat 3,0-3,5 kg dan berumur 7 bulan. Tulang kelinci dikelompokkan menjadi 3 yaitu tulang kontrol (defek tulang tanpa diimplan), tulang perlakuan (defek tulang dengan diimplan) dan tulang sehat. Preparasi tulang diamati menggunakan mikroskop digital dengan perbesaran 10x, 20x, 40x, dan 100x. Citra mikroskop tulang diolah dalam Image J untuk mendapatkan nilai profil dan histogram. Berdasarkan analisis olah citra diperoleh pada kelompok tulang perlakuan terdapat regenerasi tulang, dilihat nilai mean dan standar deviasi sampel 1 dengan nilai 158,481 ± 45,856 sampel 2 dengan nilai 136,238 ± 43,613 dan sampel 3 dengan nilai 139,864 ± 44,542. Keadaan tersebut terjadi karena adanya proses jalinan hidroksiapatit pada kolagen didalam komposit sehingga terjadi remodelling mendekati dengan tulang sehat. Pada bagian implan dengan tulang baru terjadi resorpsi dan deposit kalsium fosfat sehingga pada area tersebut menimbulkan bagian yang sedikit buram.

---

Bone implantation is a process of replacing damaged bone to help the bone repair process. The bone implant material used is a Ha/collagen composite. Evaluation of tibial implantation in rabbits was carried out for 28 days to study the effect of the Ha/collagen composite on implanted defective bones and non-implanted defective bones. In this study used New Zealand rabbits weighing 3.0-3.5 kg and 7 months. Rabbit bones were grouped into 3 groups ; control bones (defects without implants), treatment bones (defects with implants) and healthy bones. Bone preparations were observed using a digital microscope with magnifications of 10x, 20x, 40x, and 100x. Bone microscope images are processed in Image J to obtain profile and histogram. There is the treated bone group bone regeneration, from the mean and standard deviation of sample 1 with a value of 158.481 ± 45.856 sample 2 with a value of 136.238 ± 43.613 and sample 3 with a value of 139.864 ± 44.542. This situation occurs because of the hydroxyapatite bonding process on the collagen in the composite so that remodeling occurs close to healthy bone. In the implant area with new bone, there is resorption and deposition, that the area causes a blurry."

"Kordoma adalah jenis tumor ganas dan langka yang biasanya terjadi di tulang belakang, terutama sakrum atau lumbosakrum. Tumor tersebut mengakibatkan gangguan struktur anatomi tulang belakang yang mengarah ke kondisi cacat ketika daerah yang terkena diangkat. Operasi rekonstruksi menggunakan implan tulang belakang yang terdiri atas kombinasi batang dan sekrup saat ini masih menunjukkan tingkat kegagalan dan kompleksitas pembedahan yang tinggi. Selain itu, hanya sedikit prostesis yang dapat memfasilitasi preservasi saraf dan rekonstruksi parsial. Oleh karena itu diperlukan prostesis baru untuk memenuhi kebutuhan rekonstruksi tulang belakang.Penelitian ini merupakan proses pengembangan desain baru prostesis lumbal dan sakrum berdasarkan studi antropometri yang berpotensi untuk diproduksi dalam skala besar dan memfasilitasi preservasi saraf maupun rekonstruksi parsial. Desain dikembangkan dengan tahapan identifikasi kebutuhan, pembuatan konsep, pemilihan konsep dan material, pengembangan detail desain, dan tahap akhir berupa pembuatan prototipe. Pada tahap akhir dilakukan pengujian fisik dan instalasi pada kadaver menggunakan bahan polylactic acid (PLA) dan aluminium serta pengujian virtual dengan finite element method (FEM). Proses ini dilanjutkan dengan diskusi ahli dan uji biomekanik menggunakan prostesis berbahan dasar titanium. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Anatomi Departemen Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia (FKUI) dan Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Mesin Universitas Indonesia (FTUI) pada Januari 2020–Juni 2022.Dimensi ukuran morfometri tulang lumbal laki-laki lebih besar dibandingkan perempuan, kecuali parameter spinal canal depth, vertebral body height anterior, ventral straight breadth, dan transverse diameter of the base (p < 0,05). Pada proses pengembangan desain dan konsep, terdapat 3 spesifikasi produk utama yaitu desain yang menyerupai anatomi asli, sistem modular, dan implan dengan beberapa ukuran. Ti-6Al-4V dipilih untuk material berdasarkan skor terbaik untuk evaluasi material dan persyaratan kinerja kepadatan rendah, kekuatan tarik tinggi, kekuatan luluh tinggi, young modulus rendah, ketahanan aus tinggi, ketahanan korosi tinggi, dan biaya rendah. Pembobotan faktor properti dilakukan menggunakan metode logika digital. Selanjutnya pada pengujian FEM, desain yang telah dikembangkan memenuhi kriteria untuk penggunaan sehari-hari dengan tegangan tertinggi 149,53 MPa dan faktor keamanan 2,56 kali. Berdasarkan uji biomekanik kondisi nyata, tegangan terkoreksi terbesar untuk prostesis adalah pada kondisi pembebanan fleksi 118,6 MPa pada komponen sakrum S2 kanan. Semua kondisi pembebanan pada masing-masing komponen menunjukkan ketahanan terhadap tegangan dan tidak mengalami kegagalan sama sekali.Prostesis lumbosakral yang baru dirancang ini menunjukkan hasil yang memuaskan dari segi teknik bedah, pemasangan, maupun uji biomekanik serta dapat menjadi pilihan metode bedah untuk rekonstruksi defek tulang vertebra.

---

Cordoma is a rare and malignant type of tumor that usually occurs in the spine, especially the sacrum or lumbosacrum. The tumor resulted in disruption of the anatomical structure of the spine leading to a deformed condition when the affected area was removed. Reconstructive surgery using spinal implants consisting of a combination of rods and screws currently still shows a high failure rate and surgical complexity. Moreover, few prostheses can facilitate nerve preservation and partial reconstruction. Therefore a new prosthesis is needed to meet the needs of spinal reconstruction.

This research is the process of developing a new design of lumbar and sacral prostheses based on anthropometric studies that have the potential to be produced on a large scale and facilitate nerve preservation and partial reconstruction. The design is developed with the stages of needs identification, concepts generation, concepts and materials selection, detailed designs development, and prototype production. In the final stage, physical testing and installation was carried out on the cadaver using polylactic acid (PLA) and aluminum as well as virtual testing using the finite element method (FEM). This process was followed by expert discussions and biomechanical tests using titanium-based prostheses. This research was conducted at the Anatomy Laboratory of the Department of Anatomy, Faculty of Medicine, University of Indonesia (FMUI) and Mechanical Engineering Laboratory, Faculty of Engineering, University of Indonesia (FEUI) in January 2020–June 2022.

The morphometric dimensions of the male lumbar spine were larger than those of the female, except for the parameters spinal canal depth, anterior vertebral body height, ventral straight breadth, and transverse diameter of the base (p <0.05). In the design and concept development process, there are 3 main product specifications, namely designs that mimic the original anatomy, modular systems, and implants of several sizes. Ti-6Al-4V was selected for the material based on the best score for material evaluation and performance requirements of low density, high tensile strength, high yield strength, low young modulus, high wear resistance, high corrosion resistance and low cost. Property factor weighting is done using a digital logic method. Furthermore, in the FEM test, the design that has been developed meets the criteria for daily use with a maximum stress of 149.53 MPa and a safety factor of 2.56 times. Based on real-condition biomechanical tests, the largest corrected stress for the prosthesis is at a flexion load of 118.6 MPa on the right sacral component S2. All loading conditions on each component show resistance to stress and no failure at all.

This newly designed lumbosacral prosthesis has shown satisfactory results in terms of surgical technique, fitting, and biomechanical tests and can be the preferred surgical method for reconstruction of vertebral defects."