Perpustakaan Digital ITB

NiTi merupakan paduan yang unik karena memiliki sifat mengingat bentuk dan pseudoelastis. Dalam aplikasinya sebagai biomaterial, NiTi bersifat bioinert dengan potensi pelepasan nikel yang dapat menyebabkan alergi. Modifikasi permukaan menggunakan hidroksiapatit (HA) dapat digunakan untuk memberikan sifat bioaktif dan meningkatkan biokompatibilitas implan. HA sendiri memiliki sifat mekanik yang buruk sehingga diperkuat dengan material bioinert seperti alumina. Penelitian ini mempelajari pengaruh pelapisan komposit HA/alumina menggunakan High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) pada paduan NiTi terhadap ketahanan korosi dan pelepasan ion. Paduan NiTi dengan komposisi yaitu 55,8 wt.% Ni dan 44,2 wt% Ti dibuat melalui serangkaian proses peleburan dan perlakuan panas. Paduan dipotong menjadi beberapa sampel berukuran 15x15x2 mm3. Serbuk HA disintesis dari tulang sapi melalui proses kalsinasi pada temperatur 900°C dengan laju pemanasan 5°C/menit dan ditahan pada temperatur maksimum selama 3 jam. HA digerus dengan menggunakan ball mill hingga lolos pada ayakan berukuran 230 mesh. Penelitian ini menggunakan dua komposisi serbuk yaitu HA dan HA+15% alumina yang dicampur menggunakan mesin blending tipe-V. Pelapisan substrat dilakukan dengan teknik HVOF setelah sebelumnya dilakukan proses grit blasting. Kekerasan dan kekasaran lapisan dan substrat diukur dengan metode Vickers dan stylus. Karakterisasi pada serbuk HA, substrat dan lapisan dilakukan dengan mikroskop optik, Thermogravimetric Analysis-Differential Scanning Calorimetry (DSC-TGA), Scanning Electron Microscope-Electron Discharge Spectrometry (SEM-EDS) dan X-Ray Diffraction (XRD). Pengujian perendaman dilakukan selama 21 hari pada larutan Phosphate Buffer Saline (PBS) dan ringer laktat pada temperatur 37±0,5°C. Kadar Ca dan Ni terlarut diukur dengan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) dan Inductevely Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS). Pengujian elektrokimia yang dilakukan adalah pengukuran Open Circuit Potential (OCP) dan polarisasi potensiodinamik. Laju korosi ditentukan melalui ekstrapolasi Tafel pada kurva polarisasi. Serbuk HA hasil sintesis memiliki kristalinitas tinggi dengan struktur berpori dan rasio Ca/P sebesar 1,52. Karakterisasi pada substrat NiTi menunjukkan kestabilan substrat selama proses pelapisan menggunakan HVOF. Analisis struktur mikro menunjukkan banyaknya partikel unmelted dengan morfologi granular pada permukaan. Pola difraksi tidak menunjukkan adanya fasa baru hasil dekomposisi HA ataupun reaksi antara HA dengan alumina. Lapisan HA/alumina memiliki tingkat kristalinitas, porositas dan kekasaran permukaan yang lebih rendah serta kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan lapisan HA. Pengukuran laju korosi menunjukkan peningkatan ketahanan korosi subtrat NiTi hingga 18 kali lipat melalui pelapisan HA/alumina. Lapisan HA dan HA/alumina bersifat stabil sebagai barrier dan dapat mempertahankan morfologi permukaan pada larutan PBS, namun larut lebih cepat pada larutan ringer laktat, dimana lapisan HA/alumina menunjukkan sifat bioaktif melalui presipitasi HA pada permukaan lapisan. Pelapisan HA dan HA/alumina dapat menurunkan tingkat pelepasan ion Ni dimana seluruh sampel memiliki tingkat pelepasan Ni dibawah batas maksimal yang dapat menyebabkan alergi pada tubuh.