BIOMATERIAL
1.
PENGERTIAN BIOMATERIAL
Biomaterial
adalah material yang berinteraksi secara langsung dengan jaringan dan cairan
biologis tubuh makhluk hidup untuk mengobati, memperbaiki, atau mengganti
bagian anatomi tubuh makhluk hidup atau sering disebut sebagai implan
(Rodriguez dan Gonzales, 2009 dalam Asyariartiningrum, 2011). Biomaterial dapat
dibagi menjadi empat kategori utama (Hench dan Pollack, 1991 dalam Navarro dkk,
2008). Kategori pertama toxic material,yaitu material yang akan ditolak oleh
jaringan tubuh ketika material tersebut dipasang di dalam tubuh manusia dan
berpengaruh buruk pada sekeliling jaringan tubuh. Kategori kedua adalah
bioinert material, material tidak beracundan material yang tidak aktif secara
biologis, menyebabkan sedikit atau tidak ada respon dari jaringan tubuh ketika
material tersebut dipasang dalam tubuh manusia. Kategori ketiga adalah
bioactive material, yaitu material tidak beracun yang aktif secara biologis,
material ini akan mendukung ikatan implan dengan jaringan sekeliling. Kategori
ke empat adalah bioresorbable material, material ini tidak beracun dan tidak
menggabungkan diri ke sekeliling jaringan dan larut sepenuhnya setelah beberapa
periode waktu tertentu.Biomaterial juga harus memiliki sifat mekanik seperti
kekerasan, tegangan tarik dan tekan, dan ketahanan terhadap retak/patah yang
baik, sifat kimia yang baik seperti komposisi kimia, stoikiometri dan sifat
kimia lainnya untuk mendukung ikatan antara jaringan tubuh dengan implan
(Navarro dkk, 2008). Biomaterial diklasifikasikan menjadi empat klasifikasi
berdasarkan materialnya, yaitu polimer, komposit, keramik, dan logam (Navarro
dkk, 2008). Dalam dunia medis biomaterial berbahan logam adalah material yang
paling sering digunakan untuk bedah tulang atau kebutuhan kesehatan mulut dan
gigi, 2 digunakan sebagai implan untuk menggantikan jaringan keras yang rusak.
implan logam yang paling sering digunakan adalah stainless steel, paduan Co-Cr,
dan titanium dan paduannnya, material logam tersebut sering digunakan karena
telah memenuhi syarat sebagai biomaterial. Ti dan paduannya mendapat perhatian
besar dalam dunia biomedis, karena sifat unggulnya, seperti, modulus elastis
yang sangat baik, sifat tahan korosi yang baik dan memiliki densitas rendah.
Implan titanium biasanya digunakan untuk menggantikan jaringan keras yang
rusak, seperti, artificial hip joint, artificial knee joint, plat tulang,
implan gigi dan keperluan gigi lainnya, seperti mahkota gigi dan gigi palsu.
2.
KLASIFIKASI
BIOMATERIAL
Biomaterial telah dikelompokkan
menjadi 3 klasifikasi dasar: logam, keramik dan polymer. Pengelompokkan ini
didasarkan pada susunan kimia dan struktur atom, dan kebanyakan material yang
ada sekarang termasuk dalam salah satu kelompok diatas, namun ada juga material
yang berada diantara kelompok diatas. Material tersebut adalah komposit,
1.
Logam
logam merupakan material yang sangat
banyak digunakan untuk implantasi load-bearing.Misalnya, beberapa pembedahan
ortopedi pada umumnya melibatkan implantasi dari material logam. (Cahyanto,
2009).Walaupun banyak logam dan paduannya digunakan untuk aplikasi peralatan
medis, tetapi yang paling sering digunakan adalah baja tahan karat, titanium
murni dan titanium paduan, serta paduan cobalt-base
2.
Keramik
Keramik merupakan material padat, campuran inorganik yang
terdiri dari elemen-elemen metalik dan nonmetalik terikat bersama melalui
ikatan ionik atau kovalen. Sebagian besar keramik termasuk ke dalam
campuran-campuran seperti silika (SiO2) dan alumina (Al2O3). Bila diproses
secara tepat sehingga memiliki kemurnian tinggi, mereka menunjukkan
biokompatibilitas yang sempurna (satu fungsi dari insolubilitas dan inertness
kimia) dan ketahanan wear yang tinggi (keras, licin, permukaan hidrofilik).
Material keramik merupakan material yang sangat kaku dan brittle, namun sangat
kuat di bawah beban kompresi. Dalam orthopedi, keramik merupakan material yang
baik untuk dua aplikasi yang sangat berbeda. Pertama, termasuk penggunaannya
dalam komponen-komponen arthroplastisendi total sebagai keramik penuh, seperti
alumina dan zirkonia, dengan ke-inert-an dan ketahanan wear yang lebih superior
dibandingkan alloy-alloy metalik. Kedua, termasuk pemakaian keramik, seperti
kalsium fosfat dan bioglass (SiO2-Na2O-CaO-P2O5), sebagai pengganti graft
tulang dan sebagai selubungan osteokonduktif untuk implan-implan metalik,
memungkinkan permukaan-permukaan di mana tulang akan berikatan dengan peralatan
tersebut. Keberhasilan dan keterbatasan keramik pada aplikasi-aplikasi tersebut
dapat dipahami melalui pertimbangan akan ikatan-ikatan, struktur, dan
sifat-sifat mereka.
Klasifikasi biomaterial dalam advanced
ceramics dapat dibagi menjadi 3 yaitu,
|
Reaksi
sel - implant
|
Akibat
|
Contoh
|
|
Bioinert
|
Sel membentuk kapsul serabut yang tidak menempel pada
disekitar implant
|
Alumina (Al2O3), Zirconia (ZrO2)
dan karbon
|
|
Bioaktif
|
Sel membentuk ikatan antar muka dengan implant
|
Hidroksi apatit, bio-glass, A-W glass
|
|
Bioresorable
|
Sel mengganti implant
|
β-tricalsium fosfat, hidroksi apatit karbonat, kalsium
karbonat
|
3. Polymer
Sifat-sifat satu polimer ditandai oleh struktur
kimianya (monomer-monomer yang di gunakan untuk membuat polimer), berat
molekulnya (jumlah monomer dalam polimer), struktur fisiknya (cara dalam mana
monomer dilekatkan satu dengan yang lain), isomerisme (orientasi atom yang
berbeda-beda dalam beberapa polimer), dan kristalinitas (paketan rantai-rantai
polimer ke dalam ordered atomic arrays). 
4. Komposit
Biomaterial komposit yang sangat cocok dan
baik digunakan di bidangkedokteran gigi adalah sebagai material pengganti atau
tambalan gigi. Walaupunmasih
terdapat material komposit
lain seperti komposit
karbon-karbon dankomposit polimer
berpenguat karbon yang dapat digunakan pada perbaikan tulangdan penggantian
tulang sendi karena memiliki nilai modulus elastis yang rendah,tetapi material
ini tidak menampakkan adanya kombinasi dari sifat mekanik danbiologis yang
sesuai untuk aplikasinya.Tetapi juga, material komposit sangatbanyak digunakan
untuk prosthetic limbs
(tungkai buatan), dimana
terdapatkombinasi dari densitas/berat yang rendah dan kekuatan yang
tinggi sehinggamembuat material ini cocok untuk aplikasinya.
3. kelebihan dan
kekurangan serta aplikasi dari masing-masing jenis material
|
Material
|
Kelebihan
|
Kekurangan
|
Contoh
|
|
Logam
|
Kuat, tangguh, ductile
|
Dapat terkorosi,
berat jenis besar, proses pembuatannya sulit
|
Tulang sendi, akar
gigi buatan, pelat dan sekrup tulang
|
|
Polimer
|
Kenyal, mudah
diproduksi
|
Tidak kuat, mudah
terdeformasi, dapat terdegradasi
|
Benang bedah,
pembuluh darah, sel-sel yang halus, sendi pinggul
|
|
Keramik
|
Biokompatibilitas
tinggi
|
Rapuh, tidak kenyal,
tidak kuat ditekan
|
Gigi buatan dan
tulang buatan
|
|
Komposit
|
Kuat, dapat
disesuaikan bentuknya
|
Proses pembuatannya
sulit
|
Bone cement, dental
resin
|
