Bukan Sekadar Menopang Tulang, Implan Medis Ini Dikembangkan agar Bisa Memulihkan Lapisan Pelindungnya

AKURAT BANTEN - Perkembangan material biomedis terus melahirkan inovasi untuk menghasilkan bahan yang kuat, biokompatibel, dan mampu mempertahankan fungsinya ketika mengalami kerusakan.

Salah satu inovasi yang dikembangkan adalah lapisan pelindung dengan teknologi self-healing atau kemampuan memulihkan kerusakan secara mandiri.

“Teknologi ini berpotensi meningkatkan ketahanan material, khususnya paduan magnesium yang banyak dikaji untuk aplikasi implan medis yang dapat terdegradasi (meluruh;red) secara biologis,” terang Peneliti Ahli Madya Pusat Riset Metalurgi Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) Aprilia Erryani saat diwawancarai tim humas BRIN, Selasa (20/10).

Dalam teknologi implan tulang, perbedaan implan biodegradable atau implan yang dapat terurai dengan implan permanen terletak pada keberadaan material di dalam tubuh setelah pemasangan.

Baca Juga: Mourinho Berlutut Rayakan Gol Mbappe di Camp Nou, Real Madrid Menang 2-1

Implan biodegradable dirancang untuk terurai secara bertahap, sedangkan implan permanen dibuat agar tetap berada di dalam tubuh dalam jangka panjang.

“Material yang memiliki potensi menjadi implan luruh adalah magnesium dan paduannya,” ungkapnya.

Aprilia menjelaskan, magnesium menjadi salah satu material potensial untuk implan tulang karena memiliki sifat biodegradabel atau dapat terurai di dalam tubuh.

“Implan magnesium dapat mengalami degradasi secara bertahap setelah dipasang. Jika laju degradasinya sesuai dengan proses penyembuhan, kebutuhan operasi kedua untuk melepas implan dapat dikurangi,” tambahnya.

Baca Juga: Jika Dipecat, MU Disebut Harus Bayar Kompensasi Hampir £12 Juta kepada Carrick

Berbeda dengan titanium dan stainless steel yang umumnya bertahan di dalam tubuh hingga dilepas melalui operasi, implan magnesium dirancang untuk terurai seiring berlangsungnya penyembuhan tulang.

Magnesium juga memiliki sifat mekanis yang mendekati tulang, tetapi menghadapi kendala berupa korosi yang berlangsung terlalu cepat di dalam tubuh.

Karena itu, laju korosi magnesium perlu dikendalikan agar material tetap dapat menjalankan fungsinya selama proses penyembuhan.

“Pelapisan multifungsi tidak hanya mencegah korosi tetapi juga mencegah infeksi bakteri dan mengurangi reaksi inflamasi untuk mencegah kegagalan implan,” tambah Aprilia.

Saat ini, Aprilia bersama timnya tengah mengembangkan lapisan multifungsi pada permukaan paduan magnesium melalui rekayasa hidrotermal dan penambahan lapisan komposit berbasis bioaktif.

Penelitian tersebut mengembangkan lapisan hidroksiapatit (HAp) untuk mengendalikan korosi sekaligus mendukung interaksi antara permukaan implan dan jaringan tulang.

Tim peneliti juga memanfaatkan bioactive glass dan quercetin sebagai komponen fungsional untuk mengeksplorasi aktivitas antibakteri dan antiinflamasi.

Selain mengembangkan fungsi pelindung, penelitian ini mengkaji kemampuan lapisan untuk memulihkan diri ketika mengalami kerusakan.

Kajian tersebut juga bertujuan mengetahui potensi lapisan dalam melindungi material logam yang berada di bawahnya.

Hidroksiapatit atau hydroxyapatite (HAp) merupakan material berbasis kalsium fosfat yang memiliki kemiripan dengan komponen mineral penyusun tulang manusia.

Karakteristik tersebut membuat HAp berpotensi digunakan dalam berbagai aplikasi biomedis, terutama sebagai lapisan yang membantu mendukung interaksi antara implan dan jaringan tulang.

Untuk melengkapi fungsi HAp, bioactive glass dikembangkan sebagai komponen pelapis yang berpotensi mendukung pembentukan ikatan dengan jaringan tulang.

Sementara itu, quercetin merupakan senyawa flavonoid yang diteliti karena berpotensi memiliki aktivitas antibakteri dan antiinflamasi.

Kombinasi ketiga komponen tersebut diarahkan untuk menghasilkan lapisan multifungsi yang mampu membantu mengendalikan korosi sekaligus mendukung kebutuhan biologis di sekitar implan.

Dalam penelitian ini, metode hidrotermal digunakan untuk membentuk lapisan HAp pada permukaan paduan magnesium.

Metode tersebut memungkinkan pembentukan material berlangsung dalam larutan dengan temperatur dan tekanan yang terkendali.

Dengan pengaturan kondisi proses, karakteristik lapisan dapat direkayasa agar sesuai dengan tujuan penelitian.

Paduan magnesium memiliki potensi besar untuk implan ortopedi karena bobotnya relatif ringan dan materialnya dapat terdegradasi di dalam tubuh.

Namun, salah satu tantangan utama penggunaannya adalah mengendalikan laju korosi agar material tetap mampu menopang fungsi mekanis selama penyembuhan tulang.

Kerusakan atau terbukanya lapisan pelindung dapat menjadi jalur masuk bagi lingkungan korosif menuju permukaan logam.

Dalam kondisi tersebut, teknologi self-healing menjadi salah satu pendekatan yang menarik untuk dikembangkan.

Lapisan dengan kemampuan pemulihan mandiri diharapkan dapat mengurangi dampak kerusakan lokal dan membantu mempertahankan fungsi perlindungannya.

Pada sistem HAp, mekanisme pemulihan perlu dikaji ketika lapisan mengalami gangguan.

Proses tersebut dapat melibatkan redistribusi komponen, interaksi kimia, atau kemungkinan pengendapan kembali material pada bagian yang rusak.

Meski demikian, mekanisme yang benar-benar terjadi harus dipastikan melalui karakterisasi material dan pengujian eksperimental.

HAp dirancang untuk mendukung interaksi dengan jaringan tulang, sedangkan bioactive glass dan quercetin ditambahkan untuk mengeksplorasi fungsi bioaktif, antibakteri, serta antiinflamasi.

Apabila seluruh fungsi tersebut dapat dibuktikan melalui pengujian, teknologi ini berpotensi memperpanjang efektivitas perlindungan permukaan dan membantu mengendalikan degradasi material.

Pendekatan tersebut juga berpotensi mengurangi risiko yang berkaitan dengan infeksi bakteri dan respons inflamasi di sekitar implan.

Meski demikian, penerapan teknologi ini pada implan medis masih membutuhkan evaluasi secara menyeluruh.

Pengujian tersebut mencakup biokompatibilitas, respons sel dan jaringan, laju degradasi, kekuatan mekanis, serta keamanan produk hasil degradasi.

Keberhasilan lapisan self-healing tidak hanya bergantung pada kemampuannya memulihkan kerusakan, tetapi juga pada kesesuaiannya dengan lingkungan biologis tempat material digunakan.

Penelitian ini menunjukkan pentingnya rekayasa permukaan dalam pengembangan material fungsional generasi berikutnya.

Melalui kombinasi hidroksiapatit, bioactive glass, dan quercetin, serta pendekatan self-healing, riset ini membuka peluang pengembangan lapisan pelindung dengan fungsi yang lebih luas.

Lapisan tersebut tidak hanya berperan sebagai penghalang pasif, tetapi juga berpotensi merespons kerusakan permukaan, mendukung aktivitas antibakteri, dan membantu mengendalikan respons inflamasi.

Namun, seluruh potensi tersebut tetap perlu dibuktikan melalui pengujian eksperimental dan evaluasi biokompatibilitas sebelum teknologi dapat diterapkan secara aman pada implan medis.

***