Salah satu jenis paduan titanium adalah TNTZ (Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr). TNTZ adalah paduan titanium tipe βetha yang relatif baru yang telah dikembangkan sebagai bahan implan ortopedi. Paduan ini memiliki modulus Young yang lebih rendah dibandingkan paduan titanium lainnya, dengan nilai sekitar 60 GPa, yang paling dekat dengan modulus Young tulang manusia sekitar 30 GPa.
TNTZ tersusun dari bahan tidak beracun seperti Niobium (Nb), Tantalum (Ta), dan Zirkonium (Zr) sebagai bahan pengganti Aluminium (Al) dan Vanadium (V) yang umum digunakan Ti–6Al– paduan 4V. TNTZ berpotensi digunakan sebagai bahan implan karena tahan terhadap korosi, biokompatibel dan memiliki kekuatan yang baik.
TNTZ bersifat biokompatibel, artinya tidak menyebabkan reaksi alergi atau penolakan oleh tubuh manusia. Namun demikian, penting untuk diperhatikan bahwa keamanan penggunaan TNTZ sebagai material implan juga dipengaruhi oleh faktor lain seperti desain implan, prosedur pemasangan dan pengawasan pasca-operasi.
TNTZ memiliki banyak keunggulan diantaranya adalah pertama memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada logam titanium alloy yang lain. Hal ini disebabkan oleh kandungan unsur paduan yang berbeda dan proses produksi yang berbeda pula. Kedua memiliki ketahanan terhadap korosi yang sangat baik dan dapat bervariasi tergantung pada lingkungan dan kondisi aplikasi.
Ketiga memiliki kekakuan yang cenderung lebih fleksibel daripada logam titanium alloy yang lain, yang membuatnya cocok untuk beberapa jenis aplikasi tertentu. Dan yang ke empat adalah memiliki ketahanan terhadap suhu tinggi sehingga sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan ketahanan terhadap suhu ekstrem.
Dibalik berbagai keunggulan yang dimilikinya, perlu diperhatikan aspek biokompatibilitasnya. Biokompatibilitas implan titanium didasarkan pada pembentukan secara spontan lapisan titanium oksida (TiO2) setebal 2–3 nm ketika bahan tersebut terkena udara. Lapisan ini menjadi mediasi terjadinya osseointegrasi melalui adhesi dan proliferasi sel. Namun, konsep ini tidak sepenuhnya dapat diterima karena terdapat banyak kasus alergi logam yang disebabkan oleh pelepasan ion titanium yang terlepas dari lapisan oksida titanium dan memicu respons inflamasi pada jaringan tubuh. Akibatnya, terdapat kebutuhan mendesak untuk dilakukan modifikasi permukaan implan titanium dengan menambahkan bahan bioaktif untuk meningkatkan biokompatibilitas dan bioaktivitasnya yang juga dapat bertindak sebagai penghalang difusi.
Pemberian lapisan hidroksiapatit pada TNTZ dapat memberikan keunggulan tambahan pada material tersebut, terutama dalam aplikasi sebagai material implan dalam bidang medis. Beberapa keunggulan TNTZ yang dilapisi hidroksiapatit adalah 1) memiliki biokompatibilitas yang lebih baik. Hidroksiapatit adalah komponen mineral alami dari tulang manusia, sehingga pemberian lapisan ini pada TNTZ dapat meningkatkan biokompatibilitas material implan. Hal ini membantu mengurangi risiko reaksi imunologis atau penolakan oleh tubuh. 2) Mempromosikan pertumbuhan tulang karena hidroksiapatit memiliki kemampuan untuk merangsang pertumbuhan jaringan tulang. Dengan dilapisi hidroksiapatit, TNTZ dapat meningkatkan integrasi dengan tulang sekitarnya dan mempercepat penyembuhan pada proses penyembuhan pasca operasi. 3) Mengurangi resiko infeksi karena lapisan hidroksiapatit membentuk permukaan yang lebih halus sehingga bakteri sulit berkembang.
Salah satu metode pelapisan yang dapat digunakan untuk melapiskan partikel hidroksiapatit pada permukaan implan logam TNTZ adalah Electrophoretic Deposition (EPD). Metode ini memanfaatkan arus listrik untuk mengendapkan partikel hidroksiapatit pada permukaan logam TNTZ hingga membentuk lapisan yang seragam dan tipis dengan menggunakan alat yang sederhana dan biaya yang relatif murah.
EPD dapat menghasilkan berbagai struktur mikro dan struktur nano serta kombinasi material yang unik dan kompleks. Ketebalan lapisan yang dihasilkan dengan metode EPD dapat diatur dengan mengontrol tegangan dan waktu pelapisan. Oleh karena itu, metode ini dapat menjadi teknik yang efektif untuk menghasilkan lapisan hidroksiapatit pada permukaan implan logam TNTZ. Selanjutnya dilakukan analisis pengaruh ketebalan lapisan hidroksiapatit terhadap beberapa parameter biologis.
Berdasarkan temuan penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa lapisan hidroksiapatit pada implan TNTZ telah menunjukkan kemampuan untuk meningkatkan osseointegrasi dan mengurangi peradangan yang berlebihan. Lebih lanjut, ketebalan lapisan hidroksiapatit ternyata berdampak signifikan terhadap peningkatan nilai osseointegrasi implan, penurunan kadar faktor inflamasi TNF-α, dan pertumbuhan histopatologis jaringan tulang baru.
Hasil ini menunjukkan bahwa lapisan hidroksiapatit dengan ketebalan 70–90 μm ideal untuk mencapai osseointegrasi yang tinggi, peradangan yang rendah, dan pertumbuhan jaringan tulang baru yang lebih cepat. Hasil ini memberikan wawasan berharga untuk pengembangan implan ortopedi yang lebih baik, yang dapat memberikan hasil yang lebih baik bagi pasien dan keberhasilan implan jangka panjang.
Dengan kombinasi antara keunggulan TNTZ sebagai bahan implan yang sudah terbukti dan keunggulan lapisan hidroksiapatit, penggunaan TNTZ yang dilapisi hidroksiapatit dapat memberikan hasil yang lebih optimal dalam aplikasi medis, terutama pada implantasi tulang dan sendi.
Artikel selengkapnya dapat dibaca pada:
Nuzul Ficky Nuswantoro, Gunawarman, Menkher Manjas, Netti Suharti, Dian Juliadmi, Nila Kasuma, Yusril Yusuf, Aminatun, Yessie Widya Sari, Mitsuo Niinomi, Toshikazu Akahori ; Effect of hydroxyapatite coating thickness on inflammation and osseointegration of Ti–29Nb–13Ta-4.6Zr (TNTZ) implants, Journal of Materials Research and Technology, Volume 30, May–June 2024, Pages 6210-6217
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785424010536?via%3Dihub
