Pengembangan material implan ortopedi terus dilakukan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat terhadap bahan yang kuat, aman, dan biokompatibel. Salah satu material yang banyak digunakan adalah Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE), plastik teknik yang terkenal kuat dan tahan aus. Namun, untuk meningkatkan performanya sebagai implan, material ini sering dipadukan dengan hydroxyapatite (HAp), mineral yang komposisinya mirip tulang sehingga dapat mendukung proses regenerasi jaringan. Kombinasi keduanya menghasilkan komposit yang lebih unggul, baik dari sisi ketahanan mekanik maupun kesesuaiannya dengan tubuh.
Salah satu cara meningkatkan kualitas komposit ini adalah dengan memberikan radiasi gamma. Teknologi radiasi digunakan untuk memperkuat ikatan antar rantai polimer melalui proses yang disebut crosslinking. Proses ini dapat membuat material lebih keras, lebih stabil, dan lebih tahan terhadap tekanan. Penelitian yang dilakukan oleh Fitriyatul Qulub dan Hendita Nur Maulida menguji pengaruh variasi dosis radiasi gamma terhadap sifat fisik, kimia, dan mekanik komposit UHMWPE/HAp.
Penelitian ini menggunakan komposit dengan tiga variasi kandungan HAp, kemudian diberikan radiasi gamma pada dosis 0 kGy, 15 kGy, dan 30 kGy. Hasilnya menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis radiasi, semakin besar peningkatan kekerasan material. Komposit dengan 25% HAp yang diradiasi pada dosis 30 kGy mencapai nilai kekerasan 97,17 Shore A, lebih tinggi dibandingkan sampel lain. Efek serupa tampak pada uji tarik; komposit dengan radiasi 30 kGy memiliki kekuatan tarik yang sesuai untuk aplikasi implan, berada pada kisaran kekuatan tulang spons (cancellous bone) yaitu 10–20 MPa.
Analisis mikroskop elektron memperlihatkan bahwa partikel HAp masih membentuk gumpalan kecil (agglomerate) akibat pencampuran manual. Kondisi ini dapat memengaruhi pemerataan beban mekanik. Meski demikian, komposit tetap menunjukkan performa yang baik setelah proses radiasi. Sementara itu, analisis struktur kristal menggunakan XRD memastikan bahwa material berada dalam kondisi semicrystalline, dan perubahan dosis radiasi dapat memengaruhi tingkat keteraturan struktur tersebut. Uji FTIR juga menunjukkan perubahan pada gugus fungsi yang menjadi tanda terjadinya pembentukan ikatan baru akibat radiasi.
Secara keseluruhan, penelitian ini membuktikan bahwa pemberian radiasi gamma pada komposit UHMWPE/HAp mampu meningkatkan sifat mekanik material secara signifikan. Kombinasi 25% HAp dengan dosis radiasi 30 kGy memberikan hasil terbaik dan berpotensi digunakan sebagai material implan ortopedi, terutama untuk komponen yang membutuhkan ketahanan tinggi terhadap tekanan dan aus.
Dengan optimasi proses pencampuran dan pemerataan partikel HAp, komposit ini memiliki peluang besar untuk dikembangkan sebagai material implan masa depan yang lebih aman, kuat, dan kompatibel dengan jaringan tubuh.
Fitriyatul Qulub
Program Studi Teknik Biomedis
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
