PENGARUH PENYEBARAN HIDROKSIAPATIT (HAP) TERHADAP KEKUATAN KOMPOSIT MATRIK COLOPHONY (PINE RESIN) IRWAN HERMAWAN (20406397) JURUSAN TEKNIK MESIN SKRIPSI.

Presentasi berjudul: "PENGARUH PENYEBARAN HIDROKSIAPATIT (HAP) TERHADAP KEKUATAN KOMPOSIT MATRIK COLOPHONY (PINE RESIN) IRWAN HERMAWAN (20406397) JURUSAN TEKNIK MESIN SKRIPSI."— Transcript presentasi:

1 PENGARUH PENYEBARAN HIDROKSIAPATIT (HAP) TERHADAP KEKUATAN KOMPOSIT MATRIK COLOPHONY (PINE RESIN) IRWAN HERMAWAN ( ) JURUSAN TEKNIK MESIN SKRIPSI / TUGAS AKHIR

2 PENDAHULUAN Permintaan sapi potong di indonesia sekitar 36% atau sekitar ekor/tahun. Hal ini tentunya menimbulkan masalah lingkungan, akibat tulang yang telah terpakai tidak memiliki nilai ekonomis dan menjadi sebuah limbah yang sifatnya sementara. Namun perlu ditinjau alternatif baru yang dapat mengoftimalkan manfaat tulang yang telah digunakan, seperti pembuatan hidroksiapatit (HA). Hidroksiapatit (HA) adalah suatu kalsium phosphate yang mengandung hydroxyde dengan formula kimia Ca10(PO4)6(OH)2. Dalam bidang kedokteran, dan kedokteran gigi (HA) antara lain digunakan sebagai tulang buatan dan akar gigi buatan.

3 PERMASALAHAN Ruang lingkup permasalahan ini terfokus pada pengaruh penyebaran hidroksiapatit (HA) terhadap kekuatan komposit matrik colophony (pine resin). Analisa strukturmikro dan kekerasan kuat tekan.

4 PEMBATASAN MASALAH Pembuatan material hidroksiapatit (HAP) dibuat dengan menggunakan tulang sapi, pada bagian kortical dan dipanaskan dengan suhu 900˚c. Material perekat yang ditambahkan pada hydroxyapatite yaitu colophony (pine resin), dan untuk kompaksi kapasitas beban hidrolik yang digunakan 3, 5 dan 20 ton. Metode analisa yang dilakukan melalui pengamatan strukturmikro dengan uji metalografi, serta uji kekerasan (kuat tekan)

5 LANDASAN TEORI TULANG Tulang adalah suatu jaringan/tisu yang kompleks dengan banyak fungsi, tulang sebagai sistem penggerak dan pelindung tubuh atau pelindung tengkorak (otak), tulang rusuk (paru-paru, hati/jantung) dan tulang panggul (kandung kecing/dalam). Tulang merupakan suatu jaringan/tisu yang mempunyai sifat keras ,kuat dan kaku, dan unsurnya terbuat dari kolagen serat. Masing-masing tulang panjang dapat dibagi menjadi tiga daerah, yaitu: epiphysis, metaphysis dan diaphysis. Epiphysis adalah tulang yang berbentuk bulat.

6 Metaphysis adalah bagian yang bersebelahan kepada epiphysis
Metaphysis adalah bagian yang bersebelahan kepada epiphysis. Diaphysis adalah batang tulang yang berbentuk silindris. Handbook, struktur of bone.

7 JENIS STRUKTURAL TULANG
KORTIKAL BONE Tulang kortikal identik dengan tulang kompak, adalah salah satu dari dua jenis jaringan yang berhubung dengan tulang yang membentuk sebuah tulang. Tulang kortikal memfasilitasi fungsi utama tulang yaitu: untuk mendukung tubuh, melindungi organ, memberikan pengungkit untuk gerakan, menyimpan dan melepaskan unsur-unsur kimia, terutama kalsium. KANSELUS BONE Tulang kanselus identik dengan tulang trabecular atau tulang spons, Dibandingkan dengan tulang kompak, yang merupakan jenis lain dari jaringan osseus, cancellous memiliki luas permukaan lebih tinggi tetapi kurang padat, lembut, lemah, dan kurang kaku. Berada pada ujung tulang panjang, di dalam ruas tulang punggung.

8 Jenis struktural tulang kortikal bone
cancellous bone Handbook, struktur of bone

9 Colophony(getah pinus)
adalah istilah yang digunakan sebagai sebutan umum untuk produk pengolahan getah dari pohon jenis pinus. Sebutan colophony ini berawal dari penggunaan getah sebagai penambal kapal kayu yang bocor. Industri colophony dunia dimulai sekitar 100 tahun yang lalu. Di Amerika sudah ada industrinya pada tahun 1830.

10 BAHAN DAN PERCOBAAN Diagram alir penelitian: Tidak Mulai
Ya Mulai Studi literatur Material: Kortikal bone Pembersihan: Antiseptik NaOH+Aquades Penghalusan tulang: Menggunakan mesin milling dengan kecepatan pemakanan 1200rpm/menit Pemanasan 900˚ Percampuran dan Penghalusan: Colophony+hidroksiapatit Pembuatan bahan padat Pengujian metalografi dan kuat tekan Selesai

11 PROSES PEMBERSIHAN DAN PEMANASAN
Bahan yang digunakan: 1.Anti septik NaOH Aquades 1. Mesin fress milling Dapur listrik Termokopel

12 Diagram alir pembuatan bahan padat
Tidak ya Mulai Studi literatur Penimbangan: Hidroksiapatit dan Colophony (10gr) Percampuran dan penghalusan: Hidroksiapatit Dan Colophony Variasi perbandingan 1:1, 1:2, 1:3 Kompaksi Combustion HA : 10menit (150˚c) Kapasitas beban hidrolik : 3, 5, dan 20ton Holding time : 10detik Selesai

13 Hidroksiapatit dan colophony
Alat-alat pembuatan bahan padat 1.Timbangan digital Mortir dan stemper 3. Beban hidrolik (3,5 & 20 ton) Proses pembuatan bahan padat Cetakan (dies) Hidroksiapatit dan colophony

14 UJI METALOGRAFI Diagram alir uji metalografi Tidak Mulai Material:
ya Mulai Material: Hidroksiapatit Pengamplasan (grinding) Strukturmikro Analisa Selesai

15 UJI KEKERASAN (Kuat Tekan)
Diagram Alir Uji Kuat Tekan tidak ya Mulai Material: Hidroksiapatit Pengamplasan (grinding) Uji kuat tekan Pengambilan data Selesai

16 Strukturmikro HASIL DAN PEMBAHASAN
Hidroksiapatit (HA) dan mineral kalsium fosfat lainnya banyak digunakan sebagai material implan karena material tersebut tidak bereaksi dengan jaringan ketika implantasi, dan material tersebut tidak beracun dan tidak menyebabkan kanker. Untuk itu HA banyak digunakan sebagai bahan membuat tulang palsu, gigi maupun penambalan tulang untuk memperbaiki tulang cepat setelah trauma atau operasi besar. Untuk pengujian HA yaitu material HA dicampurkan dengan material pengikat yaitu colophony (getah pinus). Percampurannya dilakukan variasi perbandingan yaitu 1:1, 1:2, 1:3 terhadap pengikatnya dengan banyak (10gr), Setelah itu dimasukan kedalam dies dan di sintering 150˚ kemudian dikompaksi dengan kapasitas beban 3, 5, dan 20ton. Hasilnya dilakukan pengujian metalografi sehingga menghasilkan gambar strukturmikro percampuran material HA dengan colophony (getah pinus).

17 STRUKTURMIKRO Kompaksi dengan kapasitas beban 3ton (1:1) (1:2) (1:3)
(1:2) (1:3) Hidroksiapatit Colophony 37 µm

18 Kompaksi dengan kapasitas beban 5ton
(1:1) (1:2) (1:3) Hidroksiapatit Colophony 37 µm

19 (1:1) Kompaksi dengan kapasitas beban 20ton (1:2) (1:3) 37 µm
(1:2) (1:3) Hidroksiapatit Colophony 37 µm

20 Kapasitas beban hidrolik
Ukuran(diameter) partikel Hidroksiapatit (HA) dengan kapasitas beban hidrolik 3, 5 dan 20 ton. Yang menjadi perbedaaan dari keseluruhan perhitungan partikel strukturmikro hidroksiapatit diatas adalah ukuran partikel dari masing- masing perbandingan, yaitu 1:1, 1:2, 1:3. Pada kompaksi 3, 5, dan 20 ton pada perbandingan 1:3 mempunyai ukuran diameter partikel yang sama yaitu 3,5 µm, dan untuk partikel yang terkecil berada pada perbandingan 1:1 pada kompaksi 5 ton yaitu 2,9 µm. Kapasitas beban hidrolik Ukuran (diameter) partikel Hidroksiapatit (HA) dengan kapasitas beban hidrolik 3, 5 dan 20ton. Diameter partikel Faktor Rasio No 1:1 1:2 1:3 3 ton 3,2 ± 0,8 3,3 ± 0,7 3,4 ± 0,8 1,7 ± 0,4 1,6 ± 0,8 1,8 ± 0,6 5 ton 2,9 ± 0,7 3,1 ± 0,7 3,5 ± 0,7 2,1 ± 0,9 2,3 ± 1,1 2,3 ± 1,01 20 ton 3,1 ± 0,8 3,3 ± 0,8 2,4 ± 0,9 2,4 ± 0,8 2,1 ± 0,6 (µm)

21 Distribusi penyebaran Hidroksiapatit (HA) terhadap matrik colophony (pine resin)
Distribusi penyebaran Hidroksiapatit (HA) terhadap matrik colophony pada kompaksi 3, 5,dan 20 ton. Dari perhitungan distribusi penyebaran hidroksiapatit masing-masing mempunyai nilai berbeda-beda, akibat dari perbedaan beban kompaksi yang digunakan yaitu 3, 5 dan 20 ton, semakin besar beban kompaksi yang digunakan maka semakin menyebar matrik colophony pada saat proses kompaksi. Kapasitas beban hidrolik Distribusi penyebaran HA terhadap matrik colophony 1:1 1:2 1:3 3 ton 34,4% 60% 66,9% 5 ton 35,6% 59,4% 68,7% 20 ton 37,5% 58,7% 68,1%

22 Grafik Distribusi Penyebaran Hidroksiapatit (HA) dengan Kapasitas beban hidrolik 3,5 dan 20 ton.

23 Uji kekerasan (kuat tekan)
Untuk mengetahui tingkat kekerasan dari specimen hasil kompaksi, maka dilakukan pengujian kekerasan yaitu dengan menggunakan alat uji tekan, dimana speciemen tersebut yang di uji yaitu perbandingan 1:1, 1:2, 1:3 pada kompaksi 3 ton, 1:1, 1:2, 1:3 pada kompaksi 5 ton dan 1:1, 1:2, 1:3 pada kompaksi beban 20 ton. Dari uji kekerasan, maka akan diperoleh angka atau nilai yang menunjukkan tingkat kekerasan kuat tekan dari specimen.

24 Hasil Uji Kuat Tekan Hidroksiapatit (HA) setelah melewati proses kompaksi dengan kapasitas beban hidrolik 3 ton.

25 Hasil Uji Kuat Tekan Hidroksiapatit (HA) setelah melewati proses kompaksi dengan kapasitas beban hidrolik 5 ton.

26 Hasil Uji Kuat Tekan Hidroksiapatit (HA) setelah melewati proses kompaksi dengan kapasitas beban hidrolik 20 ton.

27 Setelah melakukan pengujian kuat tekan,bisa disimpulkan bahwa yang lebih keras dari ketiga variasi perbandingan yaitu 1:1, karena percampuran hidroksiapatit dan matrik colophony sangat seimbang percampurannya, dan juga berpengaruh terhadap perbandingan kapasitas beban hidroliknya, semakin besar kapasitas beban hidrolik maka semakin kuat pada proses kompaksi sehingga materialnya lebih padat. Dan yang lebih kecil nilai kuat tekannya yaitu 1:3 pada kompaksi 3 ton karena perbandingan HA lebih banyak dibanding colophony, sehingga mengurangi perekat yang dicampur yaitu colophony. Maka grafik nilai kekerasan uji kuat tekan menurun, karena semakin banyak perbandingan variasi HA semakin kecil tingkat nilai kekerasan.

28 KESIMPULAN Hidroksiapatit (HA) dibuat dari tulang sapi didapat dengan cara metode kalsinasi, dan dipanaskan pada suhu 900˚, pada suhu 400˚- 550˚ material hidroksiapatit yang sedang dipanaskan berubah menjadi warna hitam karena lemak yang ada pada tulang masih belum benar-benar kering, pada suhu 550˚ hidroksiapatit kembali berwarna putih, semakin meningkat suhu maka semakin lebih putih material hidroksiapatit. Variasi perbandingan 1:1, 1:2, 1:3, antara hidroksiapatitit dengan colophony, dan besar kapasitas beban hidrolik yang digunakan 3, 5, dan 20 ton sangat mempengaruhi distribusi penyebaran hidroksiapatit terhadap matrik colophony dan mempengaruhi kekerasan (kuat tekan).

29 Diameter partikel hidroksiapatit rata-rata mencapai angka sekitar 3,2 µm, dan untuk distribusi penyebaran hidroksiapatit pada perbandingan 1:1, 1:2, 1:3, dan dengan menggunakan kapasitas beban hidrolik 3, 5 dan 20 ton rata-ratanya yaitu: 37,5%, 58,5% dan 68%. Perbedaan kapasitas beban hidrolik yang digunakan 3, 5 dan 20 ton dengan variasi perbandingan 1:1, 1:2, 1:3, antara hidroksiapatitit dan colophony mempengaruhi tingkat kekerasan (kuat tekan), rata-rata nilai hasil uji kuat tekan yaitu 25,2 kg/cm2, 21,7 kg/cm2, 20,4 kg/cm2. Dimana semakin besar perbandingan HA yang digunakan pada matrik colophony maka semakin menurun tingkat kekerasannya.

30 Poses pemanasan Hidroksiapatit

31 Hidroksiapatit dan sample uji kuat tekan

32 SEKIAN DAN TERIMA KASIH