Pengaruh Variasi Fraksi Berat terhadap Kekerasan dan Mikrostruktur Implan Biodegradable Paduan Magnesium dan Hydroxyapatite

Farhan, Mohamad and Teguh Dwi Widodo, ST., M.Eng., Ph.D. and Rudianto Raharjo, ST., MT. (2023) Pengaruh Variasi Fraksi Berat terhadap Kekerasan dan Mikrostruktur Implan Biodegradable Paduan Magnesium dan Hydroxyapatite. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Implan biodegradable merupakan suatu implan dengan kemampuan untuk terdegradasi tanpa menghasilkan produk sampingan yang bersifat toksik bagi tubuh. Kebutuhan saat ini akan implan tahan lama dan pengganti tulang yang ditandai dengan biokompatibilitas, bioaktivitas, dan sifat mekanik, tanpa penolakan kekebalan merupakan tantangan besar bagi para ilmuwan. Pada penelitian ini dilakukan dengan unsur magnesium (Mg) dan penambahan hydroxyapatite yang dipilih sebagai bahan paduan karena merupakan mineral-mineral esensial yang dibutuhkan oleh tubuh. Cangkang bekicot (Achatina Fullica) telah berhasil disintesis menjadi hydroxyapatite melalui metode presipitasi. Cangkang bekicot digunakan karena akan menghasilkan hydroxyapatite yang lebih biokompatibel dengan tulang. Tujuan dilakukanya penelitian ini adalah untuk mengetahui kandungan unsur implant paduan Mg-HAp yang memiliki nilai kekerasan paling tinggi dan hasil mikrostruktur yang ideal. Perbandingan komposisi paduan Mg-HAp yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan lima variasi fraksi berat seperti 95Mg-5HAp, 90Mg-10HAp, 85Mg-15HAp, 80Mg-20HAp, 75Mg-25HAp. Penelitian ini menggunakan metode metalurgi serbuk dengan penekanan sebesar 85 Mpa, dan sintering dengan suhu furnace 4100 C selama 30 menit. Uji yang digunakan adalah uji kekerasan untuk mengetahui karakteristik sifat mekanik paduan biodegradable Mg-HAp, uji foto makro untuk melihat bentuk persebaran unsur dan pengamatan permukaan spesimen, uji SEM untuk mengetahui morfologi permukaan, uji EDS digunakan untuk melihat persebaran komposisi yang ada pada spesimen paduan Mg - HAp dan uji densitas untuk mengetahui hasil kualitas dari produk metalurgi serbuk dengan melihat nilai kepadatan spesimen paduan Mg-HAp. Didapatkan hasil uji kekerasan dengan menggunakan Micro Vickers Hardness Tester dengan besar pembebanan 0,025 kgf dengan dwell time selama 15 detik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa paduan yang memiliki nilai kekerasan paling tinggi adalah paduan 75Mg-25HAp dengan nilai sebesar 54,17 HV. Dan hasil perhitungan nilai densitas tertinggi yaitu pada spesimen 75Mg-25HAp sebesar 1,82 g/cm3. Dari penelitian ini, dapat diketahui bahwa penambahan unsur Hydroxyapatite yang optimal dapat meningkatkan nilai kekerasan dan hasil mikrostruktur yang ideal.

English Abstract

Biodegradable implants are implants with the ability to be degraded without producing by-products that are toxic to the body. The current need for durable implants and bone substitutes characterized by biocompatibility, bioactivity and mechanical properties, without immune rejection is a major challenge for scientists. This research was carried out with the element magnesium (Mg) and the addition of hydroxyapatite which was chosen as an alloying material because it is an essential mineral needed by the body. Snail shell (Achatina Fullica) has been successfully synthesized into hydroxyapatite through precipitation method. Snail shell is used because it will produce hydroxyapatite which is more biocompatible with bone. The purpose of this research was to determine the elemental content of Mg-HAp alloy implants which had the highest hardness values and ideal microstructure results. Comparison of the composition of the Mg-HAp alloy used in this study is with five variations of weight fractions such as 95Mg-5HAp, 90Mg-10HAp, 85Mg-15HAp, 80Mg-20HAp, 75Mg-25HAp. This study used the powder metallurgy method with an emphasis of 85 MPa, and sintering at a furnace temperature of 410 °C for 30 minutes. The test used is the hardness test to determine the mechanical properties of the Mg-HAp biodegradable alloy, macro photo test to see the distribution of elements and observe the surface of the specimen, SEM test to determine the surface morphology, EDS test is used to see the distribution of the composition present in the Mg - HAp alloy specimen and density test to determine the quality results of powder metallurgy products by looking at the density value of the Mg-HAp alloy specimen. The results of the hardness test were obtained using the Micro Vickers Hardness Tester with a loading size of 0,025 kgf with a dwell time of 15 seconds. The test results showed that the alloy with the highest hardness value was 75Mg-25HAp with a value of 54,17 HV. And the result of the calculation of the highest density value is in the 75Mg-25HAp specimen of 1,82 g/cm3. From this research, it can be seen that the optimal addition of Hydroxyapatite elements can increase the hardness value and produce an ideal microstructure.

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	'0523070123
Uncontrolled Keywords:	Biodegradable implants, Magnesium, Hydroxyapatite, Hardness, Microstructure.-Implan biodegradable, Magnesium, Hydroxyapatite, Kekerasan, Mikrostruktur
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.8 Machine engineering
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	26 Jul 2023 04:42
Last Modified:	26 Jul 2023 04:42
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/202138

Text (DALAM MASA EMBARGO) Mohamad Farhan.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (8MB)

Actions (login required)

View Item