Cerita Tentang Material

Dalam kehidupan manusia penggunaan bahan/ material untuk mendukung kebutuhan merupakan hal-hal yang tidak dipisahkan. Mulai dari penggunaan kayu, batu, perunggu sampai abad sekarang yang sudah mengganakan material-material yang “canggih”. Eksplorasi untuk menggali jenis-jenis material yang sesuai dengan kebutuhan tetap digalakkan, hasilnya adalah material-material unggul dalam berbagai segi, misalkan logam kuat dan ringan, plastik yang dapat didaur ulang atau keramik tahan panas hingga suhu ribuan derajat celcius.

Secara umum berdasarkan struktur serta komponen penyusunnya, material terbagi atas :

1. Logam merupakan jenis material yang sangat meluas penggunaannya. Memiliki sifat daya hantar panas dan listrik yang baik, disamping memiliki ketangguhan (tough) serta sifat bahan yang “ulet” (ductile) sehingga dapat dibentuk melalui proses penempaan. Ikatan logam yang terbentuk antara atom-atom logam memberikan kontribusi terhadap karakter logam yang memiliki daya hantar panas, listrik yang baik juga memberikan sifat yang ulet pada logam . Logam sangat umum digunakan dalam bidang konstruksi, manufaktur otomotif atau penerbangan. Kelihatannya penggunaan logam sudah sangat menyatu dalam kehidupan masyarakat manusia. Bidang ilmu yang mempelajari bidang pengolahan logam dan keterkaitannya adalah bidang metalurgi.

Kekurangan logam salah satunya adalah dapat mengalami proses korosi atau mengalami karat. Logam akibat pengaruh lingkungan, temperature, tekanan ataupun pH dapat mengalami degradasi membentuk ion-ion logam/ oksida-oksida logam yang biasa kita sebut sebagai “karat”. Logam umumnya dihasilkan melalui proses ekstraksi ataupun elektrolisis bijih-bijih logam yang ditambang. Dalam industri umum juga digunakan material berbahan dasar paduan logam, yang biasa disebut sebagai alloy. Paduan logam tersebut merupakan hasil perpaduan beberapa jenis logam untuk menghasilkan sifat-sifat yang lebih baik misalkan lebih kokoh, lebih tahan korosi atau memberikan kilap.

1. Plastik atau bahasa kerennya Polymer. Merupakan material yang sangat umum kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Polymer merupakan “makromolekul”, molekul yang besar yang merupakan gabungan satuan-satuan molekul yang membentuk ikatan-ikatan kimia. Poly= banyak, Mer = satuan. Polymer  umumnya tersusun atas molekul-molekul organik yang terbangun terutama dari atom-atom karbon (C ), hydrogen (H), oksigen  (O), Nitrogen (N).

(-CH₂-CH₂-)_n  

contoh struktur polymer polyethylene, yang terdiri atas monomer etilen, notasi ”n” merupakan derajat polimerisasi yang menunjukkan angka monomer yangs saling terikat

Polymer  umumnya disintesis dari seyawa-senyawa hidrokarbon dari gas alam atau minyak bumi. Karakter utama Polymer adalah berfungsi sebagai isulator (penghambat panas dan listrik yang baik), memiliki kekenyalan dan elastisitas yang tinggi. Penggunaan material polymer cukup meluas mulai dari ember (polyethylene) sampai rompi anti peluru (Kevlar © sejenis Polyamida). Berdasarkan karakter Polymer terhadap pengaruh suhu, polymer dapat diklasifikasikan menjadi :

o        Polymer thermoplas, yaitu polymer yang dapat memuai jika mengalami pemanasan, contoh thermoplas adalah : polyethylene, polypropylene. Umumnya polymer thermoplas bersifat elastis dan tidak tahan suhu tinggi.

o        Polymer thermoset, biasa disebut resin dalam bahasa sehari-hari merupakan polymer yang tidak mengalami pemuaian/ deformasi saat dipanaskan sampai batas suhu tertentu (Tc), jika melewati suhu tersebut polymer thermoset akan terurai. Karakter ini terbentuk dari banyaknya ikatan-ikatan silang dalam polymer sehingga membentuk ikatan 3 dimensi yang kaku dan kuat. Umumnya polymer jenis ini memmiliki kekuatan (toughness) dan kekakuan (stiffness) yang baik serta tahan suhu panas, contohnya adalah : polycarbonate.

1. Keramik..mendengar kata keramik mungkin yang terbayang adalah lantai, cangkir dan berbagai peralatan pecah belah. Padahal ternyata istilah keramik memiliki cakupan luas. Istilah keramik secara kimia mencakup oksida-oksida logam ataupun senyawa-senyawa nitride atau karbida. Istilah keramik berasal dari istilah yunani (keramos =  yang berarti tanah yang dibakar). Umumnya material keramik memilki sifat isulator yang baik, sifat kaku (stiff) dan getas disamping memiliki sifat yang kokoh (tough), tahan terhadap korosi secara kimia.

Keramik memiliki daya tahan terhadap temperatur yang tinggi, sehingga sangat umum digunakan sebagai bahan-bahan refractory. Aplikasi material keramik misalkan jika anda melakukan praktikum kimia gravymetri pasti akan menggunakan cawan yang dibuat dari keramik (cruz). Pesawat ulang alik luar angkasa seperti Challenger, Columbia (kedua-duanya sudah meledak akibat kecelakaan) didesain dengan lapisan luar pesawat diselubungi keramik berbentuk blok-blok untuk melindungi terhadap saat pergesekan dengan atmosfir. Bahan-bahan superkonduktor untuk menghasilkan medan magnet yang tinggi menggunakan material-material keramik golongan oksida Ytrium (Y)  dan Tembaga (Cu). Contoh bahan keramik adalah Alumina (Al2O3), Silika (SiO2), Karbon Nitrida (CN).

Selain oksida-oksida logam, material gelas dan karbon dapat digolongkan juga dalam kategori keramik.

Pada abad XXI ini pengembangan material cenderung mengarah pada material yang ramah lingkungan (biodegradable polymer), Komposit serta material cerdas (smart material).

Smart material merupakan material yang memiliki karakter adaptasi terhadap pengaruh atau stimulan dari luar, sensor-sensor dalam alat-alat elektronik merupakan contoh smart material. Material tersebut mampu mengubah parameter-parameter tertentu seperti konsentrasi ion H+ (untuk elektroda) atau intensitas gelombang (untuk spektrofotometer) menjadi arus listrik yang dikonversikan menjadi satuan yang dapat diukur. Komposit merupakan gabungan beberapa jenis masterial yang tidak saling “melarut” menghasilkan efek sinergi dan kombinasi masing-masing sifat material sehingga menghasilkan sifat material yang baru, umumnya komposit memiliki sifat yang kaku, kuat tapi ringan comtoh mudah misalkan raket bulu tangkis atau raket tennis lapangan yang dibuat dari komposit karbon diperkuat serat karbon. 

Pengembangan material akan senantiasa terus berlangsung dengan melibatka berbagai disiplin ilmu mulai dari teknik material, fisika, metalurgi dan tentu saja sains kimia.

Self Healing Material

Peneliti Arizona State meneliti sebuah bahan yang dapat menyembuhkan dirinya sendiri atau 'self healing material'. Material self healing ini dapat merasakan adanya kerusakan dan meregenerasi dirinya sendiri (seperti terminator mungkin). Seperti struktur biologis, bahan ini dapat digunakan untuk mengembangkan bahan komposit yang dapat menyembuhkan dirinya sendiri, menghentikan keretakan atau kerusakan dan meregenerasi bahan untuk memperkuat strukturnya. 

Materi ini menggunakan 'shape memory' polimer, atau material yang kembali ke bentuk semula ketika dipanaskan sampai suhu tertentu. Polimer yang ditanamkan pada jaringan serat optik yang berfungsi sebagai sensor kerusakan yang kembali ke bentuknya semula saat berada pada suhu tertentu. Ketika materi utama mengalami kerusakan, seperti air mata, sebuah laser inframerah mentransmisikan foton melalui jaringan serat optik polimer ini dan memberikan energi panas ke tempat yang bermasalah. Yang memicu polimer 'shape memory' untuk memperbaiki kerusakan, yang diprogram untuk menguatkan bahan utama hingga 11 kali. Efek polimer ini juga bisa menutup celah atau robek, mengembalikan 96 persen dari kekuatan asli material utamanya. Selain itu, material ini dapat menyembuhkan dirinya sendiri ketika sedang menyembuhkan material utama yang ditumpanginya.

Struktur adaptif otonom ini telah dikembangkan dengan adanya beberapa penelitian polimer  'shape memory' yang dilakukan peneliti dari MIT. Para ilmuwan MIT untuk pertama kalinya memodelkan secara matematis polimer 'shape memory' ini secara detail, yang membuatnya menjadi jauh lebih mudah dirancang untuk aplikasi baru seperti perangkat medis implan atau bahan ruang yang dapat dipadatkan ke dalam paket kecil dan kemudian secara otomatis membesar menjadi struktur yang kompleks begitu mereka dibuka (mungkin seperti robot kapsul dalam film Dragon Ball Z) atau robot pembunuh yang dapat mengobati dirinya sendiri seketika. (http://beritapopulerz.blogspot.com/2010/12/penemuan-baru-material-yang-dapat.html) 

Keramik Biomaterial

Biomaterial sudah sejak lama digunakan. Pada zaman Mesir kuno dan Phoenic, gigi yang lepas digantikan dengan gigi buatan yang diikatkan dengan kawat emas ke gigi yang berada disebelahnya (Park et. Al, 2000) dan pada awal 1900-an, pelat tulang digunakan untuk menyangga tulang yang patah dan untuk mempercepat penyembuhan tulang (Ben – Nissan, 2004).[1]
Biomaterial menurut Black adalah material pasif yang digunakan dalam dunia kesehatan, yang akan diinteraksikan dengan system biologi. Menurut William adalah material yang digunakan pada sistem biologi untuk mengevaluasi, mengobati, atau mengganti sel-sel, organ, atau fungsi tubuh. Dan menurut Park dan Bronzio adalah material sintetis yang digunakan untuk mengganti bagian sistem atau fungsi tubuh yang dihubungkan langsung dengan sel-sel hidup. Secara umum biomaterial dapat diartikan sebagai material yang ditanam di dalam tubuh manusia untuk pengganti jaringan atau organ tubuh yang terserang penyakit ataupun yang rusak atau cacat.[1]
Semua jenis material dapat digunakan, yaitu logam, keramik, polimer, komposit, dan semikonduktor, dengan syarat material yang digunakan tidak beracun dan tidak mengganggu jaringan-jaringan lain dalam tubuh manusia. [2]

Sifat

Keramik merupakan material padat, campuran inorganik yang terdiri dari elemen-elemen metalik dan nonmetalik terikat bersama melalui ikatan ionik atau kovalen. Sebagian besar keramik termasuk ke dalam campuran-campuran seperti silika (SiO2) dan alumina (Al2O3). Bila diproses secara tepat sehingga memiliki kemurnian tinggi, mereka menunjukkan biokompatibilitas yang sempurna (satu fungsi dari insolubilitas dan inertnesskimia) dan ketahanan wear yang tinggi (keras, licin, permukaan hidrofilik). Material keramik merupakan material yang sangat kaku dan brittle, namun sangat kuat di bawah beban kompresi. Dalam orthopedi, keramik merupakan material yang baik untuk dua aplikasi yang sangat berbeda. Pertama, termasuk penggunaannya dalam komponen-komponen arthroplastisendi total sebagai keramik penuh, seperti alumina dan zirkonia, dengan ke-inert-an dan ketahanan wear yang lebih superior dibandingkan alloy-alloy metalik. Kedua, termasuk pemakaian keramik, sepert ikalsium fosfat dan bioglass (SiO2-Na2O-CaO-P2O5), sebagai pengganti graft tulang dan sebagai selubungan osteokonduktif untuk implan-implan metalik, memungkinkan permukaan-permukaan di mana tulang akan berikatan dengan peralatan tersebut. Keberhasilan dan keterbatasan keramik pada aplikasi-aplikasi tersebut dapat dipahami melalui pertimbangan akan ikatan-ikatan, struktur, dan sifat-sifat mereka.^[4]

Struktur  mikro keramik

Kebanyakan keramik memiliki struktur mikro poligranuler yang sama seperti alloy metalik. Sifat-sifat keramik tercatat luas karena karakteristik mikrostrukturnya, termasuk ukuran grain, porositas, dan tipe dan distribusi fase-fase dalam masing-masing grain. Sebagaimana halnya dengan alloy metalik, struktur mikro keramik dapat diubah secara bermakna melalui teknik-teknik pemrosesan thermal.

Satu teknik tersering fabrikasi material keramik adalah mencampur partikel-partikel halus dari material dengan air dan satu pengikat organik dan menekan mereka ke dalam satu mold untuk membentuk sesuai yang diinginkan. Selanjutnya dikeringkan melalui pemanasan untuk menguapkan airnya dan membakar habis bahan pengikatnya. Bagian ini kemudian di-fired atau sintered pada satu temperatur yang lebih tinggi. Proses ini menjadikannya densifikasi sebagaimana partikel-partikel masuk ke dalam kontak dekat yang terarahkan oleh mekanisme-mekanisme seperti difusi, evaporasi, dan kondensasi yang mengurangi energi permukaan total dalam bagian itu. Sebagaimana halnya dengan casting alloy metalik, mikro struktur yang terjadi (sehingga juga sifat-sifatnya) dari bagian keramik akan bergantung pada kontrol dari variabel-variabel kunci dalam pemrosesannya. Sebagai contoh, strength adalah berbanding terbalik secara proporsional baik dalam hal ukuran grain maupun porositas. Ukuran grain dapat dikontrol melalui ukuran awal partikel-partikel yang akan diguneakan membentuk bagian, di mana semakin kecil ukurannya maka semakin kecil ukuran graingrain akan meningkat selama pemrosesan berlangsung, di mana porositas akan dikurangi, sehingga sintering time adalah sangat penting.^[4] yang didapat. Bagimanapun, ukuran

Biokeramik

Keramik adalah material logam dan non logam yang memiliki ikatan atom ionik atau ikatan ionik dan ikatan kovalen.^[3] Sedangkan pengertian biokeramik adalah keramik yang digunakan untuk kesehatan tubuh dan gigi pada manusia (Billote, 2003). Sifat biokeramik antara lain tidak beracun, tidak mengandung zat karsinogik, itdak menyebabkan alergi, tidak menyebabkan radang, memiliki biokompatibel yang baik, tahan lama. ^[1]

Kelebihan biokeramik adalah biokeramik memiliki biokompatibilitas yang baik dengan sel-sel tubuh dibandingkan dengan biomaterial polimer atau logam (Billote, 2003). Oleh karena itu, biokeramik digunakan untuk tulang, persendian, dan gigi (Billote, 2003). Biokeramik juga digunakan untuk melapisi biomaterial logam (Desai et. al, 2008). Selain itu, biokeramik juga digunakan sebagai penguat komponen komposit, dengan menggabungkan kedua sifat material menjadi material baru yang memiliki sifat mekanis dan biokompatibel yang baik. Struktur keramik juga dapat dimodifikasi dengan tulang alami dengan tingkat porosity yang beragam (Hench dan Wilson, 1993). Biokeramik juga memiliki kelemahan, antara lain sangat rapuh, kekuatan rendah, dan kerap dipandang material yang lemah.^[1]

Biokeramik dapat diklasifikasikan sebagai berikut: ^[1]

Reaksi sel – implant	Akibat	Contoh
Bioinert	Sel membetuk kapsul serabut yang tidak menempel pada disekitar impalnt	Alumina (Al2O3), Zirconia (ZrO2) dan karbon
Bioaktif	Sel membentuk ikatan antar muka dengan implant	Hidroksi apatit, bio-glass, A-W glass
Bioresorable	Sel mengganti implant	β-tricalsium fosfat, hidroksi apatit karbonat, kalsium karbonat

Keramik Bioinert

Keramik bioinert adalah material keramik yang interaksi dengan sel-sel disekitarnya sangat sedikit di dalam tubuh manusia. Reaktifitas kimianya rendah, pada waktu yang cukup lama ikatan antar muka dengan sel tubuh juga sedikit (Bhat, 2005). Biokeramik jenis ini memiliki kelebihan yaitu, relatif stabil di dalam tubuh manusia, tidak berbahaya, tahan korosi dan tahan lama.

Kinerja keramik bioinert dalam tubuh dijelaskan sebagai berikut:

Kapsul serabut terbentuk disekitar permukaan implant bioinert dan tidak membuat ikatan dengan tulang. Ketebalan kapsul tergantung dari kompatibeitas sel material bioinert. Semakin baik kompatibelitas sel maka semakin tipis kapsul serabut yang terbentuk. Dengan demikian, fungsi biokeramik ini tergantung pada intergrasi sel dengan implant yang ditanam (Ben – Nissan, 2004).

Contoh keramik jenis ini antara lain keramik single oxide, alumina, zirconia, karbon termasuk ke dalam jenis keramik bioinert.  Sedangkan aplikasinya adalah biasa digunakan untuk pelat tulang, sekrup tulang, sendi buatan, katup jantung buatan, dan komponen bongkol tulang paha (Billote, 2003; Li dan Hastings, 1998).

Keramik Bioaktif

Keramik bioaktif adalah keramik yang dapat menciptakan respon biologi di permukaan material, yang akan menghasilkan suatu ikatan antara sel dan material. Pada prosesnya terjadi reaksi kimia tetapi hanya dipermukaan saja (Billote, 2003). Kelemahan material ini antara lain sifat mekanisnya lebih buruk dibandingkan dengan keramik bioinert, kecuali A-W glass yang kekuatannya lebih tinggi daripada cortical bone. Oleh karena itu, keramik bioaktif tidak dapat diaplikasikan untuk implant yang menahan beban seperti implant sendi. ^[1]

Kinerja biokeramik bioaktif di dalam tubuh yaitu saat implantasi, permukaan keramik bereaksi membentuk ikatan dengan sel-sel terdekat. Permukaan implant bereaksi terhadap perubahan pH sekitar dengan melepas ion Ca²⁺, Na⁺, dan K⁺ dan membentu membentuk ikatan permukaan dengan sel-sel sekitar (Hench dan Wilson, 1993). Reaksi pertukaran antara implant bioaktif dengan cairan tubuh disekitar implant pada beberapa kasus dapat membentuk lapisan CHA (Carbonated Hidroxyapatite) yang menyerupai mineral yang terkandung dalam tulang pada implant (Ben – Nissan, 2004).

Contoh material jenis ini antara lain hidroksi apatit, bioglass, ceravital, keramik A-W glass. Sedangkan aplikasinya adalah untuk pembedahan tulang dan pengisi cacat tulang. Material ini digunakan dalam bentuk blok, material berpori, granula (Hench dan Kokuho, 1998).

Keramik bioresorable

Keramik bioserorable adalah material yang akan berbaur dan lama-lama tergantikan oleh sel-sel baru yang tumbuh di dalam tubuh manusia. Atau dengan kata lain, implant restorable didisain untuk terdegradasi perlahan dan tergantikan oleh sel-sel tubuh yang baru tumbuh. Kelebihan material jenis ini antara lain dapat menghilangkan implant dan digantikan oleh tulang yang dapat berfungsi dengan baik, sehingga dapat mengurangi efek masalah biokompatibilitas. Kinerja keramik bioresorbable yaitu tingkat peresapan material implant harus sesuai dengan tingkat pertumbuhan sel tubuh karena adanya kemungkinan kapasitas penahanan beban implant melemah dan gagal (Hench dan Wilson, 1993).

Contoh material jenis ini antara lain β-trikalsium fosfat, kalsium karbonat, kalsium sulfat, carbonate apatite. Aplikasi material jenis ini adalah untuk membantu penyembuhan tulang karena penyakit atau trauma, pengisi cacat tulang, obat (Billote, 2003).^[1]

Proses Produksi Ceramic Biomaterial Mengandung Material Tulang pada Alumina Substrat ^[5]

Proses pembuatan biomaterial keramik dimana substrate alumina dilapisi dengan lapisan intermediet kalsium pirofosfat untuk menambal pori-pori material kalsium fosfat di keramik alumina substrate. Pori-pori material kalsium fosfat adalah pori-pori yang berasal dari tulang. Lapisan intermediet kalsium pirofosfat dan pori-pori material tulang berikatan.

Processing

1. Persiapan dari keramik alumina substrate

Slurry (adonan) disiapkan dengan penggilingan bubuk Alumina bersama dengan binder (bahan pengikat), dispersant, air dll. Sampel dibuat dengan membentuk balok yang didapat dari adukan. Setelah pengeringan, sampel disinterisasi untuk membentuk Sampel alumina keramik substrate padat

1. Persiapan Kalsium Metafosfat (CP)

Kalsium Karbonat dan Amonium Bifosfat digiling basah (dengan menggunakan larutan alkohol) di dalam ball mill yang mengandung alumina milling balls. Setelah hasil adonan difilter, hasil adonan tersebut dipanaskan untuk menghilangkan larutan alkohol, kemudian dikeringkan di pemanas pada suhu 70°C selama 24 jam. Bubuk kering dipanaskan di suhu tinggi (800°C) selama 8 jam. Selanjutnya terbentuk bubuk Kalsium Metafosfat yang berbentuk seperti buih / busa.

1. Pelapisan Alumina substrate dengan Kalsium Metafosfat (pelapisan pertama)

Komposisi lapisan larutan Kalsium Metafosfat disiapkan dengan mencampur bubuk Kalsium Metafosfat dengan air deionisasi dengan bantuan dispersant pada beragam konsentrasi. Sampel Alumina substrat dilapisi dengan cara mencelupkan didalam larutan Kalsium Metafosfat. Setiap lapisan substrat kemudian disinterisasi sehingga dapat mencapai ikatan yang kuat antara lapisan dan substrat. Sinterisasi berada pada suhu lebih dari 950°C. Kalsium Metafosfat tidak menempel ke alumina substrat sejak temperature sinterisasi lebih kecil dari titik lebur Kalsium Metafosfat. Ketika suhu sinterisasi mencapai 1000°C, Kalsium Metafosfat berikatan kuat dengan Alumina substrat. Ketika suhu sinterisasi naik ke 1050°C , sebuah fasa baru terbentuk yaitu β-Kalsium Metafosfat yang berada di daerah permukaan dari produk sinterisasi. Setelah sekian waktu dipanaskan dengan suhu 1050°C, seluruh Kalsium Metafosfat bertransformasi menjadi β-Kalsium Metafosfat

1. Pelapisan substrate dengan komposisi lapisan kedua mengandung Kalsium Metafosfat dengan Hidroksiapatite

CaCO₃ dan NH₄H₂PO₄ digiling selama 5 jan di dalam ball mill yang mengandung alumina milling ballsball mill dengan adanya alcohol. Campuran dikeringkan dan digerinda untuk membentuk bubuk. Kemudian bubuk dicampur dengan air deionisasi untuk membentuk komposisi adonan yang memiliki perbedaan konsentrasi solid. Hasil komposisi adonan digunakan sebagai komposisi lapisan kedua yang digunakan pada sampel alumina substrat yang sudah mengandung lapisan dari Kalsium Pirofosfat (first coating) yang memiliki perbedaan ketebalan. Berdasarkan pengamatan menggunakan X-Ray difraksi, bahwa fasa β-Tri Kalsium Fosfat dan fasa β-Kalsium Pirofosfat yang terbentuk di lapisan kedua tergantung pada ketebalan lapisan dari pelapisan pertama dan suhu sinterisasi. dengan larutan alcohol. Setelah campuran dikeringkan dipemanas, Bubuk kering tersebut dipanaskan mencapai 1400°C pada tekanan atmosfer selama 8 jam. Hasilnya adalah Tetracalsium Fosfat atau Hidroksiapatit. Hidorksiapatit dicampur dengan Kalsium Metafosfat dengan perbandingan 1:2 di dalam

Proses untuk memproduksi biokeramik material pada tulang:

1. Mempersiapkan keramik alumina substrat
2. Membentuk lapisan Kalsium Fosfat pada keramik alumina substrat
3. Memanaskan material tulang sampai terbentuk material tulang berpori
4. Melapisi material tulang berpori dengan material Kalsium Fosfat
5. Menempatkan material tulang berpori yang telah dilapisi pada layer Kalsium Fosfat di Alumina substrat untuk membentuk komposit dan disinterisasi untuk mengikat material tulang berpori ke keramik alumina substrat.^[5]

Aplikasi

• Dental Implan
• Orthopedic implans
• Scaffolds for tissue growth
• Coating for chemical bonding
• Coating for tissue ingrowth
• Temporary bone space filler
• Maxxillocial reconstruction^[6]

Crystalline Ceramic

Keramik kristalin ini mempunyai mechanical properties yang bagus. Oleh sebab itu biasanya digunakan untuk ditanamkan didalam tubuh manusia pada bagian yang fungsinya untuk menahan beban. Contoh aplikasinya pada hip prostheses dan dental Implan. ^[7]

Alumina (Al₂O₃)

Alumina telah digunakan dalam pembedahan tulang lebih dari 20 tahun.

Properties :

• Biocompatibilitasnya bagus
• Koefisian gesekan rendah
• Ketahanan ausnya tinggi
• Kekuatannya tinggi

Aplikasi

• Hip prostheses
• Kneee prostheses
• Dental implants

Porous Ceramic

Merupakan keramik inert, mekanikal stabilitasnya tinggi ketika tulang tumbuh di pori-pori keramik. Biasanya digunakan untuk struktur penghubung atau tempat penggantungan pada formasi tulang. Keramik porous ini hanya digunakan pada aplikasi yang tidak menopang beban dikarenakan kekuatannya yang rendah. Contohnya hydrokxyapatite. ^[7]

Hydroxyapatite (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)

Merupakan komponen kristalin utama pada fasa mineral tulang. Encourages pertumbuhan tulang pada sepanjang permukaannya. Hydroxiapatite ini dapat membentuk ikatan fisik dengan tulang setelah di inplankan ke dalam tubuh.

Aplikasinya:

• Scaffolds for tissue growth

• Pengisi tulang yang rusak/cacat

• Coating pada metal implants

Corail® Total Hip System

Tulang paha Corail memiliki kekuatan yang tinggi, alat dari titanium memiliki tekstur permukaan yang kasar, sehingga harus dicoating menggunakan hydroxyapatite. Permukaan yang kasar dari titanium dan hidroxyapatite tetap memungkinkan tulang baru untuk tumbuh di sekitar implant secara biologis tanpa membutuhkan bantuan perekat atau material pembantu lainnya.

Dental Implant

Gigi Implan (Dental Implants) adalah gigi yang terbuat dari bahan titanium berteknologi tinggi yang berfungsi sebagai pengganti akar gigi asli yang hilang. Titanium digunakan karena secara biologis titanium adalah bahan yang dapat beradaptasi dengan tubuh manusia. Gigi implan (Dental Implants) dapat digunakan untuk menggantikan satu atau seluruh gigi yang hilang.

Melalui operasi, gigi implan diletakkan di dalam tulang rahang yang berfungsi sebagai jangkar bagi gigi pengganti. Setelah terbentuk ikatan antara gigi implan dan tulang rahang, gigi implan dapat menjadi penyangga yang kokoh untuk crowns (makhota buatan), bridge (protesa gigi jembatan), ataupun gigi palsu. Umunya biomaterial yang digunakan pada dental implant ini adalah Al₂O₃, Hidroxyapatite, HA coating, bioactive glasses, endodontic glasses, Ca(OH)_2.

Prosedur ini dapat menggantikan satu atau banyak gigi tanpa mempengaruhi gigi di sebelahnya dan dapat menjadi solusi jangka panjang bagi orang yang kehilangan seluruh giginya.^[7]

Keuntungan dari sebuah implan adalah

1. Tidak perlu ada dua gigi untuk dijadikan penangga.
2. Tidak perlu ada pekerjaan pemangkasan gigi untuk memasang mahkota.
3. Hanya mengganti gigi yang hilang.
4. Bisa dipasang untuk menggantikan beberapa gigi yang hilang. Tidak ada batasan rentang asalkan kesehatan pasien dan tulang rahang baik.
5. Gigi mirip seperti gigi asli.

Kendati demikian sistem implan ini juga memiliki kelemahan.

1. Biaya lebih mahal.
2. Waktu pemasangan relative lebih lama.
3. Biaya tidak ditanggung asuransi gigi.
4.  Pasien akan mengalamai rasa ketidaknyamanan dan penyembuhan relative lebih lama sebelum penanaman akar stabil.[8]

(http://martensite67.wordpress.com/2010/05/16/ceramik-biomaterial/)

Sumber:

^[1]Widyastuti. Synthesis and Characterization of Carbonated Hydroxyapatite as Bioceramic Material. 2009.Universitas Sains Malaysia.

^[2]Callister, W.D. Material Science and Engineering an Introduction 7^th Edition-hal. 11

^[3]Callister, W.D. Material Science and Engineering an Introduction 7^th Edition-hal. 413

^[4]http://alitspracticalorthopaedic.blogspot.com/2009/11/material-keramik-sebagai-biomaterial.html

^[5]Process for producing a bioceramic composite material containing natural bone material on an alumina substrate, Ruey – Mo Lin; Nan – Chung Wu, Kuang – Hsing Liu, all of Tainan, Taiwan. Patent Number : 5,783,248. United States Patent.

^[6]Farhan Chowdury, dkk. Ceramic,Glass, Metallic Biomaterials, November 30, 2006.

^[7]http://www.specialistdentalgroup.com/in/pelayanan/impan_gigi_konvensional.php

^[8]http://jongjava.com/web/kuliner/494