Aplikasi Keramik Maju: Bioceramics

Biomaterial adalah material sintetis yang menghasilkan aktivitas biologi spesifik dan fungsi tertentu pada lingkungan biologis tanpa merusak dirinya sendiri maupun lingkungannya. Biomaterial membutuhkan kombinasi sifat-sifat tertentu, seperti kekuatan mekanik, ketahanan kimia, aktivitas biokimia, dan biokompatibilitas. Bioceramics dapat memenuhi sifat-sifat tersebut, dengan aplikasi yang cocok pada jaringan keras pada tubuh hewan ataupun manusia seperti tulang dan gigi yang memiliki kekerasan, kekuatan, dan modulus elastis yang tinggi. Terdapat tiga tipe material biokompatibel, yaitu:

  1. Bio-inert dan bio-tolerant materials (Al2O3, ZrO2)

Bentuk yang disinter dari Al2O3, ZrO2, dan zirconia toughened alumina digunakan secara luas sebagai implan bio-inert (contohnya hip and knee joints ). Keuntungannya adalah sifatnya yang inert dan biokompatibilitas yang baik, sedangkan kekurangannya adalah pelekatan yang kurang pada jaringan sekitarnya dan kemungkinan terjadi loosening dari prostesis tersebut.

  1. Bio-active materials (HAp, 45S5 Bioglass )

Contohnya adalah HAp yang digunakan sebagai butiran atau bentuk yang disinter untuk pertumbuhan jaringan in-vivo . Contoh lainnya yaitu Bioglass-45S5 yang ketika dipanaskan, mengalami perubahan struktur yang akhirnya terjadi kristalisasi Na2CaSi2O6 pada suhu 600oC. Sifat mekanis yang rendah dan kemampuan mesinnya yang kurang membatasi aplikasinya untuk bahan gigi. Penguatan partikel pada bioglass dilakukan dengan bubuk Ti, atau dengan Si3N4 atau Y-PSZ yang akan meningkatkan kekuatan dan juga ketangguhan frakturnya.

  1. Bioresorbable materials (TCP, bone cement )

Contohnya adalah material berbasis kalsium fosfat, aplikasinya pada drug delivery , implan mata, coating berpori pada implan logam, perbaikan tulang yang rusak atau sakit, dan lain-lainnya.

Berikut adalah beberapa sifat-sifat mekanis penting dari bioceramics:
image

Bioceramics semakin banyak digunakan sebagai prostesis, seperti ortopedi dan implan gigi. Contohnya yaitu keramik kaca yang diperkuat leucite telah digunakan untuk implan gigi. Zirkonia tetragonal dan alumina telah digunakan sebagai kepala femoralis dalam penggantian pinggul total, di mana zirkonia memiliki kekuatan dan ketangguhan yang tinggi dan alumina memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Selain itu, nanokomposit alumina-zirkonia juga terus dikembangkan untuk prostesis sendi. Nanokomposit ini dapat berfungsi pada beban yang dua kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan ZrO2 maupun Al2O3.

Referensi:

Saya mau ebrtanya, Apakah penggunaan bio ceramics ini hanya digunakan dalam bidang kesehatan saja? Apakah ada yang lain sejauh ini? Terima kasih