Analisis Karakteristik dan Performa Injectable Hydrogel Bioactive BHA/Alginate untuk Aplikasi Teknologi Rekayasa Jaringan

Aurelia, Salsa Zulfa (2026) Analisis Karakteristik dan Performa Injectable Hydrogel Bioactive BHA/Alginate untuk Aplikasi Teknologi Rekayasa Jaringan. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6011232005-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Osteoporosis adalah penyakit degeneratif tulang yang menyebabkan penurunan kepadatan dan kekuatan tulang, meningkatkan risiko fraktur, terutama pada wanita pasca-menopause. Salah satu komplikasi yang umum adalah fraktur kompresi vertebra (FKV), yang dapat menyebabkan nyeri dan deformitas progresif. Penanganan FKV sering dilakukan dengan menggunakan injectable bone substitute (IBS) untuk mengisi defek tulang secara minimal invasif. Namun, sebagian besar produk semen tulang di Indonesia masih bergantung pada impor. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan scaffold injectable bone cement berbasis hidroksiapatit-alginat untuk menggantikan produk impor, dengan fokus pada evaluasi injektabilitas, waktu pengerasan, porositas, kekuatan tekan, dan biokompatibilitas. IBS yang dikembangkan dalam penelitian ini menggunakan kombinasi hidroksiapatit dan sodium alginat dengan penambahan crosslinker Glucono Delta Lactone (GDL) dalam tiga variasi rasio: 1:1, 1:1.5, dan 1:2. Dan dengan penggunaan tiga jenis crosslinker berbeda yaitu GDL, CaSO₄, dan CaCO₃. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi 1:1 memiliki injektabilitas terbaik namun dengan kekuatan tekan yang lebih rendah. Variasi 1:1.5 menunjukkan keseimbangan optimal antara injektabilitas dan kekuatan tekan (10.18 MPa), sementara variasi 1:2 menunjukkan kekuatan tekan yang lebih rendah. Waktu pengerasan untuk variasi 1:1 adalah 12 jam, sementara 1:1.5 dan 1:2 lebih cepat (8 jam). Porositas tertinggi ditemukan pada variasi 1:1.5 dan 1:2 (44.41% dan 43.24%), yang mendukung pertumbuhan sel dan regenerasi tulang. Uji MTT Assay menunjukkan viabilitas sel lebih dari 80% untuk semua variasi, menandakan biokompatibilitas yang baik. Hasil penelitian dengan variasi crosslinker menunjukkan bahwa dengan CaCO₃ menghasilkan kekuatan tekan dan setting time yang paling rendah (3,33 MPa dan 48 jam), sedangkan CaSO₄ memberikan hasil akhir yang kurang maksimal dalam waktu pengerasan yaitu 12 jam, dan variasi GDL menunjukkan performa yang paling optimum. Penelitian ini berkontribusi pada pengembangan material bioaktif lokal yang dapat digunakan sebagai alternatif produk impor dalam aplikasi medis, terutama untuk pengobatan osteoporosis dan fraktur kompresi vertebra.
==================================================================================================================================
Osteoporosis is a degenerative bone disease that leads to a reduction in bone density and strength, increasing the risk of fractures, particularly in postmenopausal women. One common complication is vertebral compression fracture (VCF), which can result in pain and progressive deformity. VCF treatment is often carried out using an injectable bone substitute (IBS) to fill bone defects in a minimally invasive manner. However, most bone cement products in Indonesia are still imported. This study aims to develop a hydroxyapatite–alginate-based injectable bone cement scaffold as a substitute for imported products, focusing on the evaluation of injectability, setting time, porosity, compressive strength, and biocompatibility. The IBS developed in this study combines hydroxyapatite and sodium alginate with the addition of Glucono Delta Lactone (GDL) as a crosslinker in three different ratios: 1:1, 1:1.5, and 1:2, as well as a comparison using three different types of crosslinkers: GDL, CaSO₄, and CaCO₃. The results show that the 1:1 ratio exhibited the best injectability but lower compressive strength. The 1:1.5 ratio demonstrated an optimal balance between injectability and compressive strength (10.18 MPa), while the 1:2 ratio resulted in a lower compressive strength. The setting time for the 1:1 ratio was 12 hours, while the 1:1.5 and 1:2 ratios hardened more quickly (8 hours). The highest porosity was found in the 1:1.5 and 1:2 samples (44.41% and 43.24%), supporting cell growth and bone regeneration. The MTT Assay test indicated cell viability above 80% for all variations, confirming good biocompatibility. The results of the crosslinker variation study showed that the use of CaCO₃ produced the lowest compressive strength and the longest setting time (3.33 MPa and 48 hours), while CaSO₄ produced less optimal results, especially in setting time (12 hours). The GDL variation exhibited the most optimal performance overall. This study contributes to the development of local bioactive materials that can serve as alternatives to imported products in medical applications, particularly for the treatment of osteoporosis and vertebral compression fractures.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	alginate, hydroxyapatite, injectable bone substitute, osteoporosis, vertebral compression fracture, alginat, fraktur kompresi vertebra, hidroksiapatit, injectable bone substitute, osteoporosis
Subjects:	Q Science R Medicine > RD Surgery > RD755.6 Bone substitutes.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 27101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Salsa Zulfa Aurelia
Date Deposited:	26 Jan 2026 07:33
Last Modified:	26 Jan 2026 07:33
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/130420

Actions (login required)

View Item