Analisis Pengaruh Rasio Hexamethylene Diisocyanate/Polycaprolactone Terhadap Sifat Mekanik dan Biokompatibilitas Pada Komposit Biodegradable Poliuretan Untuk Aplikasi Injectable Bone Cement Scaffold

Dermawan, Mochammad Yozy (2023) Analisis Pengaruh Rasio Hexamethylene Diisocyanate/Polycaprolactone Terhadap Sifat Mekanik dan Biokompatibilitas Pada Komposit Biodegradable Poliuretan Untuk Aplikasi Injectable Bone Cement Scaffold. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511940000139-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (27MB) | Request a copy

Abstract

Fraktur tulang akibat osteoporosis adalah komplikasi yang sering terjadi pada individu dengan kondisi osteoporosis. Penanganan yang umum digunakan yaitu dengan metode injectable bone cement dengan bahan polymethylmethacrylate (PMMA). Namun, secara klinis teknik ini memiliki beberapa kekurangan. Untuk mengatasi kekurangan dari teknik ini, dikembangkan banyak alternatif, salah satunya adalah biodegradable injectable bone cement. Oleh karena itu, scaffold dimodifikasi dengan bahan yang dapat memberikan persyaratan yang dibutuhkan. Dalam penelitian ini, digunakan biodegradable poliuretan (PU) dan β-Tricalcium phosphate (β-TCP). Pada penelitian ini, PU disintesis dari hexametylene diisocyanate (HDI) dan polycaprolactone (PCL). HDI digunakan sebagai isosianat pembentuk segmen keras, sedangkan PCL digunakan sebagai poliol pembentuk segmen lunak. PU digunakan karena memiliki biokompatibilitas dan biodegradabilitas yang baik. β-TCP akan menambah kekuatan dan ketahanan scaffold serta membuat laju degradasi meningkat. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh rasio HDI : PCL terhadap injectability, morfologi (SEM-EDX), sifat mekanik (uji tekan), biodegradabilitas (weight loss) dan biokompatibilitas (MTT assay) untuk aplikasi injectable bone cement scaffold. Variasi rasio HDI : PCL yang digunakan yaitu 2 : 1, 4 : 1, 6 : 1 dan 8 : 1 dengan persentase berat β-TCP sebesar 20%wt. Penambahan rasio HDI terhadap morfologi dapat menurunkan persentase area porositas sebesar 5 – 14%. Dari pengujian injectability didapatkan bahwa semua sampel dengan penambahan rasio HDI menunjukkan kemampuan inject yang memenuhi kriteria yaitu sebesar 22,5 – 65,7 N (standar inject yaitu < 64 N). Hasil dari pengujian tekan berbanding lurus dengan persentase area porositas. Semakin kecil persentase area porositasnya maka kekuatan dan modulus tekan akan meningkat. Dari hasil yang didapatkan hampir semua sampel masuk dalam range kriteria sifat mekanik. Kemudian pada pengujian biodegradabilitas hingga 14 hari menunjukkan bahwa peningkatan HDI akan memperlambat proses degradasi sebesar 7 – 8%. Selain itu, hasil pengujian biokompatibilitas menunjukkan nilai viabilitas sel sebesar 62,39 – 87,76% dengan kategori sedikit toksik.
=======================================================================================================================================
Bone fracture due to osteoporosis is a complication that often occurs in individuals with osteoporosis. The treatment that is commonly used is the injectable bone cement method with polymethylmethacrylate (PMMA) material. However, clinically this technique has some drawbacks. In this study, biodegradable polyurethane (PU) and β-Tricalcium phosphate (β-TCP) were used. In this study, PU was synthesized from hexametylene diisocyanate (HDI) and polycaprolactone (PCL). PU is used because it has good biocompatibility and biodegradability. β-TCP will increase the strength and durability of the scaffold and increase the rate of degradation. This study aims to analyze the effect of HDI : PCL ratio on injectability, morphology (SEM-EDX), mechanical properties (compression test), biodegradability (weight loss) and biocompatibility (MTT assay) for injectable bone cement scaffold applications. Variations in the HDI : PCL ratio used were 2 : 1, 4 : 1, 6 : 1 and 8 : 1 with a weight percentage of β-TCP of 20% wt. The addition of the HDI ratio to morphology can reduce the percentage of porosity areas by 5 – 14%. From the injectability test it was found that all samples with the addition of the HDI ratio showed the ability to inject that met the criteria, namely 22.5 – 65.7 N (inject standard was <64 N). The results of the compression test are directly proportional to the percentage of porosity areas. The smaller the percentage of porosity area, the compressive strength and modulus will increase. From the results obtained, almost all samples fall within the range of mechanical properties criteria. Then the biodegradability test for up to 14 days showed that an increase in HDI would slow down the degradation process by 7-8%. In addition, the results of the biocompatibility test showed a cell viability value of 62.39 – 87.76% in the slightly toxic category.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	β-Tricalcium Phosphate, Injectable Bone Cement, Komposit, Poliuretan, β-Tricalcium Phosphate, Composite, Injectable Bone Cement, Polyurethane
Subjects:	R Medicine > RD Surgery > RD130 Artificial organs; Prosthesis
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mochammad Yozy Dermawan
Date Deposited:	24 Jul 2023 15:11
Last Modified:	24 Jul 2023 15:11
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99188

Actions (login required)

View Item