Mahasiswa Program Magister Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin dan Industri (DTMI) UGM, Ajie Prasojo, melaksanakan ujian tesis yang mengangkat inovasi material biomedis berjudul “Pengaruh Tekanan Kompaksi Terhadap Struktur Pori dan Sifat Mekanis Material Berpori SS316L yang Difabrikasi Menggunakan Metode Space Holder”. Penelitian ini berfokus pada pengembangan biomedical bone scaffold berbahan stainless steel 316L (SS316L) sebagai solusi rekayasa jaringan tulang, khususnya untuk mengatasi permasalahan stress shielding pada implan tulang.
Latar belakang penelitian ini berangkat dari meningkatnya kasus bone fracture akibat trauma, penyakit degeneratif, dan proses penuaan. SS316L dikenal luas memiliki biokompatibilitas dan kekuatan mekanik yang baik, namun perbedaan sifat mekanisnya dengan tulang alami dapat menimbulkan ketidaksesuaian beban. Untuk itu, Ajie mengembangkan SS316L dalam bentuk material berpori menggunakan space holder method, sehingga sifat mekaniknya dapat lebih mendekati tulang manusia.
Penelitian ini mengkaji pengaruh variasi tekanan kompaksi dan fraksi volume carbamide terhadap morfologi green body, struktur pori, serta sifat mekanis scaffold. Proses fabrikasi dilakukan dengan variasi fraksi volume carbamide sebesar 40, 50, dan 60 vol%, serta tekanan kompaksi yang mendekati dan melebihi yield pressure. Analisis kompaksi dilakukan menggunakan Heckel model untuk menentukan tekanan luluh campuran serbuk SS316L/carbamide. Selanjutnya, space holder dihilangkan melalui teknik water immersing dan proses sintering dilakukan pada suhu 1000 °C selama satu jam.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tekanan kompaksi di bawah atau mendekati yield pressure menghasilkan struktur pori yang lebih teratur, konektivitas yang baik, dan strut yang lebih rapi dibandingkan tekanan di atas yield. Secara mekanis, peningkatan tekanan kompaksi cenderung meningkatkan kekuatan ultimit dan menurunkan modulus elastisitas, meskipun perubahannya tidak signifikan. Sebaliknya, peningkatan fraksi volume carbamide secara nyata meningkatkan porositas dan interkonektivitas pori, namun menurunkan kekuatan mekanik scaffold.
Secara keseluruhan, sifat mekanik material berpori SS316L yang dihasilkan masih berada dalam rentang sifat mekanik tulang cancellous, sehingga berpotensi diaplikasikan sebagai bone scaffold untuk implan dengan beban ringan hingga menengah. Penelitian ini diharapkan dapat berkontribusi pada pengembangan material implan yang lebih aman, fungsional, dan berkelanjutan di bidang kesehatan.
Kontributor: Andhes Puspitalina, S.Hut.
Penyusun: Gusti Purbo Darpitojati, S.I.Kom.
