Judul: In vitro and In vivo Study of MgZn-xHA  Composites as Biodegradable Orthopedic Implant Materials
Abstrak: Implan ortopedi digunakan sebagai perlengkapan internal untuk membantu penyembuhan tulang yang mengalami cedera baik akibat trauma maupun penyakit. Logam yang dapat terdegradasi seperti magnesium (Mg) berpotensi dijadikan sebagai implan ortopedi. Kelemahan utama dari Mg dan paduannya adalah laju korosi dan pembentukan gas hidrogen yang terlalu cepat. Metode yang umum digunakan untuk mengendalikan laju korosi Mg adalah dengan membuat paduan. Salah satu bahan yang sering dipadukan dengan Mg adalah seng (Zn). Pada penelitian ini ditambahkan juga hidroksiapatit (HA) pada paduan Mg dan Zn sehingga terbentuk komposit MgZn-xHA. Campuran HA terhadap paduan diharapkan dapat meningkatkan sifat bioaktif dari implan dan memperlambat laju degradasi implan. Hal penting yang menentukan suatu implan bisa diaplikasikan secara klinis adalah derajat biokompatibilitas. Biokompatibilitas adalah kemampuan implan untuk dapat diterima dalam tubuh inang dan tidak memiliki efek yang merugikan. Pada penelitian ini dilakukan pengujian terhadap komposit MgZn-xHA baik secara in vitro maupun in vivo. Data yang diperoleh dapat dijadikan sebagai parameter untuk mengevaluasi reaksi sel dan tubuh inang terhadap implan. Salah satu pengujian in vitro yang dapat dilakukan untuk melihat sifat toksisitas dari suatu material implan adalah dengan uji microculture tetrazolium (MTT). Hasil uji MTT menunjukkan komposit MgZn-xHA memiliki persentase viabilitas sel yang besar yaitu lebih dari 90%, sehingga digolongkan sebagai material yang bersifat tidak sitotoksik. Komposit MgZn-7HA memiliki persentase viabilitas sel yang paling baik diantara semua bahan implan, bahkan lebih baik dibandingkan stainless steel yang umum digunakan sebagai implan ortopedi. Pengujian in vivo dilakukan pada 42 ekor tikus jantan jenis Sprague Dawley. Tikus dibagi menjadi 7 kelompok dan diterminasi pada hari ke-3, ke-5, dan ke-7 dalam implantasi fase akut. Kelompok tersebut adalah sham (kontrol tanpa implan), SS316L, Mg, MgZn, MgZn5HA, MgZn7HA, dan MgZn9HA. Pengamatan terhadap perubahan makropatologi jaringan sekitar area implantasi menunjukkan bahwa komposit MgZn-xHA tidak menyebabkan respon inflamasi yang berlebihan terhadap jaringan sekitar implan. Evaluasi terhadap makromorfologi dan laju korosi implan menunjukkan bahwa komposit MgZn-xHA memiliki ketahanan terhadap korosi yang lebih baik daripada paduan MgZn atau Mg murni. Pengambilan darah untuk pemeriksaan hematologi dilakukan pada semua kelompok tikus praimplantasi dan pascaimplantasi pada hari ke-3, 5, dan 7. Secara umum, jenis material yang diimplankan tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata (p<0.05) terhadap profil sel darah merah dan sel darah putih. Hal ini menunjukkan bahwa komposit MgZn-xHA selama masa 7 hari implantasi tidak menginduksi reaksi yang berlebihan pada sel darah merah dan sel darah putih, sehingga mempunyai potensi untuk dijadikan sebagai bahan implan ortopedi. Implan berbahan dasar magnesium menghasilkan gas hidrogen ketika terdegradasi di dalam tubuh. Pengamatan gas yang terbentuk dilakukan dengan metode radiografi. Pengambilan radiografi dilakukan praimplantasi, hari ke-1, 3, 5, dan 7 pascaimplantasi. Evaluasi gas yang terbentuk pada area implan menunjukkan bahwa kelompok sham dan SS316L tidak membentuk gas sama sekali pada semua waktu pengamatan. Gas yang terbentuk dari komposit MgZn-xHA lebih kecil dibandingkan dengan paduan MgZn dan Mg murni. Hal ini membuktikan bahwa penambahan Zn dan HA dapat menurunkan laju pembentukan gas pada implan berbahan dasar Mg. Komposit MgZn-xHA dapat terdegradasi dalam tubuh dan menghasilkan produk korosi berupa mineral Mg, Zn, Ca dan P. Konsentrasi Mg, Zn, Ca, dan P dalam serum darah, urin, feses, dan rambut
Keyword: acute implantation, in vitro, in vivo, MgZn-xHA composites, orthopedic implants