Judul: IPB (Bogor Agricultural University)
Abstrak: Implan berbahan dasar biomaterial terdegradasi telah banyak diteliti selama beberapa dekade sebagai implan ortopedik. Beberapa biomaterial terdegradasi yang paling diminati adalah implan berbahan dasar magnesium dan besi. Besi merupakan material yang masih diperdebatkan penggunaannya baik sebagai implan tulang ataupun sebagai stent pembuluh darah. Namun demikian, beberapa penelitian menyatakan bahwa material ini memiliki potensi untuk digunakan sebagai biomaterial terdegradasi. Meskipun telah banyak penelitian yang dilakukan terhadap material besi, namun efek jangka panjang material ini terhadap tubuh masih belum diketahui dengan pasti. Penelitian ini dibagi menjadi dalam tiga tahap yaitu karakterisasi material, pengujian in-vitro dan pengujian in-vivo. Seluruh rangkaian penelitian ini telah disetujui oleh Komite Perawatan dan Penggunaan Hewan, Rumah Sakit Hewan Pendidikan, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, Nomor 12- 2015 RSHP FKH-IPB. Karakterisasi material dilakukan menggunakan scanning electron microscope yang disertai dengan energy dispersive spectrometer dan xray diffraction. Pengujian in-vitro sitoksitas dilakukan dengan penghitungan jumlah sel yang dihitung menggunakan hemositometer dan microtetrazolium assay. Pengujian in-vivo dilakukan menggunakan hewan model domba jantan berusia 1-2 tahun. Pengamatan dilakukan selama 9 bulan waktu observasi yang meliputi pengamatan konsentrasi mineral darah (kalsium, fosfor dan besi), profil darah tepi, kimia darah dan diakhiri dengan dengan pengamatan histopatologi pada area fraktur. Karakterisasi material menunjukkan permukaan implan berbahan dasar besi memiliki pori yang lebih besar dan tidak beraturan, serta permukaan yang lebih kasar dibandingkan dengan implan berbahan dasar stainless steel. Permukaan dengan pori yang lebih banyak menyebabkan interaksi antara material implan dengan cairan kultur lebih tinggi sehingga akan menginduksi hasil degradasi material yang lebih cepat. Hal ini menyebabkan viabilitas sel endotel yang digunakan pada uji in-vitro tidak setinggi viabilitas sel dari implan stainless steel. Pada uji in-vivo, penelitian ini menggunakan domba sebagai hewan coba. Delapan ekor domba dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok yang diimplantasi dengan material berbahan dasar besi dan stainless steel. Pada pengukuran konsentrasi besi menunjukkan bahwa konsentrasi besi hasil degradasi implan berbahan dasar besi sejalan dengan waktu pengamatan. Implan berbahan dasar besi tidak menunjukkan perubahan jumlah eritrosit, konsentrasi hemoglobin, persentase hematokrit, serta jumlah trombosit yang berarti sebagai efek dari hemolisis serta persembuhan tulang post implantasi. Hal ini dikarenakan besi merupakan salah satu komponen penyusun eritrosit. Implan berbahan dasar besi menunjukkan reaksi inflamasi yang lebih tinggi dilihat dari profil leukosit pada beberapa periode dibandingkan dengan implan stainless steel meskipun nilainya tidak signifikan. Hal ini dipengaruhi oleh permukaan implan yang lebih kasar. Hasil degradasi sejalan dengan lamanya periode implantasi dan persembuhan tulang. Implan berbahan dasar besi tidak menunjukkan perubahan yang signifikan pada pemeriksaan enzim hati. Sementara pengamatan terhadap fungsi ginjal menunjukkan hasil yang lebih beragam, meskipun perubahan tersebut masih dapat ditoleransi oleh fungsi ginjal. Kreatinin tidak hanya berhubungan dengan fungsi ginjal, namun juga masa otot skeletal dan densitas tulang. Pada pemeriksaan tulang tibia secara histopatologis terlihat adanya vaskularisasi dan osteosit muda yang berkembang pada kedua kelompok implan dan tidak terjadi perbedaan yang signifikan. Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat disimpulkan bahwa material berbahan dasar besi tidak menginduksi reaksi hemolisis dan inflamasi yang berlebihan. Implan berbahan dasar besi juga tidak menginduksi penurunan fungsi organ hati dan ginjal, serta respon lokal dari area implantasi yang berlebihan. Oleh sebab itu, implan berbahan
Keyword: implan besi, degradasi, fraktur, in-vitro, in-vivo

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

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: