Week 3:
Biomaterial rentan tjd periodic stress, abrasi dan penekukan.Reaksi elkim krn menempati lingkungan
ionic dan aqueous. Tjd korosi pd biomat krn penyerapan adsoprsi protein. Sel dpt mengeluarkan agen
pengoksidasi shg memakan material. Bakteri dan jamur bisa meningktakn degradasi dan laju korosi.
Topik Degradasi biomaterial :
1. Penyebab hilagnya integritas material shg merubah fungsinya
2. Efek produk degradasi thd lingkungan biologi
1. Pre-implant degradasi:
• Fabrikasi, handling, dan storage
• Sterilisasi (UV, iradiasi)
2.
Post-implant degradasi:
• Bulk material menyerap komponen terlarut ( air, ion protein, lipids
• Cell adhere
• Foreign body capsule
Degadrasi Logam : selain logam inert rentan engalami korosi
(SBF = lingkungan tubuh manusia)
Masalah logam inert: 1 inflamasi 2. Pembentukan trombus 3 stress shielding 4. 5. Menghalangi
pertumbuhan tulang pd anak kecil
1. Aqueous corrosion: reaksi anoda adalah peluruhan Fe sdgkan di katoda reaksi meyesuaikan
lingkungannya
Korosi di biologi env’
1. Galvanic korosi krn perbedaan potensial dua material yg menempel
2. Pitting = korosi lokal, tjd di lapisan oksida yg bolong
3. SCC, krn beban
4. Korosi intergranular (batas butir), batas butir memiliki energi yg lbh tinggi shg akan mjd anoda
5. Selective leaching, logam dg potensial oksidasi tinggi akan meluruh duluan
6. Fretting korosi, (friksi dan erosi) yg tjd di lapisan oksida
7. Korosi celah crevice, 2 metal yg disambung dg sekrup (lokal)
Pitting = biasa tdj di hip implant
Crevice = di bone plates dan screw
Contoh lain dpt dilihat di ppt
Lingkungan in Vivo - ada di ppt
Pengaruh ion2 pd fluida : Ca dan Mg2+ menurunkan laju korosi krn membentuk presipitat, lalu akan
menghambat reduksi katoda.
Faktor biologi yg mempengaruhi korosivitas
• O2 tinggi korosi tinggi, anoda=katoda
• Adaya inflamasi/infeksi pH akan turun, korosi makin bertambah
• Yg lain ada di ppt
Pengaruh korosi dlm in vivo env : sensitisasi imun speeti alergi akibat Ni dan Cr, wear debris, kehilangan
integritas, metal ion toxicity, karsinogen
Di tubuh yg plg banyak tjd korosi erosi 41%
Degradasi polimer, dipengaruhi oleh monomer, MW, MW distribution
Berupa pemutusan rantai mjd oligomer/monomer/ low MW lain
Dipengaruhi oleh: pemutusan rantai oleh oksidasi, termal, hidrolisi (krn lingkungan) di permukaan
maupun bulk
Molecular dan structure
• Kristalin higher hidrolisis lower. Porosity naik Hidrolisis naik
• Hidrofobik higher, hidrolisiS low
• Higher MW, hidrolisis low
Contoh biomaterial polimer
Anhydrite gampang luruh untuk drug delivery
Uretan: susah terdegradasi/slow hidrolisis. sbg pelapis pompa jantung
Dll di ppt
Laju hidrolisis anhidrid>ester>amide>eter
Faktor biologi yg mempengaruhi hidrolisis: pH, hidrolases (enzim yg mengkatalisis hidrolisis)
Konsekuensi : integritas hilang dan menimbulkan karsinogen/toxicity
Biomaterial keramik
Dibagi 4 = Iinert, bioactive, nearly inert pororus hidroksi apatit, absorbable/degradable
Degradasi = chemical breakdown bulk material nya, dipicu krn 3
1. Physiochemical disolusi
2. Physical disintegration into small particle at grain boundaries
3. Faktor biologi, spt phagocytosis
Osteoklas, yaotu sel yg akan memakan fragment implan kmudian di metabolis dan disebut osteoklas
formation
Biodegradasi kemarik Ca Pphospat meningkat dengan:
1. Rasio Ca/P berkurang
2. Luas area bertambah ( powders>porous solid> dense solid)
3. Dll di ppt