Implan tulang merupakan alat kesehatan yang digunakan untuk memperkuat struktur tulang yang ada atau menopang struktur tulang yang cedera. Di Indonesia, 90% implan merupakan hasil impor. Oleh karena itu, mengingat tingginya kebutuhan implan di Indonesia, pengembangan implan tulang merupakan isu yang krusial dalam pengembangan implan dalam negeri. Implan ortopedi dibuat dari berbagai bahan, termasuk polimer, keramik, logam, dan komposit. Modifikasi permukaan implan diperlukan untuk mendapatkan sifat dan kinerja implan yang baik bagi tubuh.
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja implan adalah metode anodisasi. Metode ini merupakan metode yang paling mudah untuk memodifikasi ketebalan, komposisi, dan morfologi lapisan oksida logam. Metode anodisasi adalah oksidasi logam yang dilakukan pada elektrolit tertentu dengan menghasilkan medan listrik pada antarmuka logam/elektrolit. Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah logam ELI (Extra Low Intertitial) Ti-6Al-4V sebagai anoda yang akan dilapisi TiO2 dengan metode anodisasi. Lembaran aluminium foil juga digunakan sebagai katoda.
Elektrolit yang digunakan adalah 2 g trinatium fosfat dodekahidrat yang diberi dari Merck, yang mula-mula dilarutkan dalam 1000 mL aquadest. Kawat titanium 28 AWG 0,3 mm dan alligator clip juga digunakan sebagai pendukung logam ELI Ti-6Al-4V dan aluminium foil selama proses anodisasi. Sumber tenaga listrik diperoleh dari DC Power Supply WANPTEK tipe NPS 1203W 120V/3A. Selain itu, larutan Simulated Body Fluid (SBF) digunakan sebagai elektrolit selama analisis polarisasi potensio dinamik untuk menyelidik laju korosi bahan logam ELI Ti-6Al-4V anodisasi.
Metode anodisasi dilakukan pada larutan elektrolit Na3PO4 (larutan basa). Dalam hal ini spesimen Ti-6Al-4V mendapatkan pre-treatment untuk membuat permukaan implan mengkilat sehingga warna anodisasi yang dihasilkan dapat terlihat jelas. Proses pre-treatment ini menggunakan logam ELI Ti-6Al-4V yang sebelumnya dipoles menggunakan langsol atau batu hijau hingga diperoleh permukaan seperti cermin. Larutan yang digunakan untuk anodisasi adalah larutan Trisodium Fosfat dengan konsentrasi) 0,02M volume 250mL. Katodanya adalah aluminium foil, dan anodanya adalah spesimen Ti-6Al-4V. Proses anodisasi dilakukan dalam waktu 30 detik untuk setiap sampel, parameter variabelnya adalah tegangan anodisasi. Anodisasi dilakukan pada rentang tegangan 15-75 V, dan dengan tahapan 15 V.
Pembentukan film oksida anodik pada paduan ELI Ti-6Al-4V dalam larutan elektrolit trisodium fosfat (Na3PO4) 0,02 M menggunakan berbagai tegangan diselidiki. Warna yang dihasilkan dari anodisasi, intensitas kandungan TiO2, dapat diubah dengan mudah dengan mengubah tegangan yang diberikan. Semakin tinggi tegangan yang diberikan pada proses anodisasi maka semakin tebal lapisan titanium oksida yang terbentuk. Analisis ketahanan korosi pada SBF menunjukkan bahwa spesimen non-anodisasi menunjukkan laju korosi yang lebih tinggi dibandingkan dengan spesimen anodisasi. Peningkatan ketebalan lapisan oksida menyebabkan penurunan laju korosi secara signifikan dan akibatnya meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Selain itu, sampel anodisasi mencapai ketahanan korosi tertinggi pada 15 V.
Selama proses anodisasi, setiap tegangan menghasilkan warna yang berbeda. Berdasarkan proses anodisasi diperoleh warna coklat keemasan, biru tua, biru muda, kuning, dan kuning keemasan yang dihasilkan masing-masing dari tegangan 15, 30, 45, 60, dan 75 V. Berdasarkan perbandingan data-data yang ada, semakin tinggi tegangan yang diberikan selama proses anodisasi, maka semakin tebal lapisan oksida yang terbentuk pada spesimen titanium.
Tegangan yang lebih tinggi pada proses anodisasi menghasilkan peningkatan lapisan oksida, yang menyebabkan peningkatan massa yang diproduksi. Selain itu berdasarkan analisis potensiodinamik diperoleh bahwa peningkatan tegangan atau arus mengakibatkan laju korosi semakin tinggi. Peningkatan tegangan anodisasi akan meningkatkan ketebalan film oksida, sehingga meningkatkan kandungan TiO2 yang diendapkan pada anoda Ti-6Al-4V. Analisis ketahanan korosi pada SBF menunjukkan bahwa spesimen non-anodisasi menunjukkan laju korosi yang lebih tinggi dibandingkan dengan spesimen anodisasi.
Peningkatan ketebalan lapisan oksida sebesar 92% (60,595 nm) menyebabkan penurunan laju korosi yang signifikan. Ketahanan korosi meningkat (laju korosi menurun) seiring bertambahnya ketebalan lapisan. Oleh karena itu, pada penelitian selanjutnya, implan Ti-6Al-4V ELI yang dianodisasi pada penelitian ini akan dievaluasi lebih lanjut dengan membandingkannya dengan elektrolit lain seperti hidroksida, asam organik, asam sulfat, dan elektrolit garam anorganik ramah dalam berbagai konsentrasi.
Penulis: Dr. Heri Suroto, dr. Sp.OT(K)
Judul Jurnal: Surface Coating Effect on Corrosion Resistance of Titanium Alloy Bone Implants by Anodizing Method, https://ijtech.eng.ui.ac.id/article/view/6146
