Perbaikan klinis jaringan tulang merupakan tantangan perawatan kesehatan di seluruh dunia. Karena meningkatnya insiden penuaan dan penyakit terkait, kanker, atau kecelakaan lalu lintas. Dalam banyak kasus, koreksi defek tulang sulit dilakukan, dan prostesis ortopedi diperlukan untuk memungkinkan pemulihan fungsional dan meningkatkan biokompatibilitasnya dengan jaringan inang.
Cangkok tulang dengan implan biomaterial telah umum digunakan dalam prostesis ortopedi karena sifat biomedisnya yang unik. Seperti ketahanan spesifik yang tinggi, bobot yang rendah, dan ketahanan korosi yang tinggi, dan kemiripan sifat mekanisnya dengan tulang. Untuk alasan ini, bahan berpori telah dikembangkan untuk memperbaiki masalah yang terjadi pada bahan padat, menawarkan kesamaan yang lebih baik dalam nilai modulus Young dan lebih dekat dengan sifat tulang manusia. Agar bone graft implan tersebut dapat bekerja optimal, maka sifat porositasnya harus memenuhi syarat yang dibutuhkan.
Untuk menentukan porositas objek umumnya digunakan perangkat SEM, microCT atau NMR yang mana persiapan dan pengukurannya memerlukan perangkat mahal dan petugas yang handal untuk mengoperasikan perangkat tersebut. Sprektroskopi impedansi elektrik (EIS) adalah perangkat sederhana yang mampu mengukur impedansi elektrik suatu objek yang mana impedansi elektrik mempunyai kaitan dengan susunan dan penyusun pembangun objek tersebut. EIS telah terbukti sebagai teknologi deteksi yang menjanjikan dengan keunggulan cepat, tidak merusak, murah, dan mudah diimplementasikan serta menunjukkan potensi untuk menggantikan metode tradisional untuk menghemat waktu, biaya, dan tenaga terampil. Pengukuran impedansi elektrik telah lama digunakan dalam teknik biomedis dan terus berkembang berbagai aplikasi lain seperti diagnosis kardiovaskular, diagnosis Osseointegrasi Prostesis Logam, atau analisis gambar 3D untuk mendeteksi anomali medis, seperti kanker.
Oleh karena itu perlu dilakukan perwujudan perangkat spektroskopi impedansi elektrik berbasis modul STEMlab 125-14 dari Red Pitaya yang memiliki masing-masing 2 kanal ADC-DAC 14 bit 125 MS/s dengan prosesor ARM berbasis Field-Programmable Gate Arrays (FPGA) yang cukup handal dengan harga terjangkau.
Pengukuran listrik pada sampel tulang trabekuler sapi menunjukkan korelasi yang sempurna antara sifat listrik dan mekanik. Ada hubungan linier antara permitivitas dielektrik dan mineral tulang kepadatan. Studi yang menggunakan spektroskopi impedansi listrik untuk mengevaluasi tulang meliputi karakterisasi dan pemantauan implan tulang titanium, karakterisasi jaringan tulang, dan pemantauan kemajuan penyembuhan patah tulang setelah osteosintesis. Studi-studi ini menunjukkan bahwa spektroskopi impedansi memiliki potensi luar biasa untuk menilai kualitas tulang.
Penelitian ini mengusulkan impedansi listrik sebagai metode untuk mengkarakterisasi porositas tulang. Menggunakan Penemuan Analog DAQ sebagai EIS, dua elektroda digunakan untuk menentukan porositas tulang. Prosedurnya meliputi proses pemindaian EIS dan analisis komponen kelistrikannya menggunakan model rangkaian CPE(RC). Lima sampel sapi digunakan untuk menunjukkan bahwa EIS metode spektrum dapat digunakan untuk menentukan porositas tulang dengan korelasi yang masuk akal parameter R (R2=0.987, F(1,3)=68.067, p<0.004). dan C (R2=0,994, F(1,3)=94,041, p<0,002). Sedangkan parameter Q (R2=0.922, F(1,3)=22.568, p<0.018) dari CPE dapat menunjukkan kondisi permukaan perancah tulang cancellous sapi.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan pada Sensors and Actuators A: Physical. Berikut ini adalah link dari artikel tersebut:
Khusnul Ain, Alfian Pramudita Putra, Osmalina Nur Rahma, Dyah Hikmawati, Akif Rahmatillah, Che Azurahanim Che Abdullah, 淓lectrical Impedance Spectroscopy as a Potential Tool for Detecting Bone Porosity Sensors and Actuators A: Physical,
Penulis: Osmalina Nur Rahma, S.T., M.Si.
Baca juga: Peran Kader Kesehatan dalam Kesehatan Tulang Lansia
