4.1 Desain Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorik dengan uji perendaman dalam cairan fisiologis terhadap magnesium ECAP untuk mengetahui proses biodegradasi.
4.2 Tempat Penelitian
Pemrosesan ECAP dan pemeriksaan struktur mikro terhadap magnesium dilakukan pada Laboratorium Metalurgi FTUI. Pemeriksaan spektrometri dilakukan pada Laboratorium Analisis Farmasi Fisikokimia Sekolah Farmasi ITB.
4.3 Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan pada bulan Agustus-September 2012
4.4 Sampel Penelitian
Sampel yang digunakan didapatkan berdasarkan penelitian Karayan, dkk (2011) yang berasal dari magnesium murni dengan diameter 12 mm dan ketebalan 40 mm yang telah melalui proses ECAP dengan menggunakan die dengan sudut internal 120o dan sudut tepi 20o. Pressing dilakukan sebanyak 6 kali dengan plunger speed 0,1 mm/dtk pada suhu 3000C, dan rotasi 450 searah jarum jam.
Spesimen kemudian dipotong dengan ketebalan 2 mm dan dipoles menggunakan 1000 grid SiC paper dan ethanol untuk membersihkan permukaan.
Besar sampel berdasarkan standar ASTM G31-72 standard practice for laboratory immersion corrosion testing of metals dengan minimal menggunakan dua sampel dalam setiap waktu perlakuan. Pada penelitian ini akan menggunakan dua spesimen magnesium ECAP pada setiap waktu perlakuan. Dalam setiap waktu perlakuan spesimen akan ditimbang, kemudian pada larutannya akan
23
Universitas Indonesia dilakukan dua kali pengambilan sampel larutan untuk pemeriksaan spektrometri pelepasan ion Mg.
Gambar 4.1 Proses pembuatan spesimen melalui proses ECAP
Pada penelitian ini digunakan satu sampel magnesium murni pada setiap waktu perlakuan sebagai kontrol. Pada pemeriksaan struktur mikro juga akan digunakan satu sampel magnesium ECAP pada hari ke-1,3,7, dan 14 waktu perendaman.
Kriteria inklusi pada penelitian ini adalah spesimen dengan diameter 12±0,5mm, ketebalan 2±0,2mm, dan berat 300±10mg. Sedangkan untuk kriteria eksklusi adalah spesimen dengan permukaan yang tidak rata seperti adanya celah atau retakan.
4.5 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah die dengan sudut internal 120o dan sudut tepi 20o, universal testing machine merk tarnogrocke, diamond disc cutter, polishing instrument dengan 1000 grid SiC paper dan ethanol, Mesin bubut merk Maruto, Conical tube polypropylene merk Blue Max, benang silk 3-0 merk Mersilk, plastik wrapping, larutan DMEM merk Gibco, pH meter merk Ezdo, inkubator merk Tesena, larutan kromium trioksida (CrO3), larutan perak nitrat (AgNO3), larutan barium nitrat (Ba(NO3)2), aquades, alat desikator merk Robusta dengan silika gel, alat timbangan merk DIGI, mikroskop
24
Universitas Indonesia cahaya merk Olympus, alat atomic absorption spectrometer (AAS) merk SpectrAA dengan lampu magnesium.
4.6 Cara Kerja
4.6.1 Proses perendaman spesimen
Perendaman spesimen dilakukan dengan berdasarkan pada standar ASTM G31-72 standard practice for laboratory immersion corrosion testing of metals, yaitu dengan merendam spesimen dalam larutan DMEM dengan volume 50mL (dengan perbandingan volume-permukaan rasio 0.2mL/mm2) dan pH 7. Tujuannya adalah dengan mensimulasikan reaksi biokimia dari magnesium pada kondisi fisiologis tubuh manusia. Suhu pada larutan tersebut dikontrol pada suhu 37 ˚C dengan menggunakan inkubator. Derajat keasaman (pH) akan diukur setiap 24 jam menggunakan pH-meter yang dikalibrasi, dan akan disesuaikan pada angka 7,0 dengan penambahan HCl/NaOH pekat. Kemudian spesimen direndam selama 1, 2, 3, 5, 7, dan 14 hari. Setelah melewati masa perendaman yang ditentukan, spesimen diperlakukan sesuai dengan standar ASTM G1-03 standard practice for preparing, cleaning, and evaluating corrotion test specimens. Spesimen akan direndam pada suhu 25 oC selama 1 menit dengan menggunakan larutan dengan komposisi 10g kromium trioksida (CrO3) dan 500mg perak nitrate (AgNO3), dan 1g barium nitrat (Ba(NO3)2) dalam aquades hingga memiliki volume 50mL untuk menghilangkan produk korosi yang menempel pada permukaan, kemudian spesimen dikeringkan dengan menggunakan desikator dan ditimbang hingga tercapai bobot tetap. Larutan hasil rendaman dan larutan hasil bilasan produk korosi disimpan dalam wadah terpisah untuk dilakukan analisis secara spektrometri. Untuk keperluan pemeriksaan struktur mikro, pada sampel tidak dilakukan tindakan pembersihan produk korosi pada permukaan, hal ini dikarenakan dapat merubah bentuk struktur permukaan.
25
Universitas Indonesia
Gambar 4.2 Spesimen diletakan pada inkubator
4.6.2 Pemeriksaan Weight loss
Pengukuran tingkat weight loss dilakukan berdasarkan pada standar ASTM G31-72 standard practice for laboratory immersion corrosion testing of metals, dengan pencatatan tingkat weight loss merupakan rerata dari 2 sampel pada setiap perlakuan. Penimbangan akan dilakukan menggunakan timbangan analitik dengan ketepatan hingga 10-4 gram. Laju degradasi dihitung sebagai berat per area yang terpapar per waktu dan dikonversi menjadi thickness loss rate dalam satuan mm/tahun.
4.6.3 Pemeriksaan Spektrometri
Analisis secara spektrometri dilakukan dengan menggunakan atomic absorption spectrometer (AAS) terhadap larutan hasil perendaman spesimen magnesium ECAP, ditambahkan hasil bilasan produk korosi spesimen, sehingga dapat dihitung total konsentrasi ion magnesium yang terlepas. Pada setiap sampel penelitian dalam satu waktu perendaman tertentu akan dilakukan dua kali pengukuran, sehingga akan didapatkan total dua puluh empat data hasil pengukuran spektrometri pada magnesium ECAP, dan enam data hasil pengukuran spektrometri pada magnesium murni sebagai kontrol.
Setelah didapatkan tingkat pelepasan ion magnesium, maka akan dilanjutkan dengan pengukuran laju biodegradasi dengan menggunakan persamaan Liu dan Zeng (2011) serta pengukuran evolusi gas hidrogen yang dihasilkan dengan menggunakan persamaan kimia stoikiometri.
26
Universitas Indonesia
Gambar 4.3 Proses Pemeriksaan Spektrometri
4.6.4 Pemeriksaan struktur mikro
Pemeriksaan pola biodegradasi dilakukan dengan pemeriksaan struktur mikro.
Spesimen dipotong dalam arah potong melintang menggunakan pemotong disk intan. Spesimen kemudian di-etching dan dilekatkan pada palet, setelah itu dilakukan rekaman mikrofoto dengan menggunakan mikroskop cahaya dengan pembesaran 500x untuk melihat gambaran struktur mikro dari spesimen.
4.7 Analisis data
Data penelitian dicatat dan dikumpulkan sebagai data primer. Data yang diperoleh, dianalisis secara deskriptif untuk menentukan rata-rata dan simpang baku. Distribusi data awal diuji dengan menggunakan uji Shapiro-Wilk, karena jumlah data kurang dari 50, data disebut normal bila nilai probabilitas lebih dari 0,05. Apabila memiliki distribusi data normal maka akan dilakukan uji hipotesis menggunakan uji parametrik t-test independen, apabila hasil penelitian memiliki distribusi data tidak normal maka uji hipotesis akan menggunakan uji non-parametrik, yaitu uji Mann-whitney. Sebelum dilakukan uji hipotesis terlebih dahulu dilakukan uji outlier dengan metode nalimov untuk menghilangkan data pencilan.28 Komputasi dilakukan dengan program SPSS versi 17.0 dan derajat kemaknaan ditentukan pada P < 0.05.
27
Universitas Indonesia 4.8 Masalah Etika Penelitian
Penelitian ini telah dinyatakan lolos etik oleh Komisi Etik Penelitian Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Indonesia.
4.9 Alur Penelitian
28 Universitas Indonesia BAB 5