RRI.CO.ID, Jakarta - Peneliti Ahli Madya Pusat Riset Metalurgi Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN), Aprilia Erryani, mengembangkan inovasi modifikasi permukaan paduan magnesium untuk meningkatkan ketahanan korosi dan fungsi biologis implan biodegradable. Teknologi ini dikembangkan untuk menghasilkan implan medis yang lebih aman, memiliki degradasi terkontrol, serta mendukung proses penyembuhan tulang tanpa memerlukan tindakan operasi lanjutan.

Aprilia menjelaskan, implan medis terbagi menjadi dua kategori, yaitu implan permanen dan implan sementara (biodegradable). Implan permanen digunakan untuk menggantikan atau memperbaiki fungsi tulang dalam jangka panjang.

Sedangkan implan sementara dirancang untuk membantu proses penyembuhan dan akan terurai secara alami setelah fungsi biologisnya tercapai. Magnesium menjadi salah satu material yang potensial untuk aplikasi tersebut karena memiliki sifat mekanik yang mendekati tulang manusia, bersifat biokompatibel, dan mampu terdegradasi secara alami dalam cairan fisiologis tubuh.

Namun, laju korosi magnesium yang terlalu cepat masih menjadi tantangan utama dalam pengembangannya sebagai material implan. “Magnesium memiliki sifat mekanik yang paling mendekati tulang dan biokompatibilitas yang baik, tantangan utamanya adalah laju korosi yang terlalu cepat, terutama pada lingkungan dengan pH rendah, sehingga, diperlukan modifikasi permukaan agar degradasinya lebih terkontrol,” jelas Aprilia, dalam webinar ORNAMAT #90, Selasa 4 Agustus 2026.

Untuk mengatasi tantangan tersebut, penelitian difokuskan pada penerapan multifunctional coating atau pelapisan multifungsi. Teknologi ini tidak hanya berfungsi menghambat korosi, tetapi juga memberikan sifat antibakteri, antiinflamasi, serta kemampuan pelepasan senyawa aktif secara bertahap.

Pendekatan tersebut dilakukan melalui kombinasi berbagai material, seperti keramik, polimer, logam, dan komposit dengan metode pelapisan termal, mekanik, elektrikal, maupun kimia. Strategi ini diharapkan mampu meningkatkan efektivitas implan sekaligus mendukung regenerasi tulang.

Aprilia menyampaikan keberadaan implan di dalam tubuh dapat memicu risiko infeksi bakteri dan respons inflamasi akibat masuknya benda asing melalui prosedur operasi. Oleh karena itu, pelapisan multifungsi dikembangkan untuk menghambat pertumbuhan bakteri sekaligus mengurangi reaksi peradangan selama proses penyembuhan.

Dalam penelitian ini, digunakan paduan magnesium WE43 yang dilapisi hidroksiapatit dan senyawa bioaktif quercetin. Hidroksiapatit dipilih karena memiliki komposisi yang menyerupai mineral penyusun tulang sehingga mampu meningkatkan bioaktivitas permukaan.

Sementara itu, quercetin dimanfaatkan sebagai senyawa alami dengan sifat antibakteri dan antiinflamasi yang dilepaskan secara bertahap melalui lapisan silika menggunakan metode sol-gel. “Pembentukan lapisan hidroksiapatit dilakukan melalui proses hidrotermal untuk menghasilkan lapisan yang melekat kuat pada permukaan magnesium,” jelasnya.

Kombinasi metode tersebut menghasilkan sistem pelapisan berlapis (multilayer coating) yang mampu mengendalikan laju degradasi material sekaligus mempertahankan fungsi biologisnya. Hasil pengujian menunjukkan lapisan multifungsi mampu meningkatkan ketahanan korosi magnesium hingga sesuai untuk aplikasi implan biodegradable.

Selain itu, pembentukan gas hidrogen selama proses degradasi juga dapat ditekan sehingga tidak mengganggu proses penyembuhan jaringan. Pengujian biologis menunjukkan peningkatan viabilitas sel, pertumbuhan sel yang baik, serta kemampuan antibakteri dalam menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus dan Escherichia coli hingga mendekati 90 persen.

“Pengujian antiinflamasi juga menunjukkan lapisan multifungsi mampu menekan respons peradangan dan mendukung regenerasi jaringan tulang melalui pelepasan quercetin secara terkontrol,” ujarnya. Aprilia menekankan pengembangan pelapisan multifungsi pada paduan magnesium menjadi inovasi potensial untuk menghasilkan material implan biodegradable yang lebih aman, memiliki ketahanan korosi lebih baik, dan mampu mendukung proses penyembuhan tulang secara optimal.

“Penelitian ini diharapkan menjadi dasar pengembangan biomaterial generasi berikutnya untuk mendukung kebutuhan layanan kesehatan di masa depan,” ucapnya. (n/ed:jh, tnt)