BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penyakit jantung koroner adalah salah satu penyebab utama kematian di seluruh dunia, membunuh lebih dari 7 juta orang tiap tahunnya, yang mewakili 1 dari 7 kematian. Ini disebabkan karena adanya banyak kolestrol dalam aliran darah, yang dapat membentuk plak didalam pembuluh darah dan menghambat aliran darah ke jantung (Kim dkk, 2011). Penanaman stent dari bahan logam dipakai secara luas untuk mengembalikan aliran darah menjadi normal kembali. Logam mempunyai kekerasan yang tinggi, kekuatan tarik yang tinggi, kekuatan impact yang tinggi, densitas yang baik, tahan aus yang tinggi, keuletan yang tinggi, kemampuan untuk menyerap energi yang besar (toughness). Sifat tersebut menyebabkan logam menjadi kandidat yang cocok untuk aplikasi stent koroner (Moravej, 2011). Stent adalah implan berstruktur seperti jala (scaffold) yang digunakan untuk menopang dinding pembuluh. Stent koroner adalah tabung logam kecil yang ditanam pada arteri jantung untuk mencegah arteri merapat. Terdapat lebih dari 40 tipe stent berbeda secara komersial atau masih dalam tahap pengembangan. Stent dapat dibuat dari bahan stainless steel, nitinol shapememory paduan, cobalt chromium paduan, platinum, tantalum, atau emas. Dalam dekade terakhir, jumlah besar paten telah didapatkan, dan beberapa naskah telah diterbitkan mengenai stent dan sifatnya. Kebanyakan studi ini berfokus pada biokompatibel bahan dan reaksi antara stent dan jaringan. Namun, meskipun ini sangat penting untuk dipertimbangkan, sifat mekanis juga harus diperhitungkan. Kenyataannya, fungsi utama stent adalah untuk memberikan dukungan mekanis untuk dinding arteri (Mantovani dkk, 2004). Pada saat ini, proses pemasangan stent 60% dilakukan dengan menggunakan balon angioplasti. Pada proses ini, stent dipasang pada balon yang nantinya akan dikembungkan sehingga akan mendorong ke atas melawan dinding 1

2 arteri dan ketika balon ditiup stent masih pada tempatnya dan menahan arteri tetap terbuka, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 1.1. Pemasangan stent akan dapat mengurangi resiko restenosis (penyempitan kembali) setelah angioplasti (memperlebar pembuluh darah yang menyempit). Namun, sekitar 25% dalam kasus penggunaan stent, masalah restenosis masih dapat terjadi, yang disebut dengan in-stent restenosis (Morajev, 2011). Gambar 1.1. Pemasangan stent menggunakan balon angioplasti (Gridlogics, 2010). Berdasarkan mekanisme kerja proses pemasangannya, maka stent perlu memiliki sifat mekanis berupa modulus elastisitas yang tinggi, kekuatan tarik yang tinggi dan kekuatan luluh yang rendah agar membuat stent mampu dikembangkan oleh tekanan balon, meminimalkan recoil (pengecilan kembali), memiliki kekuatan radial yang baik, membuat stent didesain menjadi lebih tipis, meningkatkan kemampuan bahan untuk lebih fleksibel, dan membuat stent lebih mudah untuk dikirim ke pembuluh yang lebih kecil. Selain itu, keuletan yang tinggi diperlukan untuk melakukan deformasi selama ekspansi. Rasio kekuatan luluh terhadap modulus elastisitas menjadi daya tarik bagi pendesain stent untuk mengkarakteristikan jangkauan elastisitas material (Al-Mangour, 2013). 2

3 Diantara sejumlah material stent dari logam, stainless steel 316L adalah material yang paling banyak dipakai luas sebagai material stent karena selain memiliki ketahanan karat yang tinggi, biokompatibel dan haemocompatible (kecocokan material dengan darah), stainless steel 316L juga memiliki properti mekanis yang baik. Material ini memiliki kombinasi sifat yang unik yaitu memiliki kekuatan (strength) sekaligus keuletan (ductility) yang tinggi. Walaupun sifat mekanis dasar stainless steel 316L ini sudah baik, namun untuk medapatkan sifat mekanis yang cocok untuk aplikasi stent perlu ditambahkan perlakuan khusus untuk mendapatkan sifat-sifat yang diinginkan, terutama kelunakan material. Bahan stent memerlukan kelunakan yang tinggi atau sifat kekerasan (hardness) yang rendah untuk mendapatkan hasil elongasi yang tinggi pula. Pada ballon expendable stent umumnya membutuhkan elongasi minimal sebesar 35% (Poncin, 2004). Stainless steel 316L dengan tanpa perlakuan terlalu kaku untuk dikembungkan oleh balon, oleh karena itu perlakuan panas annealing adalah metode yang efektif untuk melunakkan material (Zhao, 2003). Untuk mendapatkan sifat mekanis yang ideal untuk aplikasi stent, telah banyak penelitian dengan berbagai cara perlakuan telah dilakukan para peneliti. Hasil data tensile dan observasi struktur mikro telah banyak hadir dari berbagai perlakuan panas annealing dengan bermacam-macam variasi temperatur. Perbedaan temperatur perlakuan panas annealing akan mempengaruhi struktur yang terbentuk pada stainless steel 316L, yang akan merubah sifat mekanisnya. Pengaruh perlakuan panas annealing inilah yang melatarbelakangi penelitian ini. 3

4 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana pengaruh perlakuan panas annealing terhadap sifat fisis dan mekanis stainless steel 316L? 2. Apakah sifat mekanis stainless steel 316L setelah diberi perlakuan panas annealing dapat mendekati sifat mekanis yang disebutkan dari beberapa referensi? 1.3. Batasan Masalah Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Material yang digunakan adalah austenitic stainless steel 316L. 2. Perlakuan panas yang diterapkan annealing dengan variasi temperatur 1000, 1050, 1100, 1150, dan 1200 C dan holding time disamakan selama 30 menit. 3. Pengujian mekanis dilakukan dengan uji tarik dan uji kekerasan 4. Sifat fisis diteliti menggunakan pengamatan stuktur mikro dan SEM. 5. Pengujian komposisi dilakukan menggunakan EDX/EDS Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui pengaruh proses perlakuan panas annealing terhadap sifat mekanis stainless steel 316L. 2. Mengetahui pengaruh proses perlakuan panas annealing terhadap sifat fisis stainless steel 316L. 3. Mengetahui apakah perlakuan panas annealing yang dilakukan dapat mendekati sifat mekanis yang disebutkan dari beberapa referensi. 4

5 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah: 1. Sebagai tambahan wawasan dan pengetahuan bagi peneliti dan pelaku industri bidang kedokteran mengenai bahan stainless steel 316L setelah diberikan perlakuan panas dengan berbagai variasi temperatur annealing. 2. Sebagai bahan masukkan dan referensi bagi perkembangan ilmu pengetahuan khususnya pada bidang ilmu kedokteran yang dapat digunakan untuk penelitian lebih lanjut. 5