Prototipe Alat Bantu Medis Boston Brace Scoliosis Menggunakan Prepreg Komposit Termoplastik Benang Rami/HDPE

Deskripsi

Perkembangan komposit dengan bahan serat alam pada saat ini telah mengalami peningkatan yang sangat pesat dan akan melengkapi komposit dengan bahan serat sintetis yang selama ini digunakan sebagai penguat komposit seperti serat gelas, carbon, kevlar, logam, dan polimer. Bahan-bahan tersebut memiliki kekurangan yaitu ketersediaan di alam semakin berkurang.

Komposit dengan bahan serat alam memiliki keunggulan yaitu: teknologi yang ramah lingkungan, mampu daur ulang, keberlanjutan dan dapat diperbaharui yang disebut sebagai “Teknologi Hijau” yang lebih mengutamakan kelestarian lingkungan hidup. Komposit tersebut merupakan salah satu sumber hayati yang memiliki potensi yang baik untuk dikembangkan di Indonesia. Pengembangan teknologi komposit berpenguat serat alam sejalan dengan kebijakan pemerintah untuk menggali potensi local genius yang ada. Hal ini tentu akan mampu meningkatkan pemberdayaan sumber daya alam lokal yang dapat diperbaharui (Jamasri,2008).

Disamping itu komposit dengan bahan serat alam tersebut akan melengkapi komposit dengan bahan serat sintetis yang selama ini digunakan di berbagai bidang, baik itu otomotif, penerbangan, transportasi, kontruksi, olahraga, bahkan sudah merambah di dunia kesehatan.

Bahan komposit pada umumnya dibentuk dari dua unsur utama yaitu serat (fiber) sebagai penguat dan matriks sebagai pengikat serat-serat tersebut. Serat inilah yang menentukan sebagian besar sifat karakterisitik komposit seperti kekuatan dan kekakuannya. sedangkan matriks berfungsi sebagai pelindung, pengikat dan penyalur tegangan antar serat (Hadi, 2000). Pada riset ini mengaplikasikan prepreg komposit termoplastik benang rami/HDPE (High Density Polyethylene) yang berpenguat serat alam rami dan matriks HDPE yang dibentuk menjadi prepreg sebagai bahan baku alat bantu medis boston brace (penyangga) pada pasien scoliosis.

Saat ini bahan baku alat bantu medis brace untuk penderita scoliosis yang sering  digunakan adalah polimer polyethylene (PE) dan polyprophylene (PP), bahan tersebut sebagian besar masih diimpor dari luar negri sehingga harga brace menjadi mahal, tidak terjangkau oleh pasien dengan ekonomi lemah.

Serat rami (Boehmeria Nivea Gaudich) sebagai penguat komposit memiliki keunggulan, merupakan tumbuhan perdu yang cocok dibudidayakan di Indonesia yang beriklim tropis sehingga ketersediaan bahan bakunya berlimpah di Indonesia namun belum banyak pemanfaatannya. Sedangkan matriks polimer HDPE sebagi pengikat komposit memiliki keunggulan yaitu sifat daur ulang dan lebih banyak diaplikasikan pada pembuatan botol, peralatan rumah tangga dan pipa.

Dengan sifat polimer HDPE tersebut maka botol dan peralatan rumah tangga dan pipa bekas dapat didaur ulang menjadi bahan matriks HDPE, hal tersebut setidaknya dapat mensolusi permasalahan sampah plastik sebagai salah satu penyebab terjadinya pemanasan global. Sehingga dengan menggunakan prepreg komposit termoplastik benang rami/HDPE yang bahan bakunya diproduksi di dalam negri maka alat bantu medis brace tersebut menjadi murah dan terjangkau oleh pasien dengan ekonomi lemah.

Keunggulan sifat mekanik yang dimiliki oleh prepreg komposit termoplastik benang rami/HDPE  yaitu kuat, kaku dan ringan sehingga menghasilkan brace yang rigid dapat berfungsi dengan baik untuk mencegah progresivitas pembengkokan tulang belakang. Disamping itu brace harus dipakai secara teratur 23 jam dalam sehari hingga 2 tahun setelah kondisi tulang belakang mendekati sempurna maka brace harus didisain lebih tipis sehingga brace menjadi lebih ringan dan nyaman, karena masalah utama yang dihadapi ketika menggunakan brace adalah rasa berat, sesak dan panas yang menyebabkan pasien tidak disiplin dalam menggunakannya sehingga tidak dapat memberikan hasil sebagaimana yang diharapkan.

Keunggulan sifat mekanik lainnya dari oleh prepreg komposit termoplastik benang rami/HDPE adalah tahan terhadap beban impak yang baik dengan mengatur orientasi serat dan fraksi volume serat dan matrik yang sesuai. Brace yang menggunakan bahan komposit tersebut akan lebih aman dibandingkan dengan bahan PP/PE saja, karena tidak membahayakan pasien ketika pasien terjatuh dimana pecahan plastik HDPE akan diredam oleh serat rami.

Melihat keunggulan dari sifat mekanik prepreg komposit termoplastik benang rami/HDPE berpotensi untuk diaplikasikan pada rancang bangun prototipe alat bantu medis brace untuk pasien scoliosis, merupakan produk inovasi yang kompetitif dan ekonomis sehingga dapat memberikan solusi terhadap permasalahan seperti yang telah disebutkan sebelumnya.

Video

Materi