PENGEMBANGAN FILAMEN BIOKOMPOSIT POLYCAPROLACTONE – MAGNESIUM – HYDROXYAPATITE MENGGUNAKAN METODE SOLUTION MIXING BERBASIS DIMETILFORMAMIDA UNTUK APLIKASI SCAFFOLD BONE

Tulang merupakan jaringan keras yang memiliki kemampuan regenerasi alami, namun pada kasus kerusakan kritis (critical size defect), diperlukan bantuan scaffold (perancah) tulang buatan. Material biokomposit berbasis polycaprolactone (PCL), magnesium (Mg), dan hydroxyapatite (HA) memiliki potensi besar untuk aplikasi ini karena sifat biodegradabilitas dan bioaktivitasnya yang unggul. Namun, metode pencampuran leleh (melt blending) pada penelitian sebelumnya menghasilkan filamen dengan homogenitas rendah akibat adanya aglomerasi partikel. Hal ini memicu terjadinya penyumbatan (clogging) pada nozzle 3D printer serta ketidakkonsistenan diameter filamen. Penelitian ini bertujuan untuk mengatasi permasalahan homogenitas tersebut dengan menerapkan metode solution mixing berbasis pelarut dimethylformamide (DMF). Metode ini memanfaatkan pelarutan matriks PCL dan gaya geser (shear stress) dari pengadukan mekanis untuk memastikan dispersi partikel Mg dan HA yang merata. Optimasi eksperimen dilakukan menggunakan Metode Taguchi L9 matriks ortogonal dengan tiga variabel bebas: konsentrasi Mg (1%, 3%, 5%), konsentrasi HA (5%, 10%, 15%), dan kecepatan pengadukan (300, 500, 700 RPM). Proses fabrikasi dibatasi menggunakan total padatan sampel 25 gram yang dilarutkan dalam 250 mL DMF (10% w/v). Luaran yang ditargetkan dari penelitian ini adalah dihasilkannya purwarupa (prototype) filamen biokomposit PCL-Mg-HA berdiameter presisi (1,75 mm) yang homogen dan bebas residu pelarut, sehingga aman untuk diaplikasikan pada teknologi 3D printing Fused Deposition Modelling (FDM).