PENGARUH KONSENTRASI POLIVINIL ALKOHOL (PVA) TERHADAP KARAKTERISTIK MEMBRAN KITOSANKOLAGEN-PVA UNTUK APLIKASI PEMBALUT LUKA BAKAR
SKRIPSI
DARMA SURBAKTI 130822032
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PENGARUH KONSENTRASI POLIVINIL ALKOHOL (PVA) TERHADAP KARAKTERISTIK MEMBRAN KITOSANKOLAGEN-PVA UNTUK APLIKASI PEMBALUT LUKA BAKAR
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
DARMA SURBAKTI 130822032
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PERSETUJUAN
Judul
: Pengaruh KonsentrasiPolivinil Alkohol (PVA) Terhadap Karakteristik Membran KitosanKolagen-PVA untuk Aplikasi Pembalut Luka Bakar : Skripsi : Darma Surbakti : 130822032 : Sarjana (S1) Kimia : Kimia : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara
Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
Disetujui di Medan, Juli 2015
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2,
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc. NIP. 19600741989031003
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS. NIP. 195408301985032001
Pembimbing 1,
Dr. Amir Hamzah Siregar, M.Si. NIP. 196106114199131002
PERNYATAAN
PENGARUH KONSENTRASI POLIVINIL ALKOHOL (PVA) TERHADAP KARAKTERISTIK MEMBRAN KITOSANKOLAGEN-PVA UNTUK APLIKASI PEMBALUT LUKA BAKAR
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2015
DARMA SURBAKTI 130822032
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul Pengaruh Konsentrasi Polivinil Alkohol (PVA) Terhadap Karakteristik Membran Kitosan-kolagen-PVA sebagai Pembalut Luka Primer pada Mencit (mus musculus) Secara In Vivo. Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Amir Hamzah Siregar, M.Si. selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan judul dan tunjuk ajar serta bimbingan dan Prof. Dr. Thamrin, M.Sc. selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan hingga terselesaikannya skripsi ini. Terima kasih kepada Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU dan Dr. Darwin Yunus, M.S selaku Koordianator Ekstensi Kimia FMIPA USU, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, seluruh Staff dan Dosen Kimia FMIPA USU. Terima kasih kepada Ayahanda tercinta Nasib dan Ibunda tersayang Kusmida beserta adik-adik tersayang atas do’a, cinta, kasih sayang dan semangat yang telah diberikan kepada Penulis selama ini. Terima kasih kepada teman-teman Mahasiswa Kimia Ekstensi Angkatan 2013 atas dukungan dan semangat yang diberikan kepada Penulis. Serta segala pihak yang telah membantu Penulis menyelesaikan skripsi ini. Semoga Allah SWT membalasnya. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, karena keterbatasan pengetahuan Penulis. Oleh karena itu Penulis mengharapkan saran dan masukan yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
PENGARUH KONSENTRASI POLIVINIL ALKOHOL (PVA) TERHADAP KARAKTERISTIK MEMBRAN KITOSANKOLAGEN-PVA UNTUK APLIKASI PEMBALUT LUKA BAKAR
ABSTRAK
Kerusakan jaringan seperti luka bakar membutuhkan penanganan yang khusus yang melibatkan penggunaan pembalut luka yang dapat merangsang pertumbuhan jaringan, melindungi luka serta tidak menyebabkan trauma baru ketika pelepasan bahan pembalut luka. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh pembalut luka dari membran kitosan-kolagen-poli(vinil alkohol) yang memenuhi kebutuhan perawatan luka bakar. Membran kitosan-kolagen-poli(vinil alkohol) dipreparasi dengan memvariasikan konsentrasi poli(vinil alkohol) yaitu 5, 10, dan 15%, kemudian semua bahan polimer dicampur dan diaduk secara mekanik hingga homogen pada suhu ruang. Selanjutnya ditambahkan gliserol sebagai plastisizer dan dituangkan ke atas plat kaca yang selanjutnya dikeringkan pada suhu 35 oC. Hasil penelitian menunjukan bahwa membran dengan konsentrasi poli(vinil alkohol) 10% dipilih sebagai membran terbaik dengan mempertimbangkan daya serap dan sifat mekaniknya yaitu 383% dan 1,44 Mpa. Selain itu membran tersebut memiliki rata-rata degradasi 86,6%/minggu, kadar air 29,5% dan dapat menyembukan luka bakar derajat II pada mencit (Mus musculus) dalam waktu 25 hari. Karakteristik dari membran tersebut telah memenuhi kebutuhan perawatan luka bakar.
Kata kunci: kitosan, kolagen, polivinil alkohol (PVA), penyembuhan luka, luka bakar.
THE EFFECT OF POLYVINYL ALCOHOL (PVA) CONCENTRATIAON TO CHITOSAN-COLLAGEN-PVA MEMBRANES CHARACTERISTICSFOR BURN DRESSING APLICATION
ABSTRACT
Tissue damage such as burns requires special handling that involves the use of wound dressing that can stimulates tissue growth, protects the wound and does not cause a new trauma when the remove of the wound dressing material. This study aims to obtain a wound dressing of chitosan-collagen-poly (vinyl alcohol) membran which meet the needs of burn care. Chitosan-collagen-poly (vinyl alcohol) membrans were prepared by varying the concentration of poly (vinyl alcohol), ie 5, 10, and 15%, then all polymer materials were mixed and mechanically stirred until homogeneous at room temperature. Then added glycerol as a plasticizer and poured onto a glass plate and then dried at a temperature of 35 ° C. The results showed that the membrane with a concentration of poly (vinyl alcohol) 10% chosen as the best membrane by considering absorption and mechanical properties are 383% and 1.44 Mpa respectively. Besides the membrane has an average degradation of 86.6%/week, 29.5% moisture content and can heal II degree of burns of mice (Mus musculus) within 25 days. Characteristics of the membrane has been meeting the needs of burn care.
Keywords : chitosan, collagen, polyphenyl alcohol (PVA), wound healing, burn.
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak ........................................................................................................ Abstract ....................................................................................................... Daftar Isi ..................................................................................................... Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar lampiran Daftar Singkatan
i ii iii iv v vi ix x xi xii
BAB 1. Pendahuluan ............................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ...................................................................... 1.2. Permasalahan ........................................................................ 1.3. Pembatasan Masalah ............................................................ 1.4. Tujuan .................................................................................. 1.5. Manfaat Penelitian ............................................................... 1.6. Metodologi Penelitian .......................................................... 1.7. Lokasi Penelitian .
1 2 2 3 3 3 4
...................................................................................................................... BAB 2. Tinjauan Pustaka ....................................................................... 5 2.1. Kitosan ................................................................................. 5 2.1.1. Sifat Fisik dan Kimia Kitosan .................................... 8 2.1.2. Manfaat Kitosan ......................................................... 9 2.2. Kolagen ................................................................................ 10 2.2.1. Sifat Kolagen............................................................... 13 2.2.2. Peranan Kolagen dalam Penyembuhan Luka dan Pembentukan Jaringan ............................................... 13 2.3. Polivinil Alkohol (PVA) ...................................................... 14 2.4. Luka 2.4.1. Luka Bakar 2.4.2. Penyembuhan Luka
15 16 18
2.5. Pembalut Luka 2.5.1. Membran
19 20
2.6. Biomaterial Medis
21
BAB 3.
2.7. Hidrogel
23
2.8. Simulated Body Fluid (SBF) 2.8.1. Pembuatan Larutan (SBF)
24 25
2.9. Kuat Tarik 2.9.1. Uji Kekuatan dan Persen Perpanjangan
26 27
2.10. FT-IR (Fourier Transfor Infrared) 2.10.1. Uji Gugus ujung ( Gugus Fungsi)
28
Metode Penelitian
29 30
3.1. Alat-alat
30
3.2. Bahan-bahan
31
3.3. Prosedur Penelitian 3.3.1. Pembuatan Larutan Pereaksi 3.3.2. Pembuatan Membran Kitosan-kolagen-PVA 3.3.3. Karakteristik Membran Kitosan-Kolagen-PVA 3.3.3.1. Uji Kadar Air 3.3.3.2. Uji Daya serap 3.3.3.3. Uji Ketebalan 3.3.3.4. Uji Tarik 3.3.3.5. Uji FT-IR 3.3.3.6. Uji Biodegradasi 3.3.3.7. Uji Densitas 3.3.3.8. Uji Preklinis
31 31 32 33 33 33 34 34 35 35 36 36
3.4. Bagan Penelitian 3.4.1. Pembuatan Membran Kitosan-Kolagen-PVA
38 38
3.5. Uji Karakteristik Membran Kitosan-Kolagen-PVA 3.5.1. Uji Kadar Air 3.5.2. Uji Tarik 3.5.3. Uji Daya Serap 3.5.4. Uji Biodegdradasi 3.5.5. Uji Pre-Klinis (Khasiat) Kitosan-Kolagen-PVA Pada Mencit BAB 4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Preparasi Membran Kitosan-Kolagen-PVA 4.1.1. Uji Densitas 4.1.2. Uji Ketebalan 4.1.3. Uji Biodegradasi 4.1.4. Uji Kadar Air 4.1.5. Uji Daya Serap 4.1.6. Uji Tarik 4.1.7. Uji FTIR
39 39 39 40 . 40 41 42 42 43 44 45 48 49 51 54
4.1.8. Uji Preklinis
55
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
60
5.1 Kesimpulan
60
5.2 Saran
60
Daftar Pustaka
60
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Judul
Halaman
2.1. Standar Kitosan 2.2. Aplikasi Kitosan dan Turunannya dalam Industri pangan 2.3. Komposisi Penyusun SBF 4.1. Hasil uji densitas ......................................................................... 4.2. Hasil uji ketebalan membran 4.3. Hasil uji Biodegradasi Membran ................................................. 4.4. Hasil Perbandingan Degradasi Membran Setelah 7 Hari 4.5. Hasil Uji Kadar Air Membran 4.6. Data Pengukuran Berat Serapan Air 4.7. Data Pengukuran Uji Tarik 4.8. Data Karakteristik Optimal 4.9. Hasil Analisa Gugus Fungsi Menggunakan FTIR 4.10. Hasil Pengukuran Luka Mencit 4.11. Hasil Pengamatan Penyembuhan Luka Mencit
9 10 26 43 44 46 47 48 50 51 53 55 56 57
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9
Judul
Halaman
Struktur Kitosan Struktur Kolagen Struktur Polivinil Alkohol Aplikasi Membran Hidrogel Skema Komponen Dasar FTIR membran kitosan-kolagen-PVA Konsentrasi 5% (a), 10% (b) dan 15% (c) ................................................................................. Hubungan Konsentrasi PVA terhadap Densitas Hubungan Konsentrasi PVA terhadap Ketebalan Rata-rata Hubungan Konsentrasi PVA terhadap Persen Degradasinya Hubungan Konsentrasi PVA terhadap Persen Kadar Air Hubungan Konsentrasi PVA terhadap Daya Serap..................... Hubungan Konsentrasi PVA terhadap Kekuatan Tarik ............. Hasil Uji FTIR ........................................................................... Perbandingan Hari Pengamatan dengan Persen penyembuhan Luka
6 11 14 24 28 41 43 45 47 49 50 52 54 58
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Judul
Hasil uji densitas Hasil uji daya serap membran Hasil uji ketebalan membran Hasil uji Biodegradasi membran Hasil uji Biodegradasi membran Data untuk mencari kekuatan tarik (N/mm2) dan reganggan (%) dengan L0 = 1100 mm Hasil pengukuran diameter luka mencit putih jantan hari ke 1-36 Hasil pengamatan penyembuhan luka pada mencit Uji FTIR terhadap membran kitosan-kolagen-polivinil alkohol
Halaman
66 66 67 68 69 70 72 73 74
DAFTAR SINGKATAN
DD
= Derajat Deasetilasi
FT-IR
= Fourier Transform – Infra Red
PVA
= Polivinil Alkohol
PVC
= Polivinil Clorida
BM
= Berat Molekul
SBF
= Simulated Body Fluid
FC
= fosfatidil Cholin
IM
= Inner Membran
