PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

PENGARUH PEMBERIAN SEDIAAN BI BIOMATERIAL OMATERIAL SELULOSA BAKTERI Acetobacter xylinum DARI LIMBAH KETELA POHON (Manihot Manihot utilissima Pohl.) DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN SEBAGAI MATERIAL PEN PENUTUP LUKA PADA TIKUS GALUR WISTAR JANTAN

SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Farmasi

Oleh: Anugerah Adhi Laksana NIM: 098114097

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2013 i


ii


iii


HALAMAN PERSEMBAHAN

Be the change that you wish to see in the world -Mahatma Gandhi-

Laporan Skripsi ini penulis persembahkan untuk Bapak (Tri Budi Santosa) & Ibu (Endang Trimariana) Kakak – kakakku (Walesa Edho Prabowo & Anna Iritasari) dan Yustisia Larassetyaningtyas

iv


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama

: Anugerah Adhi Laksana

Nomor mahasiswa

: 098114097

Demi

ilmu

pengembangan

pengetahuan,

saya

memberikan

kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul “Pengaruh Pemberiaan Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri Acetobacter xylinum dari Limbah Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan Penambahan Kitosan sebagai Material Penutup Luka pada Tikus Galur Wistar Jantan” berserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk

pengkalan

data,

mendistribusikan

secara

terbatas

dan

mempublikasikannya dalam internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa meminta izin dari saya maupun meberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 13 Mei 2013 Yang menyatakan

Anugerah Adhi Laksana v


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah. Apabila dikemudian hari ditemukan indikasi plagiarisme dalam naskah ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan perudangundangan yang berlaku.

Yogyakarta, 13 Mei 2013 Penulis

Anugerah Adhi Laksana (098114097)

vi


PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan bimbinganNya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Pemberian Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri Acetobacter xylinum dari Limbah ketelah Pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan Penambahan Kitosan sebagai Material Penutup Luka pada Tikus Galur Wistar Jantan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) di Program Studi Farmasi. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak – pihak berikut (in no particular order) : Dr. Eli Rohaeti selaku Dosen Pembimbing I atas bimbingan, pengarahan, dan kesempatan yang telah diberikan kepada peneliti untuk bergabung dalam penelitian payung berjudul “Pemanfaatan Biomaterial Selulosa Bakteri dari Limbah Rumah Tangga dengan Penambahan Kitosan dan Bahan Pemlastis sebagai Material Penutup Luka”. Phebe Hendra, Ph.D., Apt. selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, dan pengarahan selama proses penelitian, Dr. Sri Hartati Yuliani, Apt. selaku Dosen Penguji III dan Yohanes Dwiatmaka, M.Si. selaku Dosen Penguji IV yang telah memberikan masukan – masukan dalam penelitian ini. Dra. Maria Margaretha Yetty Tjandrawati, M.Si. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan nasehat dan saran selama ini.

vii


Pihak – pihak Laboratorium Fakutlas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang turut membantu dalam penelitian ini, atas diskusi dan saran – sarannya. Laboratorium Kimia Organik Fakultas MIPA UGM, Laboratorium Bioteknologi Fakultas Teknik Pertanian UGM, Laboratorium XRD Fakultas Teknik Geologi UGM, Laboratorium Akademi Teknik Kulit Yogyakarta, dan Laboratorium SEM Balai Konservasi Borobudur, yang turut membantu dalam proses analisis. Bapak, Ibu, atas kesabaran, kasih sayang, dan dukungannya yang tanpa henti. Kakak – kakakku serta Yustisia Larassetyaningtyas yang telah memberikan dukungan, semangat, saran, dan perhatian selama ini. Rekan – rekan satu payung penelitian polimer biomaterial penutup luka, David Chandra Putra, Michael Raharja Gani, Yustisia Larassetyaningtyas, Arvi Mahendra, dan Haris Witantyo, yang mengajarkan arti kerjasama, pantang menyerah, dan selalu giat mencari solusi dalam mengatasi permasalahan, serta rekan – rekan angkatan 2009 atas bantuannya selama ini. Peneliti juga ingin berterima kasih kepada seluruh pihak yang turut serta membantu namun tidak tercantum di dalam naskah ini. Penulis menyampaikan keterbukaan terhadap kekurangan penulisan dan permohonan maaf apabila terdapat kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Yogyakarta, 13 Mei 2013

Penulis viii


DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING...................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................. iv LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................... v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................. vi PRAKATA ............................................................................................................ vii DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xiv DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xvi INTISARI .............................................................................................................. xviii ABSTRACT ............................................................................................................ xix I. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 A. Latar Belakang ...................................................................................... 1 1. Rumusan Masalah ....................................................................... 4 2. Keaslian Penelitian ..................................................................... 4 3. Manfaat ...................................................................................... 5 B. Tujuan ................................................................................................... 5 II. PENELAAHAN PUSTAKA ............................................................................. 7 ix


A. Selulosa ................................................................................................. 7 B. Bakteri Acetobacter xylinum .................................................................. 8 C. Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl.) ................................................ 9 D. Kitosan .................................................................................................. 11 E. Karakterisasi Biomaterial ....................................................................... 12 1. Analisis Gugus (FT – IR) ........................................................... 12 2. Analisis Sifat Mekanik (Tensile strength dan Elongation) ........... 15 3. Analisis Sifat Termal (TGA/DTA) .............................................. 16 4. Analisis Kristalinias (XRD) ........................................................ 20 5. Pengamatan Morfologi Permukaan (SEM) .................................. 22 6. Interaksi dalam Pembentukan Biomaterial .................................. 23 F. Luka Terbuka dan Uji Penyembuhan Luka ............................................ 25 G. Landasan Teori ...................................................................................... 28 H. Hipotesis ............................................................................................... 29 III. METODE PENELITIAN ................................................................................. 30 A. Jenis Penelitian ...................................................................................... 30 B. Variabel Penelitian................................................................................. 30 C. Definisi Operasional .............................................................................. 31 D. Alat dan Bahan ...................................................................................... 33 E. Tata Cara Penelitian ............................................................................... 34 1. Determinasi Tanaman ................................................................. 34 2. Pemilihan Bahan ......................................................................... 34 3. Preparasi Limbah Cair ................................................................ 34 x


4. Pembuatan Membran Kitosan sebagai Kontrol Positif Uji Penyembuhan Luka ........................................................................ 35 5. Pembuatan Material Selulosa sebagai Kontrol Karakterisasi Polimer .......................................................................................... 35 6. Pembuatan Material Selulosa Gliserol sebagai Kontrol Karakterisasi Polimer...................................................................... 36 7. Pembuatan Material Selulosa Gliserol Kitosan ............................ 37 8. Karakterisasi Biomaterial ............................................................ 38 a. Analisis Gugus (FT – IR) ................................................ 38 b. Analisis Sifat Mekanik .................................................... 39 c. Analisis Sifat Termal (TGA/DTA)................................... 39 d. Analisis Kristalinitas (XRD) ........................................... 40 e. Pengamatan Morfologi Permukaan (SEM) ...................... 40 9. Sterilisasi Produk ........................................................................ 41 10. Pengelompokkan Hewan Uji ..................................................... 41 11. Pembuatan Luka pada Hewan Uji ............................................. 41 12. Pemberian Biomaterial .............................................................. 42 13. Pengamatan Kecepatan Penyembuhan Luka .............................. 42 F. Analisis Data .......................................................................................... 43 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 45 A. Proses Pembuatan Biomaterial ............................................................... 47 B. Analisis Karakteristik Biomaterial ......................................................... 51 1. Analisis Gugus Fungsi FT – IR ................................................... 51 xi


2. Analisis Mekanik ........................................................................ 56 3. Analisis Sifat Termal TGA/DTA................................................. 58 4. Analisis Kristalinitas XRD .......................................................... 62 5. Pengamatan Morfologi Permukaan SEM..................................... 64 C. Uji Penyembuhan Luka.......................................................................... 66 V. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 77 A. KESIMPULAN ..................................................................................... 77 B. SARAN ................................................................................................. 77 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 78 LAMPIRAN .......................................................................................................... 85 BIOGRAFI PENULIS ........................................................................................... 113

xii


DAFTAR TABEL Halaman Tabel I.

Kandungan gizi akar Ketela pohon putih per 100 g bahan .............. 10

Tabel II.

Rerata tensile strength dan elongation biomaterial selulosa bakteri dan kitosan .......................................................................... 16

Tabel III.

Variasi komposisi polimer biomaterial ............................................ 38

Tabel IV.

Bobot, % yield, dan hasil pengamatan organoleptis sediaan biomaterial ......................................................................... 50

Tabel V.

Interaksi yang terlibat pada ketiga kelompok biomaterial ................ 54

Tabel VI.

Perbandingan tingkat intensitas peak ketiga kelompok (S, SG, dan SGK) ............................................................................ 55

Tabel VII.

Analisis sifat mekanik biomaterial ketiga kelompok ........................ 56

Tabel VIII.

Pengamatan kualitatif makroskopis ketiga kelompok pada periode perlakuan 1, 3, 5, dan 7 hari ................................................ 66

Tabel IX.

Penyembuhan luka pada pengamatan 3, 5, dan 7 hari ...................... 69

\

xiii


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.

Struktur molekul selulosa ................................................................ 7

Gambar 2.

Struktur Kitosan .............................................................................. 11

Gambar 3.

Spektogram biomaterial membran selulosa bakteri dan membran kitosan ............................................................................. 14

Gambar 4.

Termogram DTA (differential thermal analysis) dari selulosa, kitosan, kitin pada laju pemanasan 10oC/menit ............................... 18

Gambar 5.

Termogram TGA (thermogravimetric analysis) dari selulosa, kitosan, kitin pada laju pemanasan 10oC/menit ............................... 19

Gambar 6.

Pola difraksi sinar X pada polimer dengan kristalinitas tinggi dan polimer amorf ........................................................................... 20

Gambar 7.

Difraktogram kitosan dan oligomernya ........................................... 21

Gambar 8.

Difraktogram

biomaterial bio-treatment cellulose dan selulosa

kontrol ........................................................................................... 22 Gambar 9.

Foto permukaan biomaterial pada perbesaran 1000x : membran selulosa bakteri dan membran kitosan.............................................. 23

Gambar 10. Luka pada setiap hewan uji : kontrol positif membran kitosan, kontrol negatif kassa steril, perlakuan biomaterial selulosa ............. 41 Gambar 11. Identifikasi amilum pada limbah cair ketela pohon secara kualitatif makroskopik dan mikroskopik perbesaran 1000x ........................... 46 Gambar 12. Spektrum FT – IR serbuk kitosan murni ......................................... 51 Gambar 13. Spektrum FT – IR overlay (tumpang tindih) ketiga kelompok ......... 52 xiv


Gambar 14. Rata – rata tensile strength (MPa) dan Elongasi/ Strain at Fmax (%) dari ketiga kelompok (S, SG, SGK) .......................................... 58 Gambar 15. Thermogram TGA ketiga kelompok (S, SG, SGK) laju perubahan massa terhadap peningkatan temperatur .......................................... 59 Gambar 16. Grafik % kehilangan massa vs. suhu setelah suhu 100o C ............... 60 Gambar 17. Thermogram DTA ketiga kelompok (S, SG, SGK) laju perubahan entalpi terhadap peningkatan temperatur ........................................ 61 Gambar 18. Difraktogram kelompok S .............................................................. 62 Gambar 19. Difraktogram kelompok SGK ......................................................... 63 Gambar 20. Penampang melintang sampel S dan SGK pada perbesaran 100x..... 64 Gambar 21. Penampang permukaan sampel S dan SGK pada perbesaran 1000x . 65 Gambar 22. Pengamatan kualitatif luka ketiga kelompok (3 hari) ....................... 68 Gambar 23.

Grafik perubahan proses laju penyembuhan ketiga kelompok ......... 70

xv


DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Variasi komposisi biomaterial dan skema kerja penelitian .............. 85 Lampiran 2. Proses determinasi tanaman............................................................. 86 Lampiran 3. Proses simulasi pembuatan limbah cair ........................................... 86 Lampiran 4. Bobot basah, bobot kering selulosa bakteri ...................................... 86 Lampiran 5. Pengamatan organoleptis dan kenampakan fisik biomaterial ........... 87 Lampiran 6. Perhitungan derajat deasetilasi kitosan ............................................ 88 Lampiran 7. Perhitungan intensitas FT – IR ketiga kelompok.............................. 88 Lampiran 8. Spektrum FT – IR ketiga kelompok................................................. 89 Lampiran 9. Hasil analisis sifat mekanis tensile strength dan elongation ............. 91 Lampiran 10. Uji statistik karakteristik mekanik biomaterial ................................. 92 Lampiran 11. Perhitungan % massa tersisa dan laju kehilangan massa .................. 95 Lampiran 12. Termogram TGA ketiga kelompok ................................................. 95 Lampiran 13. Termogram DTA ketiga kelompok ................................................. 97 Lampiran 14. Perhitungan persentase kristalinitas ................................................. 98 Lampiran 15. Difraktogram XRD ......................................................................... 99 Lampiran 16. Pengamatan Morfologi SEM ........................................................... 100 Lampiran 17. Pengamatan kualitatif ketiga kelompok ........................................... 101 Lampiran 18. Pengamatan Diameter dan Luas Luka.............................................. 102 Lampiran 19. Analisis statistik laju penyembuhan luka antar hari masing – masing kelompok ............................................................................ 104 Lampiran 20. Analisis statistik laju penyembuhan luka antar kelompok ............... 107 xvi


Lampiran 21. Foto pengamatan makroskopis luka eksisi ....................................... 109 Lampiran 22. Gambar alat yang digunakan dalam analisis karakteristik polimer ... 109 Lampiran 23. Ethical Clearence Uji Penyembuhan Luka ...................................... 111 Lampiran 24. Surat Determinasi Tanaman Penelitian ............................................ 112

xvii


INTISARI Selulosa bakteri dapat digunakan sebagai material penutup luka karena dapat menjaga kelembaban dan melindungi luka, namun selulosa bakteri tidak memiliki daya antimikroba. Kitosan merupakan senyawa yang memiliki aktivitas antibakteri dan immunomodulator sehingga dapat digunakan sebagai material penutup luka. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik dan pengaruh pemberian biomaterial selulosa bakteri (Acetobacter xylinum) dari limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur wistar jantan. Biomaterial selulosa bakteri gliserol kitosan (SGK) dipersiapkan melalui proses fermentasi limbah ketela pohon oleh Acetobacter xylinum selama 7 hari. Membran yang didapat kemudian direndam di dalam larutan kitosan 2 % pada suhu 40o C selama 3 hari. Karakteristik biomaterial yang diamati melalui analisis sifat mekanis, gugus fungsi, sifat termal, kristalinitas dan morfologi permukaan. Analisis dilakukan dengan serangkaian alat universal tester, Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FT – IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis/Differential Thermal Analysis (TGA/DTA), X-ray Diffraction (XRD) sedangkan dalam pengamatan pengaruh pemberian dilakukan dengan uji farmakologi terhadap kulit tikus yang dilukai dan ditutup dengan biomaterial selama 1, 3, 5, dan 7 hari setelah pemberian, diamati secara kualitatif dan kuantitatif makroskopik melalui uji penyembuhan luka. Hasil analisis sifat mekanik dan uji penyembuhan luka kemudian diuji secara statistik. Penambahan kitosan pada biomaterial selulosa bakteri menunjukkan pengaruh berupa penurunan nilai tensile strength dari 12,79 + 1,17 MPa menjadi sebesar 9,22 + 0,73 MPa, elongasi dari 22,01 + 2,53 % menjadi sebesar 3,72 + 0,59 %. Hasil XRD menunjukkan penurunan kristalinitas menjadi 34,96 % dari semula sebesar 60,51 %. Hasil analisis FT - IR menunjukkan peningkatan intensitas gugus fungsi. Hasil analisis TGA/ DTA menunjukkan peningkatan stabilitas thermal dengan % massa tersisa 32,22 %. Morfologi permukaan biomaterial menjadi lebih halus dan homogen. Hasil uji penyembuhan luka menunjukkan potensi penyembuhan luka pada pengamatan 3 hari (fase inflamasi akut), namun terjadi penurunan potensi pada pengamatan 5 dan 7 hari. Kata kunci: Biomaterial selulosa bakteri, Acetobacter xylinum, Manihot utilissima Pohl., kitosan, karakteristik biomaterial, pengaruh lama pemberian

xviii


ABSTRACT Bacterial cellulose can be used as a wound dressing material because it can retain moisture and protect the wound, but bacterial cellulose do not have antimicrobial properties. Chitosan is a compound that has antibacterial activity and an immunomodulator that can be used as a wound dressing material. The study was conducted to determine the characteristics and influence of bacterial cellulose Acetobacter xylinum biomaterial preparation from cassava waste (Manihot utilissima Pohl.) with the addition of chitosan as a wound dressing material in male wistar rats. Bacterial cellulose prepared by Acetobacter xylinum fermentation of cassava waste for 7 days. Film obtained from fermentation dipped into 2 % chitosan solution at 40oC for 3 days. Biomaterial characteristics were observed through the analysis of mechanical properties, functional groups, thermal properties, crystallinity and surface morphology. The film were characterized by several techniques, namely universal tester, Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FT – IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis/Differential Thermal Analysis (TGA/DTA), X-ray Diffraction (XRD). Observation of influence done on mice skin excised and covered with biomaterials for 1, 3, 5, and 7 days after treatment, both qualitatively and quantitatively observed macroscopically through wound healing assay. The results of the mechanical properties analysis and wound healing assay were then tested statistically. The addition of chitosan in bacterial cellulose biomaterial preparation caused a decrease in tensile strength values from 12.79 + 1.17 MPa to 9.22 + 0.73 MPa, elongation from 22.01 + 2.53 % to 3.72 + 0.59 %. XRD results showed a decrease in crystallinity from 60.51 % to 34.96%. The results of the analysis of FT - IR showed an increase in the intensity of the functional groups. The results of the analysis of DTA/TGA showed an increase in thermal stability with the remaining 32.22%% of the mass. The morphology of the biomaterial surface becomes smooth and homogeneous. The wound healing assay results demonstrate the potential wound healing process in 3 days (acute inflammation phase), however the potential decline in 5 and 7 days observations. Keywords: Bacterial cellulose biomaterials, Acetobacter xylinum, Manihot utilissima Pohl., Chitosan, biomaterial characteristics, influence

xix



BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Acetobacter xylinum merupakan bakteri asam asetat yang dapat membentuk suatu metabolit sekunder berupa selulosa bakteri dengan adanya karbohidrat. Selulosa bakteri memiliki sifat biokompatibilitas, dan kemampuan mengabsorpsi cairan yang besar sehingga cocok digunakan sebagai material penutup dalam proses penyembuhan luka (Czaja, Krystynowicz, Bielecki, Brown, 2006). Selulosa bakteri dapat digunakan sebagai biomaterial penyembuh luka dengan memberikan lingkungan lembab pada permukaan kulit dan menutup dari gangguan dari luar baik secara fisik maupun kimia (Ciechańska, 2004). Namun demikian, selulosa bakteri tidak memiliki daya antimikroba, sehingga aplikasi penggunaan

biomaterial

sebagai

material

penutup

luka

kurang

efektif

(Maneerung, Tokura, and Rujiravanit, 2008). Efektivitas farmakologik selulosa bakteri dapat ditingkatkan dengan menggunakan kitosan. Kitosan adalah biopolimer yang telah diketahui dapat mempercepat penyembuhan luka (Kojima, Okamoto, Miyatake, Kitamura, Minami, 1998). Telah dilaporkan bahwa kitosan menstimulasi migrasi polymorphonuclear leukocytes (PMNL), dan juga sel mononuklear, serta meningkatkan reepitelasi dan regenerasi kulit normal (Usami, Okamoto, Minami, Matsuhashi, Kumazawa, Tanioka, 1994). Kitosan juga memiliki akvitias antibakteri dengan spektrum luas baik terhadap bakteri Gram positif maupun 1


2

bakteri Gram negatif (Eldin, Soliman, Hashem, Tamer, 2008). Di samping itu, dengan memanfaatkan kitosan yang merupakan derivat kitin yang diisolasi dari limbah eksoskeleton filum Crustacea, maka dapat mengurangi masalah pencemaran lingkungan dari industri pengolahan Crustacea. Selulosa bakteri yang dimodifikasi dengan kitosan, memiliki kelebihan yaitu terciptanya kombinasi dari sifat – sifat keduanya, sehingga tercipta suatu peningkatan biokompatibilitas dan bioaktivitas. Penggabungan segmen kitosan dalam selulosa dapat menciptakan suatu materi yang sesuai dengan pembuluh darah, serta adanya polisakarida dapat menciptakan efek elastisitas dan permukaan antitrombogenik yang baik (Ciechanska, Wietecha, Kazmierczak, Kazimierczak, 2010). Penambahan plasticizer dalam pembuatan polimer baik polimer alam maupun sintesis secara umum bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik polimer. Komponen utama dalam lapisan polimer biodegradable adalah polimer pembentuk massa dan plasticizer. Penambahan plasticizer ini dibutuhkan untuk menurunkan kerapuhan/ kekakuan polimer yang disebabkan oleh kuatnya gaya intermolekular. Plasticizer yang digunakan adalah gliserol yang akan menyelingi ruang antar rantai polimer, mengganggu ikatan hidrogen dan meregangkan rantai polimer, sehingga kemampuan elongasi polimer akan meningkat (Gontard, Guilbert, Cuq, 1992). Proses pengolahan ketela pohon menjadi tepung tapioka di Indonesia akan menghasilkan limbah dapat menyebabkan polusi lingkungan. Limbah ini biasanya dibiarkan saja atau langsung dibuang ke lingkungan sehingga dapat mencemari


3

ekosistem. Padahal jika dilihat lebih lanjut, limbah cair dari produksi tapioka memiliki potensi nilai ekonomi yang baik. Barana (2000) melaporkan bahwa residu limbah ketela pohon masih mengandung nutrisi dan mineral seperti karbohidrat, nitrogen, fosfor, potasium, kalsium, magnesium, zink, dan lain – lain. Limbah cair ketela pohon yang masih memiliki komposisi nutrisi dan mineral ini sangat cocok bila digunakan sebagai media pertumbuhan bakteri pembentuk selulosa bakteri. Di samping itu selulosa bakteri selama ini banyak diperoleh dari Acetobacter xylinum yang dikulturkan dalam media mikrobiologis, misalnya media Hestrin-Schramm yang mahal. Selulosa sintetik juga tidak ramah lingkungan karena lebih banyak menggunakan bahan-bahan kimia, namun selulosa sintetik memiliki keuntungan yaitu dapat disintesis sesuai dengan keinginan, baik dari segi elastisitas, hingga penambahan senyawa aktif secara langsung pada polimer (Subyakto, Hermiati, Yanto, Fitria, Budiman, Ismadi, 2009). Penelitian ini mengangkat bentuk pemanfaatan limbah cair tapioka sebagai substrat alami dalam pembentukan biomaterial yang dapat diaplikasikan sebagai material penutup luka. Luka terbuka di kulit disebabkan goresan, tekanan, atau benda tajam. Waktu untuk proses penyembuhan luka terbuka ini dibagi atas tahap inflammasi selama 0-3 hari, tahap proliferasi 3-24 hari dan tahap maturasi 24-365 hari (Australian Wound Management Association, 2008). Waktu proses penyembuhan luka yang relatif lama, menyebabkan rasa yang tidak nyaman pada pasien, dan kulit menjadi rentan mengalami infeksi oleh mikroorganisme.

Suatu sediaan

penutup luka (dressing) yang baik harus dapat digunakan untuk melindungi luka


4

dari kondisi lingkungan luar, mampu menarik kelembaban, memiliki elastisitas dan pelekatan pada kulit yang baik, serta memiliki aktivitas bakteriostatik maupun bakteriosida pada daerah luka terbuka, sehingga perlu dilakukan penelitian untuk melihat karakteristik polimer biomaterial yang telah terbentuk dan melihat pengaruh pemberian sediaan biomaterial penutup luka terhadap proses regenerasi kulit.

1. Rumusan Masalah a. Bagaimana karakteristik biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan kitosan? b. Bagaimana pengaruh pemberian

biomaterial selulosa bakteri dari

limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur Wistar jantan?

2. Keaslian Penelitian Penelitian serupa yaitu Biosynthesis of Modified Bacterial Cellulose in a Tubular Form (Ciechańska, et al., 2010) memiliki perbedaan antara lain: Penelitian dilakukan dengan media mikrobiologis Hestrin-Schramm, dilakukan uji sensitivitas kulit dengan marmot, dilakukan uji efek postimplant dengan pengamatan histopatologi in vivo dengan waktu penelitian yang berbeda. Penelitian terkait karakterisasi mekanik dan fisik biomaterial (meliputi analisis sifat mekanik, gugus fungsi, kristalinitas, sifat termal, dan pengamtan morfologi permukaan), serta pengaruh


5

pemberian (1, 3, 5, dan 7 hari) sediaan biomaterial selulosa bakteri (Acetobacter xylinum) dari limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur Wistar jantan sejauh yang peneliti ketahui ini belum pernah dilakukan.

3. Manfaat Penelitian a. Manfaat teoritis : Penelitian ini diharapkan dapat memperkaya ilmu pengetahuan pembuatan biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon b. Manfaat metodologis : Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu metode pengembangan selulosa bakteri sebagai penutup luka dari limbah yang tidak digunakan. c. Manfaat praktis : Limbah ketela pohon diharapkan dapat menjadi substrat alternatif dalam pembuatan biomaterial penutup luka yang bersifat ramah lingkungan.

B. Tujuan 1. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan kitosan ditinjau dari sifat mekanik (tensile strength, elongation), gugus fungsi, sifat termal, kristalinitas, dan morfologi permukaan polimer.


6

2. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan kitosan terhadap regenerasi sel kulit tikus galur Wistar jantan.


BAB II PENELAAHAN PUSTAKA

A. Selulosa Bakteri Selulosa adalah homopolimer polidispers linier, yang terdiri dari unit – unit D-glukopiranosa/ AGU yang terikat melalui ikatan β-1,4glikosida secara selektif (Gambar 1). Polimer ini memiliki gugus hidroksi bebas pada atom karbon C-2, C-3, dan C-6 (Klemm, Schamuderz, Heinze, 2010).

Gambar 1. Struktur molekul selulosa (Klemm, et al., 2010). Sebagai material yang diperoleh dari alam, selulosa dapat mengandung produk sampingan yang dapat menyebabkan masalah masalah aplikasi dan kesulitan dalam melakukan reaksi modifikasi kimia. Proses isolasi dan purifikasi selulosa pada masa sekarang ini dapat menghasilkan material yield dengan kemurnian dan variabilitas tinggi (Kacurakova, Andrew, Michael, Reginald, 2002 ). Pendekatan lainnya yang dilakukan untuk mendapatkan selulosa dengan kemurnian tinggi adalah dengan produksi skala laboratorium dari polimer oleh bakteri penghasil asam asetat misalnya Gluconacetobacter xylinum dan Acanthamoeba castellani (Kacurakova, et al., 2002). 7


8

B. Bakteri Acetobacter xylinum Bakteri Acetobacter sp. bersifat Gram negatif, tidak membentuk endospora, bersifat aerob obligat, tidak melakukan fermentasi alkohol, berbentuk bulat lonjong sampai batang pendek, tumbuh baik pada pH 3,5 – 4,5 dan suhu 25 – 30 o C, dapat mengoksidasi etanol dan menghasilkan asam asetat. Metabolisme bakteri ini menghasilkan enzim katalase, asam 5-ketoglukonik dari D-glukosa, ketogenesis, dan gliserol (Holt, Krieg, Peter, James, Williams, 1994). Adapun klasifikasi bakteri Acetobacter xylinum berdasarkan taksonominya (Stang, 2012): Kingdom

: Bacteria

Filum

: Proteobacteria

Kelas

: Alphaproteobacteria

Ordo

: Rhodospirillales

Famili

: Acetobacteraceae

Genus

: Acetobacter

Spesies

: Acetobacter xylinum

Secara fisik Acetobacter xylinum mampu mengoksidasi glukosa menjadi rantai atau polimer panjang yang disebut dengan polisakarida atau selulosa berupa serat – serat putih yamg secara bertahap dari lapisan tipis pada awal fermentasi hingga mencapai ketebalan sekitar 12 mm pada akhir fermentasi, kemudian disebut sebagai nata yang merupakan metabolit


9

sekunder. Metabolit primer bakteri ini berupa asam asetat, air dan energi. (Nainggolan, 2009) Selulosa bakteri disintesis oleh banyak genus bakteri, yang mana strain Acetobacter adalah yang paling banyak diketahui (Ross, Mayer, Benziman, 1991). Aplikasi dari selulosa bakteri sangat luas, di antaranya dalam bidang membran, elektronik, tekstil, dan terutama di bidang biomedis. Hal ini dilatarbelakangi karena keunggulannya dalam hal porositas, absorbsi terhadap air, sifat mekanik, dan biokompatibilitas (Brown, 2007). Selulosa bakteri mirip dengan kulit manusia, sehingga selulosa bakteri dapat digunakan sebagai kulit pengganti dalam luka bakar (Ciechańska, 2004).

C. Ketela pohon (Manihot utilissima Pohl) Ketela pohon nama lain dari singkong merupakan tanaman perenial yang mirip semak yang dapat tumbuh sekitar 6- 8 kaki (1,83 – 2,44 meter). Tanaman ini memiliki batang tegak yang halus dan kenampakan mirip tanaman ganja. Daunnya besar, berwarna hijau tua, vena kemerahan, dan berbentuk terbagi 7. Batang mengandung getah putih, dan memiliki nodus yang merupakan tempat munculnya tanaman baru. Akarnya digunakan sebagai bahan pangan, dan patinya digunakan dalam industri lem, laundri, dan tapioka (Stephens, 2009). Adapun klasifikasi dari ketela pohon berdasarkan taksonominya (Mus, 2011):

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 10

Kingdom

: Plantae

Divisi

: Magnoliophyta

Kelas

: Magnoliopsida

Ordo

: Euphorbiales

Famili

: Euphorbiaceae

Genus

: Manihot

Spesies

: Manihot utilissima Pohl sin. Manihot Esculenta Crantz

Ketela pohon akan menghasilkan akar tuberous yang memiliki kandungan pati yang tinggi, yang berperan sebagai sumber karbohidrat utama. Akar ketela pohon mengandung kalori dalan jumlah tinggi, vitamin, mineral, dan dietary fiber (Li, Zhu, Zeng, Zhang, Ye, Ou, Rehman, 2010). Adapun kandungan gizi ketela pohon per 100 g bahan adalah sebagai berikut : Tabel I. Kandungan gizi akar Ketela pohon putih per 100 g bahan (Depkes R.I., 1981). No. Kandungan unsur Gizi Ketela pohon putih 1 Kalori (kal) 146,00 2 Protein (g) 1,20 3 Lemak (g) 0,30 4 Karbohidrat (g) 34,70 5 Kalsium (mg) 33,00 6 Fosfor (mg) 40,00 7 Zat Besi (mg) 0,70 8 Vitamin A (SI) 0,00 9 Vitamin B1 (mg) 0,06 10 Vitamin C (mg) 30,00 11 Air (g) 62,50 12 Bagian yang dapat dimakan (%) 75,00 Keterangan : kal = kalori; g = gram; mg = miligram; SI = satuan internasional


D. Kitosan Kitosan adalah biopolimer yang telah diketahui dapat mempercepat penyembuhan luka (Kojima, et al., 1998). Kitosan merupakan senyawa hasil deasetilasi kitin, terdiri dari unit N-asetil glukosamin dan N glukosamin (Gambar 2). Adanya gugus reaktif amino pada atom C-2 dan gugus hidroksil pada atom C-3 dan C-6 pada kitosan bermanfaat dalam aplikasinya yang luas yaitu sebagai pengawet hasil perikanan dan penstabil warna produk pangan, sebagai flokulan dan membantu proses reverse osmosis dalam penjernihan air, aditif untuk produk agrokimia dan pengawet benih (Muzzarelli, 1997).

Gambar 2. Struktur Kitosan (Muzzarelli, 1997). Kitosan sebagai bahan yang dapat diperbarui secara alami mempunyai sifat yang unik seperti biokompatibel, biodegradable, nontoksik, dan kemampuan untuk pembentukan lembaran yang bagus (Jin, Wang, Bai, 2009). Kitosan memiliki karakteristik implan biologis yang baik yaitu dapat diterima jaringan biologis dan tidak menimbulkan efek lokal/ sistemik yang tidak diinginkan. Kitosan dapat ditoleransi dengan baik oleh jaringan hidup antara lain kulit, membran okuler, epitel nasal (Fouad, 2008). Penambahan kitosan ke dalam selulosa bakteri dengan cara merendam lapisan selulosa bakteri ke dalam larutan kitosan dapat


meningkatkan biokompatibilitas selulosa bakteri. Kitosan dapat menembus lapisan selulosa bakteri dan membentuk struktur multilayer tiga dimensi di dalam rantai polimer (Kim, Cai, Lee, Ghoi, Lee, Jo, 2011). Kitosan juga dapat meningkatkan kapasitas penyimpanan air, dan laju pelepasan air selulosa bakteri. Degradasi termal selulosa bakteri akan meningkat dari 263o menjadi 366o dengan penambahan konsenterasi kitosan dari 1,2 % sampai 45 % (Ul-Islam, Shah, Ha, Park, 2011).

E. Karakterisasi Biomaterial 1. Analisis Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FT – IR) Spektrum infra merah pada dasarnya merupakan gambaran dari pita absorpsi yang spesifik dari gugus fungsional yang mengalami vibrasi karena pemberian energi. Analisis kualitatif dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya absorbsi pada frekuensi tertentu merupakan penanda ada tidaknya gugus fungsional tertentu. Penggunaan spektrofotometri infra merah pada bidang kimia organik dilakukan pada daerah bilangan gelombang 650-4000 cm-1 (15,4-2,5 µm) (Sastrohamidjojo, 2001). Spektroskopi infra merah adalah teknik yang penting dalam proses karakterisasi polimer. Teknik ini dapat dilakukan dalam analisis baik pada polimer terlarut (soluble) maupun pada material polimer cross-link tidak larut (insoluble). Teknik ini sensitif terhadap sifat struktural seperti gugus fungsi (karbonil, aromatik, dan lainnya), konstitusi rantai polimer, gugus


akhir, serta komposisi kopolimer. Lebih lanjut lagi, teknik ini sangat berguna dalam menentukan komponen dan komposisi komposit dan polimer campuran, terisi, maupun termodifikasi, dan bahkan pada kasus tertentu, dapat digunakan untuk menentukan kristalinitas sampel padatan (Braun, Cherdron, Rehahn, Ritter, Voit, 2005). Evaluasi intensitas sinyal yang didapatkan didasarkan pada hukum Lambert Beer, seperti dinyatakan oleh persamaan berikut :

E = log = ε . c . d E merupakan kerapatan optis atau absorbansi. I0 dan I adalah intensitas pada panjang gelombang tertentu dari sinar tereksitasi dan intensitas sinar setelah melewati sampel. ε adalah koefisien molar ekstinksi, c adalah konsenterasi polimer, dan d adalah ketebalan lapisan. Nilai E dapat langsung diperoleh dari alat, namun demikian evaluasi polimer membutuhkan pertimbangan lebih lanjut, pada umumnya banyak pita pada spektrum IR mengalami overlapping dan berada pada background kontinyu. Analisis bentuk pita harus dilakukan, dan intensitas sinyal yang disebabkan oleh absorpsi tetangga dan background harus dapat dipisahkan dari absorpsi pita yang dimaksud. Kemudian, baik absorbansi pada serapan maksimal (Emax) maupun intensitas sinyal maksimum (yang didapatkan dari integrasi seluruh sinyal) dapat digunakan untuk informasi kuantitatif (Braun, et al., 2005) Pada beberapa kasus, polimer kristalin akan menunjukkan pita absorpsi pada spektrum IR, misalnya pita “kristalin” polyethylene pada


730 cm-1, atau pita “amoprhous” polyethylene pada 1300 cm-1. Dengan adanya penentuan intensitas pita – pita ini dapat digunakan sebagai acuan kemungkinan terjadinya perubahan derajat kristalinitas sampel akibat pemanasan maupun perubahan kondisi sediaan (Davis, 2004)

a

b

Gambar 3. Spektogram biomaterial a) membran selulosa bakteri; b) membran kitosan (Anicuta, Dobre, Stroescu, Jipa, 2010).

Puncak (peak) absorpsi karakteristik pada selulosa bakteri (Gambar 3) berada pada bilangan gelombang 3350 cm-1 karena adanya stretching O-H dan pada 2916,81 cm-1 karena adanya stretching CH (Wonga, Kasapis, Tan, 2009). Puncak absorpsi karakteristik kitosan terletak pada bilangan gelombang 1559,17 cm-1, yang menunjukkan adanya vibrasi stretching gugus amino kitosan dan 1333,5 cm-1 karena adanya vibrasi CH. Puncak karakteristik lainnya berada pada bilangan gelombang 3367,1 yang menunjukkan vibrasi amina NH simetrik, 2927,41 cm-1 yang menunjukkan vibrasi C-H, dan dua puncak pada 896,73 cm-1 serta 115,19


cm-1 yang menunjukkan keberadaan struktur sakarida kitosan (CostaJunior, Pereira, Mansur, 2009). 2. Analisis Sifat Mekanik (Tensile Strength dan Elongation) Sifat mekanik suatu bahan meliputi tegangan (kuat putus/ tensile strength), regangan (elongasi), dan Modulus Young. Analisis sifat mekanik dilakukan dengan cara meletakkan sampel dalam tegangan, yang menyebabkan peningkatan panjang, dan penurunan cross-section, sampai akhirnya sampel mengalami kerusakan. Pada pengukuran teganganregangan ini, sampel diletakkan sedemikian rupa, agar kerusakan sampel terjadi pada tempat yang diinginkan, yaitu pada posisi cross-section terendah. Bagian terlebar sampel diletakkan pada klem mesin uji, kemudian mesin akan menarik menjauh klem dengan kecepatan konstan, yang mana akan menyalurkan gaya tarik mesin ke sampel. Tegangan maksimum Pmax saat uji tidak selalu sama dengan tegangan saat sampel putus. Gaya tarik (tensile strength) akhir (σB) didapatkan dengan membagi beban maksimum (Pmax) dengan cross-section awal (Fo) diukur dalam N/mm2 atau MPa, seperti yang dinyatakan dalam persamaan : σB =

Elongasi didefinisikan sebagai pemanjangan dari panjang mula. Elongasi ε pada hasil yang sesuai ekstensi, ∆l = l – lo, pada beban maksimum Pmax dibagi dengan panjang mula lo, yang dirumuskan : Δl

εB = lo . 100 % ( Braun, et al., 2005).


Modulus elastisitas, atau dikenal dengan sebutan Modulus Young (E), adalah slope dari kurva stress-strain pada wilayah elastis. Hubungan antara stress-strain pada wilayah elasits ini dikenal melalui Hukum Hooke’s yaitu :

E=

S adalah tensile strength, dan e adalah tensile strain/ elongation. Modulus sangat berkaitan dengan energi ikatan antar atom. Slope yang curam pada suatu kurva mengindikasikan dibutuhkannya energi tinggi untuk memisahkan atom – atom dan menyebabkan material tersebut mengalami peregangan elastis (Askeland, Fulay, Wright, 2011). Sifat mekanis berupa tensile strength dan elongation dari biomaterial membran selulosa bakteri basah dan membran kitosan dapat dilihat pada Tabel II Tabel II. Rerata tensile strength dan elongation biomaterial Material Tensile strength (MPa) Elongation (%) CH 13,6 + 5,83 59,1 + 17,20 BC 198 + 10,6 6,4 + 0,6 Keterangan : CH = Kitosan (Kim, Son, Kim, Weller, Hanna, 2006), BC = selulosa bakteri (Feng, Zhan, Sheng, Yoshino, Feng, 2012). 3. Analisis Sifat Termal dengan Differential Thermal Analysis/ Thermogravimetric Analysis (DTA/TGA) Pada teknik ini temperatur sampel dibandingkan dengan standar inert tertentu. Kemudian, panas akan diberikan baik pada sampel dan standar, dan sebagai konsekuensinya, keduanya akan mengalami peningkatan temperatur. Ketika sampel meleleh, energi termal yang diberikan oleh alat tidak akan meningkat lagi temperaturnya, melainkan


alat akan menyediakan entalpi yang sesuai untuk terjadinya fusi. Karena temperatur standar inert akan terus meningkat dalam proses ini, perbedaan temperatur antara sampel dan standar akan berubah dan menghasilkan puncak dalam sinyal output. Pada alat, sinyal output yang diperoleh dari perbedaan temperatur sebagai fungsi dari waktu, dan dapat diperoleh temperatur transisi sampel (Davis, 2004). Teknik DTA ini dapat digunakan untuk melakukan analisis Tg (glass transition temperature). Tg adalah temperatur dimana suatu polimer amorf yang memiliki sifat keras seperti kaca, mengalami perubahan sifat menjadi lunak dan elastis, akibat adanya pemanasan yang menyebabkan peningkatan mobilitas (gerakan Brownian) dari segmen makromolekul penyusun polimer. Data temperatur sangat penting dalam aplikasi teknis polimer untuk menentukan konfigurasi, derajat kristalinitas, panjang rantai samping, dan derajat percabangan polimer (Braun, et al., 2005). Dekomposisi kitosan berlangsung dalam suatu reaksi eksotermik dengan puncak reaksi pada suhu 303oC dan berlangsung pada range temperatur 270o – 337oC yang menunjukkan adanya dekomposisi residu amino dan N-asetil (GlcNAc) (Nam, Park, Hudson, 2010). Dekomposisi kitin merupakan suatu reaksi endotermik yang terjadi pada range temperatur 341o – 406o C (puncak 380,4oC) karena adanya depolimerasi rantai dan pembentukkan produk volatile dengan BM rendah (Wanjun, Cunxin, Donghua, 2005). Dekomposisi selulosa (Gambar 4) juga merupakan reaksi endotermik range temperatur 296o – 365o C (puncak


335,5oC) yang disebabkan oleh adanya pyrolisis dan pemotongan rantai molekul selulosa secara random (Gan, dan Sun, 2007).

Gambar 4. Termogram DTA (differential thermal analysis) dari selulosa (_____), kitosan (-------), kitin (........) pada laju pemanasan 10oC/menit (Arora, Lal, Kumar, Kumar, Kumar, 2000).

Karakterisasi bulk polimer juga meliputi stabilitas termal pada kondisi inert (degradasi spontan rantai, karbonisasi, dehidrasi, dan lain – lain) dan juga pada kondisi adanya oksigen (oksidasi). Aktivitas stabilizer dan juga keberadaan filler inorganik dan aspek – aspek lainnya dapat dipelajari dengan teknik analisis termogravimetri (TG/TGA). Teknik ini memonitor kehilangan massa sampel pada atmosfer tertentu sebagai fungsi temperatur.

Program

temperatur

secara

umum

akan

mengalami

peningkatan linier, tetapi studi isotermal juga dapat dilakukan. Peralatan yang dibutuhkan dalam TGA adalah thermobalance. Alat ini terdiri dari timbangan perekam, furnace, pemogram temperatur, pemegang sampel,

wadah penutup untuk mempertahankan kondisi

atmosfer tertentu, dan sarana untuk merekam dan menampilkan data.


Sensitivitas timbangan dapat mencapai 1 mikrogram, dengan kapasitas total beberapa ratus miligram. Range operasi dari furnace mencapai 10000 C dengan laju pemanasan mencapai 100 K/menit. Temperatur sampel diukur melalui thermocouple yang berada di dekat sampel. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi kurva TGA. Faktor primer yang mempengaruhi adalah laju pemanasan dan ukuran sampel. Ukuran partikel dari material sampel, morfologi sampel, dan laju alir gas dapat mempengaruhi proses reaksi termal (Braun, et al., 2005).

Gambar 5. Termogram TGA (thermogravimetric analysis) dari tiga sampel yaitu selulosa (_____), kitosan (-------), dan kitin (.........) pada laju pemanasan 10oC/menit (Arora, et al., 2011). Temperatur dekomposisi inisial untuk kitin, kitosan, dan selulosa berturut – turut adalah 276,4 o, 254,6 o, dan 312,9o C (Gambar 5). Char yield (% bobot akhir) untuk ketiga polimer tersebut berturut – turut adalah sebesar 20,4 %, 38,4 %, dan 9,1 % pada temperatur 600oC. Jika dilihat dari nilai Ti maka dapat diketahui bahwa stabilitas selulosa > kitin > kitosan (Arora, et al., 2011).


4. Analisis Kristalinitas dengan X – Ray Diffraction X-Ray difraction (difraksi sinar X) digunakan dalam analisis kristalinitas polimer. Teknik ini memungkinkan determinasi derajat kristalinitas sampel beserta data kristalografik lainnya (Braun, et al., 2005).

Gambar 6. Pola difraksi sinar X pada (a) polimer dengan kristalinitas tinggi; (b) polimer amorf (Gowariker, et.al., 1986).

Suatu konformasi kristalin akan menghasilan pola difraksi sinar X yang tajam dan jelas (Gambar 6), sedangkan suatu amorf (non-kristalin) akan menghasilan pola lebar dan menyebar.

Sinar X, seperti cahaya

tampak, memiliki panjang gelombang tertentu yang dapat diukur dengan diffraction grating, yang terdiri dari seperangkat kisi – kisi garis yang dipisahkan pada jarak tertentu sekitar satu panjang gelombang dari lampu monokromatis. Ketika suatu cahaya monokromatis melewati kisi, gelombang cahaya yang melewati kisi akan mengganggu satu sama lain (dapat saling menguatkan atau saling meniadakan) pada arah tertentu, yang mana akhirnya akan menyebabkan pita gelap terang pada layar. Pada suatu kondisi kristal, molekul tersusun secara rapi pada pola tertentu, dan dapat berperan sebagai kisi difraksi (diffraction grating). Suatu kristalin,


akhirnya akan mendifraksi sinar X (Gambar 3), dan membentuk pola yang mana merupakan “sidik jari” dari senyawa (Gowariker, Viswanathan, Sreedhar, 1986). Puncak (peak) yang merupakan karakteristik kitosan pada analisis difraksi sinar X muncul pada 2θ 10,4o dan 20,4o (Gambar 7) yang menunjukkan adanya pola polimorf L-2 dari kitosan (Dhawade, dan Jagtap, 2012). Puncak lebar pada daerah 2θ 20o merupakan puncak karakteristik

yang

dapat

digunakan

dalam

penghitungan

derajat

kristalinitas kitosan (Teng, Lee, Yoon, Shin, Kim, Oh, 2009).

Gambar 7. Difraktogram kitosan (B) dan oligomernya (C1, C2, C3) (Dhawade, dan Jagtap, 2012).

Selulosa merupakan material dengan kristalinitas tinggi mencapai 70 – 90 %. Peak karakteristik untuk selulosa I (Gambar 8) muncul pada 2θ =14.8 o, 16.8 o, 22.6o, sedangkan untuk selulosa II peak karakteristik muncul pada 2 θ 12.1o, 19.8 o, 22.0o (Ago, Endo, Hirotsu, 2004). Metode yang dapat digunakan untuk menentukan kristalinitas selulosa meliputi


metode rasio tinggi peak, metode dekonvulsi puncak, dan metode subtraksi amorf (Park, Baker, Himmel, Parilla, Johnson, 2010).

Gambar 8. Difraktogram biomaterial selulosa S1 = bio-treatment cellulose; S4 = selulosa kontrol (Janardhnan, dan Sain, 2011). 5. Pengamatan Morfologi Permukaan dengan Scanning Electron Microscope (SEM) Prinsip dari Scanning Electron Microscope adalah adanya elektron dari thermionic cathode yang dipercepat melalui perbedaan voltase antara katoda dan anoda yang berkisar antara 0,1 keV sampai dengan 50 keV. Ketika jarak antara spesimen dan bagian bawah tiang cukup jauh (misalnya beberapa milimeter), berbagai elektron dapat ditangkap oleh detektor dalam chamber spesimen dan medan magnet pada spesimen sangat lemah (Reimer, 1998). Elektron berinteraksi dengan atom yang memproduksi sinyal berupa informasi mengenai topografi permukaan sampel, komposisi, dan lainnya. Secara sederhana sistem ini dijelaskan dengan adanya cahaya dan pengukuran intensitas cahaya yang ditangkap dalam suatu ruang gelap. Jika cahaya terefleksikan kembali karena adanya dinding yang keras, maka


intensitas pada pengukur menjadi tinggi sedangkan jika cahaya tidak memantul, tetapi tembus pada ruang gelap tersebut, maka intesitas yang didapat sedikit (Egerton, 2005).

a

b

Gambar 9. Foto permukaan biomaterial pada perbesaran 1000x a) membran selulosa bakteri (Nasab, dan Yousefi, 2010) b) membran kitosan (Lin, Hsiao, Jee, Yu, Tsai, Lai, Young, 2006). Membran selulosa bakteri secara umum akan berbentuk jalinan pita selulosa yang halus (Gambar 4). Pada kultur statis, jalinan pita selulosa bakteri ini akan tersusun secara uniaxial, sementara pada kultur agitated, pita – pita selulosa akan tersusun secara tidak teratur, melengkung, dan saling mengalami overlapping. Susunan ini terjadi karena adanya gaya konstan selama agitasi (Czaja, Romanovicz, Brown, 2004). Sementara pengamatan morfologi permukaan terhadap membran kitosan, akan menunjukkan hasil berupa permukaan membran yang halus, rata, seragam dan padat (Lin, et al., 2006). 6. Interaksi dalam Pembentukan Biomaterial Polimer adalah suatu senyawa yang terdiri atas molekul molekul yang tercirikan oleh adanya repetisi berulang spesi atom atau kelompok atom yang berhubungan satu sama lain yang akan membentuk suatu sifat yang berbeda dengan unit – unit penyusunnya. Unit konstitusional


penyusun polimer saling berhubungan melalui ikatan kovalen, dan atom – atom dari unit berulang tersebut juga berikatan secara kovalen. Suatu molekul yang hanya terdiri dari beberapa unit berulang disebut oligomer. Monomer merupakan senyawa yang menyusun polimer, dan proses penyusunan ini disebut polimerasi (Gedde, 2001) Proses pembentukkan polimer juga melibatkan gaya tarik antar molekul yang satu dengan yang lainnya yang disebut juga dengan gaya antar molekul atau ikatan antar molekul. Terdapat bebarapa jenis gaya antar molekul yaitu : 1. Gaya dipol – dipol Molekul yang sebaran muatannya tidak simetris adalah bersifat polar dan mempunyai 2 ujung yang berbeda muatan (dipol). Dalam zat polar, molekul – molekul cenderung menyusun diri dengan ujung polar positif berdekatan dengan ujung polar negatif yang ada di dekatnya. 2. Gaya London Antar molekul nonpolar terjadi tarik menarik yang lemah akibat terbentuknya dipol sesaat yang disebut gaya London. Gaya ini diinduksi dalam satu molekul oleh molekul yang lain. Dalam hal ini, elektron dari satu molekul ditarik ke inti dari molekul kedua secara lemah. Hasilnya adalah distribusi elektron yang tidak merata dan suatu dipol terinduksi


3. Interaksi Hidrogen Ikatan hidrogen adalah gaya tarik dipol – dipol yang sangat khusus di antara atom hidrogen pada suatu ikatan polar, terutama pada NH, O-H, atau F-H. Atom N, F, O sangat elektronegatif sehingga ikatan kovalen yang terbentuk sangat polar, dengan muatan parsial positif pada hidrogen. Akibatnya terjadi gaya tarik menarik yang sangat kuat (Fessenden, Fessenden, 1986).

F. Luka Terbuka dan Uji Penyembuhan Luka Luka terbuka adalah luka yang terjadi karena rusaknya jaringan kulit bagian luar hingga terjadi pendarahan luar. Luka terbuka memungkinkan mikroorganisme untuk masuk ke dalam bagian dalam kulit melalui luka ini. Luka Insisi merupakan luka terbuka disebabkan karena pisau, gunting atau benda tajam lainnya yang cukup dalam dan memiliki resiko pendarahan cukup tinggi (Grafft, dan Sarff, 2012). Penyembuhan luka merupakan suatu proses yang kompleks karena berbagai kegiatan bioseluler dan biokimia terjadi berkesinambungan. Jenis penyembuhan

yang

paling

sederhana

dapat terlihat pada

insisi

pembedahan yang tepi lukanya dapat saling didekatkan untuk dimulainya proses penyembuhan. Penyembuhan seperti ini disebut penyembuhan primer (healing by first intention). Apabila luka yang terjadi cukup parah seperti adanya kerusakan epitel yang menyebabkan kedua tepi luka berjauhan maka disebut penyembuhan sekunder (healing by second


intention atau penyembuhan dengan granulasi) (Price, McCarty, 1992). Berdasarkan perubahan morfologik, terdapat tiga fase persembuhan luka yaitu fase inflamasi, fase proliferasi dan fase maturasi (Spector, dan Spector, 1993). Ketika mengalami kerusakan, jaringan akan melakukan respon perbaikan. Sel endotel kapiler berproliferasi dan tumbuh ke dalam daerah yang diperbaiki. Pembuluh vaskuler ini tersusun sebagai lengkung – lengkung yang masuk ke dalam daerah yang mengalami kerusakan. Pada saat yang bersamaan, fibroblast akan terangsang untuk membelah diri dan menghasilkan kolagen. Fibroblast akan memerlukan serabut – serabut otot dan perlekatan pada stroma serta sel di dekatnya. Sel ini disebut miofibroblast. Campuran lengkung kapiler dan miofibroblast dikenal sebagai jaringan granulasi. Cacat pada jaringan dapat berkurang hingga 80 % sebagai akibat pengerutan miofibroblast dalam jaringan granulasi. Sel ini saling melekat satu dengan yang lain, serta pada bahan dasar di sekitarnyaPada saat yang bersamaan diproduksi kolagen sehingga terbentuk jaringan parut pada jaringan yang rusak (Underwood, 1994). Uji penyembuhan luka dilakukan dengan cara membuat luka terbuka pada hewan uji terlebih dahulu. Pembuatan luka dilakukan dengan scalpel atau gunting untuk menghilangkan epidermis, dermis, dan lapisan subkutan termasuk lapisan panniculus carnosus. Luka yang ditimbulkan cukup parah, sehingga model eksisional ini dapat digunakan untuk mengamati pergerakan jaringan sentral pada proses perbaikan, yang


dimulai dengan perdarahan, reepitelisasi, pembentukan jaringan granulam dan angiogenesis (Dipietro, dan Burns, 2003). Tikus akan dikorbankan pada hari 1, 3, 5, dan 7 setelah dilukai untuk diambil jaringan lukanya, karena pada titik ini menunjukkan waktu sentral perbaikan jaringan yang meliputi inflamasi, migrasi dan proliferasi keratinosit, dan pembentukan stroma baru (hari ke-1 sampai 7) serta meliputi titik akhir dari proses penyembuhan luka akut (hari ke-13). Biopsi jaringan luka dapat dilakukan untuk kemudian dilakukan pengamatan histopatologi, total RNA selular, maupun analisis protein (Dipietro, Burns, 2003). Proses pengamatan penyembuhan luka dapat dilakukan secara makroskopis misalnya dengan melakukan pengamatan terhadap pengaruh sediaan komersil dan sampel uji pada beberapa peubah misalnya panjang luka, kelembaban, warna luka, dan penyempitan luka (Anggraeni, 2008). Selain itu dapat dilakukan analisis kuantitatif terhadap laju penyembuhan luka melalui metode Morton, yang didasarkan pada perbedaan diameter dan luas luka pada hari pertama dan hari pengamatan (Kusmiati, Rachmawati, Siregar, Nuswantara, Malik, 2006). Saat ini, sediaan selulosa bakteri komersil sudah tersedia di pasaran. Salah satunya ialah Biofill®. Sediaan ini telah diuji secara klinis dan terbukti dapat mempercepat proses penyembuhan luka pada kasus transplantasi kulit setelah 11 hari pasca pemakaian sediaan (Rebello, Almeida, Lima, Dornelas, 1987). Larutan kitosan 2% (b/v) diketahui dapat


membantu proses penyembuhan luka baik secara makroskopik maupun mikroskopik. Larutan ini dapat mempercepat pengeringan luka di hari ke – 0, penyempitan luka di hari ke – 2 dan mempercepat pelepasan jaringan parut di hari ke – 4. Secara mikroskopik kitosan dapat mempercepat infiltrasi sel radang pada hari ke – 2, mempercepat pertumbuhan jaringan ikat setelah hari ke – 4, serta memberikan pengaruh neokapilerisasi dan reepitelisasi sejak hari ke – 2 (Djamaludin, 2009).

G. Landasan Teori Biomaterial kombinasi kitosan dan selulosa bakteri memiliki aktivitas farmakologik dan biokompatibilitas. Selulosa bakteri dapat mempercepat penyembuhan luka karena memiliki kemampuan menahan lembab pada area luka. Selulosa bakteri memiliki pori lebih besar daripada selulosa pada tumbuhan memberikan keuntungan bagi kitosan yang ditambahkan mampu mengisi rongga-rongga yang ada pada selulosa dan berinteraksi secara kimia dengan selulosa bakteri secara baik, sehingga sifat fisik selulosa bakteri dapat diperbaiki.Kemudian dari segi aktivitas kimiapun, selulosa bakteri akan menjadi penutup luka yang lebih baik. Tidak hanya memberikan efek memberikan suasana lembab saja, tetapi juga memberikan efektivitas biologi seperti mempercepat proliferasi sel dan memiliki aktivitas antimikroba. Kombinasi ini diharapkan membentuk suatu polimer biomaterial yang memiliki tingkat elastisitas baik, biokompatibel, biodegradable, dan bersifat antibakteri. Pada akhirnya


polimer kombinasi ini dapat mempercepat proses penyembuhan luka melalui mekanisme stimulasi proliferasi dan regenerasi sel. Karakteristik biomaterial selulosa bakteri ditandai dengan ciri adanya ikatan hidrogen antara gugus amino reaktif kitosan dengan gugus hidroksi bebas selulosa bakteri, adanya gugus aromatik selulosa bakteri, serta adanya overlapping gugus hidroksi kitosan dengan hidroksi selulosa bakteri. Plasticizer berupa gliserol yang ditambahkan akan meningkatkan sifat mekanik dari komposit polimer yang terbentuk, terutama dalam hal elongation (pemuluran) material yang dibutuhkan dalam aplikasi material penutup luka.

H. Hipotesis Biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan kitosan sebagai material penutup luka pada tikus galur Wistar jantan memiliki karakteristik polimer yang baik sebagai material penutup luka dan pemberian biomaterial dengan lama pemberian yang dilakukan dalam penelitian ini mampu meningkatkan proses penyembuhan jaringan kulit yang terluka.


BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian Penelitian dengan judul “Pengaruh Pemberian Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri (Acetobacter xylinum) dari Limbah Ketela pohon (Manihot utilissima Pohl) dengan Penambahan Kitosan Sebagai Material Penutup Luka pada Tikus Galur Wistar Jantan” merupakan jenis penelitian yang bersifat eksperimental murni sederhana dengan rancangan acak lengkap pola searah.

B. Variabel Penelitian Variabel dalam penelitian ini terdapat dua variabel, yaitu : 1. Variabel utama : Variabel utama dalam penelitian ini meliputi : a. Variabel bebas : Lama pemberian (1, 3, 5, dan 7 hari) biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan kitosan pada tikus jantan galur Wistar. b. Variabel tergantung : Kemampuan biomaterial dalam mempengaruhi kecepatan penyembuhan sel kulit yang terluka yang ditunjukkan

30


melalui pengamatan makroskopis kualitatif dan kuantitatif (perubahan luas daerah luka). 2.

Variabel pengacau : Variabel pengacau dalam penelitian ini meliputi : a. Variabel pengacau terkendali : tempat tumbuh tanaman, usia tanaman, waktu panen, cara panen, subjek hewan uji, umur subjek hewan uji, berat subjek hewan uji. b. Variabel pengacau tidak terkendali : suhu, cuaca, cahaya matahari, kondisi patologis dan fisiologis tikus.

C. Definisi Operasional 1. Selulosa bakteri adalah sejenis polisakarida mikrobial yang diperoleh secara fermentasi selama 7 hari dari bakteri Acetobacter xylinum. 2. Umbi ketela pohon adalah yang digunakan memiliki daging berwarna putih dan kulit coklat, yang diperoleh dari tanaman ketela pohon dengan tangkai daun kemerahan dan daun hijau. 3. Limbah cair ketela pohon adalah limbah cair yang dihasilkan dari proses simulasi pembuatan tepung tapioka dengan bahan dasar ketela pohon yang dilakukan di laboratorium. 4. Kitosan yang didapat dari hasil proses deasitilasi kitin diperoleh dari P.T Bratachem dengan derajat deasetilasi 73,78 % 5. Luka adalah bagian kulit yang jaringannya sobek dan terbuka karena adanya pengaruh perlakuan dari luar. Luka dalam penelitian ini merupakan


luka full thickness yaitu luka yang diperoleh dengan proses pengambilan penuh bagian kulit mulai epidermis sampai area dermis dengan cara menyobek area kulit mengguanakan gunting bedah (diameter sekitar 1 cm) pada punggung (dorsal) hewan uji. 6. Penutup luka adalah sediaan polimer yang ditempelkan pada luka dan digunakan untuk melindungi luka dari pengaruh lingkungan sekitar maupun dari infeksi bakteri. 7. Lama pemberian adalah penempelan biomaterial selulosa bakteri pada luka terbuka tikus yang dilekatkan dari hari pertama sampai dengan masa waktu 1, 3, 5, dan 7 hari 8. Kemampuan biomaterial adalah kemampuan biomaterial selulosa bakteri yang ditambahkan kitosan dalam meningkatkan regenerasi sel kulit pada tingkat proliferasi. 9. Karakterisasi polimer adalah prosedur untuk menentukan karakteristik polimer berdasarkan sifat mekanik (tensile strength, dan elongation) dan sifat fisik biomaterial (analisis gugus, sifat termal, kristalinitas, morfologi permukaan biomaterial). 10. Kecepatan penyembuhan luka diamati secara kualitatif (kelembaban, keberadaan keropeng, dan warna daerah luka) dan secara kuantitatif (perubahan luas daerah luka). 11. Keropeng merupakan tanda proses clotting (jalinan fibrin dan trombosit pada proses pembekuan darah) yang telah selesai yang ditunjukkan dengan adanyaa kerak kering berwarna kecoklatan pada daerah luka


12. Pus / nanah adalah eksudat yang terbentuk selama proses inflamasi ditunjukkan dengan cairan berwarna putih kekuningan yang merupakan sisa – sisa sel darah putih maupun hasil infeksi bakteri.

D. Alat dan Bahan 1. Alat Alat – alat yang digunakan pada penelitian ini, meliputi : instrumen FT-IR model Shimadzu prestige 21,Universal Testing Machine Zwick Z 0.5, Dumb Bell Ltd Japan Saitama Cutter SOL-100, Mitotuyo MT-365 dial Thickness Gage 2046F, seperangkat alat bedah, nampan Lionstar®, kertas penutup, oven Memmert BE-500, autoklaf, alat-alat gelas, SEM Jeol JSM T300, neraca digital Mettler Toledo BV, Fine Coat Ion Sputter model JGC 1100, pH stik Merck®, kertas pembungkus, kompor / hot plate, termometer, sendok / magnetik stirer, alat XRD Jeol, alat DTA/TGA Perkin Elmer Diamond.

2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi limbah cair ketela pohon, kitosan, urea teknis, asam asetat glasial, gliserol teknis, silica gel, sukrosa, karet, Hepafix®, aquades, NaOH p.a, HCl 37%, tikus jantan galur Wistar (Laboratorium Imono Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma), bakteri Acetobacter xylinum yang diperoleh dari Fakultas Teknologi Pertanian UGM, larutan ketamine xylazine injeksi.


E. Tata Cara Penelitian A. Determinasi tanaman Determinasi tanaman ketela pohon dengan tangkai daun berwarna kemerahan, dan daun berwarna hijau dilakukan di Laboratorium Farmakognosi Fitokimia

Fakultas Farmasi USD dengan berdasarkan

acuan Herbarium Manihot utilissima Pohl. Collector : Emanuel M.L; Determinator : Emanuel M.L, Insula : P, Jawa; Loc : Karang Asem Baru; Altitude : 1,5 m di atas permukaan laut; dd : 6 – 12 – 1996. B. Pemilihan bahan Ketela pohon yang digunakan adalah ketela pohon yang memiliki kulit berwarna coklat, dengan daging berwarna putih bersih. Ketela yang dipilih adalah ketela siap panen, yaitu dengan ukuran panjang 20 – 30 cm dan belum terbentuk serat – serat akar di dalamnya. Ketela pohon ini diperoleh dari daerah Nanggulan, Salatiga pada tanggal 30 Agustus 2012. C. Preparasi limbah cair Sejumlah 500 g ketela pohon dicuci bersih dan dikupas kulitnya, lalu dipotong – potong menjadi beberapa bagian. Potongan ketela pohon diparut sampai halus, kemudian hasil parutan ditambahkan air sebanyak 1000 mL. Hasil parutan yang telah ditambahkan air, dilewatkan melalui saringan santan, dan diperas. Air perasan ditampung dalam wadah dan didiamkan selama 1 malam. Onggok/ limbah padat yang terbentuk (berupa ampas bekas saringan) dibuang. Dalam waktu 1 malam akan terbentuk 2 lapisan (yaitu lapisan air berwarna bening, dan lapisan pati tapioka


berwarna putih keruh mengendap di dasar wadah), lapisan air yang jernih kemudian diambil dan disaring melalui kain halus untuk memisahkan dari pati yang tersisa. D. Pembuatan Membran Kitosan (K) sebagai Kontrol Positif uji Penyembuhan Luka Sejumlah 4 gram kitosan dilarutkan dalam 200 mL (konsentrasi 2 %) asam asetat 2 %, kemudian ditambahkan gliserol sebagai bahan pemlastis. Larutan kemudian disaring menggunakan kain untuk menghilangkan partikel yang tidak terlarut. Pada cawan Petri bersih, larutan dituang dan diletakkan selama 48 jam untuk menjamin penguapan solven secara sempurna. Ketika membran sudah mongering dan terpisah dari cawan Petri, membran dicuci dengan 500 mL NaOH 1 M. Membran kemudian dicuci dengan aquades untuk menghilangkan sisa alkali dan menetralkan membran. Membran basah kemudian dibentangkan dan diletakan pada wadah kaca dengan penjepit dan dibiarkan sampai mengering selama 24 jam pada suhu kamar. Produk membran yang terbentuk transparan dan fleksibel (Eldin, et al., 2008). E. Pembuatan Selulosa Bakteri (S) sebagai Kontrol Karakterisasi Polimer Sebanyak 200 mL air limbah ketela pohon hasil penyaringan dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan pengaduk magnet (stirer), kemudian ditambahkan 20 gram sukrosa dan 1 gram urea, dipanaskan dalam suhu 80oC, dan diaduk hingga larut. Campuran


diasamkan dengan penambahan CH3COOH 25% hingga pH = 4. Selanjutnya dituangkan dalam keadaan panas ke dalam wadah fermentasi yang telah disterilkan dan ditutup. Larutan dalam wadah dibiarkan hingga suhu 40 – 60o C secara aseptis, lalu ditambahkan 20 mL Acetobacter xylinum. Kultur diinkubasi selama 7 hari pada suhu kamar (Pardosi, 2008). Lapisan

pelikel

yang

terbentuk

dicuci

dengan

aquadest

untuk

menghilangkan residu media kultur. Setelah itu dilakukan purifikasi pelikel dengan merendamnya dalam 3% NaOH selama 12 jam dengan pengulangan 3 kali proses untuk melarutkan sel – sel bakterial dan pirogen; larutan kemudian disaring untuk menghilangkan material terlarut. Setelah itu pelikel diinkubasi dalam larutan HCl 3% selama 10 menit untuk menetralkan dan dicuci kembali dengan aquadest. Pelikel kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 35 – 400C F. Pembuatan Material Selulosa Bakteri Gliserol (SG) Sebanyak 200 mL air limbah ketela pohon hasil penyaringan dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan pengaduk magnet (stirer), kemudian ditambahkan 20 gram sukrosa dan 1 gram urea, dipanaskan dalam suhu 80oC, dan diaduk hingga larut. Campuran diasamkan dengan penambahan CH3COOH 25% hingga pH = 4. Kemudian ditambahkan 1 gram (1,2 mL) gliserol sebagai bahan pemlastis, diaduk sambil dipanaskan. Selanjutnya dituangkan dalam keadaan panas ke dalam wadah fermentasi yang telah disterilkan dan ditutup. Larutan dalam wadah dibiarkan hingga suhu 40 – 60o C secara aseptis, lalu


ditambahkan 20 mL Acetobacter xylinum. Kultur diinkubasi selama 7 hari pada suhu kamar. Lapisan pelikel yang terbentuk dicuci dengan aquadest untuk menghilangkan residu media kultur. Setelah itu dilakukan purifikasi pelikel dengan merendamnya dalam 3% NaOH selama 12 jam dengan pengulangan 3 kali proses untuk melarutkan sel – sel bakterial dan pirogen; larutan kemudian disaring untuk menghilangkan material terlarut. Setelah itu pelikel diinkubasi dalam larutan HCl 3% selama 10 menit untuk menetralkan dan dicuci kembali dengan aquadest. Pelikel kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 35 – 400C. G. Pembuatan Material Selulosa Bakteri Gliserol Kitosan (SGK) Sebanyak 200 mL air limbah ketela pohon hasil penyaringan dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan pengaduk magnet (stirer), kemudian ditambahkan 20 gram sukrosa dan 1 gram urea, dipanaskan dalam suhu 80oC, dan diaduk hingga larut. Campuran diasamkan dengan penambahan CH3COOH 25% hingga pH = 4. Kemudian ditambahkan 1 gram (1,2 mL) gliserol sebagai bahan pemlastis, diaduk sambil dipanaskan. Selanjutnya dituangkan dalam keadaan panas ke dalam wadah fermentasi yang telah disterilkan dan ditutup. Larutan dalam wadah dibiarkan hingga suhu 40 – 60o C secara aseptis, lalu ditambahkan 20 mL Acetobacter xylinum. Kultur diinkubasi selama 7 hari pada suhu kamar. Lapisan pelikel yang terbentuk dicuci dengan aquadest untuk menghilangkan residu media kultur. Setelah itu dilakukan purifikasi pelikel dengan merendamnya dalam 3% NaOH selama 12 jam dengan


pengulangan 3 kali proses untuk melarutkan sel – sel bakterial dan pirogen; larutan kemudian disaring untuk menghilangkan material terlarut. Setelah itu pelikel diinkubasi dalam larutan HCl 3% selama 10 menit untuk menetralkan dan dicuci kembali dengan aquadest. Setelah proses purifikasi selesai, pelikel direndam dalam larutan kitosan 2 % dalam suhu 400C sampai medium air menguap selama 3 hari (Chawla, Bajaj, Survase, Singhal, 2008). Variasi komposisi dari keempat kelompok biomaterial yang dibuat dalam penelitian secara ringkas ditampilkan dalam Tabel III. Tabel III. Variasi komposisi polimer biomaterial Kelompok

Limbah cair Sukrosa Urea

Kelompok K (kontrol positif uji penyembuhan luka) Kelompok S (kontrol karakterisasi polimer) Kelompok SG Kelompok SGK

Gliserol Kitosan

-

-

-

-

4g

200 mL

20 g

1g

-

-

200 mL

20 g

1g

1,2 mL

-

200 mL

20 g

1g

1,2 mL

4g

Keterangan : Kelompok K = Kitosan; S = Selulosa; SG = Selulosa Gliserol; SGK = Selulosa Gliserol Kitosan.

H. Karakterisasi biomaterial : a. Analisis gugus (FT – IR) Lapisan tipis atau pelikel yang diperoleh dari hasil fermentasi dijepit pada tempat sampel kemudian diproses menjadi pelet KBr dan diletakkan pada alat ke arah sinar Infra Red. Hasilnya akan direkam ke dalam kertas berskala berupa aliran kurva bilangan gelombang terhadap intensitas transmisi. Perhitungan derajat deasetilasi kitosan dilakukan


dengan persamaan : 100 −

,

(Struszczyk, 1987).

Perhitungan intensitas gugus spektrum dilakukan dengan metode baseline. b. Analisis sifat mekanik berupa tensile strength-elongation Material selulosa dipotong dengan ukuran 11 cm x 2 cm. Potongan tersebut dimasukkan ke dalam dumbbell untuk dilakukan pengepresan dan pencetakan bentuk. Kemudian akan terbentuk pola pada selulosa. Dilakukan pemotongan sesuai pola yang terbentuk pada selulosa. Ketebalan hasil pemotongan dan pengepresan diukur menggunakan mikrometer. Kemudian kedua ujung hasil pemotongan ini masingmasing dikaitkan pada Universal Testing Machine. Aktifkan program Test Zwick. Power dan panel pada Posisi ON. Isikan data sampel sesuai ukuran standar. Lakukan pengujian dengan kecepatan uji 10 mm/ menit sampai selesai. c. Analisis sifat termal (DTA/TGA) Analisis sifat termal DTA dan TGA dilakukan secara simultan dengan instrumen Pelkin Elmer DTA/TGA Diamond. Sejumlah reference yaitu serbuk Alumina DTA/TGA grade diletakkan ke dalam wadah reference yang terletak di dalam chamber, kemudian alat secara otomatis akan menghitung bobot reference. Sampel biomaterial diperkecil dengan cara digunting menjadi potongan – potongan kecil, kemudian diletakkan ke dalam wadah sampel yang berdampingan dengan wadah reference di dalam chamber, alat akan menghitung bobot


sampel secara otomatis. Chamber ditutup dan alat dijalankan melalui sistem operasi komputer dengan range temperatur 40o – 400o C pada laju 10.00o C/menit. Alat akan mencatat perubahan bobot sampel terhadap reference dan laju transfer energi (entalpi). d. Analisis kristalinitas (XRD) Sampel diletakkan diantara sumber cahaya sinar X monokromatis dengan layar penampil. Kemudian sinar X ditembakkan ke arah sampel melewati collinator. Sinar yang menabrak sampel akan diteruskan, didifraksikan, atau bahkan dipantulkan oleh susunan molekul sampel. Sehingga akan terbentuk pola khusus dari kristalinitas sampel. Suatu sampel kristalin akan membentuk “sidik jari” gelap terang pada layar, sedangkan sampel amorf akan membentuk berkas menyebar. e. Pengamatan morfologi permukaan (SEM) Material selulosa kitosan bakteri dipotong sedemikian rupa, kemudian ditempatkan di atas tempat sampel yang terbuat dari kuningan. Sampel disepuh dengan dengan emas (coating) dengan alat ion coater selama kurang lebih 5 menit. Selanjutnya sampel dimasukkan ke unit elektron gun melalui bilik pergantian sampel. Kemudian

sampel

diset

dengan

bantuan

mikrostage

sampai

mendapatkan fokus yang tepat. Tombol utama pada posisi ON dan diset detector Acceleratevoltage set, 20 kilo volt. Pembacaan dilakukan pada perbesaran 100x, 500x, 1000x, dan 2000x dari penampang melintang dan permukaan atas serta bawah polimer.


I. Sterilisasi produk Produk biomaterial yang sudah dikeringkan (K, S, SG, dan SGK), diletakkan dalam wadah cawan petri, lalu diautoklaf dengan suhu 1210 C selama 15 menit. Setelah disterilisasi, produk biomaterial ini disimpan di oven pada suhu 300 C sampai saat akan digunakan untuk uji berikutnya. J. Pengelompokan hewan uji Dua puluh lima ekor hewan uji dikelompokkan secara acak menjadi 5 kelompok besar yaitu kelompok perlakuan 1, 3, 5, dan 7 hari. Kemudian pada tiap – tiap hewan uji dibuat luka pada bagian punggung yang digunakan dalam pengamatan perlakuan biomaterial, kontrol positif, dan kontrol negatif (Gambar 10). Dengan demikian pada setiap kelompok besar terdapat 5 replikasi perlakuan.

A

i

B

ii

iii

Gambar 10. Luka pada setiap hewan uji : (A) kontrol positif membran kitosan (K); (B) kontrol negatif kassa steril; (i) perlakuan biomaterial selulosa gliserol kitosan (SGK). K. Pembuatan luka pada hewan uji Hewan uji diberi ketamine-xylazine secara intraperitoneal (i.p.) dengan dosis yang dapat menimbulkan efek anesthesi pada hewan uji, yaitu sebesar 0,2 mL/250 g BB (ketamine) dan 0,075 mL/250 g BB (xylazine) . Setelah hewan uji tertidur, lalu pada bagian bulu bagian belakangnya ini dibersihkan dengan alat cukur steril. Setelah bulunya dibersihkan maka daerah kulit yang akan disayat dibersihkan dengan


alkohol 70% secukupnya. Kemudian dibuat sedikit sayatan menggunakan seperangakat pisau bedah steril pada lapisan kulit hewan uji yang digunakan hingga sayatan ini membentuk luka goresan penuh. Setelah dilakukan prosedur penyayatan, hewan uji dikembalikan pada wadah yang telah dilapisi handuk kertas (Dipietro, et al., 2003). L. Pemberian biomaterial, kontrol positif, dan kontrol negatif pada hewan uji Pada hewan uji yang diberi perlakuan, luka hewan uji tersebut ditutup dengan biomaterial yang sebelumnya telah disterilisasi. Bila perlu, biomaterial dilekatkan dengan selotip untuk menjaga agar tidak mudah lepas. Pada hewan uji juga digunakan kontrol positif berupa membran kitosan dan kontrol negatif berupa kassa steril. Penutupan luka dengan menggunakan biomaterial, membran kitosan, dan kassa steril ini dilakukan sesuai dengan lama waktu yang telah ditentukan (1, 3, 5, dan 7 hari). M. Pengamatan kecepatan penyembuhan luka Setelah biomaterial ini diaplikasikan pada luka terbuka kulit hewan uji sampai pada lama hari yang ditentukan (1, 3, 5, dan 7 hari), tiap luka hewan uji yang diberi perlakuan (K, O, dan SGK) ini diamati proses penyembuhan lukanya. Kecepatan penyembuhan luka dilihat secara kualitatif dan kuantitatif makroskopik. Pengamatan kualitatif dilakukan dengan mencatat kelembaban, keberadaan keropeng, dan warna pada luka serta daerah disekitarnya. Pengamatan kuantitatif dilakukan dengan menghitung


diameter luka, pengurangan diameter, dan penyembuhan luka yang ditunjukkan melalui perubahan luas luka. Perhitungan luas luka dilakukan pada pengamatan 3, 5 dan 7 hari dihitung melalui metode Morton yang telah dimodifikasi yaitu persamaan sebagai berikut : Luas dianggap berbentuk lingkaran sehingga luas akan dihitung sebagai berikut : L = ¼ x ᴫ x D2 L = 0,7854 x D2 Presentase penyembuhan luka dihitung sebagai berikut : L=

! " !" " ! "

.100 %

Dimana D1 = diameter luka sehari setelah luka dibuat, dan D2 = diameter luka pada hari pengamatan (Kusmiati, et al., 2006).

F. Analisis Data 1. Analisis karakteristik yang dilakukan meliputi analisis sifat mekanik (tensile strength dan elongation) serta analisis fisik (analisis gugus, sifat termal, kristalinitas, morfologi permukaan) polimer biomaterial. 2. Analisis hasil untuk kecepatan penyembuhan luka dilakukan dengan pengamatan secara kualitatif dan kuantitatif makroskopik. Pengamatan kualitatif dilakukan dengan mencatat kelembaban, keberadaan keropeng, iritasi, dan warna pada luka serta daerah disekitarnya. Pengamatan kuantitatif dilakukan dengan menghitung diameter luka, pengurangan


diameter, dan penyembuhan luka yang ditunjukkan melalui perubahan luas daerah luka. 3. Analisis statistik dilakukan untuk 2 uji yaitu uji mekanik berupa tensile strength dan elongation, serta uji kecepatan penyembuhan luka tiap hari (3, 5, dan 7 hari). Analisis ini dalam beberapa tahap yaitu : a. Mengecek normalitas distribusi data melalui uji Shapiro – Wilk b. Mengecek kesamaan varian antar kelompok melalui uji Levene c. Melakukan analisis uji parametrik (One Way ANOVA) atau non – parametrik (Kruskal – Wallis) untuk 3 kelompok tidak berpasangan d. Uji Post Hoc untuk melihat kebermaknaan perbedaan antar kelompok Hasil perhitungan statistik data analisis sifat mekanik terhadap variabel tensile strength serta uji penyembuhan luka pengamatan 3, 5, dan 7 hari menunjukkan data memenuhi ketiga syarat (skala pengukuran numerik, normalitas data terpenuhi, kesamaan varian pada 3 kelompok) sehingga

dilakukan

analisis

data

menggunakan

ANOVA

Studies

dilanjutkan dengan uji Post – Hoc LSD untuk menyatakan perbedaan. Sementara data analisis sifat mekanis variabel elongation/ strain menunjukkan data yang tidak memenuhi syarat uji parameterik, sehingga analisis dilakukan menggunakan uji Kruskal – Wallis, dan dilanjutkan uji Post – Hoc Mann – Whitney untuk menyatakan perbedaan antar kelompok.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik polimer serta mengetahui pengaruh pemberian biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan gliserol dan kitosan terhadap proses regenerasi luka terbuka sel kulit tikus Wistar jantan. Simulasi pembuatan limbah air ketela pohon diawali dengan pemilihan tanaman ketela pohon. Tanaman ketela pohon yang dipilih adalah yang sudah dewasa, berusia sekitar 9 bulan, dan memiliki umbi ketela pohon berukuran panjang + 30 cm, dan diameter umbi + 10 cm agar didapatkan kandungan pati yang sesuai dengan ketela pohon yang digunakan pada proses pembuatan tepung tapioka. Preparasi limbah dilakukan dengan mengupas kulit umbi ketela pohon, kemudian mencuci umbi, yang bertujuan untuk menghilangkan lendir umbi yang banyak mengandung glikosida sianogen. Umbi yang telah dibersihkan, kemudian dipotong kecil dan diparut untuk memperbesar luas penampang agar proses ekstraksi pati berjalan optimum. Air hasil perasan diendapkan selama 1 malam untuk memisahkan padatan yang terbentuk (bahan tepung tapioka), dan cairan yang berada di bagian atas merupakan limbah yang akan diolah lebih lanjut. Zaitun, dkk, (1999), menyatakan limbah cair hasil pengolahan tapioka ini bila tidak diolah lebih lanjut dapat mencemari lingkungan karena limbah cair ini akan mengalami dekomposisi secara alami di badan – badan perairan dan 45


menimbulkan bau yang tidak sedap karena munculnya senyawa nitrogen, sulfur, dan fosfor dari penguraian bahan berprotein. Penelitian ini memanfaatkan limbah cair hasil pengolahan tapioka yang secara teoritis masih mengandung sisa pati amilum yang tidak terekstraksi serta nutrisi lainnya yang dapat dipergunakan oleh mikroorganisme.

Acetobacter

xylinum

dapat

menggunakan

dua

sumber

karbohidrat pada penelitian ini yaitu sukrosa sebagai sumber nutrisi awal, dan amilum yang kemudian dipecah monosakarida dengan enzim hidrolase.

x

a

b

Gambar 11. Identifikasi amilum pada limbah cair ketela pohon secara kualitatif dalam larutan Iodin a) makroskopik dan b) mikroskopik perbesaran 1000x. Keterangan : x = butir – butir amilum

Uji deteksi amilum dilakukan untuk mendeteksi keberadaan butir amilum (Gambar11) yang dapat digunakan sebagai sumber karbon dalam proses sintesis energi kultur bakteri Acetobacter xylinum.

Keberadaan butir amilum secara

kualitatif pada Gambar 11a ditunjukkan dengan warna limbah cair yang berubah dari kuning menjadi ungu setelah ditambahkan larutan pereaksi Iodin, dan pada Gambar 11b ditunjukkan dengan morfologi butir amilum berbentuk bulat dan berwarna ungu ketika bereaksi dengan Iodin. Butir amilum yang terlihat sesuai dengan teori butir amilum tapioka (ketela pohon) yaitu berbentuk bulat dengan hilus berbentuk stellar tunggal pada bagian tengahnya.


A. Proses Pembuatan Biomaterial Proses diawali dengan orientasi pembuatan larutan kitosan 2 % (2 gram kitosan dalam 100 mL asam asetat 2 %), yang menghasilkan larutan yang tidak homogen karena kelarutan kitosan yang cukup rendah. Kemudian dilakukan pemanasan dengan menggunakan magnetic heater & stirrer selama + 15 menit untuk meningkatkan solubilitas kitosan, dan mendapatkan larutan kitosan yang homogen. Hasil yang didapat adalah suatu larutan jernih dengan warna kekuningan. Larutan yang didapat kemudian digunakan sebagai bahan pembuatan lapisan film kitosan dan bahan pelapis selulosa bakteri. Larutan kitosan yang akan digunakan sebagai bahan pembuat lapisan film kitosan dibagi ke dalam beberapa cawan petri, dan diuapkan pada suhu kamar selama 48 jam. Setelah itu lapisan yang terbentuk dicuci dengan NaOH 1 M untuk menghilangkan sisa asam, dan dikeringkan selama 24 jam, sehingga menghasilkan lapisan film jernih berwarna putih kekuningan yang elastis. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan Eldin, et al., (2008) lapisan film kitosan yang terbentuk transparan dan fleksibel. Tahap berikutnya adalah proses pembuatan 3 kelompok sediaan selulosa bakteri A. xylinum dengan periode inkubasi selama 7 hari pada suhu kamar (+ 25o C) dengan berbagai variasi komposisi. Hasil orientasi menunjukkan bahwa untuk kelompok selulosa (S) dan selulosa gliserol (SG) didapatkan lapisan pelikel selulosa pada bagian atas wadah pada hari ke – 7, tetapi untuk kelompok selulosa gliserol kitosan (SGK) medium inkubasi berubah konsistensi menjadi kental, dan tidak berhasil didapatkan lapisan pelikel selulosa. Hal ini tidak sesuai dengan teori


yang dilaporkan oleh Gama (2012) bahwa pertumbuhan kultur Acetobacter xylinum optimum membentuk lapisan pelikel selama periode 7 – 14 hari inkubasi. Peneliti memprediksi hambatan yang terjadi dapat disebabkan karena kitosan memiliki sifat bakteriostatik pada konsenterasi 2 % sehingga menghambat pertumbuhan kultur bakteri A. xylinum pada medium penelitian. Goy, deBritto, Assis, (2009) melaporkan bahwa kitosan memiliki kecenderungan aktifitas bakteriostatik daripada bakteriosidal. Guna menghindari adanya potensi penghambatan terhadap pertumbuhan kultur bakteri pembentuk selulosa, peneliti memilih menggunakan metode pencelupan ke dalam larutan kitosan setelah lapisan pelikel selulosa terlebih dahulu terbentuk, dan didapatkan hasil yang diinginkan (Tabel IV). Tanaka, Iwata, Sanguandekul, Handa, Ishizaki, (2001) melaporkan adanya pengaruh penambahan gliserol sebagai plasticizer terhadap fungsi ikatan dalam rantai – rantai polimer, yaitu berupa peningkatan mobilitas, fleksibilitas, dan elastisitas material. Gliserol dipilih sebagai plasticizer karena bahan ini bersifat biokompatibel terhadap sistem vaskular, ramah lingkungan, mudah mengalami degradasi dalam suasana aerob dan dapat menurunkan degradasi termal material seperti yang dilaporkan Carvalho, Zambon, Curvelo, Gandini, (2003). Biomaterial selulosa yang terbentuk dipanen pada hari ke 7 dan kemudian dilakukan proses purifikasi dengan cara merendam pelikel dalam larutan NaOH 3% selama 12 jam, proses ini diulangi selama 3 kali. Setelah itu pelikel dinetralkan dengan cara inkubasi dalam HCl 3 %, dan kemudian dicuci dengan akuades steril untuk menghilangkan sisa asam, selanjutnya ditimbang. Proses


purifikasi ini bertujuan untuk menghilangkan sel – sel, fragmen, dan toksin bakteri yang dapat menyebabkan reaksi pirogen pada aplikasi medis (Chawla, et al.,

2008).

Tahap

selanjutnya

adalah

proses

pengeringan

biomaterial

menggunakan oven dengan suhu 40oC. Pemilihan suhu 40oC didasarkan pada karakteristik kombinasi selulosa bakteri dan kitosan yang dapat mengalami reaksi Maillard ketika dipanaskan lebih dari 50oC tanpa adanya molekul air (Umemura, Kawai, 2007). Reaksi Maillard dapat menyebabkan proses karamelisasi yang melibatkan ikatan antar rantai polimer sehingga merubah karakteristik fisik material menjadi lebih kaku, adapun reaksi ini harus dihindari pada saat proses pengeringan. Setelah dilakukan proses pengeringan pada suhu 40o selama 3 hari, biomaterial ditimbang dan dilakukan pengamatan organoleptis (Tabel IV). Rerata bobot basah ketiga kelompok biomaterial selulosa (S, SG, dan SGK) menunjukkan adanya keseragaman bobot yang berada dalam kisaran 135,40 – 136,64 g, hal ini menunjukkan bahwa penambahan gliserol dan kitosan 2 % tidak mempengaruhi proses pertumbuhan bakteri dan pembentukkan pelikel. Berdasarkan informasi bobot kering rata – rata ketiga kelompok, menunjukkan adanya perbedaan antara kelompok SGK dengan kelompok S dan kelompok SG. Coman, Maesim, Oprea, Hurjui, Petreus, Neamtu, (2011) melaporkan bahwa selulosa merupakan material yang sangat higroskopis dan menarik air melalui interaksi hidrogen. Hal ini sesuai dengan hasil pada kelompok S dan SG memiliki bobot yang lebih besar daripada kelompok SGK karena sifat kedua kelompok (S dan SG) yang higroskopik, pada hasil organoleptis juga ditunjukkan bahwa kedua kelompok merupakan padatan film yang agak lembab.


Material SG dapat memiliki bobot lebih besar daripada kelompok S karena adanya gliserol sebagai pemlastis dapat menyebabkan peningkatan interaksi hidrogen antara polimer dengan molekul air. Material SGK memiliki bobot paling kecil dapat disebabkan karena adanya penambahan kitosan menyebabkan terjadinya interaksi hidrogen antara gugus amina kitosan dengan hidroksil selulosa. Munculnya interaksi hidrogen antara gugus amina dengan hidroksil ini akan menurunkan intensitas gugus hidroksil bebas pada rantai polimer selulosa, sehingga terjadi penurunan kemungkinan terjadinya interaksi antara gugus hidroksil bebas polimer selulosa dengan molekul air yang ada di udara. Persen yield bobot basah rata – rata dan bobot kering rata - rata pelikel yang didapat dari keempat replikasi tiap kelompok dihitung berdasarkan volume awal medium kultur sebesar 200 mL, ditunjukkan oleh Tabel IV. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa % yield bobot basah ketiga kelompok memiliki kemiripan (67,70%; 67,72%; 68,32% untuk kelompok S, SG, SGK berturut – turut) sedangkan % yield bobot kering memiliki nilai yang cukup berbeda untuk sampel SGK (3,24%) dibandingkan dengan kelompok S dan SG (5,22%; 5,24%). Tabel IV. Bobot, % yield, dan hasil pengamatan organoleptis sediaan biomaterial No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Parameter Rerata bobot basah (g) Rerata bobot kering (g) % Yield bobot basah % Yield bobot kering Wujud Warna Konsistensi Bau

Kelompok S 135,40 + 3,99 10,43 + 0,15 67,70 5,22 padat putih kekuningan elastis khas selulosa

Kelompok SG 135,44 + 11,44 10,47 + 0,40 67,72 5,24 padat putih kekuningan elastis khas selulosa

Kelompok SGK 136,64 + 2,84 6,48 + 0,35 68,32 3,24 padat kuning kecoklatan kurang elastis khas kitosan

Keterangan : Kelompok S = Selulosa, Kelompok SG = Selulosa Gliserol, Kelompok SGK = Selulosa Gliserol Kitosan


B. Analisis karakteristik Biomaterial 1. Analisis Gugus Fungsi dengan FT-IR Analisis gugus fungsi dilakukan dengan instrumen FT – IR Shimadzu dengan membandingkan peak pada bilangan gelombang tertentu dan intensitasnya yang muncul dalam spektrum kitosan dan tiap kelompok sampel (S/selulosa, SG/selulosa gliserol, SGK/selulosa gliserol kitosan). Proses scanning dilakukan pada bilangan gelombang 400 – 4000 cm-1. Gugus fungsi kitosan perlu dianalisis, dikarenakan kitosan ini digunakan dalam seluruh rangkaian penelitian, sehingga nantinya dapat digunakan sebagai pembanding terhadap kelompok lainnya. Hasil analisis gugus fungsi dengan FT – IR didapatkan spektrum yang ditunjukkan oleh Gambar 12.

Gambar 12. Spektrum FT – IR serbuk kitosan murni

Berdasarkan spektrum FT – IR (Gambar 12) ditemukan adanya pita khas kitosan yaitu pita lebar pada daerah 3448,72 cm-1 yang menunjukkan stretching


O-H/ vibrasi NH; dan pita pada daerah 1604,77 cm-1 yang merupakan pita stretching gugus amino kitosan. Hal ini memiliki kemiripan dengan Anicuta, et al., 2010 yang melaporkan adanya karakteristik kitosan pada daerah 1559,17 cm-1 (stretching gugus amino) dan daerah 3367,1 cm-1 yang menunjukkan vibrasi NH simetrik. Berdasarkan spektrum tersebut maka dapat disimpulkan bahwa serbuk yang digunakan merupakan kitosan. Hasil penentuan derajat asetilasi kitosan menunjukkan bahwa serbuk kitosan yang digunakan memiliki derajat asetilasi sebesar 73,78 %.

Gambar 13. Spektrum FT – IR overlay (tumpang tindih) ketiga kelompok. Keterangan : S (____), SG (____), SGK (____) Menurut Anicuta, et al., (2010), pita absorbsi karakterisitik selulosa muncul pada daerah bilangan gelombang 3350 cm-1 (stretching OH) dan 2916,81 cm-1 (stretching CH), hal ini sesuai dengan peak pada penelitian (Gambar 13) yaitu peak pada bilangan gelombang 3448,72 (stretching OH) dan 2931,80 (stretching CH) yang menunjukkan bahwa selulosa bakteri yang dibuat dengan proses fermentasi memiliki kemiripan struktur dengan selulosa.


Spektrum FT – IR kelompok selulosa gliserol (Gambar 13) menunjukkan adanya kemiripan spektrum antara kelompok SG dengan kelompok S, namun terjadi perbedaan pada intensitasnya. Selain itu muncul peak berbeda pada lokasi tertentu. Salah satu contohnya adalah munculnya peak absorpsi pada daerah 1573,91 cm-1 di samping pita abosrpsi 1635,64 cm-1 (C=O ujung pereduksi selulosa). Peak ini kemungkinan besar mengindikasikan adanya cincin aromatik piranosa selulosa, namun intensitasnya relatif kecil. Hal ini dipertegas dengan adanya peningkatan intensitas pada daerah 848,68 yang juga menunjukkan intensitas O piranosa. Anicuta, et al., (2010) menyatakan bahwa ketika dilakukan pembuatan material komposit dari selulosa bakteri yang diberi kitosan, akan terjadi pergeseran pita stretching O-H dari 3350,71 cm-1 menjadi 3349,72 cm-1 dan terjadi pelebaran peak pada bilangan gelombang tersebut. Hasil penelitian (Gambar 13) menunjukkan pergeseran pita absorbsi menjadi 3425,58 cm-1 dan muncul pita yang lebih lebar, yang kemungkinan terjadi karena adanya overlapping stretching ikatan O-H dan –NH. Gugus fungsi amida kitosan muncul pada daerah 1566,20 cm-1 dengan intensitas kuat sesuai dengan yang telah dilaporkan Ciechanska, et al., (2004), yaitu gugus amida I muncul pada 1650 cm-1 dan amida II pada 1560 cm-1sebagai gugus amida karakteristik kitosan. Namun pada spektrum SGK (Gambar 13), tidak dapat terbaca peak pada daerah 1600 cm-1, hal ini diperkirakan karena intensitasnya tidak begitu kuat tertutupi oleh peak pada 1566,20 cm-1. Interaksi


lainnya pada ketiga kelompok (Kelompok S, SG, dan SGK) dapat dilihat pada Tabel V. Tabel V. Interaksi yang terlibat pada ketiga kelompok biomaterial No. 1

Kelompok S

2

SG

3

SGK

Bilangan Gelombang 3448,72 2931,80 1635,64 1404,18 1064,71 3464,15 2931,80 1635,64 1573,91 & 1465,90 1064,71 3425,58 2931,80 1566,20 1411,89 1064,71

Gugus Fungsi -OH -CH Alifatik C=O ujung pereduksi selulosa –CH2 bending vibrations pyran ring β-1,4-Glikosidik -OH -CH Alifatik C=O ujung pereduksi selulosa –CH2 bending vibrations pyran ring β-1,4-Glikosidik -OH and –NH stretching -CH Alifatik –NH bending (amide I) –CH2 bending vibrations pyran ring β-1,4-Glikosidik

Berdasarkan hasil perhitungan intensitas peak spektrum ketiga kelompok, dapat dilakukan perbandingan antar tiap kelompok untuk melihat adanya perubahan intensitas gugus ketika dilakukan penambahan gliserol dan kitosan (Tabel VI). Pita serapan daerah 3400 cm-1 (strecthing O-H) kelompok SG memiliki tingkat intesitas ikatan paling besar (0,2624) diikuti dengan S (0,2210), dan SGK (0,2159). Hal ini membuktikan bahwa penambahan gliserol berperan sebagai pemlastis internal yang berinteraksi secara interaksi hidrogen, sehingga meningkatkan nilai intensitas peak stretching O-H. Kelompok SGK memiliki nilai intensitas terkecil dan terjadi pergeseran peak dari 3448,72 cm-1 menjadi 3425,58 cm-1 disertai dengan pelebaran peak. Hal ini mengindikasikan adanya tumpang tindih antara stretching O-H dengan vibrasi NH yang menyebabkan peak cenderung melebar dan tidak tajam. Indikasi adanya peningkatan intensitas gugus


fungsi dan struktur komposit selulosa bakteri – kitosan kemudian dapat ditegaskan melalui analisis gugus dengan C13 – NMR. Tabel VI. Perbandingan tingkat intesitas peak ketiga kelompok (S, G, dan SGK) Kelompok Bilangan gelombang Io I log Io/It 1/cm Kelompok S 3448,72 25,7098 15,4557 0,2210 1635,64 33,5777 29,7408 0,0537 Kelompok SG 3464,15 21,3458 11,6644 0,2624 1635,64 25,4325 23,1921 0,0400 1573,91 24,8831 24,4674 0,0073 Kelompok SGK 3425,58 14,2021 8,6380 0,2159 1566,20 19,4998 12,4071 0,1964

Pada pita serapan daerah 1635,64 (C=O berikatan dengan H) ditemukan penurunan intensitas (Tabel VI) pada sampel SG bila dibandingkan dengan sampel S, tetapi sampel SG juga menunjukkan pita serapan pada daerah yang berdekatan yaitu bilangan gelombang 1573,91 cm-1 yang mengindikasikan adanya cincin aromatik piran dari selulosa bakteri. Sampel SGK tidak menunjukkan adanya pita absorpsi pada daerah 1600 tetapi menunjukkan pita dengan intensitas kuat pada daerah 1566,20 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus amina kitosan yang juga memiliki kemungkinan overlapping dengan absorpsi cincin aromatik. Adanya peningkatan intesitas ikatan gugus NH2 (daerah 1566,20 cm-1) dan melebarnya peak NH2 (daerah 3425,58 cm-1) pada kelompok SGK dapat dikaitkan dengan penurunan elongasi pada analisis mekanik biomaterial SGK. Peningkatan intensitas ikatan menyebabkan konformasi rantai polimer menjadi lebih rigid, sehingga ketika terjadi suatu gaya rantai polimer tidak dapat mengalami mobilisasi dengan bebas dan terjadi penurunan nilai elongasi (pemuluran) material SGK.


2. Analisis mekanik (tensile strength-elongation) Analisis mekanik bertujuan untuk melihat karakteristik fisik sediaan ketiga kelompok biomaterial (kelompok S, SG, SGK) dilihat dari sisi kemampuan menahan beban yang ditunjukkan oleh nilai tensile strength (MPa) dan kemampuan peregangan material yang ditunjukkan oleh nilai strain / elongation at Fmax (% pemuluran panjang). Analisis dilakukan terhadap material yang telah dikeringkan terlebih dahulu dan disimpan dalam desikator untuk menjaga kelembabannya. Analisis yang dilakukan sesuai dengan persyaratan American Standard Testing Materials (ASTM) Plastics D638, untuk spesimen Tipe 1. Tabel VII. Analisis sifat mekanik biomaterial ketiga kelompok No. Parameter Kelompok S Kelompok SG Kelompok SGK 1. Tensile Strength (MPa) 12,79 + 1,17a 9,79 + 1,83b 9,22 + 0,73b 2. Strain at F Max (%) 22,01 + 2,53a 24,62 + 3,16a 3,72 + 0,59b Keterangan : Huruf superiscript yang sama pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang tidak bermakna (p > 0, 05) Hasil yang didapat dilaporkan dalam Tabel VII, menunjukkan bahwa penambahan gliserol pada kelompok SG akan menurunkan tensile strength (kemampuan menahan beban) dan meningkatkan elongasi (pemuluran material) bila dibandingkan dengan kelompok S. Tensile strength menurun dari semula bernilai 12,79 + 1,17 MPa (S) menjadi 9,79 + 1,83 MPa (SG); sementara elongasi meningkat dari 22,01 + 2,53 % (S) 24,62 + 3,16 % (SG). Penurunan tensile strength dapat terjadi karena adanya penambahan gliserol menyebabkan penggabungan molekul gliserol dengan rantai polimer selulosa melalui interaksi hidrogen. Gangguan (penurunan) dalam interaksi hidrogen dan van der walls dalam rantai polimer, peningkatan jarak antar molekul polimer akan terjadi, sehingga mengakibatkan penurunan kekuatan mekanik material terhadap gaya


dari luar. Lin dan Ku, (2008), melaporkan adanya pemlastis dapat menurukan ketahanan material terhadap shear stress. Elastisitas mengalami peningkatan karena molekul gliserol dapat berperan sebagai pemlastis eksternal dan internal yang mana akan mempengaruhi struktur ruang antar rantai polimer menjadi lebih longgar, tidak kaku, dan lebih elastis. Di samping itu, keberadaan gliserol dapat mengikat molekul air di udara melalui interaksi hidrogen. Berdasarkan penelitian Cheng, Karim, Seow, (2003), menunjukkan adanya molekul gliserol dan air dapat berperan sebagai lubrikan yang meningkatkan mobilitas antar rantai polimer ketika diberikan gaya, hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang didapatkan. Kelompok SGK (selulosa gliserol kitosan), menujukkan penurunan baik pada nilai tensile strength dan elongasi bila dibandingkan dengan 2 kelompok lainnya yaitu kelompok S dan SG (Gambar 14). Penurunan nilai tensile strength pada kasus ini diperkirakan terjadi karena penambahan kitosan yang bersifat amorf kemungkinan akan merubah

struktur

kristalin secara signifikan

(menurunkan derajat kristalinitas) dari selulosa bakteri sehingga susunan kristal selulosa menjadi tidak teratur dan lemah, akibatnya akan terjadi penurunan tensile strength yang menunjukkan penurunan kemampuan material dalam menahan beban. Penurunan elongasi dapat terjadi karena adanya interaksi antara gugus amina (-NH) kitosan dengan gugus hidroksil (-OH) bebas selulosa bakteri melalui interaksi hidrogen. Adanya interaksi ini menyebabkan konformasi 2 rantai polimer yang berikatan (selulosa dan kitosan) menjadi lebih rigid dan kaku, sehingga menurunkan elongasi (pemulurannya). Penambahan kitosan ternyata dapat menyebabkan perubahan pada sifat mekanis biomaterial selulosa bakteri


yaitu menurunkan nilai tensile strength dan elongasi, sehingga perlu dilakukan optimasi

konsentrasi

plasticizer

yaitu

gliserol

terutama

dalam

upaya

meningkatkan nilai elongasi biomaterial yang berkaitan dengan elastisitas bahan material penutup luka.

Gambar 14. Rata – rata tensile strength (MPa) dan Elongasi/ Strain at Fmax (%) dari ketiga kelompok (S, SG, SGK) 3. Analisis sifat termal dengan TGA/DTA Analisis sifat termal TGA / thermogravimetric analysis dilakukan untuk mengetahui stabilitas termal dari biomaterial ketiga kelompok melalui hubungannya dengan peningkatan suhu. Pada analisis ini dapat diketahui laju degradasi massa sampel saat dilakukan peningkatan suhu. Analisis sifat termal juga dapat dilakukan dengan alat DTA (differential thermal analysis) yang dilakukan untuk melihat laju perubahan entalpi yang dapat menyatakan


keberadaan suatu reaksi saat biomaterial dipanaskan. Kristalinitas bahan dan temperatur transisi gelas juga dapat ditentukan melalui analisis DTA.

Gambar 15. Thermogram TGA ketiga kelompok (S, SG, SGK) laju perubahan massa terhadap peningkatan temperatur. Keterangan : Kelompok S (____), SG (____), SGK (____)

Hasil analisis TGA ketiga kelompok (Gambar 15), secara umum menunjukkan proses depolimerisasi material yang dapat dilihat melalui bentuk kurva yang cenderung menurun seiring bertambahnya suhu. Ketiga kelompok mengalami penurunan % bobot yang cukup signifikan selama pemanasan sampai suhu 100oC yaitu sebesar 20 % untuk kelompok S dan SG; serta 37 % untuk kelompok SGK. Hal ini menunjukkan adanya pelepasan molekul air yang terikat dari biomaterial. Pada range suhu 120o – 160o kelompok SG memiliki kestabilan termal yang lebih baik bila dibandingkan dengan kelompok S yaitu ditunjukkan dengan % massa yang lebih tinggi, sesuai dengan yang dilaporkan Carvalho, et al., (2003), yaitu gliserol dapat menurunkan degradasi material pada temperatur sedang tinggi (90o – 180oC) dan aktifitas proteksinya ditingkatkan oleh banyaknya


jumlah serat (fiber) selulosa. Cai, Chen, Jin, Kim, (2009) melaporkan stabilitas termal selulosa bakteri akan mengalami peningkatan ketika selulosa ditambahkan kitosan. Hal ini sangat sesuai dengan hasil pengamatan ketika suhu mencapai 160oC – 400o C kelompok SGK menunjukkan stabilitas termal yang lebih baik bila dibandingkan dengan kedua kelompok lainnya yang ditunjukkan dengan penurunan massa yang lebih lambat dan % massa akhir yang lebih besar. Persentase massa akhir ketiga kelompok pada suhu 400o C berturut – turut adalah: Kelompok SGK (32,22 %) > Kelompok SG (30,44 %) > Kelompok S (30,22 %). 70 60 50 40

S SG SGK

30 20 10 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Gambar 16. Grafik % kehilangan massa vs. suhu setelah suhu 100o C Hubungan antara laju kehilangan massa (%) dengan perubahan temperatur ditunjukkan dalam Gambar 16. Analisis terhadap laju kehilangan massa perlu dilakukan di atas suhu 100oC untuk menghindari pengacau oleh molekul air yang terabsorpsi dalam membran biomaterial. Gambar 16 menegaskan bahwa setelah suhu 100o C stabilitas termal ketiga kelompok berturut turut : Kelompok SGK > Kelompok SG > Kelompok S. Adanya peningkatan stabilitas termal pada kelompok SGK terkait dengan terbentuknya ikatan hidrogen intermolekular yang sangat kuat antara gugus -OH dengan gugus -NH2 dari selulosa bakteri dengan


kitosan sehingga stabilitas termalnya lebih tinggi jika dibandingkan dengan stabilitas termal dari selulosa bakteri. Analisis DTA (Gambar 17), memperlihatkan adanya peak endotermis pertama yang merupakan titik leleh (melting point) material pada suhu 95oC (SGK), 120oC (SG), dan 125oC (S). Peak eksotermis muncul pada dua kelompok yaitu S dan SG pada suhu 270oC yang menunjukkan adanya kemungkian terjadinya reaksi perubahan bentuk kristal dari konformasi satu ke konformasi lainnya. Peak endotermis kedua yang menunjukkan temperatur dekomposisi total tidak terlihat dalam termogram, dan temperatur transisi gelas untuk ketiga kelompok juga tidak terlihat dalam termogram. Hal ini berarti bahwa temperatur dekomposisi total dan temperatur transisi gelas tidak berada di daerah termogram (30o C – 400o C).

Gambar 17. Thermogram DTA ketiga kelompok (S, SG, SGK) laju perubahan entalpi terhadap peningkatan temperatur. Keterangan : Kelompok S (____), SG (____), SGK(____)


C. Analisis Kristalinitas dengan XRD Analisis kristalinitas dengan XRD dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan gliserol dan kitosan pada selulosa bakteri terhadap kristalinitas biomaterial. Kristalinitas suatu material dapat berkaitan dengan hasil analisis sifat mekanis material tersebut.

Derajat kristalinitas sampel dihitung melalui

perbandingan luas antara area kristalin dengan area total yang meliputi keseluruhan area (area kristalin + area amorf).

Gambar 18. Difraktogram kelompok S Selulosa bakteri merupakan material polimer yang memiliki kristalinitas yang tinggi hingga mencapai 70 – 90 %. Berdasarkan penelitian Meshitsuka dan Isogai (1996) beserta Hon (1996) puncak – puncak kristalin selulosa bakteri muncul pada daerah 2θ = 16,8o; 22,6o; 33,7o; 34,9o. Difraktogram kelompok S (Gambar 18) menunjukkan kemiripan dengan teori yaitu munculnya peak – peak kristalin pada daerah 2θ = 16,64o, 22,48o, 33,80o, dan 34,96o yang menunjukkan


bahwa telah diperoleh selulosa bakteri. Hasil perhitungan derajat kristalinitas sampel S menunjukkan % kristalinitas sebesar 60,51 %.

Gambar 19. Difraktogram kelompok SGK Pada Gambar 19, dapat ditemukan puncak pada daerah 2θ = 10,4o dan 22,4o yang menunjukkan adanya peak karakteristik kitosan, sesuai dengan yang dilaporkan Dhawade, et al., (2012) beserta Teng, et al., (2009) peak karakteristik kitsoan berada pada 2θ = 10,4o dan 20o. Hal ini menegaskan bahwa telah terbentuk biomaterial komposit selulosa bakteri kitosan dari hasil interaksi antara kitosan dan selulosa bakteri. Hasil perhitungan derajat kristalinitas sampel SGK menunjukkan % kristalinitas sampel sebesar 34,96 %. Hasil analisis XRD

(Gambar 18 dan 19) juga mendukung hasil uji

mekanik yaitu terjadinya penurunan kekuatan menahan beban (tensile strength) sampel SGK dikarenakan adanya penurnunan derajat kristalinitas dari semula 60,51 % (Sampel S) menjadi 34,96 % (Sampel SGK). Penambahan kitosan pada


selulosa bakteri menyebabkan penurunan keteraturan susunan kristal sehingga material menjadi lebih rapuh, dan tidak mampu menahan beban dengan baik. Dengan demikian dapat disimpulkan penambahan kitosan dengan konsentrasi 2 % mempengaruhi kristalinitas selulosa bakteri menjadi lebih rendah, dan juga menurunkan nilai tensile strength.

D. Pengamatan Permukaan dengan SEM Analisis fisik permukaan dilakukan dengan alat Scanning Electron Microscope (SEM) JEOL untuk melihat morfologi dan topografi dari sediaan Proses ini didahului dengan penempelan sampel pada wadah tembaga dan dilapisi dengan ion emas melalui alat gold ion sputter. Tujuan pelapisan ini adalah agar partikel emas yang melapisi sesuai topografi sampel dapat memantulkan elektron yang ditembakkan sehingga pantulan tersebut ditangkap oleh detektor. Setelah itu sampel dimasukkan ke dalam chamber mikroskop dan dilakukan dokumentasi pada permukaan dan penampang melintang kelompok S dan SGK biomaterial.

Gambar 20. Penampang cross section sampel S (kiri) dan SGK (kanan) pada perbesaran 100x


Hasil pengamatan penampang melintang (Gambar 20) menunjukkan ketebalan yang berbeda antara sampel S dengan sampel SGK. Di samping itu terlihat bahwa sampel SGK memiliki penampang melintang berlapis yang lebih halus ketimbang sampel S yang menunjukkan pola lebih kasar. Pada tingkat perbesaran ini belum dapat ditemukan pola fibril dari material selulosa.

Gambar 21. Penampang permukaan sampel S (kiri) dan SGK (kanan) pada perbesaran 1000x

Hasil pengamtan penampang permukaan pada perbesaran 1000x (Gambar 21) dan 2000x menunjukkan perbedaan sangat mencolok dari kedua kelompok. Pada permukaan kelompok S terlihat topografi permukaan yang tidak rata ditunjukkan dengan adanya bukit dan lembah yang berlekuk – lekuk, sedangkan pada kelompok SGK topografi permukaan terlihat lebih rata dan homogen. Selain itu, pada pengamatan ini, didapatkan suatu hasil yang menarik, yaitu pada kelompok SGK muncul partikel – partikel kontras pada bagian permukaan yang kemungkinan merupakan partikel kitosan yang tidak dapat terlarut dengan baik dan tertinggal di permukaan membran selulosa bakteri. Pada perbesaran 2000x masih belum dapat terlihat struktur fibril penyusun matriks selulosa dan bakteri bentuk batang seperti yang dilaporkan Ciechanska, et al., (2004).


E. Uji Penyembuhan Luka Uji penyembuhan luka dilakukan dengan pengamatan makroskopis baik secara kualitatif (pengamatan kelembaban, keropeng, dan warna luka) dan pengukuran kuantitatif (pengukuran diameter, perubahan diameter, dan perubahan luas daerah luka). Pada uji penyembuhan luka digunakan 3 kelompok yaitu kelompok SGK (selulosa gliserol kitosan), K (kitosan), dan O (kontrol negatif). Pemilihan kelompok K sebagai kontrol positif dikarenakan kitosan telah diketahui memiliki aktivitas penyembuhan luka yang baik karena selain bersifat immunomodulator, kitosan juga bersifat antibakterial. Tabel VIII. Pengamatan kualitatif makroskopis ketiga kelompok pada periode perlakuan 1, 3, 5, dan 7 hari 1 hari

Kelembaban SGK K O Basah Basah Basah

3 hari

Kering Kering

Basah

+

+

-

5 hari

Kering Kering Kering

+

+

+

7 hari

Kering Kering Kering

+

+

+

Periode

Keropeng SGK K O -

SGK Merah Kuning Coklat kehitaman Coklat

Warna K Merah

O Merah Kuning Kuning terbentuk pus Kuning Coklat kecoklatan Coklat Coklat

Keterangan : Kelompok SGK = Selulosa Gliserol Kitosan, K = Kitosan, O = Kontrol negatif, + = ada, - = tidak ada Proses penyembuhan luka secara umum meliputi tiga fase yaitu fase inflamasi (1 – 3 hari setelah perlukaan), fase proliferatif (3 hari – 3 minggu setelah perlukaan), dan fase maturasi (3 minggu sampai dengan penyembuhan total) (Hannon, Porth, Pooler, 2009). Penelitian ini mengambil waktu cuplikan pengambilan sampel 1, 3, 5, dan 7 hari didasarkan karena pada waktu – waktu ini dapat menggambarkan waktu terjadinya proses penyembuhan luka secara umum yaitu inflamasi, migrasi keratinosit, proliferasi, granulasi, dan pembentukan


stroma baru (DiPietro, 2003). Proses orientasi penelitian menunjukkan bahwa pada perlakuan 13 hari (fase akhir penyembuhan akut) luka terbuka sudah hampir tertutup sempurna, adapun hal ini menunjukkan bahwa tanpa adanya perlakuan, luka pada tikus secara normal akan sembuh dalam waktu sekitar 13 hari. Oleh karena itu, perlakuan 13 hari tidak dilakukan dalam penelitian ini. Hasil pengamatan kualitatif makroskopis (Tabel VIII) menunjukkan terdapat perbedaan pada ketiga variabel yang diamati. Pengamatan 1 hari menunjukkan luka yang masih merah dan basah pada ketiga kelompok yang berarti bahwa luka masih belum terintegrasi dan proses yang terjadi adalah fase akut inflamasi trauma, yaitu ditunjukkan dengan warna merah yang merupakan dilatasi kapiler pembuluh darah. Pada pengamatan 3 hari terdapat perbedaan pada kelompok SGK dan K terhadap kontrol untuk ketiga variabel yaitu kelembaban, keberadaan keropeng, dan warna luka. Kelompok SGK dan K menunjukkan terjadinya percepatan pengeringan luka yaitu terlihat adanya pengeringan luka yang berlangsung pada 3 hari setelah perlukaan, sementara pada kelompok O (kontrol negatif) pengeringan baru terjadi setelah 5 hari. Ditinjau dari keberadaan keropeng yang berkaitan langsung dengan proses clotting dan pengeringan luka, juga terdapat perubahan pada kedua kelompok (SGK dan K) terhadap kontrol yang ditunjukkan dengan keberadaan keropeng pada hari ke – 3. Pada pengamatan warna, kelompok O menunjukkan warna kuning pada hari ke – 3 disertai dengan pembentukkan pus (Gambar 22), hal ini menunjukkan adanya infeksi pada luka O yang menyebabkan pembentukan pus yang merupakan debris dari jaringan nekrotik dan sistem imun. Proses ini disebut


dengan fase infiltrasi leukosit, yang melibatkan peningkatan permeabilitas vaskular dan migrasi leukosit misalnya Polymorphonuclear Leukocytes (PMNL), monosit, limfosit, dan sel darah putih lainnya.

Keberadaan infeksi ini dapat

menyebabkan penurunan laju penyembuhan luka karena adanya infeksi oleh bakteri dapat mengganggu respon penyembuhan tubuh terhadap trauma. Salah satu bakteri yang memiliki kemungkinan besar menginfeksi daerah luka adalah Staphyloccocus aureus yang merupakan flora normal kulit, bakteri ini dapat menghasilkan toksin yang menyebabkan proses pembekuan darah terhambat. Teori ini memiliki kemiripan dengan hasil penelitan yang menunjukkan bahwa pembentukkan keropeng pada kontrol O mengalami penghambatan. Pada kelompok SGK dan K menunjukkan adanya pengeringan dan penyembuhan luka sejak hari ke – 3 setelah eksisi, warna coklat menegaskan bahwa proses clotting, dan infiltrasi leukosit telah selesai, dan dilanjutkan dengan proses remodelling jaringan luka dengan membentuk jaringan ikat fibroblast baru. a

b

c

Gambar 22. Pengamatan kualitatif luka ketiga kelompok (3 hari). Keterangan : s) Pus pada Kelompok O; b) kelompok K; c) kelompok SGK Pengamatan

kualitatif

daerah

luka

menunjukkan

adanya

potensi

peningkatan proses penyembuhan luka terbuka di kulit oleh kelompok SGK dan K yang ditunjukkan oleh adanya peningkatan proses inflamasi akut yaitu berupa percepatan pembentukkan clot dan jaringan granulasi awal pada hari ke – 3 setelah perlukaan eksisi. Hal ini sesuai dengan teori bahwa kitosan memiliki


aktivitas peningkatan respon inflamasi PMNL (fagositosis, produksi osteopontin dan leukorien B4), makrofag (fagositosis, dan produksi interleukin IL-1, TGF-β1, dan platelet derived growth factor) yang berperan dalam peningkatan proses granulasi dan organisasi (Ueno, Mori, Fujinaga, 2001). Tabel IX. Penyembuhan luka pada pengamatan 3, 5, dan 7 hari Kelompok Rerata presentase penyembuhan 3 Hari 5 Hari 7 Hari a a 1. SGK 39,39 + 4,23 46,89 + 7,89 54.84 + 7,75a 2. K 34,29 + 4,74a 57,85 + 14,91a 57.47 + 12,72a b 3. O 17,73 + 4,24 43,96 + 9,19a 70,00 + 12,51a Huruf superiscript yang sama pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang tidak bermakna (p > 0, 05)

No.

Tabel IX, menggambarkan laju penyembuhan luka pada pengamatan 3, 5, dan 7 hari setelah perlukaan eksisi. Hasil analisis statistik (Tabel IX) menunjukkan deviasi yang cukup besar pada beberapa kelompok. Besarnya nilai ini merupakan suatu kelemahan metode yang ditemukan dalam penelitian, bahwa pengukuran diameter awal dan akhir dapat mempengaruhi hasil akhir. Variasi diameter awal akibat pemotongan yang tidak seragam serta metode pengamatan dalam pengukuran diameter luka memiliki tingkat kesalahan yang cukup besar, hal ini terkait dengan diameter luka yang dapat dengan mudah berubah bergantung pada posisi luka hewan uji saat dilakukan pengukuran. Variasi diameter awal dapat diatasi dengan penggunaan punch pliers dan variasi diameter akhir dapat dihindari dengan penggunaan metode pengukuran yang lebih baik, misalnya dengan bantuan fotografi yang kemudian dihitung luas area lukanya melalui program komputer pengolah gambar yang lebih akurat, ataupun dengan cara mengukur luas area dengan bantuan kertas milimeter blok yang ditempelkan pada daerah luka.


Proses perubahan laju penyembuhan luka tiap kelompok perlakuan terhadap hari pengamatan ditampilkan dalam Gambar 23. Ketiga kelompok (SGK, K, dan O) mengalami proses penyembuhan luka. Pada kelompok O terjadi peningkatan signifikan (perbedaan bermakna) proses penyembuhan luka antara pengamatan 3 hari dengan 5 hari, dan pengamatan 5 hari dengan 7 hari. Hal ini menunjukkan bahwa pada luka kontrol, proses penyembuhan luka akan terus mengalami peningkatan secara signfikan seiring bertambahnya waktu. Kelompok K menunjukkan hasil yang berbeda yaitu terjadi peningkatan signifikan terhadap proses penyembuhan luka dari pengamatan 3 hari ke 5 hari, tetapi tidak terjadi peningkatan signifikan dari pengamtan 5 hari ke 7 hari. Pada kelompok SGK tidak menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antara pengamatan 3 hari ke 5 hari, dan pengamatan 5 hari ke 7 hari.

Gambar 23. Grafik perubahan proses laju penyembuhan ketiga kelompok. Keterangan : SGK = selulosa gliserol kitosan; K = kitosan; O = kontrol negatif


Perbedaaan tidak bermakna pada kelompok SGK antar hari menunjukkan bahwa kelompok SGK memiliki potensi peningkatan penyembuhan luka pada seluruh hari pengamatan, tetapi potensi ini tidak meningkat secara bermakna seiring peningkatan lama pemberian. Maka pengaruh terbaik pada kelompok SGK ditunjukkan pada pengamatan 3 hari. Hasil analisis statistik (Tabel IX) menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antar kelompok pada pengamatan 3 hari, sementara pada pengamatan 5, dan 7 hari menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan antar ketiga kelompok. Pengamatan 3 hari, menunjukkan beda nyata kelompok SGK dan kelompok K terhadap kelompok O. Kelompok SGK memiliki potensi peningkatan proses penyembuhan luka yang baik ditunjukkan dengan nilai proses penyembuhan luka tertinggi dibandingkan kedua kelompok yang lainnya, yaitu berturut - turut sebesar 39,39 + 4,23 % (Kelompok SGK), 34,29 + 4,74 % (Kelompok K), dan 17,73 + 4,2 % (Kelompok O) Pemberian biomaterial yang mengandung kitosan dapat meningkatkan laju penyembuhan luka pada pengamatan 3 hari. Pada pengamatan 5 hari dan 7 hari, terlihat perbedaan yang tidak signifikan antar ketiga kelompok (kelompok SGK, K, dan O). Hasil ini menunjukkan bahwa pemberian biomaterial SGK dan K tidak memiliki efek yang lebih baik dibandingkan dengan kontrol negatif (kelompok O). Adanya perbedaan tidak bermakna ini dapat disebabkan oleh adanya perlakuan kelompok SGK dan K pada pengamatan 5 dan 7 hari justru membatasi aerasi (oksigenasi) daerah luka sehingga proses respirasi dan metabolisme sel fase maturasi jaringan luka terhambat (Hannon, et al., 2009). Kemungkinan ini dapat ditegaskan dengan uji


porosimetri untuk melihat diameter pori – pori biomaterial yang digunakan dan analisis transimisi O2 untuk melihat pengaruh diameter pori terhadap laju perpindahan oksigen. Hambatan ini meniadakan fungsi immunomodulator kitosan yang terlihat pada pengamatan 3 hari. Faktor lain yang dapat berperan adalah pada kelompok O, ketika luka sudah mengalami pengeringan (yang ditunjukkan dengan terbentuknya keropeng), jaringan luka menjadi lebih kebal terhadap infeksi mikroorganisme, karena adanya proses clotting yang mencegah kontak jaringan luka dengan atmosfer. Akibatnya proses penyembuhan luka mengalami peningkatan pada kelompok O. Informasi lain yang didapatkan pada uji penyembuhan luka baik secara kualitatif maupun kuantitatif adalah bahwa ditemukan adanya perbedaan tidak bermakna antara kelompok SGK dan kelompok K dalam potensi penyembuhan luka (ditunjukkan dengan data kualitatif yang memiliki kemiripan dan data kuantitatif yang menunjukkan perbedaan tidak bermakna pada pengamatan 3, 5, dan 7 hari). Penggabungan selulosa dengan kitosan ternyata tidak memberikan manfaat dalam peningkatan potensi penyembuhan luka. Potensi penyembuhan luka yang tidak meningkat ini dapat disebabkan oleh adanya interaksi kuat yang kemungkinan berupa interaksi hidrogen antara gugus hidroksi rantai selulosa bakteri dengan gugus amina rantai kitosan yang justru menyebabkan kitosan tidak dapat terlepaskan ke dalam luka. Di samping itu adanya interaksi yang kuat antar kedua rantai ini menyebabkan pori – pori dalam rantai selulosa menjadi lebih kecil dan membatasi jumlah oksigen yang dapat berdifusi melalui biomaterial penutup luka. Akibatnya dapat terjadi hipoksia jaringan yang akan menganggu


proses metabolisme sel dan perbaikan jaringan luka. Hal ini sesuai dengan hasil karakterisasi biomaterial, baik hasil analisis kristalinitas (XRD) maupun morfologi

permukaan

(SEM)

yang

menunjukkan

bahwa

telah

terjadi

penggabungan selulosa bakteri dengan kitosan. Selain itu hasil analisis gugus (FTIR) dan analisis mekanik juga menunjukkan adanya interaksi kuat antar kedua rantai polimer sehingga kitosan sulit dilepaskan, dan justru membatasi proses oksigenasi yang penting dalam penyembuhan luka. Pengaruh pemberian sediaan biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan kitosan (SGK) pada pengamatan 3 hari menunjukkan hasil yang positif ditunjukkan dengan adanya perbedaan bermakna terhadap kelompok O yang berarti bahwa kelompok SGK memiliki potensi peningkatan proses penyembuhan pada tahap inflamasi awal luka, dan diperkuat oleh data kualitatif makroskopik yang menunjukkan pengeringan luka pada pengamatan 3 hari. Namun secara umum, biomaterial ini (SGK) belum dapat dinyatakan memiliki potensi peningkatan proses penyembuhan luka yang baik, karena material SGK belum mampu meningkatkan proses penyembuhan luka sampai luka menutup sempurna selama periode penelitian, yang seharusnya ditunjukkan dengan penyembuhan luka mencapai 100 %. Selain itu, pada lama pengamatan 5 dan 7 hari, kedua kelompok (SGK dan K) justru mengalami peningkatan yang tidak signifikan, dan nilai rata – rata proses penyembuhan luka relatif terhambat bila dibandingkan dengan kontrol. Penurunan potensi pada pengamatan 5 dan 7 hari ini dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor baik faktor internal sediaan biomaterial, maupun faktor eksternal dari hewan uji.


Faktor internal dari sediaan biomaterial yang mungkin menyebabkan adanya penghambatan proses penyembuhan luka pada pengamatan 5 hari dan 7 hari antara lain : Adanya interaksi kuat antara rantai selulosa bakteri dengan kitosan yang menyebabkan pelepasan kitosan menjadi terhambat; pelapisan kitosan pada pori – pori selulosa bakteri menyebabkan pori – pori menjadi lebih kecil dan mengambat proses difusi oksigen; adanya residu senyawa kimia (baik asam maupun basa) setelah dilakukan proses preparasi dan purifikasi material SGK yang tertinggal di dalam matriks polimer, yang dapat memperparah luka baik dengan cara mengiritasi area luka secara langsung melalui ketidak sesuaian dengan pH kulit, maupun dengan menghambat proses reepitelisasi oleh asam asetat (Lineaweaver, Howard, Soucy, 1985). Proses netralisasi dan pencucian membran dengan aquadest seharusnya sudah dapat menghilangkan sebagian besar residu senyawa kimia yang digunakan dalam penelitian. Selain itu, dapat pula tertinggal residu glikosida sianogen Linamarin dalam jumlah tertentu yang tidak terpecahkan oleh enzim linamarinase menjadi HCN saat proses preparasi. Linamarin yang terperangkap ini bersifat sitotoksik dan dapat menghambat proliferasi sel. Pengaruh glikosida sianogen pada penelitian ini tidak terlalu kuat dikarenakan penelitian ini menggunakan ketela pohon varietas yang memiliki kandungan glikosida sianogen yang rendah. Di samping itu, dilakukan proses pengupasan, pencucian, pemarutan, pemanasan dan fermentasi yang dapat menghilangkan 95 % kandungan linamarin awal (Westby, 2002). Kemungkinan lain yang dapat berpengaruh pada proses penyembuhan luka adalah pada proses purifikasi dilakukan inkubasi selulosa bakteri dengan


menggunakan HCl 3 % yang dapat meninggalkan residu klor. Adanya residu klor pada suatu material penutup luka dapat secara signifikan menurunkan proses penyembuhan luka. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Cooper, Laxer, Hansbrough, (1991), yang menyatakan bahwa seluruh senyawa klor bersifat toksik terhadap kultur keratinosit dan fibroblast, dan senyawa ini dapat memperpanjang respon inflamasi pada luka dengan penyembuhan sekunder. Hal ini kemungkinan berkaitan dengan pelepasan MMP (Matrix metalloproteinase) yang berlebihan. MMP berperan pada fase awal inflamasi sebagai enzim yang berguna untuk mendegradasi debris / sampah – sampah seluler sehingga memungkinkan terjadinya migrasi sel – sel darah putih ke area luka. Namun adanya pelepasan MMP yang berlebihan ini justru dapat menyebabkan proliferasi sel – sel granulasi jaringan luka terhambat, dan terjadi degradasi ECM (Exctracelluler Matrix) yang berperan penting sebagai prekusor pembentukan kolagen dalam fase remodelling jaringan luka sehingga terjadi respon inflamasi berkepanjangan dan proses penyembuhan sekunder terhambat. Untuk memastikan adanya pengaruh biomaterial terhadap respon inflamasi yang berkepanjangan, perlu dilakukan uji iritasi/inflamasi menggunakan metode Draize. Proses penyembuhan luka merupakan suatu proses kompleks yang melibatkan beberapa fase diantaranya fase hemostasis-inflamasi, fase migrasi, fase proliferasi, dan fase remodelling/maturasi (Boateng, Matthews, Steve, Eccleston, 2008). Material penutup luka yang baik dapat meningkatkan proses penyembuhan luka, yang secara umum ditunjukkan percepatan penyelesaian keseluruhan fase. Berdasarkan analisis kualitatif makroskopik material SGK


hanya dapat meningkatkan proses inflamasi akut luka dan pengeringan luka. Untuk menegaskan hasil penelitian ini dapat dilakukan dengan uji histopatologi mikroskopik baik secara semi kuantitatif (scoring) maupun kuantitatif dengan melihat parameter – parameter yang terlibat dalam proses penyembuhan luka terbuka diantaranya keberadaan PMNL, makrofage, pembuluh darah baru, fibroblas, pembentukan kolagen baru, dan proses reepitelisasi. Selain ini dapat juga dilakukan analisis lain seperti uji protein dan RNA total untuk melihat respon intraselular dalam proses penyembuhan luka.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan 1. Karakteristik komposit selulosa bakteri dari limbah cair ketela pohon dengan penambahan kitosan mengalami penurunan tensile strength, penurunan elongasi, penurunan kristalinitas, peningkatan intensitas gugus fungsi, peningkatan stabilitas termal, dan peningkatan morfologi fisik permukaan bila dibandingkan dengan selulosa bakteri. 2. Pengaruh pemberian biomaterial selulosa bakteri dari limbah cair ketela pohon dengan penambahan kitosan tidak memiliki pengaruh dalam proses penyembuhan luka secara total. Saran 1. Perlu dilakukan optimasi penambahan gliserol sebagai plasticizer untuk mendapatkan elongasi biomaterial yang baik. 2. Perlu dilakukan uji hispatologi sel kulit untuk mengetahui efektivitas biomaterial secara mikroskopi, serta uji iritasi sediaan. 3. Pengukuran luas area luka dilakukan dengan metode yang lebih akurat dengan bantuan foto dan program pengolah gambar. 4. Perlu dilakukan uji penyembuhan dengan lama pemberian hingga luka sembuh 100 %, dibandingkan dengan kontrol selulosa dan kontrol gliserol. 5. Perlu dilakukan karakterisasi lebih lanjut menggunakan porosimeter, C13 – NMR, analisis transmisi O2, dan pengecekan residu klor. 77


DAFTAR PUSTAKA Ago, M., Endo, T., and Hirotsu, T. 2004. Crystalline transformation of nativecellulose from cellulose I to cellulose Π polymorph by a ballmillingmethod with a specific amount of water. Cellulose 11, pp. 163167 Anicuta, S.G., Dobre, L., Stroescu, M., Jipa, I., Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy for Characerization of Antimicrobial Films Containing Chitosan, University Politehnica of Bucharest, Faculty Applied Chemistry and Material Science, 1234 – 1240 Anggraeni, D.R., 2008, Kajian Aktivitas Fraksi Air Rimpang Kunyit (Curcuma Longa Linn.) dalam Proses Persembuhan Luka Pada Mencit (Musc musculus albinus), Fakultas Kedokteran Hewan IPB Arora, S., Lal, S., Kumar, S., Kumar, M., Kumar, M., 2000, Comparative Degradation Kinetic Studies of Three Biopolymers : Chitin, Chitosan, and Cellulose, Archives of Applied Science Research, 3 (3), 188 – 201 Askeland, D.R., Fulay, P.P., Wright, W.J., 2011, The Science and Engineering of Materials, Cengange Learing, Stamford, pp. 210 – 212 Australian Wound Management Association, 2008, General Wound Care, NWS Health, Sydney, pp. 3 Barana, A.C., 2000, Avaliacao de tratamento de manipueira em biodigestores fase acidogenica e metanogenica. Botucatu: UNESP/FCA, p. 95 Boateng, J.S., Matthews, K.H., Stevens, H.N.E., Eccleston, G.M., 2008, Wound Healing Dressings and Drug Delivery Systems : A Review, Journal of Pharmaceutical Sciences, 97, 2892 – 2923 Braun, D., Cherdron, H., Rehahn, M., Ritter, H., Voit, B., 2005, Polymer Synthesis : Theory and Practice Fundamentals, Methods, Experiment 4th Edition, Springer-Verlag, Berlin, pp. 81 - 143 Brown, M.R., 2007, Cellulose: Molecular and Structural Biology, Springer, Dortrecht, pp. xiii Burns, J.L., Mancol, J.S., Phillips, L.G., 2003, Impairments to Wound Healing, Clin Plastic Surg, 20, 47 – 56

78


Cai, Z., Chen, P., Jin, H.J., Kim, J., 2009, The Effect of Chitosan Content on the Crystallinity, Thermal Stability, and Mechanical Properties of Bacterial Cellulose Chitosan Composites, Proc. Inst. Mech Eng. C J. Mech. E., 223, 2225 – 2230 Carvalho, A.J.F, Zambon, M.D, Curvelo, A.A.S, Gandini, A., 2003, Size Exclusion Chromatography Characterization of Thermoplastic Starch Composite : Influence of Plasticizer and Fibre Content, Polymer Degradation and Stability, 79, 133 – 8 Chawla, P.R., Bajaj, I.B., Survase, S.A., Singhal, R.S., 2008, Microbial Cellulose : Fermentative Production and Applications, Food Technol. Biotechnol, 47 (2), 107 – 124 Cheng, L.H., Karim, A.A., Seow, C.C., 2006, Effect of Water-Glycerol and Water-Sorbitol Interactions on the Physical Properties of Konjac Glucomannan Films, Journal of Food Science, 71 (2), pp. E-62 – E-67 Ciechańska, D., 2004, Multifunctional Bacterial Cellulose/Chitosan Composite Material for Medical Applications, Fibres & Textiles in Eastern Europe, 12 (48), 69 – 72 Ciechańska D., Wietecha J., Kaźmierczak D., Kazimierczak J., 2010, Biosynthesis of Modified Bacterial Cellulose in a Tubular Form, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, 18, 5 (82), 98-104 Coman, C.G., Maesim, M. A., Oprea, A. M., Hurjui, L., Petreus, T., Neamtu, A., 2011, Study on Cellulose/Chondroitin Sulfate Hydrogel Used in Drug Release System, Meditech IFMBE Proceedings, 36, 348 – 351 Cooper, M.L., Laxer, J.A., Hansbrough, J.F., 1991, The Cytotoxic Effects of Commonly Used Topical Antimicrobial Agents on Human Fibroblasts and Keratinocytes, J Trauma, 31(6), 775-84 Costa-Junior, S.E., Pereira, M.M., Mansur, H.S., 2009, Properties and Biocompatibility of Chitosan Films Modified by Blending with PVA and Chemically Crosslinked, J. Mater, Sci. : Mater. Med, 20, 553 – 561 Czaja, W., Romanovicz, D., Brown R.M.J., 2004, Structural Invesigations of Microbial Cellulose Produced in Stationary and Agitated Culture, Cellulose, 11, 403 – 411 Czaja, W., Krystynowicz, A., Bielecki, S., Brown, R. J, 2006, Microbial Cellulose the Natural Power to Heal Wounds, Biomaterials, 27, 145-151


Davis, F.J, 2004, Polymer Chemistry Practical Approach in Chemistry, Oxford University Press, New York, pp. 24 – 30 Dhawade, P.P., Jagtap, R.N., 2012, Characterization of the Glass Transition Temperature of Chitosan and Its Oligomers by Temperature Modulated Differential Scanning Calorimetry, 3(3), pp. 1372 – 1382 Dipietro, L.A., dan Burns, A.L., 2003, Methods in Molecular Medicine, vol. 78: Wound Healing: Methods and Protocols, Humana Press Inc., Totowa, New Jersey, pp. 1 – 15 Djamaludin, A. M., 2009, Pemanfaatan Khitosan dari Limbah Krustasea untuk Penyembuhan Luka pada Mencit (Mus musculus albinus), Program Studi Biokimia, Fakultas MIPA, Institut Pertanian Bogor Direktorat Gizi Departemen Kesehatan R.I., 1981, Daftar Komposisi Bahan Makanan, Bharatara Karya Aksara, Jakarta Egerton, R.F., 2005, Physical Principles of Electron Microscopy : An Introduction to TEM, SEM, and AEM, Springer Science & Bussiness Media Inc., New York, pp. 1 - 15 Eldin, M.S., Soliman, E.A., Hashem, A.L., Tamer, T.M., 2008, Chitosan Modified Membranes for Wound Dressing Applications: Preparations, Characterization and Bio-Evaluation, Trends Biomater. Artif. Organs, 22, 158 – 168 Fouad, D.R.G., 2008, Chitosan as an Antimicrobial Compound : Modes of Action and Resistance Mechanisms, Dissertation, Rheinischen Friedrich Wilhelms Universität Bonn, 1 - 20 Feng, Y., Zhang, X., Shen, Y., Yoshino, K., Feng, W., 2012, A Mechanically Strong, Flexible, and Conductive Film Based on Bacterial Cellulose/ Graphene Nanocomposite, Carbohydrate Polymers, 87, 644 – 649 Fessenden, R.J., Fessenden, J.S., 1997, Kimia Organik, Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta, pp. 411 – 412 Gama, 2012, Bacterial Cellulose : A Sophisticated Multifunctional Material, CRC Press, Boca Raton, Florida, pp. 140 – 145 Gan, S., Sun, G., Effect of Phosphorus Flam Retardants on Thermo-oxidative Decomposition of Cotton, Polymer Degradation and Stability, 92, 968 - 974 Gedde, 2001, Polymer Physics, Kluwer Academic Publisher, Dordrecht, pp. 1 – 4


Gontard, N., Guilbert, S., Cuq, J.L., 1992, Edible wheat gluten film: Influence of the main variable on film properties using response surface methodology, J. Food Sci., 57, 190-199. Gowariker, V.R, Viswanathan, N.V., Sreedhar, J., 1986, Polymer Science, New Age International Publisher, New Delhi, pp. 107 – 114 Goy, R.C., deBritto, D., Assis, O.B.G., 2009, A Review of the Antimicrobial Activity of Chitosan, Polimeros, Cienciae Tecnologia, 19 (3), 241 – 247 Grafft, J.A., dan Sarff, R., 2012, EMS for Secure Facilities, Delmar Cengange Learning, Clifton Park, pp. 130-131 Hannon, R.A., Porth, C.M., Pooler, C., 2009, Porth Pathophysiology : Concepts of Altered Health States, 8th Ed., Lippincott Williams and Wilkins, pp. 363 - 384 Hon, D. N. S., 1996, Cellulose and its derivatives, In: Dumitriu S (ed) Polysaccharides in medicinal applications., New York: Marcel Dekker Holt, J.G., Krieg, N.R., Peter, H.A, James, S., Williams, T., 1994, Bergeys Manual of Determinative Bacteriology, William & Wilkins, Maryland, pp.12, 71, 103, 117 Janardhnan, S., Sain, M., 2011, Targeted Disruption of Hydroxyl Chemistry and Crystallinity in Natural Fibers For the Isolation of Cellulose NanoFiber via Enzymatic Treatment, BioResources, 6 (2), 1242 – 1250 Jin, X., Wang, J., Bai, J., 2009, Synthesis and Antimicrobial Activity of the Schiff Base from Chitosan and Citral, Carbohydrate Research, 344, 825 – 829 Kacurakova, M., Andrew, C.S., Michael J.G., Reginald H.W., 2002, Molecular interactions in bacterial cellulose composites studied by 1D FT-IR and dynamic 2D FT-IR spectroscopy, Carbohydrate Research, 337, 1145 – 1153 Kim, J., Cai, Z., Lee, H.S., Choi, G.S., Lee, D.H., Jo, C., 2011, Preparation and characterization of a bacterial cellulose/Chitosan composite for potential biomedical application, J. Polym. Res, 18, 739–744 Kim, K.M., Son, J.H., Kim, S.K., 2006, Properties of Chitosan Films as a Function of pH and Solvent Type, Journal of Food Science E : Food Engineering and Physical Properties, 71 (3), 119 – 124


Klemm, D., Schamuderz, H.P., Heinze, T., 2010, Cellulose, 277-310 Kojima K., Okamoto Y., Miyatake K., Kitamura Y., Minami S., 1998, Collagen typing of granulation tissue induced by chitin and chitosan, Carbohydrate Polymers, 37, 109–114 Kusmiati, Rachmawati, F., Siregar, S., Nuswantara, S., Malik, A., 2006, Produksi Beta – 1,3 Glukan dari Agrobacterium dan Aktivitas Penyembuhan Luka Terbuka pada Tikus Putih, Makara Sains, 10, 1, 24 – 29 Li, K., Zhu, W., Zeng, K., Zhang, Z., Ye, J., Ou, W., Rehman, S., 2010, Proteome Characterization of cassava (Manihot esculenta Crantz) Somatic Embryos, Plantlets, and Tuberous Root, Proteome Science, 8, 10, 1 – 12 Lin, C.A., Ku, T.H., 2008, Shear and Elongation Flow Properties of Thermoplastic Polyvinyl Alcohol Melts with Different Plasticizer Contents and Degrees of Polymerization, Journal of Materials Processing Technology, 200, 331 – 338 Lin, S.J., Hsiao, W.C., Jee, S.H., Yu, H.S., Tsai, T.F., Lai, J.Y., Young, T.H., 2006, Study on the Effects of Nylon-Chitosan-Blended Membranes on the Spheroid-Forming Activity of Human Melanocytes, Biomaterials, 27, 5079 – 5088 Lineaweaver, W., Howard, R., Soucy, D., 1985, Topical antimicrobial toxicity, Arch Surg, 120(3), 267 – 270 Maneerung, T., Tokura, S., dan Rujiravanit, R., 2008, Impregnation of Silvernanoparticles into Bacterial Cellulose for Antimicrobial Wound Dressing, Carbohydrate Polymers, Vol.72 , No. 1, pp. 48 Meshitsuka, G. and Isogai, A., 1996, Chemical Structures of Cellulose, Hemicellulose, and Lignin, New York: Marcel Dekker Muzzarelli, R.A.A. ,1997, Chitin, Pergamon Press Mus, 2011, Singkong, http://www.plantamor.com/index.php?plant=814, diakses tanggal 18 April 2012 Nam, Y.S., Park, W.H., Hudson, S.M., Effect of the Degree of Deacetylation on the Thermal Decomposition of Chitin and Chitosan Nanofibers, Carbohydrate Polymers, 80, 291 Nasab, M.M., Yousefi, A.R., Investigation of Physicochemical Properties of the Bacterial Cellulose Produced by Gluconacetobacter xylinus from Date


Syrup, World Academy of Science, Engineer and Technology, 44, 1258 - 1263 Nainggolan, J., 2009, Kajian Pertumbuhan Bakteri Acetobacter sp. dalam Kombucha-Rosela Merah (Hibiscus sabdariffa) pada Kadar Gula dan Lama Fermentasi yang Berbeda, Thesis, Universitas Sumatera Utara Pardosi, 2008, Pembuatan Material Selulosa Bakteri dalam Medium Air Kelapa melalui Penambahan Kitosan, Sukrosa, dan Gliserol, Thesis, Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara Park, S., Baker, J.O., Himmel, M.E., Parilla, P.A., Johnson, D.K., 2010, Cellulose Crystallinity Index : Measurement Techniques and Their Impact on Interpreting Cellulose Performance, Biotechnology for Biofuels, 3, 1 – 10 Price, S.A, Mc Carty L.W., 1992, Patofisiologi : Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit, Edisi ke 6, Volume 1, Penerbit buku kedokteran EGC, Jakarta, pp. 56-7 Rebello, C., Almeida, D.A., Lima, E. M., Dornelas, M.P., 1987, Biofillum Novo Substito de Pele, Reve Bras Cir, 77(6), 407 – 14 Reimer, L., 1998, 1 – 7, Scanning Electron Microscopy : Physics of Image Formation and Microanalysis, Springer-Verlag, Heidelberg, pp 1 – 7 Ross, P., Mayer, R., Benziman M, 1991, Cellulose Biosynthesis and Function in Bacteria, Microbiology & Molecular Biology Reviews, 55 (1), 35 – 38 Sastrohamidjojo, H., 2001, Spektroskopi, Liberty, Yogyakarta, pp. 45-55 Spector, W.G, Spector, T.D., 1993, Pengantar Patologi Umum, Edisi ke 3, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta, pp. 130 – 145 Stang,

D., 2012, Acetobacter xylinum Taxonomi, http://zipcodezoo.com/Bacteria/A/Acetobacter_xylinum/, diakses pada tanggal 17 April 2012

Stephens, J.M., 2009, Cassava Manihot Esculenta Crantz, Horticultural Sciences Departement, University of Florida, 1 – 2 S Struszczyk, H., 1987, Microcrystalline chitosan, I. J. Appl. Polymer Sci., 33, 177– 189 Subyakto, Hermiati, E., Yanto, D.H.Y., Fitria, Budiman, I., Ismadi, 2009, Proses Pembuatan Serat Selulosa Berukuran Nano dari Sisal (Agave sisalana)


dan Bambu Betung (Dendrocalamus asper), Berita Selulosa, Vol.44, No.2, Desember 2009 : 57-65 Tanaka, M., Iwata, K., Sanguandeekul, R., Handa, A., Ishizaki, S., 2001, Influence of Plasticizers on the Properties of Edible Films Prepared from Fish Water-Soluble Proteins, Fisheries Science, 67 (2), 346 – 351 Teng, S.H., Lee, E.J., Yoon, B.H, Shin, D.S., Kim, H.E., Oh, S.O., 2009, Chitosan/nanohydroxyapatite Composite Membranse via Dynamic Filtration for Guided Bone Regeneration, Journal of Biomedical Materials Research Part A, 88A, 569 – 580 Ueno, H., Mori, T., Fujinaga, T., 2001, Topical Formulations and Wound Healing Applications of Chiosan, Adv Drug Deliv Rev, 52 (2), 105 -15 Ul-Islam, M., Shah, N., Ha, J.H., Park, J.K., Effect of chitosan penetration on physico-chemical and mechanical properties of bacterial cellulose, Korean J. Chem. Eng, 2011, 28, 1736–1743 Umemura, K., Kawai, S., 2007, Modification of Chitosan by the Maillard Reaction Using Cellulose Model Compounds, Carbohydrate Polymers, 68 (2), 242 – 248 Underwod, J.C.E., 1994, Patologi Umum dan Sistemik, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, pp. 124 -128 Usami Y., Okamoto Y., Minami S., Matsuhashi A., Kumazawa N.H., Tanioka S., 1994, Journal of Veterinary Medical Science, 56, 761– 768 Wanjun, T., Cunxin, W., Donghua, C., Kinetic Studies on the Pyrolysis of Chitin and Chitosan, Polymer Degradation and Stability, 87, 389 – 394 Westby, 2002, Cassava Utilization, Storage, and Small-Scale Processing, CAB International Cassava : Biology, Production, Utilization, 281 – 300 Wonga, S.S., Kasapis, S., Tan, Y.M., 2009, Bacterial and Plant Cellulose Modification Using Ultrasound Irradiation, Carbohydrate Polymer, 77, 280 – 287 Zaitun, 1999, Efektivitas Limbah Industri Tapioka sebagai Pupuk Cair, Thesis Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan, Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI LAMPIRAN Lampiran 1.. Variasi komposisi polimer biomaterial dan skema kerja penelitian Kelompok Kelompok K Kelompok S Kelompok SG Kelompok SGK

Limbah cair

Sukrosa

200 mL 200 mL 200 mL

20 g 20 g 20 g

Skema Preparasi

Skema Karakterisasi Biomaterial

85

Urea 1g 1g 1g

Gliserol 1,2 mL 1,2 mL

Kitosan 4g 4g


Lampiran 2. Proses determinasi tanaman a

b

c

Keterangan : a) daun; b) batang; c) umbi Lampiran 3. Proses simulasi pembuatan limbah cair

a

b

Keterangan : a) parutan umbi ketela pohon; b) air perasan parutan ketela pohon yang telah dienapkan 1 malam Lampiran 4. Bobot basah, bobot kering selulosa bakteri Rerata Rerata Kelompok Bobot basah (g) + SD Bobot kering (g) + SD S 135,4 + 3,99 10,43 + 0,15 SG 135,44 + 11,44 10,47 + 0,54 SGK 136,645 + 2,84 6,48 + 0,35


Perhitungan % yield selulosa bakteri masing – masing kelompok 1) Kelompok S (Selulosa) % Yield basah %

&,' x 100% (

% 67,70 % % Yield kering %

,' (

x 100% % 5,22%

2) Kelompok SG (Selulosa Gliserol) % Yield basah %

&,'' x 100% (

% 67,72%

% Yield kering %

,'. x 100% (

% 5,24%

0,'3 x 100% (

% 3,24%

3) Kelompok SGK (Selulosa Gliserol Kitosan) % Yield basah %

0,0' x 100% (

% 68,32%

% Yield kering %

Lampiran 5. Pengamatan organoleptis dan kenampakan fisik biomaterial No. 1. 2. 3. 4.

Parameter Wujud Warna Konsistensi Bau

Kelompok S padat putih kekuningan elastis khas selulosa

Kelompok SG padat putih kekuningan elastis khas selulosa

Kelompok SGK padat kuning kecoklatan kurang elastis khas kitosan

Kelompok K padat kuning transparan elastis khas kitosan

Kenampakan fisik biomaterial a

d

b

c

e

Keterangan a) Pelikel selulosa bakteri yang baru terbentuk; b) Kelompok S setelah dikeringkan; c) Kelompok SG setelah dikeringkan; d) Kelompok SGK setelah dikeringkan; e) Kelompok K setelah dikeringkan.


Lampiran 6. Perhitungan derajat deasetilasi kitosan

Derajat deasetilasi kitosan dihitung melalui persamaan : 100 - , Keterangan: DD = Derajat deasetilasi kitosan -1 A1660 cm = Absorbansi –NH pada bilangan gelombang sekitar 1660 cm-1 = Absorbansi –OH pada bilangan gelombang sekitar 3450 cm-1 A3450 cm-1

Io It

Bilangan gelombang (cm-1) 1660 3450 Derajat deasetilasi

= 100 –

Io 28,07 16,05

It 23,97 10,24

,03,4& ,

= 73,78 % Lampiran 7. Perhitungan intensitas FT-IR ketiga kelompok

Bilangan gelombang ~1400, 1500, dan 3400 cm-1

Log Io/It (Abs) 0,068 0,195


Kelompok Kelompok S Kelompok SG

Kelompok SGK

Bilangan gelombang Io I 1/cm 3448,72 25,7098 15,4557 1635,64 33,5777 29,7408 3464,15 21,3458 11,6644 1635,64 25,4325 23,1921 1573,91 24,8831 24,4674 3425,58 14,2021 8,6380 1566,20 19,4998 12,4071

log Io/It 0,2210 0,0537 0,2624 0,0400 0,0073 0,2159 0,1964

Lampiran 8. Spektrum FT – IR. Keterangan : a) serbuk kitosan; b) kelompok S; c) kelompok SG; d) kelompok SGK a


b

c


d

Lampiran 9. Hasil analisis sifat mekanis tensile strength dan elongation Rerata + SD Rerata + SD Rerata + SD Tensile strength Rerata + SD Modulus Young = Fmax (N) Elongation (%) TS/E (MPa) Kelompok (MPa) S 18,06 + 1,07 12,79 + 1,17 22,01 + 2,53 58,54 + 6,80 SG 18,21 + 1,84 9,79 + 1,83 24,62 + 3,16 39,71 + 4,54 SGK 11,19 + 1,48 9,22 + 0,73 3,72 + 0,59 254,01 + 54,13


Lampiran 10. Uji statistik karakteristik mekanik biomaterial (tensile strength dan elongation) a. Uji normalitas Shapiro – Wilk Tests of Normality Shapiro-Wilk kelompok force

tensile strength

strain

modulus Young

Statistic

df

Sig.

S

.972

5

.887

SG

.829

5

.137

SGK

.854

5

.207

S

.946

5

.705

SG

.949

5

.729

SGK

.800

5

.081

S

.832

5

.144

SG

.961

5

.818

SGK

.978

5

.922

S

.903

5

.429

SG

.959

5

.798

SGK

.727

5

.018

Sig. >0,05 = distribusi data normal b. Uji Kesamaan Varians Levene test Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic force tensile strength strain modulus Young

1.400 .568 4.990 5.061

df1

df2 2 2 2 2

Sig. 12 12 12 12

.284 .581 .026 .025

Sig >0,05 = variasi antar kelompok sama c. Uji ANOVA dan Post Hoc LSD (variabel tensile strength) ANOVA Sum of Squares tensile strength

df

Mean Square

Between Groups

36.662

2

18.331

Within Groups

20.982

12

1.749

Total

57.644

14

Sig <0,05 = berbeda bermakna

F 10.484

Sig. .002


Multiple Comparisons tensile strength (I) (J) kelomp kelomp ok ok S

95% Confidence Interval Mean Difference (I-J)

SG SGK

SG

S S

Sig.

Lower Bound

.83631

.004

3.56496

*

.83631

.001

1.7428

5.3871

-2.99358

*

.83631

.004

-4.8157

-1.1714

.57138

.83631

.507

-1.2508

2.3935

*

.83631

.001

-5.3871

-1.7428

-.57138

.83631

.507

-2.3935

1.2508

-3.56496

SG

1.1714

Sig <0,05 = berbeda bermakna d. Uji Kruskal – Wallis & Mann - Whitney (variabel elongation) Kruskal Wallis strain Chi-Square df Asymp. Sig.

Upper Bound

2.99358

SGK SGK

Std. Error

*

9.980 2 .007

Mann Whitney Test Statistics S Vs. SG strain Mann-Whitney U Wilcoxon W Z Asymp. Sig. (2-tailed) Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)]

modulus Young

7.000 22.000 -1.149 .251 .310

.000 15.000 -2.611 .009 .008

Test Statistics S Vs. SGK strain Mann-Whitney U Wilcoxon W Z Asymp. Sig. (2-tailed) Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)]

modulus Young

.000 15.000 -2.611 .009 .008

.000 15.000 -2.611 .009 .008

Test Statistics SG Vs. SGK strain Mann-Whitney U Wilcoxon W Z Asymp. Sig. (2-tailed) Exact Sig. [2*(1-tailed Sig.)]

.000 15.000 -2.611 .009 .008

modulus Young .000 15.000 -2.611 .009 .008

4.8157


Sig <0,05 = berbeda bermakna e. Kesimpulan Parameter tensile strength Kelompok S SG SGK

S BB BB

Parameter elongation Kelompok S S SG BTB SGK BB Keterangan: BB : Berbeda Bermakna BTB: Berbeda Tidak Bermakna

d. Grafik batang tensile strength dan elongasi

SG BB BTB

SGK BB BTB -

SG BTB BB

SGK BB BB -


Lampiran 11. Perhitungan % massa tersisa dan laju kehilangan massa % massa tersisa Suhu % kehilangan massa o ( C) S SG SGK S SG 30 0 0 0 100 50 0,667 0,444 1,333 99,333 75 6,889 6,444 16,222 93,111 100 20,667 20 36,889 79,333 125 36,444 33,556 41,778 63,556 150 44,667 40,444 43,333 55,333 175 54 52,667 44,444 46 200 56,6667 55,511 45,333 43,3333 225 58,222 57,111 47,556 41,778 250 62,444 61,778 49,778 37,556 275 66,222 65,778 54,222 33,778 300 68 67,778 59,111 32 325 68,667 68,222 64 31,333 350 69,111 68,889 65,778 30,889 375 69,778 69,331 66,444 30,222 400 69,778 69,556 67,778 30,222

SGK 100 99,556 93,556 80 66,444 59,556 47,333 44,489 42,889 38,222 34,222 32,222 31,778 31,111 30,669 30,444

100 98,667 83,778 63,111 58,222 56,667 55,556 54,667 52,444 50,222 45,778 40,889 36 34,222 33,556 32,222

Lampiran 12. Termogram TGA ketiga kelompok : a) Kelompok S; b) Kelompok SG; c) Kelompok SGK a


b

c


Lampiran 13. Termogram DTA ketiga kelompok : a) Kelompok S; b) Kelompok SG; c) Kelompok SGK a

b


c

Lampiran 14. Perhitungan persentase kristalinitas Parameter Luas Area Total Luas Amorf +Kristalin Luas Kristalin % Kristalinitas

Kelompok S 2079,560

Kelompok SGK 2539,400

487,480

320,900

294,968 60,51

112,185 34,96

5678 9:;8<7=;>

% Kristalinitas dihitung melalui persamaan : 5678 9:;8<7=;>?5678 7@A:B x 100% (4',403

% Kristalinitas Kelompok S

= '3.,'3 x 100 % = 60,51 %

% Kristalinitas Kelompok SGK

=

(,3& (,4

x 100 % = 34,96 %


Lampiran 15. Difraktogram XRD. Keterangan : a) Kelompok S; b) Kelompok SGK

a

b

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI100

Lampiran 16. Pengamatan Morfologi dengan Scanning Electron Microscope (SEM). Keterangan : Kelompok S (kiri); Kelompok SGK (kanan) a) Cross section perbesaran 100x

b) Cross section perbesaran 500x

c) Penampang permukaan perbesaran 500x


d) Penampang permukaan perbesaran 1000x

e) Penampang permukaan perbesaran 2000x

Lampiran 17. Pengamatan kualitatif ketiga kelompok periode perlakuan 1, 3, 5, dan 7 hari Kelompok Periode SGK 1 Hari 3 Hari 5 Hari 7 Hari K 1 Hari 3 Hari 5 Hari 7 Hari O 1 Hari 3 Hari 5 Hari 7 Hari

Kelembaban Basah Kering Kering Kering Basah Kering Kering Kering Basah Basah Kering Kering

Keropeng Tidak ada Ada Ada Ada Tidak ada Ada Ada Ada Tidak ada Tidak ada Ada Ada

Warna Merah Kuning Coklat kehitaman Coklat Merah Kuning Coklat Coklat Merah Kuning, terbentuk pus Kuning kecoklatan Coklat


Lampiran 18. Pengamatan Diameter dan Luas Luka perlakuan 3, 5, dan 7 hari a) Kelompok SGK i. Pengamatan 3 hari Rerata diameter awal Rerata diameter Rerata luas Area (cm) Kuadrat (cm2) 1,136 1,2905 1,01356 Rerata diameter hari 3 (cm) 0,884

Rerata selisih Rerata diameter Rerata luas Rerata persentase diameter kuadrat Area (cm2) penyembuhan luka (%) 0,252 0,78146 0,61376 39,3894

ii. Pengamatan 5 hari Rerata diameter awal Rerata diameter (cm) Kuadrat 1,152 1,3271 Rerata diameter hari 5 (cm) 0,834


iii. Pengamatan 7 hari Rerata diameter awal Rerata diameter (cm) Kuadrat 1,126 1,26788 Rerata diameter hari 7 (cm) 0,754

Rerata luas Area (cm2) 0,99579


b) Kelompok K i. Pengamatan 3 hari Rerata diameter awal (cm) 1,084 Rerata diameter hari 3 (cm) 0,878


Rerata diameter Kuadrat 1,17506







Rerata diameter Kuadrat 1,11092





Rerata selisih Rerata diameter Rerata luas Rerata persentase 2 diameter kuadrat Area (cm ) penyembuhan luka (%) 0,398 0,52418 0,41169 57,467

c) Kelompok O i. Pengamatan 3 hari Rerata diameter awal (cm) 1,054 Rerata diameter hari 3 (cm) 0,954


Rerata selisih Diameter diameter kuadrat 0,276 0,6626


Rerata luas Rerata persentase 2 Area (cm ) penyembuhan luka (%) 0,5204 43,9595





Lampiran 19. Analisis statistik laju penyembuhan luka antar hari masing – masing kelompok a) Uji Normalitas Shapiro – Wilk Pengamat an SGK

K

O

Shapiro-Wilk Statistic

df

Sig.

Hari3

.909

5

.462

Hari5

.870

5

.266

Hari7

.880

5

.311

Hari3

.910

5

.470

Hari5

.965

5

.842

Hari7

.937

5

.648

Hari3

.880

5

.310

Hari5

.955

5

.771

Hari7

.974

5

.902

b) Uji Kesamaan Varians Levene Test Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic

df1

df2

Sig.

SGK

1.678

2

12

.228

K

3.276

2

12

.073

O

1.322

2

12

.303

c) Uji ANOVA dan Post – Hoc LSD ANOVA Sum of Squares SGK

df

Mean Square

Between Groups

597.098

2

298.549

Within Groups

561.069

12

46.756

1158.167

14

Total

F 6.385

Sig. .013


K

O

Between Groups

1820.555

2

910.278

Within Groups

1625.663

12

135.472

Total

3446.218

14

Between Groups

6075.494

2

3037.747

Within Groups

1036.246

12

86.354

7111.741

14

Total

6.719

.011

35.178

.000

Multiple Comparison Depend (I) (J) ent Pengam Pengam Variable atan atan SGK

Hari3 Hari5 Hari7

K

Hari3 Hari5 Hari7

O

Hari3 Hari5 Hari7

95% Confidence Interval Mean Difference (I-J)

Std. Error

Sig.

Lower Bound

Upper Bound

Hari5

-7.50446

4.32462

.108

-16.9270

1.9181

Hari7

*

-15.45231

4.32462

.004

-24.8748

-6.0298

Hari3

7.50446

4.32462

.108

-1.9181

16.9270

Hari7

-7.94784

4.32462

.091

-17.3704

1.4747

Hari3

*

15.45231

4.32462

.004

6.0298

24.8748

Hari5

7.94784

4.32462

.091

-1.4747

17.3704

Hari5

*

-23.55877

7.36130

.008

-39.5977

-7.5199

Hari7

-23.17697

*

7.36130

.008

-39.2159

-7.1381

Hari3

23.55877

*

7.36130

.008

7.5199

39.5977

Hari7

.38180

7.36130

.959

-15.6571

16.4207

Hari3

23.17697*

7.36130

.008

7.1381

39.2159

Hari5

-.38180

7.36130

.959

-16.4207

15.6571

Hari5

-26.22511

*

5.87721

.001

-39.0304

-13.4198

Hari7

-49.26267

*

5.87721

.000

-62.0680

-36.4573

Hari3

*

26.22511

5.87721

.001

13.4198

39.0304

Hari7

-23.03756*

5.87721

.002

-35.8429

-10.2322

Hari3

49.26267*

5.87721

.000

36.4573

62.0680

Hari5

*

5.87721

.002

10.2322

35.8429

23.03756


d) Kesimpulan Pengamatan O3 O5 O7

O3 BB BB

O5 BB BB

O7 BB BB -

Pengamatan K3 K5 K7

K3 BB BB

K5 BB BTB

K7 BTB -

Pengamatan SGK3 SGK5 SGK7

SGK3 BTB BB

SGK5 BTB BTB

SGK7 BB BTB -

e) Grafik proses penyembuhan luka antar hari masing – masing kelompok


Lampiran 20. Analisis statistik laju penyembuhan luka antar kelompok a). Uji Normalitas Shapiro – Wilk Test of Normality Shapiro-Wilk Kelompok Hari3

Hari5

Hari7

Statistic

df

Sig.

SGK

.909

5

.462

K

.910

5

.470

O

.880

5

.310

SGK

.870

5

.266

K

.965

5

.842

O

.955

5

.771

SGK

.880

5

.311

K

.937

5

.648

O

.974

5

.902

b) Uji Kesamaan Varian Levene Test Test of Homogeneity of Variances Levene Statistic

df1

df2

Sig.

Hari3

.085

2

12

.919

Hari5

1.374

2

12

.290

Hari7

.674

2

12

.528

c) Uji ANOVA dan Post – Hoc LSD ANOVA Sum of Squares Hari3

Between Groups

640.859

233.096

12

19.425

1514.813

14

535.889

2

267.944

Within Groups

1476.181

12

123.015

Total

2012.070

14

Total

Hari7

Mean Square 2

Within Groups

Hari5

df

1281.717

Between Groups

Between Groups

409.113

2

204.557

Within Groups

1513.701

12

126.142

Total

1922.814

14

F

Sig.

32.992

.000

2.178

.156

1.622

.238


Multiple Comparisons LSD Depend (I) ent

(J)

Kelomp Kelomp

95% Confidence Interval Mean Difference

Variable ok

ok

Hari3

K

5.09936

2.78745

.092

-.9740

11.1727

O

*

21.65498

2.78745

.000

15.5817

27.7283

-5.09936

2.78745

.092

-11.1727

.9740

*

2.78745

.000

10.4823

22.6289

*

2.78745

.000

-27.7283

-15.5817

SGK

K

SGK O

O

Hari5

SGK

K

O

Hari7

SGK

K

O

(I-J)

Std. Error

16.55562

Sig.

Lower Bound

Upper Bound

SGK

-21.65498

K

-16.55562

*

2.78745

.000

-22.6289

-10.4823

K

-10.95495

7.01470

.144

-26.2387

4.3288

O

2.93433

7.01470

.683

-12.3494

18.2181

SGK

10.95495

7.01470

.144

-4.3288

26.2387

O

13.88928

7.01470

.071

-1.3944

29.1730

SGK

-2.93433

7.01470

.683

-18.2181

12.3494

K

-13.88928

7.01470

.071

-29.1730

1.3944

K

-2.62530

7.10329

.718

-18.1020

12.8514

O

-12.15538

7.10329

.113

-27.6321

3.3214

2.62530

7.10329

.718

-12.8514

18.1020

O

-9.53008

7.10329

.205

-25.0068

5.9467

SGK

12.15538

7.10329

.113

-3.3214

27.6321

9.53008

7.10329

.205

-5.9467

25.0068

SGK

K

d) Tabel penyembuhan luka antar kelompok No.

Kelompok

Rerata laju penyembuhan 3 Hari 5 Hari 7 Hari a a 1. SGK 39,39 + 4,23 46,89 + 7,89 54.84 + 7,75a 2. K 34,29 + 4,74a 57,85 + 14,91a 57.47 + 12,72a b 3. O 17,73 + 4,24 43,96 + 9,19a 70,00 + 12,51a Huruf superiscript yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata (p > 0, 05)


Lampiran 21. Foto pengamatan makroskopis luka eksisi a) Kelompok O. Keterangan : i) pengamatan 1 hari; ii) pengamatan 3 hari; iii) pengamatan 5 hari; iv) pengamatan 7 hari i

ii

iii

iv

a) Kelompok K. Keterangan : i) pengamatan 1 hari; ii) pengamatan 3 hari; iii) pengamatan 5 hari; iv) pengamatan 7 hari i

ii

iii

iv

a) Kelompok SGK. Keterangan : i) pengamatan 1 hari; ii) pengamatan 3 hari; iii) pengamatan 5 hari; iv) pengamatan 7 hari i

ii

iii

iv

Lampiran 22. Gambar alat yang digunakan dalam analisis karakteristik polimer a) Alat untuk analisis sifat mekanik (tensile strength dan elongation)


b) Alat untuk analisis TGA/DTA

c) Alat untuk analisis XRD

d) Alat untuk analisis SEM


Lampiran 23. Ethical Clearence uji penyembuhan luka


Lampiran 24. Surat determinasi tanaman


BIOGRAFI PENULIS

Penulis dilahirkan di kota Depok, Jawa Barat pada tanggal 15 Agustus 1991, merupakan pasangan dari Bapak Tri Budi Santosa, M.M., M.Si., dan Ibu Endang Trimariana, B.Sc. Pendidikan penulis dimulai pada tahun 1996 sampai tahun 1997, penulis melewati masa kanak – kanak di TK Wisanggeni Depok. Pada tahun 1997, penulis melanjutkan pendidikan di SD PSKD Kwitang VIII Depok. Pada tahun 2001 penulis melanjutkan pendidikan kelas 4 SD di SD BOPKRI Gondolayu A Yogyakarta dan menyelesaikannya pada tahun 2003. Setelah itu penulis melanjutkan pendidikan sekolah menengah di SMP Negeri 1 Yogyakarta dan diselesaikan pada tahun 2006, kemudian dilanjutkan pendidikan sekolah menengah atas di SMA Kolese de Britto Yogyakarta dan diselesaikan pada tahun 2009. Setelah melewati pendidikan menengah pada tahun 2009, penulis melanjutkan pendidikan tinggi pada program Studi S1 Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma. Selama pendidikan S1 penulis pernah bekerja sebagai Asisten Praktikum Mikrobiologi 2010/2011 dan Asisten Praktikum Farmakognosi – Fitokimia II 2011/2012. Penulis juga pernah tergabung dalam tim Penelitian “Inovasi Teknologi Produksi Garam Berbasis Kerakyatan untuk Kemandirian dan Kesejahteraan Bangsa” LPPM Universitas Sanata Dharma 2011. Kini dengan penuh perjuangan, kerja keras, dan proses pembelajaran yang tiada henti, akhirnya Penulis dapat menyelesaikan pendidikan strata 1 (satu) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.


85

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Recommend Documents