SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT DARI TULANG SOTONG (Sepia sp.)-kitosan UNTUK KANDIDAT APLIKASI BONE FILLER SKRIPSI

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT DARI TULANG SOTONG (Sepia sp.)-KITOSAN UNTUK KANDIDAT APLIKASI BONE FILLER

SKRIPSI

ISTIFARAH

PROGRAM STUDI S1 TEKNOBIOMEDIK DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012

Skripsi

Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler

Istifarah


SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT DARI TULANG SOTONG (Sepia sp.)-KITOSAN UNTUK KANDIDAT APLIKASI BONE FILLER

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Bidang Teknobiomedik Pada Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Airlangga

Oleh : ISTIFARAH NIM.080810023

Tanggal Lulus : 6 Agustus 2012

Disetujui oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Ir. Aminatun, M.Si NIP. 19681028 199303 2 003

Dr. Prihartini Widiyanti, drg, M.Kes. NIP. 19750222 200912 2 001

ii Skripsi


Istifarah


LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI Judul

: Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.) – Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler Penyusun : Istifarah NIM : 080810023 Pembimbing I : Ir. Aminatun, M.Si. Pembimbing II : Dr. Prihartini Widiyanti, drg., M.Kes. Tanggal seminar : 6 Agustus 2012

Disetujui Oleh : Pembimbing I

Pembimbing II

Ir. Aminatun, M.Si. NIP. 19681028 199303 2 003

Dr. Prihartini Widiyanti, drg., M.Kes. NIP. 19750222 200912 2 001

Mengetahui, Ketua Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Drs. Siswanto, M.Si. NIP. 19640305 198903 1 003

Dr. Retna Apsari, M.Si. NIP. 19680626 199303 2 003

iii Skripsi


Istifarah


PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

iv Skripsi


Istifarah


Istifarah, 2012, Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler, SKRIPSI, dibawah bimbingan Ir. Aminatun, M.Si dan Dr. Prihartini Widiyanti, drg, M.Kes. Program Studi Teknobiomedik, Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi hidroksiapatit (HA) dari tulang sotong (Sepia sp.) dan komposit HA-kitosan untuk aplikasi bone filler. Hidroksiapatit diperoleh dengan reaksi hidrotermal antara 1M aragonit (CaCO3) dari lamellae tulang sotong dan 0,6M NH4H2PO4 dengan suhu 200oC dan variasi durasi 12, 24 dan 36 jam. Kemudian dilakukan sintering dengan suhu 1000°C selama 1 jam. Sampel dengan kandungan HA tertinggi dijadikan matriks untuk mensintesis komposit, dengan kitosan sebagai serat/filler. Sintesis komposit HAkitosan dilakukan dengan metode pencampuran sederhana dengan variasi kitosan dari 20 hingga 35%. Uji XRD, kekuatan tekan, kekerasan dan MTT assay dilakukan untuk menentukan sampel terbaik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diperoleh 100% CaCO3 dari tulang sotong dan berhasil diproses menjadi 100% HA amorf. Proses sintering mengakibatkan perubahan prosentase HA dengan derajat kristalinitas yang jauh lebih baik. Kandungan HA tertinggi diperoleh pada durasi hidrotermal 36 jam setelah disintering, yaitu 94%. Sampel terbaik diperoleh pada komposit dengan kitosan 20% yang mengindikasikan terjadinya penyatuan secara sempurna antara HA dan kitosan, dengan kekuatan tekan sebesar (5,241 ± 0,063) MPa dan kekerasan sebesar (8,800 ±0,200) VHN. Penambahan kitosan meningkatkan viabilitas sel dari 87,00% menjadi 97,11%. Komposit HA dari tulang sotong-kitosan berpotensi untuk aplikasi bone filler pada tulang cancellous. Kata kunci : Hidroksiapatit, Tulang sotong, Sepia sp., Hidrotermal, Komposit HA-kitosan, XRD, Kekuatan tekan, Kekerasan, MTT assay, Bone filler.

v Skripsi


Istifarah


Istifarah, 2012, Synthesis and Characterization of Hydroxyapatite from Cuttlefish Bone (Sepia Sp.)-Chitosan Composite as Bone Filler Application Candidate, Thesis, under guidance of Ir. Aminatun, M.Si and Dr. Prihartini Widiyanti, drg, M.Kes. Biomedical Engineering, Physics Department, Faculty of Science and Technology, Airlangga University. ABSTRACT This study aimed to find out the potential of hydroxyapatite (HA) that was synthesized from cuttlefish (Sepia sp.) bone as well as HA-chitosan composite for bone filler applications. Hydroxyapatite was obtained by hydrothermal reaction between 1M aragonite (CaCO3) from cuttlefish bone lamellae and 0.6 M NH4H2PO4 at 200oC and variations in the duration of 12, 24 and 36 hours. Followed by a sintering process with a temperature of 1000°C for 1 hour. Sample with the highest content of HA was used as the matrix to synthesize the composite with chitosan as the fiber/filler. Synthesis of HA-chitosan composite was conducted by a simple mixing method with variations of chitosan from 20 to 35%. XRD, compressive strength and hardness test as well as MTT assay were performed to determine the best sample of all. The results showed that 100% CaCO3 was obtained from cuttlefish bone and was successfully processed into 100% amorphous HA. Sintering process resulted in changes in the percentage of HA with much better degree of crystallinity. The highest HA content was obtained in the hydrothermal duration of 36 hours after sintering, of which was 94%. The best sample was obtained from the composite containing 20% chitosan which indicates perfect mixing between HA and chitosan, with a compressive strength of (5.241 ± 0.063) MPa and hardness of (8.800 ± 0.200) VHN. The addition of chitosan was found to increase the cell viability from 87.00% to 97.11%. HA-chitosan composite from cuttlefish bone has a potential for bone filler applications to cancellous bone. Keywords : Hydroxyapatite, Cuttlefish bone, Sepia sp., Hydrothermal, HAchitosan composite, XRD, Compressive strength, Hardness, MTT assay, Bone filler.

vi Skripsi


Istifarah


KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, karunia, dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler”. Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.) bidang Teknobiomedik pada Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas segala bantuan yang diberikan oleh berbagai pihak sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang membaca.

Surabaya, Agustus 2012 Penulis,

Istifarah

vii Skripsi


Istifarah


UCAPAN TERIMA KASIH Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat, karunia, dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan baik. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini tak lepas dari bantuan dan dukungan dari banyak pihak. Penulis menyampaikan terimakasih kepada : 1.

Kedua orang tua tercinta, Papa Moh. Munir dan Mama Yuniawati Candra; adik-adik tercinta, Sayyidul Kurniadi, Azizah, Syafira Maulina, dan Chairin Nashir; seluruh keluarga besarku; serta Ardian Mas Suhendra yang selalu mendoakan, memberi kasih sayang, motivasi, semangat dan perhatian setiap saat.

2.

Ibu Ir. Aminatun, M.Si. dan Ibu Dr. Prihartini Widiyanti, drg., M.Kes. selaku dosen pembimbing I dan II yang senantiasa mencurahkan segenap ilmu, waktu, dan tenaga untuk memberikan bimbingan, arahan, masukan yang sangat berharga.

3.

Bapak Drs. Siswanto, M.Si., dan Ibu Ir. Puspa Erawati selaku dosen penguji I dan II atas segala saran dan masukan untuk perbaikan penulisan skripsi ini.

4.

Ibu Retna Apsari, M.Si. selaku Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik, Bapak Adri Supardi, M.Sc. selaku dosen wali, serta dosen-dosen Program Studi S1 Teknobiomedik yang telah memberikan dukungan dan semangat selama penulisan skripsi ini.

viii Skripsi


Istifarah


5.

Teman-teman Teknobiomedik 2008, khususnya biomaterial lovers, Windi Aprilyanti Putri, Aditya Iman Rizky, Miranda Zawazi Ichsan, Ary Andini, Agnes Krisanti Widyaning, Gilang Daril Umami, Arindha Reni Pramesti, Perwitasari Fitrah Lazzari Ramadhan, Nurul Istiqomah, Tri Wahyuni Bintarti, Wida Dinar Tri Meylani yang selalu memberikan dukungan dan semangat selama perkuliahan.

6.

Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

ix Skripsi


Istifarah


DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL………………………………………….…………… i LEMBAR PESETUJUAN………….……………………….………….

ii

LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………….. iii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ………….…………………… iv ABSTRAK ………….……………………….……………………….….. v ABSTRACT ……….……………………….……………………….…... vi KATA PENGANTAR ………………………………………………….. vii UCAPAN TERIMA KASIH………………………………………........ viii DAFTAR ISI …………………………………………………………….. x DAFTAR TABEL……………………………………………………….. xiii DAFTAR GAMBAR …………………………………………………… xiv BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………. 1 1.1 Latar Belakang ………………………………………………….. 1 1.2 Rumusan Masalah ………………………………………………... 5 1.3 Batasan Masalah ………………………………………………..... 5 1.4 Tujuan Penelitian ………………………………………………… 5 1.5 Manfaat Penelitian ……………………………………………….. 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………….. 7 2.1 Tulang ……………………………………………………………. 7 2.1.1 Komposisi Tulang ………………………………………… 7 2.1.2 Sel Tulang ………………………………………………… 8 2.1.3 Sifat Fisis dan Mekanik Tulang……………………………. 8 2.2 Kandungan Tulang Sotong ………………………………………. 11 2.3 Hidroksiapatit ………………………………………………….... 12 2.4 Kitosan …………………………………………………………... 16 2.5 Komposit Hidroksiapatit-Kitosan ……………………………………. 18 2.6 X-Ray Diffraction ……………………………………………….. 20 x Skripsi


Istifarah


2.7 Analisis Sifat Mekanik ………………………………………….. 22 2.7.1 Kekuatan Tekan (Compressive Strength) ………………… 22 2.7.2 Kekerasan (Vickers Hardness) …………………………… 23 2.8 MTT Assay ….….….….….….….….….….….….….….….….… 24 BAB III METODE PENELITIAN …………………………………….. 27 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian …………………………………..... 27 3.2 Bahan dan Alat Penelitian ……………………………………….. 27 3.2.1 Bahan penelitian ………………………………………….. 27 3.2.2 Alat penelitian …………………………………………..... 28 3.3 Prosedur penelitian ………………………………………………. 28 3.3.1 Ekstraksi CaCO3 dari Tulang Sotong (Sepia sp.) ………... 29 3.3.2 Persiapan Bahan ……………………………………….…. 30 3.3.3 Sintesis Hidroksiapatit dengan Metode Hidrotermal …….. 30 3.3.4 Sintesis Komposit HA-Kitosan …………………..………. 31 3.4 Karakterisasi Sampel …………………………………………….. 33 3.4.1 Uji XRD ………………………………………………….. 33 3.4.2 Uji Sifat Mekanik ………………………………………… 33 3.4.2.1 Uji Kekuatan Tekan (Compressive Strength) …….. 33 3.4.2.2 Uji Kekerasan (Vickers Hardness) ……………..… 34 3.4.3 Uji Viabilitas Sel …………………………………………. 34 3.5 Analisis Data ……………………………………………………. . 35 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………….. 36 4.1 Uji X-Ray Diffraction (XRD) …………………………………… . 36 4.1.1 Kandungan CaCO3 pada Tulang Sotong ………………… 36 4.1.2 Hidroksiapatit dari Proses Hidrotermal ……………..…… 37 4.1.3 Hidroksiapatit Setelah Disintering …………………..…… 39 4.1.4 Komposit HA-Kitosan …………………………………… 43 4.2 Uji Sifat Mekanik Komposit HA-Kitosan ……………………….. 44 4.2.1 Uji Kekuatan Tekan (Compresive Strength) ……………… 45 xi Skripsi


Istifarah


4.2.2 Uji Kekerasan (Hardness) ………………………………… 47 4.3 Uji MTT Assay…………………………………………………… 48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………..

53

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………..

55

LAMPIRAN

xii Skripsi


Istifarah


DAFTAR TABEL No.

Judul Tabel

Halaman

2.1

Karakteristik Biomekanik Tulang Sehat (Ficai et al., 2011)........ 10

2.2

Kandungan Tulang Sotong ….….….….….….….….….….….... 12

2.3

Sifat Mekanik Polikristal Hidroksiapatit (Park et al., 2007) .….. 13

3.1

Variasi Komposisi Komposit ….….…….….…….….….….…... 32

4.1

Kandungan Sampel Setelah Disintering ….….…….….…….…. 42

4.2

Hasil Uji Sifat Mekanik ….….…….….…….….….….…….….. 45

4.3

Hasil Uji MTT Assay….….…….….…….….….….…….……... 49

xiii Skripsi


Istifarah


DAFTAR GAMBAR No.

Judul Gambar

Halaman

2.1

Tulang kortikal dan trabekular ….….….….….….….….….…. 9

2.2

Sotong (cuttlefish) ….….….….….….….….….….….….….…. 11

2.3

Tulang sotong ….….….….….….….….….….….….….….…... 11

2.4

Struktur kitosan (Zilberman, 2011) ….….….….….….….….… 17

2.5

Spektrum XRD kitosan (Dewi, 2009) …...….….….….….….... 17

2.6

Difraksi sinar-X ….….….….….….….….….….….….….….… 21

2.7

Skema uji compressive strength ….….….….….….….….…..... 23

2.8

Skema uji vickers hardness ….….….….….….….….….….….. 24

3.1

Skema pelaksanaan penelitian ….….….….….….….….….…... 29

4.1

Spektrum XRD bubuk lamellae tulang sotong (Sepia sp.) ….… 37

4.2

Spektrum XRD Sampel A….…….…….…….…….…….……. 38

4.3

Spektrum XRD Sampel B ….…….…….…….…….…….……. 38

4.4

Spektrum XRD Sampel C….…….…….…….…….…….…….. 38

4.5

Hidroksiapatit sebelum sintering ….…….…….…….…….…… 39

4.6

Spektrum XRD Sampel D ….…….…….…….…….…….……. 40

4.7

Spektrum XRD Sampel E ….…….…….…….…….…….…….. 41

4.8

Spektrum XRD Sampel F….…….…….…….…….…….……... 41

4.9

Sampel setelah disintering ….…….…….…….…….…….……. 42

4.10

Spektrum XRD komposit (Sampel F1) .…….…….…….……... 43

4.11

Grafik kekuatan tekan sampel ….…….…….…….…….……... 45

4.12

Grafik kekerasan sampel ….…….…….…….……….…….…... 47

4.13

Grafik viabilitas sel ….…….…….…….……….…….…….….. 49

4.14

Penampakan sel dari mikroskop .…….……….…….…….….... 51

xiv Skripsi


Istifarah


DAFTAR LAMPIRAN No.

Judul Lampiran

1

Hasil Uji XRD Kandungan Tulang Sotong (Sepia sp.)

2

Hasil Uji XRD Hidroksiapatit dari Proses Hidrotermal

3

Hasil Uji XRD Hidroksiapatit Setelah Disintering

4

Hasil Uji XRD Komposit F1

5

Kekuatan Tekan (Compressive Strength)

6

Kekerasan (Hardness)

7

Hasil Uji MTT Assay

Halaman

xv Skripsi


Istifarah


Ku persembahkan Tinta dan kertas ini untuk Papa dan Mama tercinta Yang darahnya mengalir dalam tubuh ini Untuk bisikan do’a dalam setiap sujudmu Untuk hadirmu dalam setiap bangkit dan jatuhku

Tugas kita bukanlah untuk berhasil Tugas kita adalah untuk mencoba Karena di dalam mencoba itulah kita menemukan dan belajar membangun kesempatan untuk berhasil (Mario Teguh)

Skripsi


Istifarah


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Terganggunya kesehatan dan fungsi organ dapat

mengakibatkan

penurunan kualitas hidup manusia. Penanganan kerusakan fungsi pada beberapa organ dilakukan dengan implantasi biomaterial. Biomaterial yang paling banyak digunakan adalah untuk keperluan substitusi tulang, yaitu sebesar 46% dari total keseluruhan aplikasi di bidang medis (Dewi, 2009). Berdasarkan data di Asia, Indonesia adalah negara dengan jumlah penderita patah tulang tertinggi. Diantaranya, ada sebanyak 300 – 400 kasus operasi bedah tulang per bulan di RS. Dr. Soetomo Surabaya (Gunawarman dkk, 2010). Setiap tahun kebutuhan substitusi tulang terus bertambah. Hal tersebut disebabkan meningkatnya kecelakaan yang mengakibatkan patah tulang, penyakit bawaan dan non-bawaan (Ficai et al., 2011). Kerusakan tulang merupakan masalah kesehatan yang serius karena tulang merupakan penyokong fungsi tubuh. Dengan demikian, penggunaan material yang tepat untuk penanganan kerusakan tulang merupakan faktor keberhasilkan implantasi tulang. Material substitusi tulang yang ideal harus non-toksik, biokompatibel

dengan

semua

jaringan

di

sekitarnya,

osteokonduktif,

mempertahankan sifat mekanik (Yildirim, 2004). Klasifikasi material substitusi tulang meliputi autograft (penggantian satu bagian tubuh dengan bagian tubuh lainnya dalam satu individu), allograft

1 Skripsi


Istifarah


2

(penggantian tulang manusia dengan tulang yang berasal dari manusia lain), xenograft (penggantian tulang manusia dengan tulang yang berasal dari hewan). Setiap material tersebut memiliki kekurangan dan kelebihan sebagai material untuk memperbaiki tulang. Kelemahan autograft adalah sering menyebabkan komplikasi dalam penyembuhan luka, operasi tambahan, nyeri pada donor dan pasokan tulang tidak memadai untuk mengisi gap. Sedangkan allograft dan xenograft terkait dengan reaksi infeksi, inflamasi, dan penolakan. Teknik allograft yang menggunakan tulang mayat, memiliki masalah dalam reaksi imunogenik dan resiko penyakit menular (AIDS dan hepatitis). Xenograft juga membawa resiko penyakit menular antar spesies (Wahl dan Czernuszka, 2006 dan Venkatesan et al., 2010). Keterbatasan tersebut memicu perkembangan riset di bidang biomaterial, yaitu dengan melakukan berbagai modifikasi pembuatan biomaterial sintetik. Dengan biomaterial sintetik diharapkan karakter bahan diketahui secara pasti dan terkontrol. Hidroksiapatit (HA) telah dipelajari selama bertahun-tahun dan digunakan secara luas untuk pembuatan implan karena kesamaannya dengan fase mineral tulang dan terbukti biokompatibel dengan tulang dan gigi manusia (Ivankovic, 2010 dan Earl, 2006). Hidroksiapatit dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2 adalah komponen anorganik utama dari jaringan keras tulang dan menyumbang 60-70% dari fase mineral dalam tulang manusia. Hidroksiapatit mampu menjalani ikatan osteogenesis dan relatif tidak larut in vivo. Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa HA tidak menunjukkan toksisitas, respon peradangan, respon pirogenetik (menimbulkan demam). Selain itu, pembentukan jaringan fibrosa antara implan

Skripsi


Istifarah


3

dan tulang sangat baik, dan memiliki kemampuan menjalin ikatan langsung dengan tulang host. Hidroksiapatit menunjukkan sifat bioaktif dan osteokonduktif yang sangat bermanfaat dalam proses mineralisasi tulang. Hidroksiapatit

yang

disintesis

dari

bahan

alam

memiliki

osteokonduktivitas yang lebih baik dibandingkan dengan dari bahan sintetik (Saraswathy, dalam Dewi, 2008). Bahan alam yang dapat digunakan untuk sintesis HA adalah tulang sotong. Tulang sotong (Sepia sp.) merupakan residu budidaya perikanan yang biasanya dimanfaatkan sebagai pakan burung dan kurakura sebagai asupan kalsium. Dengan harganya yang terjangkau, 85% kalsium karbonat (CaCO3) yang terkandung dalam tulang sotong dapat dimanfaatkan sebagai sumber kalsium dalam sintesis HA yang ekonomis dan dapat dijangkau oleh masyarakat luas. Scaffolds HA dari tulang sotong pertama kali disintesis pada tahun 2005 oleh Rocha et al. dengan metode hidrotermal pada suhu 200ºC. Hasil uji scaffolds tersebut menunjukkan stabilitas termal yang tinggi. Selain itu, hasil uji in vitro bioaktivitas pada SBF dan biokompatibilitas dengan osteoblas, menunjukkan scaffolds HA dari tulang sotong cocok untuk aplikasi implan atau rekayasa jaringan. Dalam pengaplikasiannya, biokeramik seperti HA dan trikalsium fosfat (TKF) bersifat rapuh. Oleh karena itu, kalsium fosfat digunakan pada area dengan tensile stress yang relatif rendah, seperti pengisi tulang dan gigi, atau pelapis pada perangkat implan (Wahl dan Czernuszka, 2006). Padahal, tulang yang sering mengalami patah di antaranya adalah tibia dan fibula (Ficai et al., 2011) yang

Skripsi


Istifarah


4

menopang berat tubuh ketika seseorang berdiri. Dengan demikian, kekuatan mekanik juga turut memegang peran penting. Untuk menyempurnakan sifat mekanik HA dapat dilakukan modifikasi dengan menambahkan polimer sebagai serat/filler. Kitosan adalah salah satu polimer alami yang berpotensi untuk digunakan sebagai serat/filler dalam pembuatan komposit. Kitosan memiliki karakter bioresorbabel, biokompatibel, non-toksik, non-antigenik, biofungsional dan osteokonduktif. Karakter osteokonduktif yang dimiliki kitosan dapat mempercepat pertumbuhan osteoblas pada komposit HA-kitosan sehingga dapat mempercepat pembentukan mineral tulang. Pramanik et al. (2009) mensintesis nano-komposit HA-kitosan dengan cara pelarutan sederhana berdasarkan metode kimia. Variasi HA yang dilakukan dari 10% hingga 60%. Hasil penelitian menunjukkan sifat mekanik komposit meningkat secara signifikan seiring dengan pertambahan jumlah HA. Nanokomposit yang dihasilkan juga bersifat sitokompatibel, osteokompatibel, dan osteogenik, sehingga dapat digunakan untuk aplikasi bone tissue engineering. Namun, sekitar 70% penyusun tulang manusia merupakan senyawa kalsium fosfat, sehingga pada penelitian ini akan dilakukan sintesis komposit HA dari tulang sotong (Sepia sp.)-kitosan dengan variasi HA : kitosan = (80 : 20), (75 : 25), (70 : 30), (65 : 35). Komposit diharapkan memiliki sifat mekanik yang baik untuk tujuan aplikasi bone filler. Selain itu, diharapkan penambahan kitosan dapat meningkatkan osteokonduktifitas HA, sehingga dapat mempercepat pembentukan mineral tulang.

Skripsi


Istifarah


5

1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana sifat mikro HA yang disintesis dari tulang sotong dan komposit HA-kitosan? 2. Pada komposisi komposit berapakah diperoleh sifat mekanik terbaik untuk tujuan aplikasi bone filler? 3. Bagaimana pengaruh penambahan kitosan terhadap viabilitas sel?

1.3 Batasan Masalah Dalam penelitian ini, HA disintesis dari tulang sotong dengan metode hidrotermal pada suhu 200ºC selama 12, 24, dan 36 jam. HA yang dihasilkan, kemudian digunakan untuk sintesis komposit HA-kitosan dengan variasi HA : kitosan = (80 : 20), (75 : 25), (70 : 30), (65 : 35). Sifat mikro HA dan komposit HA-kitosan dapat diketahui dengan melakukan karakterisasi XRD. Untuk mengetahui komposisi komposit terbaik, dilakukan uji kekuatan tekan dan kekerasan. Sedangkan untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan terhadap viabilitas sel dilakukan uji MTT assay.

1.4 Tujuan Penelitian 1.

Mengetahui sifat mikro HA yang disintesis dari tulang sotong dan komposit HA-kitosan dari hasil uji XRD.

2.

Mengetahui komposisi komposit HA-kitosan dengan sifat mekanik terbaik untuk aplikasi bone filler.

3.

Skripsi

Mengetahui pengaruh penambahan kitosan terhadap viabilitas sel.


Istifarah


6

1.5 Manfaat Penelitian 1.

Memberikan dasar teori tentang sifat mikro, mekanik dan biologis dari komposit HA-kitosan.

2.

Membuat kandidat bone filler dari komposit HA-kitosan dengan sifat mikro, mekanik dan biologis terbaik ke arah aplikasi di bidang ortopedi.

Skripsi


Istifarah


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tulang Tulang merupakan jaringan kuat pembentuk kerangka tubuh manusia. Tulang memiliki empat fungsi utama yaitu fungsi mekanik, protektif, metabolik dan hemopetik. Fungsi mekanik yaitu sebagai penyokong tubuh dan tempat melekatnya jaringan otot untuk pergerakan. Fungsi protektif yaitu sebagai pelindung berbagai alat vital dalam tubuh dan sumsum tulang. Fungsi metabolik yaitu sebagai cadangan dan tempat metabolisme berbagai mineral yang penting seperti kalsium dan fosfat. Fungsi hematopoietik yaitu sebagai tempat berlangsungnya proses pembentukan dan perkembangan sel darah (Leeson et al., dalam Dewi, 2009). Dengan demikian, penggunaan material yang tepat merupakan faktor keberhasilan implantasi tulang.

2.1.1 Komposisi Tulang Tulang manusia tersusun dari komponen organik dan inorganik. Komponen organik pada tulang sekitar 30% yang sebagian besarnya adalah kolagen (protein). Bahan organik lain seperti polisakarida dan lemak terdapat dalam jumlah yang kecil. Komponen anorganik yaitu mineral tulang yang sebagian besar terdiri dari senyawa kalsium fosfat sekitar 70% (Prabakan, dalam Zulti 2008). Kalsium fosfat yang utama dikenal sebagai hidroksiapatit (HA) dengan rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2. Ion magnesium, natrium, kalium dan

7 Skripsi


Istifarah


8

karbon ditemukan di antara mineral tulang. Karbonat juga terdapat pada tulang. Kombinasi yang demikian memberikan fungsi mekanik yang dibutuhkan oleh tulang untuk penyangga tubuh dan pendukung gerakan, karena HA yang tumbuh berada di dekat setiap segmen serat kolagen yang terikat kuat untuk menjaga kekuatan tulang (Guyton et al., dalam Prasetyanti, 2008).

2.1.2 Sel Tulang Sel dalam tulang yang terutama berhubungan dengan pembentukan dan resorpsi tulang : 1.

Osteoblas adalah sel yang menyintesis unsur organik tulang. Sel ini bertanggung

jawab

untuk

pembentukan

tulang-tulang

baru

selama

pertumbuhan, perbaikan dan membentuk kembali tulang. 2.

Osteosit adalah sel matang yang mengisi lakuna dalam matriks.

3.

Osteoklas adalah sel yang bertanggung jawab untuk menghancurkan dan membentuk kembali tulang.

2.1.3 Sifat Fisis dan Mekanik Tulang Porositas dan kerapatan tulang bervariasi bergantung pada lokasi dalam tubuh dan pembebanan di daerah tersebut. Kerapatan menentukan kekuatan dan kekakuan tulang yang tumbuh berkembang untuk menahan beban yang ada (Smallman, dalam Rismawati, 2008). Berdasarkan porositasnya, tulang dapat diklasifikasikan menjadi tulang kortikal (kompak) dan tulang cancellous (berongga). Kedua jenis jaringan tulang

Skripsi


Istifarah


9

tersebut memiliki komposisi yang sama. Jumlah tulang kortikal dan tulang cancellous relatif bervariasi bergantung pada jenis tulang dan bagian yang berbeda dari tulang yang sama. 1.

Tulang kortikal (kompak) adalah jaringan yang tersusun rapat dan terutama ditemukan sebagai lapisan di atas jaringan tulang cancellous. Tulang kortikal terletak di bagian eksternal tulang panjang. Porositasnya bergantung pada saluran mikroskopik (kanalikuli) yang mengandung pembuluh darah, yang berhubungan dengan saluran havers.

2.

Tulang cancellous disebut juga tulang bersepon, atau tulang trabekular. Struktur tulang cancellous menyerupai kisi yang terdiri dari batang tulang tipis atau trabekular yang menutupi ruang sumsum. Tulang cancellous terletak di bagian internal tulang kortikal. Pada dasarnya, keseluruhan tulang dan sebagian besar tubuh terdiri dari

bagian eksternal tulang kortikal sebesar 80% dari total kerangka dan bagian internal tulang cancellous yang seperti spons, sebesar 20% dari total kerangka (Kofron, dalam Zilberman, 2011).

Gambar 2.1 Tulang kortikal dan trabekular (http://www.abdn.ac.uk/orthopaedics/graphics/femur_newlabs.gif)

Skripsi


Istifarah


10

Tulang kortikal memiliki porositas ≤ 30%. Sebagai contoh, porositas tulang kortikal pada femur orang dewasa dapat bervariasi, yaitu sekitar 5% untuk usia 20 tahun ke atas, dan 30% pada usia 80 tahun. Sedangkan porositas tulang cancellous dapat bervariasi dari 70% pada femoral neck dan sekitar 95% pada tulang belakang (Keaveny et al., 2004). Umumnya, densitas rata-rata tulang kortikal sekitar 1,85 g/cm3, dan tidak jauh berbeda di berbagai lokasi anatomi dan spesies. Sebaliknya, densitas rata-rata tulang cancellous sangat bergantung pada lokasi anatomi. Sekitar 0,10 g/cm3 untuk tulang belakang, sekitar 0,30 g/cm3 untuk tibia, dan sekitar 0,60 g/cm3 untuk bagian yang menahan beban dari femur proksimal. Setelah kematangan kerangka (sekitar usia 25 sampai 30 tahun), densitas tulang cancellous menurun mengikuti penuaan dengan tingkat sekitar 6% per dekade (Keaveny et al., 2004). Sedangkan tensile strength tulang kortikal sebesar 45-175 MPa, dan tulang cancellous sebesar 7,4 MPa (Oktay, dalam Rismawati, 2008). Kekerasan (vickers hardness) rata-rata tulang kortikal adalah 0,396 GPa atau 40,4kgf/mm2, sedangkan tulang cancellous adalah 0,345 GPa atau 35,2 kgf/mm2 (Pramanik et al., 2005). Tabel 2.1 Karakteristik Biomekanik Tulang Sehat (Ficai et al., 2011)

Modulus Young’s (Tensile) Modulus (GPa) Compressive strength (MPa) Flexural Strength (MPa) Fracture toughness (MPa m1/2) Strain to failure Apparent density (g/cm3) Surface area/volume ratio (mm2/mm3)

Skripsi

Tulang kortikal 7-30 100-230 50-150 2-12 1-3 1.8-2.0 2.5


Tulang cancellous 0.05-0.5 2-12 10-20 0.1 5-7 0.1-1.0 20

Istifarah


11

2.2 Kandungan Tulang Sotong Sotong atau cuttlefish adalah binatang yang hidup di perairan dangkal, kurang dari 200 meter. Berikut klasifikasi ilmiah sotong menurut Linnaeus, 1758 (http://data.gbif.org/species/browse/taxon/109543829/). Kingdom Phylum Class Subclass Order Family Genus Species

: : : : : : : :

Animalia Mollusca Cephalopoda Coleoidea Sepiida Sepiidae Sepia Sepia sp.

Gambar 2.2 Sotong (cuttlefish)

Gambar 2.3 Tulang sotong Komponen utama dari tulang sotong adalah kalsium karbonat (CaCO3) sebanyak 85%. Komponen utama berikutnya adalah bahan organik (8,9%) yang

Skripsi


Istifarah


12

kemungkinan besar adalah karbohidrat. Isi nitrogen dari 8.300 mg/kg menunjukkan bahwa sekitar 20% dari bahan organik merupakan protein. 1,4% dari material larut asam adalah silikat (pasir). Tidak ada logam berat beracun tertentu yang terdeteksi. Tabel 2.2 Kandungan Tulang Sotong An Analysis of a Sample of Cuttlebone Acid insolubles 1.4% Moisture content 2.3% Organic content 8.9% Calcium 85% Calcium Carbonate Magnesium 0.42% Magnesium Carbonate Potassium 63 mg/kg Total Kjeldahl Nitrogen 8,300 mg/kg Total Phosphate 20 mg/kg Heavy Metals (mg/kg = parts per million) Zinc 167 Iron 101 Cobalt 19 Copper 11 Manganese 8 The following heavy metals were not detected above the detection limit of 1 mg/kg: arsenic, cadmium, chromium, lead, mercury, molybdenum, nickel, silver and tin. Sumber : http://carolinapetsupply.com/cuttlebone.pdf 2.3 Hidroksiapatit Hidroksiapatit (HA) adalah komponen anorganik utama dari jaringan keras tulang dan menyumbang 60-70% dari fase mineral dalam tulang manusia. Rumus kimia HA adalah Ca10(PO4)6(OH)2 yang memiliki rasio Ca : P adalah 1,67. Struktur HA adalah heksagonal. Dimensi parameter kisi HA pada tulang adalah nilai a = b = 9,419 Å dan c = 6,880 Å dan sudut α = β = 90 o dan γ =120o (Shi, dalam Dewi, 2009).

Skripsi


Istifarah


13

Tabel 2.3. Sifat Mekanik Polikristal Hidroksiapatit (Park et al., 2007) Properties Elastic modulus Compressive strength Bending strength Hardness (vickers) Poisson's ratio Density

Values 40-117 GPa 294 MPa 147 Mpa 3,43 Gpa 0.27 3,16 g/cm3

Hidroksiapatit telah dipelajari selama bertahun-tahun dan digunakan secara luas untuk pembuatan implan karena kesamaannya dengan fase mineral tulang dan terbukti bersifat biokompatibel dengan tulang dan gigi manusia (Ivankovic et al., 2010 dan Earl et al., 2006). Hidroksiapatit mampu menjalani ikatan osteogenesis dan relatif tidak larut in vivo. Banyak penelitian telah menunjukkan bahwa HA tidak menunjukkan toksisitas, respon peradangan, respon pirogenetik. Selain itu, pembentukan jaringan fibrosa antara implan dan tulang sangat baik, memiliki kemampuan menjalin ikatan langsung dengan tulang host, serta bioaktif dan osteokonduktif (Hui et al., 2010). Sifat bioaktif dan osteokonduktif dapat merangsang sel tulang di sekitar material implan untuk berinfiltrasi sehingga dapat mempercepat proses mineralisasi tulang baru (Hin, dalam Dewi, 2009). Sintesis HA telah banyak dilakukan oleh para peneliti. Berbagai metode dan prekursor sudah ditemukan untuk menghasilkan HA. Metode yang dapat dilakukan yaitu metode hidrotermal, metode basah melalui presipitasi, dan metode kering dengan perlakuan temperatur tinggi. Earl et al. (2006) melakukan sintesis HA dari Ca(NO3)2.4H2O dan (NH4)2HPO4 dengan metode hidrotermal. Metode hidrotermal dilakukan dengan

Skripsi


Istifarah


14

memberikan perlakuan panas dan tekanan pada proses sintesis HA. Temperatur yang digunakan yaitu 200°C dengan variasi waktu pada 24, 48, dan 72 jam. Hasil eksperimen dianalisis dengan XRD. Spektrum XRD menunjukkan pada waktu perlakuan 48 dan 72 jam terbentuk fase HA namun terdapat monetit (CaHPO4). Fase tunggal HA terbentuk pada waktu perlakuan 24 jam. Sumber prekursor untuk menghasilkan HA juga dapat diperoleh dari bahan alam. Bahan alam yang mulai dikembangkan yaitu koral, kerang, cangkang telur dan tulang sotong. Penggunaan bahan tersebut sebagai sumber kalsium. Sebagian besar kandungan yang terdapat pada bahan tersebut adalah kalsium karbonat (CaCO3). Penelitian in vivo menunjukkan HA dari bahan alam memiliki osteokonduktif yang lebih baik dibandingkan dengan dari bahan sintetik (Saraswathy, dalam Dewi, 2008). Scaffolds HA dari tulang sotong pertama kali disintesis pada tahun 2005 oleh Rocha et al. CaCO3 dari tulang sotong (Sepia officinalis) dan (NH4)2HPO4 direaksikan dengan metode hidrotermal menggunakan autoklaf (teflon lined stainless steel) yang kemudian dimasukkan ke dalam furnace elektrik. Temperatur hidrotermal sebesar 200ºC (tingkat pemanasan dan pendinginan 5°C/menit) dengan variasi waktu 1-24 jam. Hasil uji XRD menunjukkan scaffolds HA terbaik diperoleh pada waktu 24 jam, sedangkan pada waktu perlakuan 9 jam masih ditemukan CaCO3. Scaffolds HA yang dihasilkan juga menunjukkan stabilitas termal yang tinggi pada sintering hingga 1350°C. Selain itu, hasil uji in vitro bioaktivitas pada SBF dan biokompatibilitas dengan osteoblas, menunjukkan

Skripsi


Istifarah


15

scaffolds HA dari tulang sotong cocok untuk aplikasi implan atau rekayasa jaringan. Paljar et al. (2009) memisahkan terlebih dahulu bagian dorsal dan lamellae tulang sotong (Sepia officinalis), kemudian diberi perlakuan panas pada 350°C selama 3 jam. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan setelah perlakuan panas, sebagian kandungan aragonit pada bagian dorsal berubah menjadi kalsit, sehingga untuk mensintesis HA digunakan tulang sotong bagian lamellae dan NH4H2PO4. Aragonit berubah cepat dan bertransformasi menjadi HA dengan metode hidrotermal pada 200°C selama 24 jam. Elisa et al. (2010) melakukan sintesis HA dari tulang sotong (Sepia officinalis) dengan transformasi hidrotermal pada 200oC dengan tekanan sekitar 15 atm selama 4 jam. Uji proliferasi sel dan diferensiasi osteogenic dengan sel osteoblas MC3T3-E1 menunjukkan kinerja yang baik. Ivankovic et al. (2010) mensintesis HA dari tulang sotong (Sepia officinalis) dan NH4H2PO4 dengan transformasi hidrotermal dengan variasi suhu antara 140–220oC dan variasi waktu antara 20 menit-48 jam dengan menggunakan bejana tekan dan tertutup (teflon lined stainless steel) pada furnace elektrik. Spektrum difraksi sinar-X sampel setelah pelakuan hidrotermal 140°C, 160°C, dan 180°C selama 20 menit menunjukkan bahwa terbentuk HA dengan kekristalan yang buruk dan brushite (CaHPO4.2H2O). Sedangkan pada sampel yang diberi perlakuan 200ºC brushite tidak terdeteksi. Selain itu, peneliti mengungkapkan bahwa pada sampel yang diberi perlakuan hidrotermal pada 180°C selama 48 jam mengandung 95,4% berat HA dan 4,6% berat aragonit

Skripsi


Istifarah


16

(CaCO3), sedangkan sampel pada 200°C selama 24 jam keseluruhan aragonit berubah menjadi HA. Di sisi lain, sampel dengan 220°C selama 24 jam mengandung 97,9% berat HA dan 2,1% berat aragonit, sedangkan perlakuan selama 48 jam, jumlah HA menurun karena terbentuk monetite (CaHPO4) sebanyak 3,2% berat. Dalam pengaplikasiannya, biokeramik seperti HA dan trikalsium fosfat (TKF) bersifat rapuh. Oleh karena itu, kalsium fosfat digunakan pada area dengan tensile stress yang relatif rendah, seperti pengisi tulang dan gigi, atau pelapis pada perangkat implan (Wahl dan Czernuszka, 2006). Padahal, tulang yang sering mengalami patah di antaranya adalah tibia dan fibula (Ficai et al., 2011) yang menopang berat tubuh ketika seseorang berdiri. Dengan demikian, kekuatan mekanik juga turut memegang peran penting. Untuk menyempurnakan sifat mekanik HA dapat dilakukan modifikasi dengan menambahkan polimer sebagai serat/filler.

2.4 Kitosan Kitosan (C6H11NO4)n merupakan polimer

alami yang

berpotensi

digunakan sebagai serat/filler dalam pembuatan komposit. Kitosan banyak terdapat di alam dan dapat diperoleh dari eliminasi asetil kitin. Kitosan dapat diekstrak dari kepiting atau udang. Kitosan merupakan aminopolysaccharide dengan struktur mirip dengan selulosa (Kalinnikov, dalam Barinov, 2010). Kitosan memiliki karakter bioresorbabel, non-toksin, non-antigenik dan biofungsional. Kitosan tidak larut

Skripsi


Istifarah


17

dalam air, alkali dan pelarut organik, tetapi larut dalam larutan asam organik dan dapat terdegradasi oleh enzim dalam tubuh (Dewi, 2008). Selain itu, kitosan memiliki karakter biokompatibel, biodegradabel, dan osteokonduktif (Liu et al., 2006). Karakter osteokonduktif yang dimiliki kitosan dapat mempercepat pertumbuhan osteoblas sehingga dapat mempercepat pembentukan mineral tulang.

Gambar 2.4 Struktur kitosan (Zilberman, 2011) Hasil difraksi sinar-X dari kitosan yang dilakukan oleh Dewi (2009) ditunjukkan pada Gambar 2.5. Puncak difraksi terjadi pada sudut 20o dengan nilai lebar setengah puncak (FWHM) yang tinggi. Besarnya nilai FWHM menunjukkan bahwa kristalinitas kitosan rendah.

Gambar 2.5 Spektrum XRD kitosan (Dewi, 2009)

Skripsi


Istifarah


18

Khan et al. (2000) membuat film kitosan dengan melarutkan kitosan (1,4%b/v) dalam larutan asam asetat (2%b/v). Derajat deasetilasi kitosan yang digunakan yaitu (84,05±0,17)%. Hasil uji sifat mekanik sampel menunjukkan tensile strength sebesar (67,11±1,27) N/mm2 dan elongasi sebesar (21,35±2,12)%.

2.5 Komposit Hidroksiapatit-Kitosan Modifikasi untuk menyempurnakan sifat mekanik HA dapat dilakukan dengan menambahkan kitosan untuk membentuk komposit. Penambahan kitosan sebagai filler diharapkan dapat mengurangi sifat rapuh dari senyawa apatit sehingga

menghasilkan

komposit

yang

ulet,

tahan

terhadap

tekanan,

biodegradabel, serta mempercepat pertumbuhan osteoblas dan pembentukan mineral tulang. Li et al. (2005) mensintesis komposit kitosan-nanoHA (n-HA) dengan metode co-presipitasi menggunakan Ca(OH)2, H3PO4 dan kitosan. Variasi perbandingan berat kitosan yang dilakukan yaitu antara 20-80%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa HA yang disintesis adalah kristal berkarbonat, berskala nanometer dengan kristalinitas yang rendah dan tersebar merata dalam fase kitosan dan tanpa ada pemisahan. Nilai kekuatan tekan maksimum yang diperoleh dari sampel komposit dengan perbandingan berat kitosan : n-HA = 30 : 70, yaitu sekitar 120 MPa, jauh berbeda dengan HA murni yaitu 6,5 MPa. Sampel tersebut menunjukkan biodegradabilitas dan bioaktivitas yang tinggi ketika direndam dalam larutan simulated body fluid (SBF).

Skripsi


Istifarah


19

Lestari (2009) mensintesis komposit apatit-kitosan dengan metode in-situ dan ex-situ. Perbedaan kedua metode ini terletak pada proses penambahan kitosan saat presipitasi sampel berlangsung. Pada metode in-situ proses pembentukan mineral apatit dilakukan dalam matriks kitosan. Sedangkan metode ex-situ, penambahan larutan kitosan dilakukan setelah proses presipitasi selesai dilakukan. Hasil karakterisasi XRD pada sampel in-situ dan ex-situ memperlihatkan puncak HA, Apatit Karbonat tipe A (AKA), Apatit Karbonat tipe B (AKB), Okta Kalsium Fosfat (OKF) dan kitosan. Hal tersebut menandakan bahwa komposit apatitkitosan berhasil terbentuk. Hasil XRD juga menunjukkan penurunan derajat kristanilitas pada sampel komposit apatit-kitosan dibandingkan dengan sampel apatit yang dikarenakan kitosan bersifat lebih amorf dibandingkan apatit. Namun, derajat kristanilitas sampel ex-situ lebih besar dibandingkan in-situ. Hal tersebut dikarenakan proses pembentukan apatit tidak dihalangi oleh kitosan. Pramanik et al. (2009) mensintesis nano-komposit HA-kitosan fosfat dengan cara pelarutan sederhana berdasarkan metode kimia. Variasi HA yang dilakukan dari 10% hingga 60%. Hasil penelitian menunjukkan sifat mekanik komposit meningkat secara signifikan seiring dengan pertambahan jumlah HA. Uji sitotoksisitas dengan sel fibroblast mencit L929 menegaskan bahwa nanokomposit bersifat sitokompatibel. Penelitian dengan kultur sel osteoblas primer mencit membuktikan nanokomposit bersifat osteokompatibel dan osteogenik. Penggunaan kitosan fosfat meningkatkan homogenitas distribusi partikel filler dalam matriks polimer.

Skripsi


Istifarah


20

Dewi (2009) mensintesis komposit kalsium fosfat-kitosan dengan menggunakan

metode

sonikasi.

Pembuatan

komposit

dilakukan

variasi

perbandingan kalsium fosfat (HA dan campuran HA-Apatit Karbonat(AK)) dengan kitosan yaitu (80 : 20)% dan (70 : 30)%. Kalsium fosfat yang digunakan juga dilakukan variasi perbandingan HA dan campuran HA-AK yaitu (80 : 20)% dan (70 : 30)%. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penggunaan kitosan 30% mengindikasikan adanya kitosan yang tidak berinteraksi dengan kristal apatit, sehingga komposit yang optimal diperoleh dengan komposisi HA (64%), campuran HA-AK (16%) dan kitosan (20%). Ketika komposit HA-kitosan digunakan sebagai scaffold dan diimplankan ke tubuh, maka kitosan akan terdegradasi membentuk pori dan memberi ruang untuk pertumbuhan tulang baru dan kemudian digantikan dengan tulang baru. Selain itu, kitosan juga bersifat hidrofilik, sehingga dapat memfasilitasi adesi, proliferasi dan diferensiasi sel. Dengan demikian, penggunaan komposit HAkitosan untuk substitusi tulang dapat mengaktifkan regenerasi dan remodelling tulang (Li et al., 2005).

2.6 X-Ray Diffraction (XRD) Metode XRD berdasarkan sifat difraksi sinar-X, yaitu hamburan cahaya dengan panjang gelombang λ saat melewati kisi kristal dengan sudut datang θ dan jarak antar bidang kristal sebesar d (Gambar 2.6). Data yang diperoleh dari metode karakterisasi XRD adalah sudut hamburan (sudut Bragg) dan intensitas. Berdasarkan teori difraksi, sudut difraksi bergantung kepada lebar celah kisi

Skripsi


Istifarah


21

sehingga mempengaruhi spektrum difraksi, sedangkan intensitas cahaya difraksi bergantung dari berapa banyak kisi kristal yang memiliki orientasi yang sama. Metode XRD dapat digunakan untuk menentukan sistem kristal, parameter kisi, derajat kristalinitas dan fase yang terdapat dalam suatu sampel. Puncak spektrum difraksi sinar-X berhubungan dengan jarak antar bidang. Terlihat pada Gambar 2.6 jalannya sinar-X yang melalui kisi kristal. Syarat terjadinya difraksi harus memenuhi hukum Bragg yang ditunjukkan pada Persamaan (2.1). (2.1)

2𝑑 𝑠𝑖𝑛𝜃 = 𝑛𝜆

dengan d, θ, dan λ berturut-turut adalah jarak antar bidang kristal, panjang gelombang dan sudut datang cahaya. Jika atom tersusun periodik dalam kristal, gelombang terdifraksi akan terdiri dari interferensi maksimum tajam (peak).

Gambar 2.6 Difraksi sinar-X XRD dapat memberi informasi secara umum baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif tentang komposisi fasa (misal dalam campuran). Hal yang perlu diperhatikan pada metode ini adalah posisi difraksi maksimum,

Skripsi


Istifarah


22

intensitas puncak, dan distribusi intensitas sebagai fungsi dari sudut difraksi. Tiga informasi tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi fasa yang terdapat dalam suatu bahan. Setiap bahan memiliki spektrum difraksi yang khas seperti sidik jari manusia. Spektrum difraksi sinar-X berbagai bahan telah dikumpulkan dalam data ICDD (International Centre of Diffraction Data). Salah satu analisis komposisi fasa dalam suatu bahan adalah dengan membandingkan spektrum XRD terukur dengan data tersebut. Untuk menentukan prosentase komposisi senyawa dalam suatu sampel digunakan persamaan sebagai berikut. % 𝑆𝑒𝑛𝑦𝑎𝑤𝑎 =

𝛴 𝐼 (𝑆𝑒𝑛𝑦𝑎𝑤𝑎 ) 𝐼 (𝐾𝑒𝑠𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢 ℎ𝑎𝑛 )

× 100%

(2.2)

dengan ΣI (Senyawa) adalah jumlah intensitas yang puncak difraksinya sesuai dengan data ICDD senyawa tertentu dan I (Keseluruhan) adalah jumlah intensitas dari semua puncak difraksi suatu sampel.

2.7 Analisis Sifat Mekanik Beberapa parameter material yang dibutuhkan agar dapat digunakan sebagai bahan implan antara lain sifat mekanik yang meliputi kekuatan tekan (compressive strength) dan kekerasan (hardness).

2.7.1 Kekuatan Tekan (Compressive Strength) Kekuatan tekan (compressive strength) merupakan gaya maksimum yang diberikan untuk merusak atau mematahkan bahan. Salah satu cara untuk mengukur kekuatan tekan adalah menggunakan diametral compression test, yaitu

Skripsi


Istifarah


23

dengan memberi beban tekanan secara diametral pada sampel yang berbentuk silinder atau disk. Skema diametral compression test ditunjukkan oleh Gambar 2.7. Besarnya kekuatan tekan dapat dihitung dengan Persamaan (2.3). 𝜎 =

2𝑃

(2.3)

𝜋𝑡𝑑

Dengan  = Kekuatan tekan (Pa) P = Beban untuk mematahkan/memecah sampel (N) t = Tebal sampel (m) d = Diameter sampel (m)

Gambar 2.7 Skema uji compressive strength 2.7.2 Kekerasan (Vickers Hardness) Kekerasan (hardness) merupakan ukuran ketahanan bahan terhadap deformasi tekan atau penetrasi yang bersifat tetap (permanen). Prinsip pengukuran Vickers Hardness adalah aplikasi dari pembebanan dengan penekanan pada permukaan sampel menggunakan intan berbentuk piramid dengan posisi sudut kemiringan 136. Skema pengukuran kekerasan (Vickers Hardness Test) ditunjukkan oleh Gambar 2.8. Pengukuran tingkat kekerasan dilakukan pada kedua permukaan sampel. Dari uji kekerasan diperoleh nilai D1 (panjang diagonal

Skripsi


Istifarah


24

paramid 1), D2 (panjang diagonal paramid 2), P (Beban) dan VHN (Vickers Hardness Numbers) dengan menggunakan Persamaan (2.4). VHN = 1,854

𝑃 𝑑2

(2.4)

Keterangan : VHN = bilangan kekerasan vickers P = beban atau gaya (kgf) d = panjang diagonal (mm)

Gambar 2.8 Skema uji vickers hardness 2.8 MTT Assay Kultur sel adalah suatu proses dimana sel prokariotik, eukariotik atau sel tanaman yang dikembangkan dalam kondisi yang terkontrol. Sel kultur merujuk kepada sebuah kultur yang berasal dari sel yang dipisahkan dari jaringan asal, dari kultur primer atau dari cell line atau cell strain dengan cara enzimatik, mekanikal atau penguraian kimia (Aprilia, 2008). Secara teori, sel apapun dapat dikultur, namun tidak semua sel mampu bertahan di dalam lingkungan buatan yang dikenal sebagai media kultur. Media kultur ini harus mengandung sumber energi yang mencukupi bagi sel. Media

Skripsi


Istifarah


25

kultur

sangat

bervariasi dalam

kandungan konsentrasi glukosa,

faktor

pertumbuhan, pH dan komponen nutrisi lainnya. Selain itu untuk menjaga pertumbuhan sel juga diperlukan temperatur dan pencampuran gas yang tepat (Aprilia, 2008). Viabilitas adalah kemampuan untuk hidup setelah lahir. Berbagai macam assay telah dikembangkan untuk mempelajari viabilitas dan proliferasi dalam populasi sel. Assay yang modern yang paling tepat adalah assay dengan format microplate (96-well plates). Parameter yang paling penting dalam assay microplate ini adalah aktivitas metabolik. Kerusakan selular pasti akan menghasilkan hilangnya kemampuan sel untuk mengatur dan menyediakan energi untuk fungsi metabolik dan perkembangan sel. Berdasarkan alasan tersebut maka assay aktivitas metabolik dikembangkan. Salah satu metode dari assay aktivitas metabolik adalah dengan menggunakan substrat colorimetric MTT (Harsas, 2008). MTT (3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl) 2, 5-diphenyl tetrazolium bromide) assay adalah tes laboratorium dan assay colorimetric standard (sebuah assay yang mengukur perubahan warna) untuk mengukur pertumbuhan selular. Tes ini juga digunakan untuk menentukan sitotoksisitas dari agen medikal dan material toksik lainnya. Assay ini pertama kali diperkenalkan oleh Mosmann pada tahun 1983 dan didasarkan oleh enzim dehidrogenase mitokondrial sel viable (hidup) yang mengubah cincin tetrazolium MTT kuning dan membentuk kristal formazan biru gelap yang tidak dapat menembus membran sel, sehingga akan terakumulasi di dalam sel yang masih hidup. Jumlah dari sel yang bertahan hidup seimbang

Skripsi


Istifarah


26

dengan tingkat pembentukan formazan. Perubahan warna yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan assay colorimetric sederhana, dibaca dengan menggunakan microplate reader. Hasil pembacaan microplate reader yang berupa nilai absorbansi (OD) dinyatakan dalam persentase terhadap kelompok kontrol sebagai viabilitas cell line dengan menggunakan persamaan dari In vitro Technologies sebagai berikut (Harsas, 2008) : 𝑉𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛 = 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 (% 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙)

(2.5)

Jika persentase viabilitas sel masih di atas 60%, maka material yang dipaparkan pada sel tersebut dikatakan tidak toksik, kerana OD dari perlakuan masih mendekati OD dari kontrol (Wijayanti, 2010).

Skripsi


Istifarah


BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan selama 6 bulan pada tahun 2012. Pembuatan sampel hidroksiapatit (HA) dan komposit HA-kitosan dilakukan di Laboratorium Fisika Material FSAINTEK UNAIR dan Laboratorium Studi Energi dan Rekayasa ITS. Uji XRD dilakukan di Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI ITS. Kompaksi sampel dilakukan di Laboratorium Farmasi UNAIR. Uji kekuatan tekan dilakukan di Laboratorium Dasar Bersama (LDB) UNAIR. Uji kekerasan dilakukan di Laboratorium Fisika Zat Padat FMIPA ITS. Uji MTT Assay dilakukan di Pusat Veterinaria Farma (PUSVETMA) Surabaya.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam pembuatan sampel pada penelitian ini yaitu tulang sotong (Sepia sp.), amonium dihidrogen fosfat (NH4H2PO4), aquades, kitosan (Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan IPB), asam asetat (CH3COOH) 3%, Orthophosphoric acid (H3PO4) 85%, metanol P.A. Bahan yang digunakan untuk MTT assay yaitu media Eagle’s, fibroblast cell line Baby Hamster Kidney-21 (BHK-21), Fetal Bofine Serum (FBS), Phosphate Buffer Saline (PBS), tripsin versene, penicillin streptomycin,

27 Skripsi


Istifarah


28

fungizone, larutan MTT (3-(4,5 dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide), Dimethyl Sufoxide (DMSO).

3.2.2 Alat Penelitian Alat yang digunakan untuk pembuatan sampel pada penelitian ini yaitu High Energy Milling HEM-E3D, cawan porselen, neraca analitik, hot plate, magnetic stirrer, beaker glass, gelas ukur, pipette, reaktor (bejana tekan tertutup terbuat dari stainless steel), oven elektrik, pH meter, centrifuge, furnace, mortar. Alat yang digunakan untuk karakterisasi sampel yaitu difraktometer sinarX PANalytical X'Pert PRO untuk uji XRD, Autograph untuk uji kekuatan tekan, Microvickers Hardness untuk uji kekerasan. Sedangkan alat yang digunakan untuk MTT Assay yaitu laminar flow, botol kultur roux, mikropipet, 96-microwell plate, inkubator, Elisa reader.

3.3 Prosedur Penelitian Tahap pelaksanaan penelitian ini yaitu ekstraksi CaCO3 dari tulang sotong, persiapan bahan, sintesis hidroksiapatit, sintesis komposit hidroksiapatit-kitosan, karakterisasi meliputi XRD, uji kekuatan tekan, uji kekerasan, dan uji MTT assay, kemudian analisis data. Seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1.

Skripsi


Istifarah


29

Ekstraksi CaCO3 dari Tulang Sotong Karakterisasi XRD Persiapan Bahan (CaCO3 1M dan NH4H2PO4 0,6M) Sintesis HA dengan Variasi Durasi Hidrotermal Tidak

Karakterisasi XRD Ya

Sintering, 1000 °C, 1 jam Karakterisasi XRD Persiapan Bahan Kitosan Sintesis Komposit HA-Kitosan dengan Variasi Komposisi Karakterisasi : - Uji kekuatan tekan - XRD - Uji kekerasan - MTT Assay Analisis Data Gambar 3.1 Skema pelaksanaan penelitian 3.3.1 Ekstraksi CaCO3 dari Tulang Sotong (Sepia sp.) Untuk mendapatkan CaCO3, bagian lamela tulang sotong (Sepia sp.) dijadikan bubuk dengan HEM-E3D, kemudian dipanaskan pada suhu 350°C

Skripsi


Istifarah


30

selama 3 jam untuk menghilangkan komponen organik. Kemudian dilakukan karakterisasi XRD untuk memastikan kandungan CaCO3.

3.3.2 Persiapan Bahan CaCO3 (Mr = 100) 1M diperoleh dengan menambahkan 100 gram CaCO3 ke dalam 1 liter aquades. Sedangkan larutan NH4H2PO4 (Mr = 115) 0,6 M dibuat dengan melarutkan 69 gram ke dalam 1 liter aquades.

3.3.3 Sintesis Hidroksiapatit dengan Metode Hidrotermal Senyawa hidroksiapatit (HA) diperoleh dengan mereaksikan prekursor kalsium (Ca) dan prekursor fosfat (P) dengan Ca : P = 10 : 6. Prekursor Ca diperoleh dari CaCO3 dari tulang sotong 1M, sedangkan prekursor P diperoleh dari senyawa NH4H2PO4 0,6 M. Reaksi yang akan terjadi adalah sebagai berikut. 10 CaCO3 + 6 NH4H2PO4 + 2H2O  Ca10(PO4)6(OH)2 + 3 (NH4)2CO3 + 7 H2CO3 Berikut tahapan sintesis dengan metode hidrotermal. 1.

CaCO3 1M dan larutan NH4H2PO4 0,6M dicampur dengan magnetic stirrer selama 30 menit.

2.

Campuran larutan dipindahkan ke reaktor.

3.

Reaktor dimasukkan ke dalam oven elektrik untuk dipanaskan hingga suhu 200oC dengan variasi durasi, yaitu 12 jam, 24 jam, dan 36 jam, dengan nama sampel berurutan yaitu sampel A, B, dan C.

4.

Skripsi

Hasil yang diperoleh, didinginkan pada suhu kamar.


Istifarah


31

5.

Sampel dicuci dengan aquades menggunakan magnetic stirrer. Pencucian dilakukan berulang kali hingga hasil reaksi terpisah dengan aquades, ditunjukkan oleh pH yang kembali menjadi 7. Hal tersebut dilakukan untuk menghilangkan hasil sampingan yang bersifat asam.

6.

Pencucian yang terakhir dilakukan dengan metanol untuk membatasi aglomerasi partikel HA selama pengeringan.

7.

Sampel dikeringkan dalam oven elektrik pada suhu 50oC selama 4 jam.

8.

Sampel A, B, dan C dikarakterisasi XRD untuk memastikan terbentuknya HA pada masing-masing sampel.

9.

Sintering sampel dengan suhu 1000 °C selama 1 jam untuk menghilangkan pengotor dan meningkatkan kristalinitas sampel. Nama sampel A, B, dan C yang telah disintering berurutan adalah D, E, dan F.

10. Sampel D, E, dan F dikarakterisasi XRD untuk mengetahui kandungan masing-masing sampel.

3.3.4 Sintesis Komposit HA-Kitosan Hasil uji XRD terhadap sampel D, E, dan F menunjukkan sampel F merupakan sampel terbaik dari tahap sebelumnya. Sehingga, sampel F yang digunakan untuk mensintesis komposit HA-kitosan. Preparasi terhadap kitosan dilakukan sebelum dilakukan sintesis komposit HA-kitosan dengan langkah sebagai berikut.

Skripsi


Istifarah


32

1.

Kitosan sebanyak 2 gram dicampurkan dengan 100 ml asam asetat 3% dan 6 gram asam fosfat 85%, kemudian dipanaskan dengan suhu 70°C selama 1 jam dengan pengadukan konstan.

2.

Larutan didinginkan, kemudian diendapkan dalam metanol berlebih untuk menghilangkan asam asetat dan asam fosfat yang tidak bereaksi. Gel yang diperoleh, dilarutkan dalam aquades, kemudian dalam metanol berlebih.

3.

Gel yang terbentuk dikumpulkan dan dikeringkan dengan suhu 70 oC. Sintesis komposit HA-kitosan dilakukan dengan metode pencampuran

sederhana. Kitosan dilarutkan dalam 10 ml aquades bersuhu 70oC, kemudian ditambahkan bubuk HA secara perlahan. Massa kitosan dan HA disesuaikan dengan komposisi pada Tabel 3.1. Campuran tersebut diaduk dengan magnetic stirrer selama 1 jam. Setelah semua bahan tercampur sempurna, bubur didiamkan selama semalam untuk gelembung udara. Bubur yang dihasilkan dari proses tersebut kemudian dikeringkan dengan suhu 70oC selama lebih dari semalam. Komposit yang dihasilkan kemudian dihaluskan dengan cara digerus dengan mortar. Tabel 3.1 Variasi Komposisi Komposit Sampel F F1 F2 F3 F4

Skripsi

% 100 80 75 70 65

HA

Massa (g) 2,5 2 1,875 1,75 1,625

% 0 20 25 30 35

Kitosan


Massa (g) 0 0,5 0,625 0,75 0,825

Istifarah


33

3.4 Karakterisasi Sampel 3.4.1 Uji XRD Untuk melakukan uji XRD sampel diletakkan pada tempat berbentuk balok, setelah itu sampel diletakkan pada alat uji. Hasil uji XRD tersaji dalam bentuk grafik spektrum dan tabel. Pola difraksi berupa spektrum hasil uji XRD memberikan informasi mengenai sudut terjadinya difraksi pada atom bahan (2) pada sumbu horizontal dan besar intensitas yang dihasilkan pada sumbu vertikal.

3.4.2 Uji Sifat Mekanik Sebelum dilakukan uji sifat mekanik, seluruh sampel ditimbang dengan massa yang sama, yaitu 0,6 gram, kemudian dicetak menjadi pellet dengan cara dikompaksi dengan beban 2 ton. Cetakan yang digunakan berdiameter 13 mm. Penambahan aseton dilakukan untuk mengatasi kesulitan dalam pencetakan sampel menjadi pellet. Sampel yang telah dicetak kemudian dipanaskan dengan suhu 40°C menggunakan hotplate selama 1 jam.

3.4.2.1 Uji Kekuatan Tekan (Compressive Strength) Pengukuran kekuatan tekan sampel dilakukan menggunakan Autograph. Sampel yang permukaannya telah dihaluskan, ditempatkan pada bagian penekan mesin uji tekan, kemudian mesin dinyalakan dan mengatur kecepatan serta memilih range beban (gaya) yang akan diukur. Kemudian load cell diturunkan perlahan, kemudian di-stop dan dicatat besar gaya dan strain. Tahapan di atas dilakukan dengan perubahan yang sangat kecil hingga sampel patah. Secara

Skripsi


Istifarah


34

otomatis gaya maksimal yang dapat ditahan oleh sampel ditampilkan oleh mesin uji tekan. Kekuatan tekan dapat dihitung dengan persamaan (2.3).

3.4.2.2 Uji Kekerasan (Vickers Hardness) Pengukuran tingkat kekerasan dilakukan dengan penekanan pada permukaan sampel yang telah dengan menggunakan intan berbentuk piramid dengan sudut kemiringan 136º. Akibat penetrasi pada permukaan sampel dengan waktu penetrasi (t) yang telah ditentukan akan diperoleh berkas diagonal. Secara otomatis nilai kekerasan vickers ditampilkan oleh mesin uji microvickers hardness.

3.4.3 Uji Viabilitas Sel Uji viabilitas sel dilakukan dengan pengujian MTT assay. Tahapan yang dilaksanakan sebagai berikut. 1.

Persiapan kultur sel fibroblas dilakukan dalam laminar flow. Kultur sel BHK21 dalam bentuk monolayer dengan media Eagle’s dan FBS 5% ditanam dalam botol kultur roux kemudian diinkubasi pada suhu 37° C selama 48 jam.

2.

Kultur sel lalu dicuci dengan PBS sebanyak 5 kali yang bertujuan untuk membuang sisa serum yang tersisa. Kemudian ditambahkan tripsin versene untuk melepaskan sel dari dinding botol dan memisahkan ikatan antar sel agar tidak menggerombol.

3.

Sel dengan kepadatan 2 x 105 dimasukkan dalam 100 µL media (media eagle’s 86%, penicillin streptomycin 1%, fungizone 100 unit/mL), kemudian

Skripsi


Istifarah


35

dipindahkan ke dalam 96-microwell plate sesuai dengan jumlah sampel dan control. 4.

Masing-masing sampel disterilisasi dengan sinar UV selama lebih dari semalam, kemudian 0,05 gram sampel dilarutkan dalam 1 ml etanol. Larutan sampel kemudian dalam 96-microwell plate sebanyak 50 µL. Lalu diinkubasi 24 jam pada suhu 37° C.

5.

Pereaksi MTT 5 mg/mL yang telah dilarutkan dalam PBS ditambahkan ke media sebanyak 10 µL untuk setiap well kemudian diinkubasi selama 4 jam dalam suhu 37° C.

6.

Pelarut DMSO ditambahkan ke setiap well sebanyak 50 µL lalu disentrifuse 30 rpm selama 5 menit.

7.

Nilai densitas optik (OD) formazan dihitung dengan Elisa reader pada panjang gelombang 630 nm. Penghitungan persentase viabilitas sel dapat dihitung sesuai dengan Persamaan 2.5.

3.5 Analisis Data Pengujian XRD dilakukan untuk menganalisis sifat mikro HA dan komposit HA-kitosan. Data pengukuran yang diperoleh dari pengujian kekuatan tekan (compressive strength) dan kekerasan (vickers hardness), akan dilakukan analisis keterkaitan antara sifat mekanik dengan variasi komposisi kitosan dalam komposit HA-kitosan. Sedangkan hasil uji MTT assay digunakan untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan terhadap viabilitas sel.

Skripsi


Istifarah


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini, dilakukan sintesis komposit hidroksiapatit (HA)kitosan, dimana HA disintesis dengan memanfaatkan kandungan aragonit (CaCO3) pada tulang sotong (Sepia sp.). Hidoksiapatit yang diperoleh kemudian digunakan sebagai matriks untuk membuat komposit, dengan kitosan sebagai serat/filler. Variasi komposisi HA : kitosan yang dilakukan adalah 80 : 20, 75 : 25, 70 : 30, dan 65 : 35. Karakterisasi terhadap komposit meliputi sifat mikro dengan uji X-Ray Diffraction (XRD), sifat mekanik meliputi kekuatan tekan dan kekerasan, serta MTT Assay.

4.1 Uji X-Ray Diffraction (XRD) 4.1.1 Kandungan CaCO3 pada Tulang Sotong Hasil uji XRD terhadap bubuk lamellae tulang sotong yang telah diberi perlakuan panas 350°C selama 3 jam menunjukkan kandungan 100% kalsium karbonat (aragonit, CaCO3) (Gambar 4.1). Spektrum XRD sampel menunjukkan kesesuaian dengan ICDD 01-71-4891. Hal tersebut seiring dengan hasil penelitian Paljar et al. (2009) yang menunjukkan bahwa perlakuan panas pada bagian dorsal tulang sotong dapat mengubah kandungan aragonit menjadi kalsit. Namun, tidak demikian halnya untuk bagian lamellae. Aragonit lebih mudah bertransformasi menjadi HA dibandingkan kalsit, sehingga pada penelitian ini digunakan aragonit dari bagian lamellae tulang sotong untuk mensintesis HA.

36 Skripsi


Istifarah


37

Gambar 4.1 Spektrum XRD bubuk lamellae tulang sotong (Sepia sp.)

4.1.2 Hidroksiapatit dari Proses Hidrotermal Hasil uji XRD terhadap sampel A, B, dan C dengan durasi hidrotermal berturut-turut 12, 24, dan 36 jam menunjukkan bahwa kandungan dari ketiga sampel tersebut adalah 100% hidroksiapatit [HA, Ca10(PO4)6(OH)2]. Spektrum XRD ketiga sampel tersebut bersesuaian dengan ICDD 01-72-1243. Puncak tertinggi sampel A pada 2Ɵ = 31,72° dengan intensitas 110 (Gambar 4.2), sampel B pada 2Ɵ = 31,69° dengan intensitas 104 (Gambar 4.3), dan sampel C pada 2Ɵ = 31,74° dengan intensitas 115 (Gambar 4.4).

Skripsi


Istifarah


38

Gambar 4.2 Spektrum XRD sampel A

Gambar 4.3 Spektrum XRD sampel B

Gambar 4.4 Spektrum XRD sampel C

Skripsi


Istifarah


39

Rendahnya intensitas difraksi puncak tertinggi pada sampel A, B dan C menunjukkan bahwa kristalinitas HA yang dihasilkan masih rendah (amorf). Selain itu, dimungkinkan sampel A, B dan C masih mengandung pengotor. Hal tersebut didukung oleh warna bubuk dari ketiga sampel yang kecoklatan (Gambar 4.5). Diperkirakan pengotor merupakan ion karbonat (CO32-). Ion karbonat dapat hilang pada pemanasan dengan suhu di atas 600°C (Septiarini, 2009). Dengan demikian, perlu ditambahkan proses sintering untuk menghilangkan pengotor dan meningkatkan kristalinitas HA yang telah diperoleh dari proses hidrotermal.

Gambar 4.5 Hidroksiapatit sebelum sintering 4.1.3 Hidroksiapatit Setelah Disintering Sampel A, B, dan C yang telah disintering dengan suhu 1000 °C selama 1 jam berturut-turut disebut sebagai sampel D, E, dan F. Hasil uji XRD menunjukkan bahwa ketiga sampel tersebut mengandung hidroksiapatit [HA, Ca10(PO4)6(OH)2] dan trikalsium fosfat [TKF, Ca3(PO4)2] sesuai dengan ICDD berturut-turut 01-72-1243 dan 01-073-4869. Selain itu, terdapat pula puncak yang tidak teridentifikasi pada sampel D dan E.

Skripsi


Istifarah


40

Puncak tertinggi sampel D pada 2Ɵ = 31,7152° dengan intensitas 1658,43 (Gambar 4.6), sampel E pada 2Ɵ = 31,7470° dengan intensitas 1472,35 (Gambar 4.7), dan sampel F pada 2Ɵ = 31,77576° dengan intensitas 1938,59 (Gambar 4.8). Hasil uji XRD menunjukkan peningkatan intensitas yang sangat drastis dibandingkan sampel sebelum disintering yang berkisar dari 104 – 115 saja. Selain itu, sintering menyebabkan perubahan warna dari yang semula kecoklatan menjadi putih (Gambar 4.9). Hal tersebut menunjukkan bahwa pengotor dalam sampel telah hilang.

Gambar 4.6 Spektrum XRD sampel D

Skripsi


Istifarah


41

Gambar 4.7 Spektrum XRD sampel E

Gambar 4.8 Spektrum XRD sampel F

Skripsi


Istifarah


42

Gambar 4.9 Sampel setelah disintering Berdasarkan analisis kuantitatif dengan metode rietveld terhadap hasil uji XRD, diperoleh kandungan masing-masing sampel. Tabel 4.1 Kandungan Sampel Setelah Disintering Nama Sampel D E F

HA (%) 94 89 94

TKF (%) 6 11 6

Terbentuknya senyawa TKF pada sampel diakibatkan hilangnya OH akibat perlakuan temperatur tinggi. Namun, kehadiran TKF dalam sampel sebenarnya bukanlah hal yang fatal. Hal tersebut dikarenakan TKF juga digunakan sebagai material implan tulang. Trikalsium fosfat (TKF) memiliki sifat biodegradabel, bioaktif dan memiliki kelarutan yang tinggi (Dewi, 2009). Berdasarkan Tabel 4.1 diketahui bahwa sampel D dan F yang kandungan HA tertinggi dengan jumah yang sama, yaitu 94%. Namun, dengan mempertimbangkan adanya 2 puncak yang tidak terindentifikasi sebagai HA atau TKF pada spektrum XRD sampel D, yaitu pada posisi 2Ɵ 38,4365 dan 44,6553, maka untuk tahapan penelitian selanjutnya sampel F yang digunakan sebagai matriks dalam sintesis komposit dengan kitosan.

Skripsi


Istifarah


43

4.1.4 Komposit HA-Kitosan Telah dilakukan sintesis komposit antara sampel F dengan kandungan HA 94% sebagai matriks dan kitosan sebagai serat/filler. Berdasarkan hasil uji sifat mekanik yang akan dibahas pada sub bab selanjutnya, dipilih sampel F1 sebagai sampel komposit yang terbaik.

Gambar 4.10 Spektrum XRD komposit (sampel F1) Hasil uji XRD terhadap sampel F1 ditunjukkan oleh Gambar 4.10. Apabila dibandingkan dengan hasil uji XRD sampel F, dapat diketahui bahwa terjadi penurunan intensitas dan pergeseran posisi puncak pada komposit. Di antaranya pada puncak difraksi bidang (002), (211), dan (300). Pada bidang (002) terjadi penurunan intensitas dari 737,25 menjadi 702,44 dan pergeseran posisi puncak dari 25,8674 menjadi 25,8648. Pada bidang (211) terjadi penurunan intensitas dari

Skripsi


Istifarah


44

1938,59 menjadi 1830,03 dan pergeseran posisi puncak dari 31,7576 menjadi 31,7554. Pada bidang (300) terjadi penurunan intensitas dari 1248,14 menjadi 1082,17 dan pergeseran posisi puncak dari 32,8924 menjadi 32,8873. Penurunan intensitas dan pergeseran puncak mengindikasikan terjadinya ikatan antara matriks dan filler, yaitu HA dan kitosan dari proses pembentukan komposit. Analisis kuantitatif terhadap hasil uji XRD menunjukkan bahwa sampel F1 mengandung 95% HA dan 5% brushite [CaHPO4(H2O)2]. Hal tersebut seiring dengan penelitian Sari (2012) yang menyatakan terbentuknya CaHPO4 pada komposit kemungkinan diakibatkan ketidakstabilan stoikiometri pada HA sehingga rasio molar Ca/P > 1,67 yang membentuk CaO. Dimana, kandungan CaO diatas 55 % akan membentuk CaHPO4. Ketidakstabilan stoikiometri tersebut juga dimungkinkan karena sampel F yang digunakan untuk mensintesis komposit F1 mengandung TKF sebesar 6%. Selain itu, afinitas yang tinggi akibat penambahan asam fosfat pada kitosan juga dapat menyebabkan ketidakstabilan stoikiometri, karena ion fosfat pada kitosan dapat bertukar dengan ion fosfat pada HA (Pramanik et al., 2009).

4.2 Uji Sifat Mekanik Komposit HA-Kitosan Pada penelitian ini sifat mekanik yang diuji adalah kekuatan tekan (compressive strength) dan kekerasan (hardness). Hasil karakterisasi sifat mekanik ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Skripsi


Istifarah


45

Tabel 4.2 Hasil Uji Sifat Mekanik Nama Sampel F F1 F2 F3 F4

HA : Kitosan (%) 100 : 0 80 : 20 75 : 25 70 : 30 65 : 35

 (MPa) 0,231 ± 0,005 5,241 ± 0,063 3,661 ± 0,042 3,379 ± 0,041 2,831 ± 0,034

Kekerasan (VHN) 5,767 ± 0,369 8,800 ± 0,200 7,433 ± 0,603 7,033 ± 0,082 8,267 ± 1,139

4.2.1. Uji Kekuatan Tekan (Compresive Strength) Uji kekuatan tekan (compresive strength) dilakukan untuk mengetahui tingkat kekuatan sampel terhadap tekanan dari pembebanan dari luar hingga sampel rusak atau patah. Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat autograph. Data hasil uji kekuatan tekan dihitung dengan Persamaan (2.3). Dari perhitungan yang disajikan di Lampiran 5, diperoleh nilai kekuatan tekan dari masing-masing sampel yang ditampilkan pada Gambar 4.11.

Grafik Kekuatan Tekan Sampel dengan Variasi Kitosan 6 F1; 20%

5 Kekuatan 4 Tekan (MPa) 3

F2;25%

F3;30% F4;35%

2 1 0

F; 0%

Nama Sampel; %kitosan

Gambar 4.11 Grafik kekuatan tekan sampel

Skripsi


Istifarah


46

Hasil uji kekuatan tekan menunjukkan penambahan kitosan sebagai filler dalam komposit HA-kitosan meningkatkan kekuatan tekan HA. Hal tersebut menegaskan bahwa elastisitas kitosan mampu memperbaiki sifat HA yang rapuh (brittle). Kekuatan tekan tertinggi diperoleh pada sampel F1, dengan perbandingan HA : kitosan sebesar 80 : 20, yaitu (5,241 ± 0,063) MPa. Hasil uji kuat tekan menunjukkan pertambahan jumlah kitosan justru mengakibatkan penurunan kekuatan tekan pada sampel F2, F3, dan F4. Hal tersebut bisa saja terjadi karena sifat mekanik dipengaruhi banyak faktor. Di antaranya adalah bentuk partikel, ukuran partikel, serta distribusi ukuran partikel (Cai et al., 2009). Mengingat sampel komposit F1-F4 digerus secara manual sebelum dicetak, sehingga besar kemungkinan bentuk dan ukuran partikel tidak sama antara sampel yang satu dengan yang lainnya. Distribusi ukuran partikel komposit pun kemungkinan besar tidak homogen. Kekuatan tekan juga dipengaruhi oleh interaksi antarmuka antara matriks dan filler, yaitu HA dan kitosan (Cai et al., 2009). Penurunan kekuatan tekan akibat peningkatan jumlah kitosan, kemungkinan diakibatkan adanya kitosan yang tidak berinteraksi dengan HA. Hal tersebut seiring dengan penelitian Dewi (2009) dimana komposit kalsium fosfat-kitosan terbaik diperoleh pada komposisi 80 : 20, dan komposisi 70 : 30 mengindikasikan adanya kitosan yang tidak berinteraksi dengan kristal apatit. Berdasarkan analisis hasil uji kekuatan, sampel F1 dengan perbandingan HA : kitosan sebesar 80 : 20 dipilih sebagai sampel terbaik. Kekuatan tekan sampel F1 sebesar (5,241 ± 0,063) MPa termasuk dalam range nilai kekuatan

Skripsi


Istifarah


47

tekan tulang cancellous dari literatur, yaitu 2-12 MPa (Ficai et al., 2011). Sehingga, sampel F1 berpotensi sebagai implan pada tulang cancellous.

4.2.2. Uji Kekerasan (Hardness) Uji kekerasan (hardness) dilakukan untuk mengetahui ketahanan sampel terhadap deformasi tekan atau penetrasi yang bersifat tetap (permanen). Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat microvickers hardness. Berdasarkan hasil pengukuran dan perhitungan yang disajikan di Lampiran 6, diperoleh nilai kekerasan masing-masing sampel yang ditampilkan pada Gambar 4.12.

Grafik Kekerasan Sampel dengan Variasi Kitosan 10 9

F1; 20% F4;35%

8 VHN

F2;25% 7 6 5

F3;30%

F; 0% Nama Sampel; %kitosan

Gambar 4.12 Grafik kekerasan sampel Nilai kekerasan sampel F tidak dapat dibandingkan dengan kekerasan komposit F1-F4, karena sebelum proses kompaksi, komposit F1-F4 hanya dijadikan bubuk dan dihaluskan dengan cara digerus secara manual dengan alat

Skripsi


Istifarah


48

mortar, sehingga secara kasat mata pun terlihat sampel komposit F1-F4 tidak sehalus sampel F. Hasil uji kekerasan menunjukkan peningkatan jumlah kitosan pada sampel komposit mengakibatkan kekerasan sampel cenderung menurun. Hal tersebut dikarenakan kitosan yang digunakan sebagai serat/filler memiliki sifat elastisitas yang tinggi. Namun, terjadi peningkatan nilai kekerasan (VHN) pada sampel F4. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengambilan nilai VHN sebanyak 3 titik pada permukaan komposit belum mewakili nilai kekerasan dari komposit ini. Pada saat piramida menekan permukaan sampel kemungkinan mengenai HA atau kitosan sehingga menghasilkan nilai VHN yang tidak teratur, terlihat dari nilai simpangan baku yang diperoleh cukup besar. Hal tersebut mengindikasikan sampel tidak homogen akibat adanya kitosan yang tidak berinteraksi dengan matriks. Hasil uji kekerasan seluruh sampel berkisar antara 5,767-8,200 VHN, masih di bawah kekerasan rata-rata tulang cancellous, yaitu 35,2 VHN (Pramanik et al., 2005). Oleh karena itu, sampel dengan kekerasan tertinggi dipilih sebagai sampel terbaik, yaitu pada komposit dengan HA : kitosan dengan rasio 80 : 20 sebesar 8,200 VHN. Komposit tersebut juga merupakan sampel terbaik berdasarkan uji kekuatan tekan.

4.3 Uji MTT Assay Uji MTT assay dilakukan untuk menentukan sitotoksisitas suatu material. dari agen medikal dan material toksik lainnya. Assay ini didasarkan oleh perubahan warna MTT kuning menjadi kristal formazan biru gelap akibat

Skripsi


Istifarah


49

tereduksi enzim dehidrogenase mitokondrial sel viable (hidup). Perubahan warna dibaca dengan Elisa reader berupa nilai absorbansi (OD). Viabilitas sel dihitung dengan Persamaan (2.5). Dari perhitungan yang disajikan di Lampiran 7, diperoleh viabilitas sel dari masing-masing sampel yang disajikan pada Tabel 4.3 dan ditampilkan pada Gambar 4.13. Tabel 4.3 Hasil Uji MTT Assay Nama Sampel F F1 F2 F3 F4 Kitosan

OD 0,3276 ± 0,0122 0,3780 ± 0,0220 0,3014 ± 0,0372 0,3751 ± 0,0572 0,1218 ± 0,0114 0,0966 ± 0,0059

Viabilitas Sel (%) 87,00 97,11 81,73 96,54 45,66 40,61

Hasil Uji MTT Assay Viabilitas Sel (%)

120 100 80 60 40 20 0

Nama Sampel

Gambar 4.13 Grafik viabilitas sel Hasil uji MTT assay menunjukkan bahwa sampel F, yaitu HA yang disintesis dari tulang sotong (Sepia sp.) tidak bersifat toksik. Hal tersebut dikarenakan nilai viabilitas sel yang diperoleh sebesar 87,00%. Material tidak

Skripsi


Istifarah


50

bersifat toksik pada sel fibroblast (cell lines) apabila prosentase viabilitas sel masih di atas 60%, yaitu OD dari perlakuan masih mendekati OD dari kontrol (Wijayanti, 2010). Hasil uji MTT assay pada sampel F1, yaitu komposit dengan HA : kitosan sebesar 80 : 20 menunjukkan jumlah viabilitas sel sebesar 97,11%. Hal tersebut menunjukkan bahwa penambahan kitosan mampu meningkatkan viabilitas sel dibandingkan dengan sampel F. Viabilitas sel pada sampel F2, F3 dan F4 tidak menunjukkan linearitas yang kemungkinan disebabkan oleh perlakuan sebelum sampel dimasukkan ke dalam well, dimana sampel F-F4 dilarutkan terlebih dahulu dengan etanol sebelum dimasukkan ke tiap well. Namun, masih terlihat adanya partikel yang berdispersi pada

larutan dan terbentuk endapan di dasar

tube

yang

mengindikasikan seluruh sampel belum larut sempurna. Partikel sampel yang terdispersi pada larutan seharusnya ditunggu hingga benar-benar mengendap sebelum dimasukkan ke tiap well, namun tidak demikian halnya dengan sampel F2, F3, dan F4. Hal tersebut mengakibatkan terbentuk endapan di dasar well yang apabila dibiarkan, dapat mempengaruhi pembacaan dengan Elisa reader. Untuk mengantisipasi hal tersebut dilakukan pencucian untuk menghilangkan endapan sampel tersebut. Proses pencucian inilah yang kemungkinan besar menyebabkan rontoknya sel, sehingga terjadi pengurangan jumlah sel dalam well yang tentunya juga mempengaruhi pembacaan nilai absorbansi (OD). Proses pencucian pun ternyata masih menyisakan endapan sampel, sehingga memungkinkan proses pembacaan OD dengan Elisa reader terhambat.

Skripsi


Istifarah


51

Terjadi kejanggalan pada viabilitas sel pada kitosan dan sampel F4, dimana viabilitas sel yang dihasilkan rendah dan di bawah batas non-toksik, yaitu berturut 40,61% dan 45,66%. Viabilitas yang rendah diakibatkan hasil pembacaan OD kitosan dan sampel F4 yang terbaca rendah, yaitu berturut-turut 0,0966 dan 0,1218. Hal tersebut dikarenakan pada kolom sampel kitosan dan sampel F4 tetap berwarna kuning. Rendahnya viabilitas sel pada sampel kitosan dan F4 belum tentu mengindikasikan bahwa sampel tersebut bersifat toksik. Karena dari mikroskop dapat dilihat banyak sekali sel yang hidup, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Penampakan sel dari mikroskop (a) Kontrol sel (b) Sampel kitosan (c) Sampel F4 Gambar 4.14 (b) menunjukkan masih banyak sel hidup pada sampel kitosan yang menunjukkan bahwa kitosan yang digunakan dalam penelitian ini

Skripsi


Istifarah


52

tidak toksik. Hal tersebut diperkuat oleh viabilitas sel pada sampel F1 dan F3 yang mengandung kitosan sebesar 20% dan 30% lebih tinggi daripada viabilitas sampel F yang tidak ditambahkan kitosan. Kegagalan dalam reduksi warna dari kuning menjadi biru tua pada kolom sampel kitosan kemungkinan disebabkan oleh aktifitas enzim dehidrogenase sel hidup terhambat oleh keberadaan kitosan. Kitosan mempunyai afinitas atau daya tarik menarik yang besar terhadap enzim (Afaq dalam Cahyaningrum dkk, 2008). Selain itu, sampel kitosan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan kitosan yang pada proses pelarutannya ditambahkan asam fosfat yang bertujuan untuk meningkatkan afinitasnya. Gambar 4.14 (c) menunjukkan masih banyak sel hidup pada sampel F4. Rendahnya viabilitas sel kemungkinan diakibatkan adanya kitosan yang tidak berikatan dengan matriks, sehingga memungkinkan enzim dehidrogenase sel hidup terhambat oleh keberadaan kitosan. Hal tersebut didukung oleh hasil uji kekerasan sampel F4 yang mengindikasikan sampel tidak homogen dan terdapat kitosan yang tidak berinteraksi dengan matriks. Hasil uji MTT assay pada penelitian ini tidak seiring dengan hasil penelitian Bintoro (2012). Hal tersebut kemungkinan diakibatkan pada penelitian ini dilakukan modifikasi metode pada tahap preparasi kitosan. Selain itu, kitosan yang digunakan juga berbeda. Dimana, pada penelitian ini digunakan kitosan dari Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan IPB, sedangkan kitosan yang digunakan Bintoro (2012) adalah kitosan impor kualitas PA (Pro Analys). Sehingga memungkinkan terjadinya perbedaan tingkat kemurniannya.

Skripsi


Istifarah


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Berdasarkan proses pengujian, pengamatan serta hasil dari pembahasan yang telah dilakukan dalam penelitian ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut. 1.

Uji X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan dari reaksi hidrotermal antara CaCO3 dari tulang sotong (Sepia sp.) dan NH4H2PO4 dengan variasi waktu 12, 24, dan 36 jam menghasilkan 100% HA pada ketiga sampel dengan kristalinitas yang rendah (amorf). Proses sintering mengakibatkan perubahan prosentase HA dengan kristalinitas yang jauh lebih baik. Komposit HAkitosan disintesis dengan memanfaatkan sampel dengan kandungan HA tertinggi, yaitu sampel dengan durasi hidrotermal 36 jam setelah disintering. Hasil uji XRD komposit HA : kitosan sebesar 80 : 20 menunjukkan adanya penurunan intensitas dan pergeseran posisi puncak difraksi karena pengaruh kitosan yang bersifat amorf.

2.

Peningkatan kitosan dari 25 hingga 35% mengakibatkan penurunan kekuatan tekan mengindikasikan adanya kitosan yang tidak berinteraksi dengan HA. Komposit dengan kitosan 20% dengan kekuatan tekan sebesar (5,241 ± 0,063) MPa dan kekerasan sebesar (8,800 ± 0,200) VHN berpotensi untuk aplikasi bone filler pada tulang cancellous.

53 Skripsi


Istifarah


54

3.

Penambahan kitosan dari 20 hingga 35% mengakibatkan terjadinya perbedaan jumlah viabilitas sel pada komposit. Komposit terbaik diperoleh pada penambahan kitosan sebesar 20% yang menunjukkan peningkatan viabilitas sel sebesar 97,11% dibandingkan dengan viabilitas sel pada HA sebesar 87,00%.

5.2 Saran 1.

Pada proses sintesis HA dapat memvariasikan suhu dan durasi sintering untuk menghindari terbentuknya trikalsium fosfat.

2.

Untuk meminimalisir kegagalan dalam uji MTT assay perlu diperhatikan prosedur pengujian, serta menggunakan bahan berkualitas PA (Pro Analys).

3.

Perlu dilakukan penelitian lanjutan terkait sifat mikro meliputi FTIR dan SEM, sifat fisis meliputi porositas dan densitas, serta uji biologis meliputi cell attachment dan proliferasi sel tentang potensi HA dari tulang sotong (Sepia sp.) dan kompositnya ke arah aplikasi di bidang ortopedi.

Skripsi


Istifarah


55

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, _, http://www.abdn.ac.uk/orthopaedics/graphics/femur_newlabs.gif, Diakses pada tanggal 7 Desember 2011. Anonim, _, Classification of Genus : Sepia, http://data.gbif.org/species/browse/ taxon/109543829/, Diakses pada tanggal 1 Desember 2011. Anonim, _, Cuttlefish, www.swbg-animals.org/animal-info/animal-bytes/ animalia/eumetazoa/coelomates/protostomes/mollusca/cuttlefish.pdf, Diakses pada tanggal 30 Nopember 2011. Aprilia, Rininta, 2008, Analisis Produksi Fosfatase Alkali oleh Osteoblas yang Distimulasi Graft Berbentuk Pasta pada Berbagai Komposisi, Konsentrasi, dan Waktu yang Berbeda (In Vitro). Jakarta : Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Indonesia. Barinov, S.M., 2010, Calcium Phosphate-Based Ceramic and Composite Materials for Medicine. Russian Chemical Reviews 79 (1) 13 – 29, Rusia. Berwick, M., _, Sample Identification, http://carolinapetsupply.com/ cuttlebone.pdf, Diakses pada tanggal 20 November 2011. Bintoro, A.R.W., 2012, Studi Sitokompatibilitas Nano-Komposit Hidroksiapatit/Kitosan (n-HA/Cs), Skripsi Fsaintek Unair Surabaya. Cai, X., Tong, H., Shen, X., Chen, W., Yan, J., Hu, J., 2009, Preparation and Characterization of Homogeneous Chitosan–Polylactic Acid/Hydroxyapatite Nanocomposite for Bone Tissue Engineering and Evaluation of Its Mechanical Properties, Acta Biomaterialia 5 (2009) 2693-2703, China. Cahyaningrum, S.E., Narsito, Santoso, S.J., Agustini, R., 2008, Imobilisasi Papain Pada Kitosan, Indo. J. Chem., 2008, 8 (3), 372 – 376. Dewi, Setia Utami, 2009, Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat – Kitosan dengan Metode Sonikasi, Tesis Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Earl,

JS., Wood, DJ., Milne, SJ., 2006, Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite, Journal of Physics: Conference Series 26 (2006) 268–271.

Elisa, B., Silvia, M., Pietronave, S., Foltran I., Lesci G.I., Foresti E., Roveri N., Rimondini L., 2010, Transformed Cuttlefish bone scaffolds for bone tissue

Skripsi


Istifarah


56

engineering, Advanced Materials Research Vols. 89-91 (2010) pp 47-52, Switzerland. Ficai, A., Andronescu, E., Voicu, G., Ficai, D., 2011, Advances in Collagen/Hidroxyapatite Composite Materials. Politehnica University of Bucharest, Faculty of Applied Chemistry and Materials Science, Romania. Gunawarman, M.A., Mulyadi S., Riana, H.A., 2010, Karakteristik Fisik dan Mekanik Tulang Sapi Variasi Berat Hidup sebagai Referensi Desain Material Implan. Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNMTTM) ke-9. Hui, P., Meena, S.L., Singh, G., Agarawal, R.D., Prakash, S., 2010, Synthesis of Hydroxyapatite Bio-Ceramic Powder by Hydrothermal Method, Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering, Vol. 9, No.8, pp.683-692, India. Ivankovic, H., Orlic, S., Kranzelic, D., Tkalcec, E., 2010, Highly Porous Hydroxyapatite Ceramics for Engineering Applications, Advances in Science and Technology Vol. 63 (2010) pp 408-413, Switzerland. Ivankovic, H., Ferrer, G.G., Tkalcec, E., Orlic, S., Ivankovic, M., 2009, Preparation of Highly Porous Hydroxyapatite Ceramics from Cuttlefish Bone, J Mater Sci: Mater Med (2009) 20: 1039–1046. Keaveny, T.M., Morgan, E.F., Yeh, O.C., 2004, Bone Mechanics, Standard Handbook of Biomedical Engineering and Design, www.digitalengineeringlibrary.com. Khan, T.A., Peh, K.K., Ch’ng, H.S., 2000, Mechanical, Bioadhesive Strength and Biological Evaluation of Chitosan Films for Wound Dressing, J Pharm Pharmaceut Sci 3(3):303-311, Malaysia. Lestari, Astri, 2009, Sintesis dan Karakterisasi Komposit Apatit-Kitosan dengan Metode In-Situ dan Ex-Situ, Skripsi FMIPA Institut Pertanian Bogor. Li, Z., Yubao, L., Aiping, Y., Xuelin, P., Xuejiang, W., Xiang, Z., 2005, Preparation and In Vitro Investigation of Chitosan/Nano-Hydroxyapatite Composite Used as Bone Substitute Materials, Journal of Materials Science : Materials In Medicine 16 (2005) 213– 219. China. Light,

Skripsi

K.H., 2007, Classification of Living Organisms, http://easttennesseewildflowers.com/presentations/Classification_of_Livin g_Organisms.pdf, Diakses pada tanggal 30 Nopember 2011.


Istifarah


57

Liu, H., Li, H., Cheng, W., Yang, Y., Zhu, M., Zhou, C., 2006, Novel Injectable Calcium Phosphate/Chitosan Composites for Bone Substitute Materials. Acta Biomaterialia 2 (2006) 557–565. Paljar, K., Orlic, S., Tkalcec, E., Ivankovic, H., 2009, Preparation of Silicon Doped Hydroxyapatite. Croatia : Faculty of Chemical Engineering and Technology, University of Zagreb. Park, J. dan Lakes R.S., 2007, Biomaterials, An Introduction, Third Edition, Springer Science + Business Media, LLC, New York, USA. Pramanik, N., Mishra, D., Banerjee, I., Maiti, T.K., Bhargava, P., Pramanik, P., 2009, Chemical Synthesis, Characterization, and Biocompatibility Study of Hydroxyapatite/Chitosan Phosphate Nanocomposite for Bone Tissue Engineering Applications, International Journal of Biomaterials, doi : 10.1155/2009/512417, India. Pramanik, S., Agarwal, A.K., Rai, K.N., 2005, Development of High Strength Hydroxyapatite for Hard Tissue Replacement, Trends Biomater. Artif. Organs, Vol 19(1), pp 46-51 (2005), Indian Institute of Technology Kanpur. Prasetyanti, Fitriani, 2008, Pemanfaatan Cangkang Telur Ayam untuk Sintesis Hidroksiapatit dengan Reaksi Kering, Skripsi FMIPA Institut Pertanian Bogor. Rismawati, Dyah Retno, 2008, Sintesis Hidroksiapatit Menggunakan Bahan Dasar Batu Gamping. Skripsi FMIPA Unair Surabaya. Rocha, J.H.G., Lemos, A.F., Agathopoulos, S., Valério, P., Kannan, S., Oktar, F.N., Ferreira, J.M.F., 2005, Scaffolds for Bone Restoration from Cuttlefish, Elsevier : Bone 37 (2005) 850–857. Sari, RA Irindah F, 2012, Sintesis dan Karakterisasi Mikroskopik Nano-Komposit Hidroksiapatit/Kitosan (n-HA/Cs) untuk Aplikasi Jaringan Tulang, Skripsi Fsaintek Unair Surabaya. Septiarini, Savitri, 2009, Pelapisan Apatit pada Baja Tahan Karat Lokal dan Ternitridasi dengan Metode Sol-Gel, Skripsi FMIPA Institut Pertanian Bogor. Sloane, Ethel, 2004, Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula, Jakarta : EGC. Venkatesan, J., Kim, S., 2010, Chitosan Composites for Bone Tissue Engineering—An Overview, Mar. Drugs 2010, 8, 2252-2266, Korea.

Skripsi


Istifarah


58

Wahl, D.A. dan Czernuszka, J.T., 2006, Collagen-Hydroxyapatite Composites for Hard Tissue Repair, European Cells and Materials Vol. 11. (pages 43-56), University of Oxford, UK. Wijayanti, Fitria, 2010, Variasi Komposisi Cobalt - Chromium Pada Komposit Co-Cr-HAP Sebagai Bahan Implan, Skripsi FSAINTEK Unair. Yildirim, Oktay, 2004, Preparation and Characterization of Chitosan/Calcium Phosphate Based Composite Biomaterials, Desertasi Materials Science and Engineering, Izmir Institute of Technology, Turki. Zilberman, Meital, 2011, Studies in Mechanobiology, Tissue Engineering and Biomaterials, Volume 8 : Active Implants and Scaffolds for Tissue Regeneration. http://www.springer.com/series/8415. Zulti, Fifia, 2008, Spektroskopi Inframerah, Serapan Atomik, Serapan Sinar Tampak dan Ultraviolet Hidroksiapatit dari Cangkang Telur, Skripsi FMIPA Institut Pertanian Bogor.

Skripsi


Istifarah


LAMPIRAN 1 Hasil Uji XRD Kandungan Tulang Sotong (Sepia sp.) Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 10.69(2) 10.72(2) 26.230(2) 26.296(2) 27.212(3) 27.281(3) 31.134(6) 31.213(6) 31.68(1) 31.76(1) 33.139(2) 33.223(2) 36.155(3) 36.248(3) 37.281(9) 37.377(9) 37.906(3) 38.004(3) 38.50(1) 38.60(1) 41.209(9) 41.316(9) 42.923(6) 43.035(6) 45.871(2) 45.991(2) 48.375(5) 48.503(5) 50.224(5) 50.358(5) 52.493(3) 52.633(3) 53.025(6)

Skripsi

Height [cts] 13(2) 6(2) 328(8) 164(8) 160(5) 80(5) 44(6) 22(6) 18(3) 9(3) 346(13) 173(13) 148(7) 74(7) 40(3) 20(3) 181(10) 91(10) 100(9) 50(9) 33(3) 16(3) 77(6) 38(6) 225(9) 112(9) 93(3) 46(3) 71(4) 35(4) 163(7) 81(7) 56(3)

FWHMLeft[°2Th.] 0.24(6) 0.24(6) 0.196(6) 0.196(6) 0.23(1) 0.23(1) 0.15(3) 0.15(3) 0.25(6) 0.25(6) 0.149(7) 0.149(7) 0.22(2) 0.22(2) 0.27(3) 0.27(3) 0.16(1) 0.16(1) 0.41(2) 0.41(2) 0.29(5) 0.29(5) 0.23(2) 0.23(2) 0.22(2) 0.22(2) 0.39(2) 0.39(2) 0.28(2) 0.28(2) 0.17(1) 0.17(1) 0.31(2)

d-spacing [Å] 8.26937 8.26937 3.39480 3.39480 3.27448 3.27448 2.87036 2.87036 2.82224 2.82224 2.70114 2.70114 2.48243 2.48243 2.41000 2.41000 2.37164 2.37164 2.33626 2.33626 2.18888 2.18888 2.10534 2.10534 1.97669 1.97669 1.88006 1.88006 1.81507 1.81507 1.74185 1.74185 1.72560

Rel. Int. [%] 3.75 1.87 94.87 47.44 46.17 23.09 12.80 6.40 5.21 2.61 100.00 50.00 42.71 21.35 11.47 5.74 52.43 26.22 29.04 14.52 9.51 4.76 22.25 11.13 65.03 32.52 26.85 13.43 20.53 10.26 47.03 23.51 16.29


Istifarah


53.167(6)

28(3)

0.31(2)

1.72560

8.14

Pattern List Visible Ref.Code Score Compound Name Displ.[°2Th] Scale Fac. Chem. Formula

Skripsi

* 01-071-4891 90 Calcium Carbonate -0.059 0.926 Ca ( C O3 )


Istifarah


LAMPIRAN 2 Hasil Uji XRD Hidroksiapatit dari Proses Hidrotermal 1.

Sampel A

Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 25.857(5) 25.922(5) 28.82(2) 28.89(2) 31.72(1) 31.80(1) 32.17(1) 32.25(1) 32.81(1) 32.89(1) 34.01(2) 34.09(2) 39.62(2) 39.73(2) 41.95(5) 42.06(5) 43.78(3) 43.89(3) 46.59(1) 46.71(1) 47.98(3) 48.11(3) 49.49(1) 49.62(1) 53.14(1) 53.28(1)

Skripsi

Height [cts] 69(4) 34(4) 15(2) 8(2) 110(8) 55(8) 64(6) 32(6) 59(3) 30(3) 23(2) 12(2) 19(1) 10(1) 3(1) 2(1) 5(1) 3(1) 27(2) 14(2) 9(1) 4(1) 29(2) 15(2) 21(2) 10(2)

FWHMLeft[°2Th.] 0.23(2) 0.23(2) 0.61(8) 0.61(8) 0.52(3) 0.52(3) 0.32(4) 0.32(4) 0.56(4) 0.56(4) 0.45(5) 0.45(5) 0.73(4) 0.73(4) 0.4(2) 0.4(2) 0.3(1) 0.3(1) 0.46(4) 0.46(4) 0.53(9) 0.53(9) 0.90(4) 0.90(4) 0.33(6) 0.33(6)

d-spacing [Å] 3.44294 3.44294 3.09535 3.09535 2.81867 2.81867 2.78054 2.78054 2.72744 2.72744 2.63412 2.63412 2.27266 2.27266 2.15199 2.15199 2.06618 2.06618 1.94792 1.94792 1.89447 1.89447 1.84029 1.84029 1.72217 1.72217

Rel. Int. [%] 62.55 31.27 13.91 6.95 100.00 50.00 57.97 28.99 53.66 26.83 20.97 10.49 17.38 8.69 3.18 1.59 4.78 2.39 24.77 12.39 7.95 3.98 26.67 13.34 18.84 9.42


Istifarah



2.

* 01-072-1243 60 Calcium Phosphate Hydroxide -0.079 0.822 Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2

Sampel B

Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 10.76(3) 10.79(3) 25.843(7) 25.908(7) 28.79(2) 28.86(2) 31.69(2) 31.77(2) 32.16(2) 32.24(2) 32.82(2) 32.91(2) 33.98(1) 34.06(1) 39.62(2) 39.72(2) 46.60(1) 46.73(1) 47.94(2) 48.07(2) 49.52(1) 49.65(1)

Skripsi

Height [cts] 11(2) 5(2) 58(3) 29(3) 15(1) 8(1) 104(8) 52(8) 69(9) 35(9) 60(4) 30(4) 26(2) 13(2) 16(1) 8(1) 27(2) 13(2) 12(2) 6(2) 30(2) 15(2)

FWHMLeft[°2Th.] 0.36(8) 0.36(8) 0.33(2) 0.33(2) 0.80(5) 0.80(5) 0.54(5) 0.54(5) 0.38(6) 0.38(6) 0.54(4) 0.54(4) 0.40(3) 0.40(3) 0.90(5) 0.90(5) 0.53(4) 0.53(4) 0.39(6) 0.39(6) 1.02(4) 1.02(4)

d-spacing [Å] 8.21265 8.21265 3.44474 3.44474 3.09863 3.09863 2.82091 2.82091 2.78121 2.78121 2.72652 2.72652 2.63641 2.63641 2.27289 2.27289 1.94725 1.94725 1.89611 1.89611 1.83929 1.83929

Rel. Int. [%] 10.44 5.22 55.33 27.66 14.63 7.31 100.00 50.00 66.44 33.22 57.33 28.66 24.99 12.49 15.62 7.81 25.71 12.85 11.02 5.51 28.82 14.41


Istifarah


53.14(1) 53.29(1)

19(2) 10(2)

0.38(4) 0.38(4)

1.72206 1.72206

18.40 9.20


3.


Sampel C

Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 25.863(5) 25.928(5) 28.15(1) 28.22(1) 28.91(2) 28.99(2) 31.74(1) 31.82(1) 32.17(1) 32.25(1) 32.88(2) 32.96(2) 34.01(1) 34.10(1) 39.73(1) 39.83(1) 41.97(5) 42.08(5)

Skripsi

Height [cts] 78(4) 39(4) 17(3) 8(3) 17(1) 8(1) 115(7) 57(7) 82(6) 41(6) 62(3) 31(3) 31(2) 16(2) 22(1) 11(1) 4(1) 2(1)

FWHMLeft[°2Th.] 0.25(2) 0.25(2) 0.21(4) 0.21(4) 0.56(5) 0.56(5) 0.45(3) 0.45(3) 0.37(4) 0.37(4) 0.53(3) 0.53(3) 0.32(2) 0.32(2) 0.58(3) 0.58(3) 0.4(2) 0.4(2)

d-spacing [Å] 3.44218 3.44218 3.16781 3.16781 3.08551 3.08551 2.81668 2.81668 2.78052 2.78052 2.72207 2.72207 2.63393 2.63393 2.26714 2.26714 2.15099 2.15099

Rel. Int. [%] 67.89 33.95 14.41 7.21 14.82 7.41 100.00 50.00 71.65 35.83 54.32 27.16 27.36 13.68 19.50 9.75 3.30 1.65


Istifarah


43.855(9) 43.970(9) 46.631(9) 46.753(9) 48.01(2) 48.14(2) 49.49(1) 49.62(1) 53.15(1) 53.30(1)

15(2) 8(2) 33(2) 16(2) 13(1) 6(1) 37(2) 19(2) 23(2) 12(2)

0.09(1) 0.09(1) 0.46(3) 0.46(3) 0.55(7) 0.55(7) 0.63(3) 0.63(3) 0.34(4) 0.34(4)

2.06274 2.06274 1.94622 1.94622 1.89344 1.89344 1.84026 1.84026 1.72171 1.72171

13.44 6.72 28.65 14.33 11.10 5.55 32.51 16.26 20.30 10.15


Skripsi



Istifarah


LAMPIRAN 3 Hasil Uji XRD Hidroksiapatit Setelah Disintering 1.

Sampel D

Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 10.8244 16.8441 18.7858 21.7416 22.8347 25.8750 28.1491 28.8717 31.2425 31.7152 32.1691 32.2682 32.8351 34.0311 34.5803 35.4024 38.4365 39.1418 39.7137 39.8317 41.9165 43.8523 44.6553 45.2865 46.6299 46.7618 48.0154 48.1509 48.4799 49.4507

Skripsi

Height [cts] 215.71 65.44 41.81 97.54 91.40 598.58 90.19 243.27 77.63 1658.43 931.94 425.62 1098.95 377.05 46.70 88.14 51.25 70.59 338.99 187.90 82.60 71.96 125.03 64.98 505.86 250.69 210.27 100.12 58.98 526.32

FWHMLeft[°2Th.] 0.0669 0.1004 0.1004 0.0836 0.0836 0.0836 0.1338 0.0669 0.1004 0.0669 0.0612 0.0612 0.0612 0.0816 0.1224 0.0612 0.1836 0.1632 0.0816 0.0612 0.0816 0.0816 0.1224 0.1224 0.0816 0.0612 0.0612 0.0612 0.1224 0.0816

d-spacing [Å] 8.17361 5.26368 4.72378 4.08778 3.89453 3.44340 3.17018 3.09246 2.86299 2.82139 2.78031 2.77888 2.72542 2.63232 2.59176 2.53344 2.34014 2.29959 2.26778 2.26695 2.15355 2.06287 2.02762 2.00082 1.94625 1.94589 1.89328 1.89296 1.87622 1.84164

Rel. Int. [%] 13.01 3.95 2.52 5.88 5.51 36.09 5.44 14.67 4.68 100.00 56.19 25.66 66.26 22.74 2.82 5.31 3.09 4.26 20.44 11.33 4.98 4.34 7.54 3.92 30.50 15.12 12.68 6.04 3.56 31.74


Istifarah


49.5865 50.3838 50.5173 51.1582 51.3011 51.9948 52.1402 53.2085 55.7817 57.0629 58.0246 59.8082 60.3539 61.6647 62.8664 63.9439 64.0947 64.8836 65.0636 66.2958

251.14 239.55 135.53 200.79 106.88 196.06 94.73 191.20 88.47 61.90 17.26 74.86 22.61 73.99 96.28 114.62 126.26 105.14 73.71 24.54

0.0612 0.1020 0.0816 0.0816 0.0612 0.0612 0.0612 0.0816 0.0816 0.1020 0.4896 0.0816 0.2448 0.1020 0.1020 0.1020 0.0816 0.0816 0.1224 0.2448

1.84147 1.80970 1.80971 1.78410 1.78389 1.75735 1.75715 1.72009 1.64668 1.61272 1.58825 1.54508 1.53241 1.50294 1.47707 1.45476 1.45170 1.43594 1.43240 1.40873

15.14 14.44 8.17 12.11 6.44 11.82 5.71 11.53 5.33 3.73 1.04 4.51 1.36 4.46 5.81 6.91 7.61 6.34 4.44 1.48


2.

* 01-072-1243 62 Calcium Phosphate Hydroxide 0.000 0.902 Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2

* 01-073-4869 11 Calcium Phosphate 0.000 0.076 Ca3 ( P O4 )2

Sampel E

Graphics

Skripsi


Istifarah


Peak List Pos.[°2Th.] 10.8403 16.8709 21.7582 22.8560 25.8556 27.8890 28.1144 28.9075 31.1526 31.7470 32.1662 32.8776 34.0347 34.4860 35.4623 38.3718 39.1637 39.7706 41.9622 43.8312 44.6735 45.2917 46.6612 46.7950 48.0433 48.1787 48.5404 49.4459 49.5850 50.4486 50.5858 51.2256 52.0403 52.1919 53.1429 55.8340 57.1048 58.1303 59.8874 61.6731 62.9381 63.9368 64.1215 64.9668 66.3876 69.6899 71.5376 72.1705 73.9595 74.8867

Height [cts] 235.10 46.87 117.73 100.18 538.46 78.96 120.65 263.13 135.09 1472.35 818.96 970.12 294.03 71.20 42.19 52.38 67.66 322.55 109.95 68.97 198.03 60.62 431.98 215.56 175.07 120.91 56.52 466.13 221.42 231.32 108.58 153.84 167.52 81.70 162.20 83.83 56.50 16.97 60.03 50.52 109.15 113.60 148.74 119.33 24.94 11.73 46.08 26.94 61.07 13.86

FWHMLeft[°2Th.] 0.0836 0.2676 0.0502 0.0836 0.0836 0.1004 0.0669 0.0669 0.1004 0.0669 0.0669 0.0669 0.0669 0.1673 0.1004 0.2342 0.0669 0.0669 0.0669 0.0669 0.1171 0.0669 0.0816 0.0816 0.0816 0.0612 0.1632 0.0816 0.0816 0.1020 0.0816 0.0816 0.0612 0.0612 0.1020 0.1020 0.0816 0.4896 0.1020 0.2856 0.1020 0.0816 0.0816 0.0816 0.3264 0.4896 0.1224 0.1224 0.1224 0.3264

d-spacing [Å] 8.16169 5.25537 4.08471 3.89095 3.44594 3.19915 3.17401 3.08871 2.87105 2.81864 2.78285 2.72424 2.63423 2.60079 2.53139 2.34588 2.30026 2.26654 2.15309 2.06552 2.02852 2.00226 1.94502 1.94459 1.89225 1.89193 1.87402 1.84180 1.84153 1.80752 1.80742 1.78192 1.75592 1.75553 1.72206 1.64526 1.61163 1.58562 1.54323 1.50276 1.47556 1.45490 1.45115 1.43430 1.40701 1.34819 1.31784 1.30783 1.28056 1.26699

Rel. Int. [%] 15.97 3.18 8.00 6.80 36.57 5.36 8.19 17.87 9.17 100.00 55.62 65.89 19.97 4.84 2.87 3.56 4.60 21.91 7.47 4.68 13.45 4.12 29.34 14.64 11.89 8.21 3.84 31.66 15.04 15.71 7.37 10.45 11.38 5.55 11.02 5.69 3.84 1.15 4.08 3.43 7.41 7.72 10.10 8.11 1.69 0.80 3.13 1.83 4.15 0.94


Skripsi




Istifarah


3.

Sampel F

Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 10.8454 16.8511 18.8477 21.7698 22.8564 25.3531 25.8674 28.1186 28.9161 31.2635 31.7576 31.8558 32.1772 32.2769 32.8924 32.9919 34.0470 34.5691 35.4527 39.1785 39.7837 39.8985 40.4708 41.9795 43.8441 44.3548 45.3068 46.6759 46.8034 48.0579 48.1978 48.5727 49.4548 49.5955 50.4664

Skripsi

Height [cts] 277.50 81.31 43.14 139.58 144.78 47.71 737.25 176.60 302.41 62.14 1938.59 909.07 1086.57 473.66 1248.14 531.98 414.91 32.15 100.11 103.33 419.97 233.10 10.73 129.30 104.33 20.12 72.05 597.42 303.49 241.28 139.04 77.85 595.74 329.90 310.19

FWHMLeft[°2Th.] 0.0836 0.0669 0.1171 0.0836 0.0669 0.1004 0.0836 0.0502 0.0669 0.1338 0.0816 0.0408 0.0816 0.0408 0.0816 0.0408 0.0612 0.1632 0.0816 0.1020 0.0612 0.0408 0.2448 0.0816 0.0816 0.0816 0.1020 0.0612 0.0612 0.0816 0.0612 0.0612 0.0816 0.0612 0.0612

d-spacing [Å] 8.15780 5.26149 4.70839 4.08256 3.89088 3.51309 3.44440 3.17354 3.08782 2.86111 2.81538 2.81391 2.77962 2.77815 2.72080 2.71956 2.63112 2.59257 2.52996 2.29752 2.26395 2.26331 2.22708 2.15046 2.06324 2.04066 1.99997 1.94444 1.94426 1.89170 1.89123 1.87285 1.84149 1.84116 1.80693

Rel. Int. [%] 14.31 4.19 2.23 7.20 7.47 2.46 38.03 9.11 15.60 3.21 100.00 46.89 56.05 24.43 64.38 27.44 21.40 1.66 5.16 5.33 21.66 12.02 0.55 6.67 5.38 1.04 3.72 30.82 15.66 12.45 7.17 4.02 30.73 17.02 16.00


Istifarah


50.6034 51.2418 51.3863 52.0534 52.2044 53.1786 53.3261 54.4646 55.8476 55.9923 57.1008 57.2581 58.0259 58.7322 59.9022

166.79 219.95 114.02 224.00 99.31 237.97 134.73 16.19 94.96 63.47 76.03 45.49 21.10 18.20 74.15

0.0612 0.0816 0.0816 0.0816 0.0816 0.1020 0.0612 0.2448 0.0612 0.0612 0.0816 0.0816 0.3264 0.1428 0.0816

1.80683 1.78139 1.78113 1.75551 1.75513 1.72099 1.72084 1.68335 1.64489 1.64506 1.61173 1.61168 1.58822 1.57079 1.54288

8.60 11.35 5.88 11.56 5.12 12.28 6.95 0.84 4.90 3.27 3.92 2.35 1.09 0.94 3.82


Skripsi




Istifarah


LAMPIRAN 4 Hasil Uji XRD Komposit F1 Graphics

Peak List Pos.[°2Th.] 10.8462 11.6673 16.8473 18.8119 20.9739 21.7468 22.8604 25.3651 25.8648 28.1135 28.9229 29.3183 30.5478 31.7554 31.8516 32.1734 32.2705 32.8873 32.9855 34.0428 35.4405 39.1813 39.7776 39.8913 40.4624 41.9706 43.8350 45.2927 46.6726 46.7989

Skripsi

Height [cts] 275.70 87.31 82.24 48.16 55.78 97.88 119.45 33.95 702.44 143.40 294.29 39.95 22.11 1830.03 861.81 957.58 445.92 1082.17 554.16 400.31 80.33 95.45 373.89 200.26 15.52 112.30 80.22 70.65 505.97 242.59

FWHMLeft[°2Th.] 0.0669 0.0669 0.0669 0.0502 0.1338 0.1004 0.1004 0.1338 0.0836 0.0669 0.0669 0.1004 0.1673 0.0816 0.0408 0.0612 0.0408 0.0816 0.0612 0.0612 0.0612 0.0612 0.0816 0.0408 0.2448 0.0612 0.0612 0.0612 0.0816 0.0408

d-spacing [Å] 8.15722 7.58490 5.26268 4.71727 4.23564 4.08682 3.89021 3.51146 3.44473 3.17411 3.08710 3.04636 2.92649 2.81558 2.81427 2.77994 2.77869 2.72121 2.72007 2.63144 2.53080 2.29736 2.26428 2.26370 2.22753 2.15090 2.06365 2.00056 1.94457 1.94444

Rel. Int. [%] 15.07 4.77 4.49 2.63 3.05 5.35 6.53 1.85 38.38 7.84 16.08 2.18 1.21 100.00 47.09 52.33 24.37 59.13 30.28 21.87 4.39 5.22 20.43 10.94 0.85 6.14 4.38 3.86 27.65 13.26


Istifarah


48.0597 48.1834 48.5687 49.4519 49.5907 50.4624 50.5976 51.2331 51.4020 52.0550 52.1998 53.1682 53.3272 54.4787 55.8386 55.9858 57.0838 58.0058 58.4400 59.9099

219.96 116.83 78.96 534.32 313.02 270.53 141.12 186.23 80.72 212.20 112.13 243.26 124.99 8.86 105.04 41.54 68.68 24.88 7.56 59.36

0.0816 0.0612 0.0612 0.0816 0.0612 0.1020 0.0612 0.1020 0.0816 0.0816 0.0816 0.0816 0.0816 0.4896 0.0816 0.0816 0.0816 0.0816 0.6528 0.1428

1.89164 1.89176 1.87300 1.84159 1.84133 1.80706 1.80703 1.78167 1.78063 1.75546 1.75528 1.72130 1.72080 1.68295 1.64514 1.64524 1.61218 1.58872 1.57795 1.54270

12.02 6.38 4.31 29.20 17.10 14.78 7.71 10.18 4.41 11.60 6.13 13.29 6.83 0.48 5.74 2.27 3.75 1.36 0.41 3.24

Pattern List

Skripsi

Visible Ref.Code Score Compound Name

* 01-072-1243 80 Calcium Phosphate Hydroxide

Displ.[°2Th] Scale Fac. Chem. Formula

0.006 0.872 Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2

* 01-072-1240 16 Calcium Hydrogen Phosphate Hydrate -0.013 0,052 Ca H P O4 ( H2 O )2


Istifarah


LAMPIRAN 5 Kekuatan Tekan (Compressive Strength) Tabel Lampiran 1. Hasil pengukuran kekuatan tekan (compressive strength) Nama Sampel P (kN) t (mm) d (mm) F 0,01 13 2,125 F1 0,23 13 2,150 F2 0,17 13 2,275 F3 0,15 13 2,175 F4 0,13 13 2,250 Keterangan : P = Gaya maksimal yang dapat diterima sampel (kN) t = Tinggi sampel (mm) d = Diameter sampel (mm)  = Kekuatan tekan (kN/mm2 atau MPa) Perhitungan kekuatan tekan (compressive strength) sebagai berikut. 𝜎 = < 𝜎 > ± Δ𝜎 Rata-rata kekerasan per sampel <𝜎 >=

2𝑃 𝜋𝑡𝑑

Dan ∆𝜎 =

𝜕𝜎 𝜕𝜎 ∆𝑃 + ∆𝑑 𝜕𝑃 𝜕𝑡

∆𝜎 =

2 −2𝑃 ∆𝑃 + ∆𝑑 𝜋𝑡𝑑 2 𝜋𝑡𝑑

1.

Sampel F

<𝜎 >=

2 × 0,01 3,14 × 13 × 2,125

< 𝜎 > = 0,000231

Skripsi

𝑘𝑁 𝑚𝑚2


Istifarah


< 𝜎 > = 0,231 𝑀𝑃𝑎 Dan ∆𝜎 =

2 3,14 × 13 × 2,125

∆𝜎 = 0,000005

0,1 × 10−3 +

−2 × 0,01 0,025 3,14 × 13 × 2,1252

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

∆𝜎 = 0,005 𝑀𝑃𝑎 Sehingga didapatkan 𝜎𝐹 = 0,231 ± 0,005 𝑀𝑃𝑎 2.

Sampel F1

<𝜎 >=

2 × 0,23 3,14 × 13 × 2,15

< 𝜎 > = 0,005241

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

< 𝜎 > = 5,241 𝑀𝑃𝑎 Dan ∆𝜎 =

2 3,14 × 13 × 2,15

∆𝜎 = 0,000063

0,1 × 10−3 +

−2 × 0,23 0,025 3,14 × 13 × 2,152

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

∆𝜎 = 0,063 𝑀𝑃𝑎 Sehingga didapatkan 𝜎𝐹1 = 5,241 ± 0,063 𝑀𝑃𝑎 3.

Sampel F2

<𝜎 >=

Skripsi

2 × 0,17 3,14 × 13 × 2,275


Istifarah


< 𝜎 > = 0,003661

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

< 𝜎 > = 3,661 𝑀𝑃𝑎 Dan ∆𝜎 =

2 3,14 × 13 × 2,275

∆𝜎 = 0,000042

0,1 × 10−3 +

−2 × 0,17 0,025 3,14 × 13 × 2,2752

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

∆𝜎 = 0,042 𝑀𝑃𝑎 Sehingga didapatkan 𝜎𝐹2 = 3,661 ± 0,042 𝑀𝑃𝑎 4.

Sampel F3

<𝜎 >=

2 × 0,15 3,14 × 13 × 2,175

< 𝜎 > = 0,003379

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

< 𝜎 > = 3,379 𝑀𝑃𝑎 Dan ∆𝜎 =

2 3,14 × 13 × 2,175

∆𝜎 = 0,000041

0,1 × 10−3 +

−2 × 0,15 0,025 3,14 × 13 × 2,1752

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

∆𝜎 = 0,041 𝑀𝑃𝑎 Sehingga didapatkan 𝜎𝐹3 = 3,379 ± 0,041 𝑀𝑃𝑎

Skripsi


Istifarah


5.

Sampel F4

<𝜎 >=

2 × 0,13 3,14 × 13 × 2,25

< 𝜎 > = 0,002831

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

< 𝜎 > = 2,831 𝑀𝑃𝑎 Dan ∆𝜎 =

2 3,14 × 13 × 2,25

∆𝜎 = 0,000034

0,1 × 10−3 +

−2 × 0,13 0,025 3,14 × 13 × 2,252

𝑘𝑁 𝑚𝑚2

∆𝜎 = 0,034 𝑀𝑃𝑎 Sehingga didapatkan 𝜎𝐹4 = 2,831 ± 0,034 𝑀𝑃𝑎

Skripsi


Istifarah


LAMPIRAN 6 Kekerasan (Hardness) Tabel Lampiran 2. Hasil pengukuran kekerasan (hardness) Nama Sampel

I 5,5 8,4 6,6 6,9 10,4

F F1 F2 F3 F4

Hardness (VHN) Pengukuran keII 5,3 9,0 8,6 7,1 7,9

III 6,5 9,0 7,1 7,1 6,5

Perhitungan kekerasan (hardness) sebagai berikut. 𝑉𝐻𝑁 = < 𝑉𝐻𝑁 > ± Δ(𝑉𝐻𝑁) Rata-rata kekerasan per sampel < 𝑉𝐻𝑁 > =

𝛴 𝑉𝐻𝑁𝑖 𝑛

< 𝑉𝐻𝑁 > =

𝑉𝐻𝑁1 + 𝑉𝐻𝑁2 + … + 𝑉𝐻𝑁𝑛 𝑛

Dan 𝛴 𝑉𝐻𝑁𝑖 2 − 𝑛 < 𝑉𝐻𝑁 >2 𝑛(𝑛 − 1)

𝛥 𝑉𝐻𝑁 = 1.

Sampel F

Rata-rata ketiga titik adalah < 𝑉𝐻𝑁𝐹 > =

5,5+5,3+6,5 3

= 5,767 𝑉𝐻𝑁

Dan 𝛥 𝑉𝐻𝑁 =

(5,52 +5,32 +6,52 )− 3<5,767 >2 3(3−1)

= 0,369 𝑉𝐻𝑁

Sehingga diperoleh

Skripsi


Istifarah


𝑉𝐻𝑁𝐹 = 5,767 ± 0,369 𝑉𝐻𝑁 2.

Sampel F1

Rata-rata ketiga titik adalah < 𝑉𝐻𝑁𝐹1 > =

8,4+9,0+9,0 3

= 8,800 𝑉𝐻𝑁


(8,4 2 +9,02 +9,02 )− 3<8,800 >2

= 0,200 𝑉𝐻𝑁

3(3−1)

Sehingga diperoleh 𝑉𝐻𝑁𝐹1 = 8,800 ± 0,200 𝑉𝐻𝑁 3.

Sampel F2


6,6+8,6+7,1 3

= 7,433 𝑉𝐻𝑁


(6,62 +8,62 +7,12 )− 3<7,433 >2

= 0,603 𝑉𝐻𝑁

3(3−1)

Sehingga diperoleh 𝑉𝐻𝑁𝐹2 = 7,433 ± 0,603 𝑉𝐻𝑁 4.

Sampel F3


6,9+7,1+7,1 3

= 7,033 𝑉𝐻𝑁


(6,92 +7,12 +7,12 )− 3<7,033 >2 3(3−1)

= 0,082 𝑉𝐻𝑁

Sehingga diperoleh

Skripsi


Istifarah


𝑉𝐻𝑁𝐹3 = 7,033 ± 0,082 𝑉𝐻𝑁 5.

Sampel F4


10,4+7,9+6,5 3

= 8,267 𝑉𝐻𝑁


(10,4 2 +7,92 +6,52 )− 3<8,267 >2 3(3−1)

= 1,139 𝑉𝐻𝑁

Sehingga diperoleh 𝑉𝐻𝑁𝐹4 = 8,267 ± 1,139 𝑉𝐻𝑁

Skripsi


Istifarah


LAMPIRAN 7 Hasil uji MTT Assay Tabel Lampiran 3. Viabilitas sel dari uji MTT Assay

Rata-rata OD Viabilitas Sel (%)

OD kontrol Sel Media 0,383 0,107 0,375 0,096 0,381 0,120 0,436 0,120 0,404 0,081 0,410 0,118 0,374 0,100 0,376 0,103 0,3924 0,1056

Rata-rata nilai absorbansi dihitung dengan : < 𝑂𝐷 > = < 𝑂𝐷 >=

Skripsi

𝛴 𝑂𝐷𝑖 𝑛 𝑂𝐷1 + 𝑂𝐷2 + … + 𝑂𝐷𝑛 𝑛

F 0,376 0,307 0,348 0,356 0,317 0,331 0,263 0,323 0,3276

F1 0,503 0,403 0,419 0,355 0,350 0,349 0,303 0,342 0,3780

OD Perlakuan F2 F3 0,197 0,692 0,239 0,277 0,231 0,466 0,194 0,174 0,455 0,456 0,287 0,374 0,431 0,268 0,377 0,294 0,3014 0,3751

87,00

97,11

81,73

96,54

F4 0,127 0,095 0,153 0,115 0,074 0,178 0,113 0,119 0,1218

Kitosan 0,101 0,087 0,112 0,114 0,070 0,105 0,077 0,107 0,0966

45,66

40,61

Viabilitas sel dihitung dengan : 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛 𝑉𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙 = (% 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙) 𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑂𝐷 𝑃𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛 + 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑉𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙 = × 100% (% 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙) 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑠𝑒𝑙 + 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎


Istifarah


Tabel Lampiran 4. Simpangan baku rata-rata OD

Jumlah OD2 ΔOD

OD2 kontrol Sel Media 0,146689 0,011449 0,140625 0,009216 0,145161 0,014400 0,190096 0,014400 0,163216 0,006561 0,168100 0,013924 0,139876 0,010000 0,141376 0,010609

F 0,141376 0,094249 0,121104 0,126736 0,100489 0,109561 0,069169 0,104329

F1 0,253009 0,162409 0,175561 0,126025 0,122500 0,121801 0,091809 0,116964

OD2 Perlakuan F2 F3 0,038809 0,478864 0,057121 0,076729 0,053361 0,217156 0,037636 0,030276 0,207025 0,207936 0,082369 0,139876 0,185761 0,071824 0,142129 0,086436

F4 0,016129 0,009025 0,023409 0,013225 0,005476 0,031684 0,012769 0,014161

Kitosan 0,010201 0,007569 0,012544 0,012996 0,004900 0,011025 0,005929 0,011449

1,235139 0,090559 1,170078 0,804211 1,309097 0,125878 0,076613 0,867013 0,007876 0,004829 0,021960 0,037224 0,057219 0,011412 0,005858 0,012180

Simpangan baku rata-rata OD dihitung dengan :

∆ 𝑂𝐷 =

Skripsi

𝛴𝑂𝐷2 − (𝑛 × < 𝑂𝐷 >2 ) 𝑛 × (𝑛 − 1)


Istifarah

SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT DARI TULANG SOTONG (Sepia sp.)-kitosan UNTUK KANDIDAT APLIKASI BONE FILLER SKRIPSI

Recommend Documents