Post on 09-Apr-2019
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
ii
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
iii
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
Ir. Aminatun, M.Si. NIP. 19681028 199303 2 003
Pembimbing II
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
iv
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
v
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 HA-kitosan 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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
vi
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, HA-chitosan composite, XRD, Compressive strength, Hardness, MTT assay, Bone filler.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
vii
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
viii
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
ix
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
x
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
xi
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
xii
4.2.2 Uji Kekerasan (Hardness) ………………………………… 47
4.3 Uji MTT Assay…………………………………………………… 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………….. 53
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………….. 55
LAMPIRAN
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
xiii
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
xiv
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
xv
DAFTAR LAMPIRAN
No. Judul Lampiran Halaman
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
1
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 kura-
kura 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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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. Nano-
komposit 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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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. Mengetahui pengaruh penambahan kitosan terhadap viabilitas sel.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
7
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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)
Tulang kortikal
Tulang cancellous
Modulus Young’s (Tensile) Modulus (GPa) 7-30 0.05-0.5 Compressive strength (MPa) 100-230 2-12 Flexural Strength (MPa) 50-150 10-20 Fracture toughness (MPa m1/2) 2-12 0.1 Strain to failure 1-3 5-7 Apparent density (g/cm3) 1.8-2.0 0.1-1.0 Surface area/volume ratio (mm2/mm3) 2.5 20
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 : Animalia Phylum : Mollusca Class : Cephalopoda Subclass : Coleoidea Order : Sepiida Family : Sepiidae Genus : Sepia Species : 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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
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 = 90o dan γ =120o (Shi,
dalam Dewi, 2009).
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
13
Tabel 2.3. Sifat Mekanik Polikristal Hidroksiapatit (Park et al., 2007)
Properties Values Elastic modulus 40-117 GPa Compressive strength 294 MPa Bending strength 147 Mpa Hardness (vickers) 3,43 Gpa Poisson's ratio 0.27 Density 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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 apatit-
kitosan 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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 HA-
kitosan 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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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).
2𝑑 𝑠𝑖𝑛𝜃 = 𝑛𝜆 (2.1)
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,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
𝜋𝑡𝑑 (2.3)
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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(% 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙)
=𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 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).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
27
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,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 sinar-
X 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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
29
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
Karakterisasi XRD
Persiapan Bahan (CaCO3 1M dan NH4H2PO4 0,6M)
Sintesis HA dengan Variasi Durasi Hidrotermal
Karakterisasi XRD
Sintering, 1000 °C, 1 jam
Karakterisasi XRD
Sintesis Komposit HA-Kitosan dengan Variasi Komposisi
Karakterisasi : - Uji kekuatan tekan - XRD - Uji kekerasan - MTT Assay
Analisis Data
Ya
Tidak
Persiapan Bahan Kitosan
Ekstraksi CaCO3 dari Tulang Sotong
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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. Hasil yang diperoleh, didinginkan pada suhu kamar.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 70oC.
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 HA Kitosan % Massa (g) % Massa (g)
F 100 2,5 0 0 F1 80 2 20 0,5 F2 75 1,875 25 0,625 F3 70 1,75 30 0,75 F4 65 1,625 35 0,825
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 BHK-
21 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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
36
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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).
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
38
Gambar 4.2 Spektrum XRD sampel A
Gambar 4.3 Spektrum XRD sampel B
Gambar 4.4 Spektrum XRD sampel C
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
41
Gambar 4.7 Spektrum XRD sampel E
Gambar 4.8 Spektrum XRD sampel F
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 HA (%) TKF (%) D 94 6 E 89 11 F 94 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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
45
Tabel 4.2 Hasil Uji Sifat Mekanik
Nama Sampel HA : Kitosan (%) (MPa) Kekerasan (VHN) F 100 : 0 0,231 ± 0,005 5,767 ± 0,369 F1 80 : 20 5,241 ± 0,063 8,800 ± 0,200 F2 75 : 25 3,661 ± 0,042 7,433 ± 0,603 F3 70 : 30 3,379 ± 0,041 7,033 ± 0,082 F4 65 : 35 2,831 ± 0,034 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.
Gambar 4.11 Grafik kekuatan tekan sampel
F; 0%
F1; 20%
F2;25%F3;30%
F4;35%
0
1
2
3
4
5
6
Kekuatan Tekan (MPa)
Nama Sampel; %kitosan
Grafik Kekuatan Tekan Sampel dengan Variasi Kitosan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
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
F; 0%
F1; 20%
F2;25%F3;30%
F4;35%
5
6
7
8
9
10
VHN
Nama Sampel; %kitosan
Grafik Kekerasan Sampel dengan Variasi Kitosan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 OD Viabilitas Sel (%)
F 0,3276 ± 0,0122 87,00 F1 0,3780 ± 0,0220 97,11 F2 0,3014 ± 0,0372 81,73 F3 0,3751 ± 0,0572 96,54 F4 0,1218 ± 0,0114 45,66
Kitosan 0,0966 ± 0,0059 40,61
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
0
20
40
60
80
100
120
Via
bilit
as S
el (%
)
Nama Sampel
Hasil Uji MTT Assay
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
53
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 HA-
kitosan 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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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, K.H., 2007, Classification of Living Organisms,
http://easttennesseewildflowers.com/presentations/Classification_of_Living_Organisms.pdf, Diakses pada tanggal 30 Nopember 2011.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
LAMPIRAN 1
Hasil Uji XRD Kandungan Tulang Sotong (Sepia sp.)
Graphics
Peak List
Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
10.69(2) 13(2) 0.24(6) 8.26937 3.75
10.72(2) 6(2) 0.24(6) 8.26937 1.87
26.230(2) 328(8) 0.196(6) 3.39480 94.87
26.296(2) 164(8) 0.196(6) 3.39480 47.44
27.212(3) 160(5) 0.23(1) 3.27448 46.17
27.281(3) 80(5) 0.23(1) 3.27448 23.09
31.134(6) 44(6) 0.15(3) 2.87036 12.80
31.213(6) 22(6) 0.15(3) 2.87036 6.40
31.68(1) 18(3) 0.25(6) 2.82224 5.21
31.76(1) 9(3) 0.25(6) 2.82224 2.61
33.139(2) 346(13) 0.149(7) 2.70114 100.00
33.223(2) 173(13) 0.149(7) 2.70114 50.00
36.155(3) 148(7) 0.22(2) 2.48243 42.71
36.248(3) 74(7) 0.22(2) 2.48243 21.35
37.281(9) 40(3) 0.27(3) 2.41000 11.47
37.377(9) 20(3) 0.27(3) 2.41000 5.74
37.906(3) 181(10) 0.16(1) 2.37164 52.43
38.004(3) 91(10) 0.16(1) 2.37164 26.22
38.50(1) 100(9) 0.41(2) 2.33626 29.04
38.60(1) 50(9) 0.41(2) 2.33626 14.52
41.209(9) 33(3) 0.29(5) 2.18888 9.51
41.316(9) 16(3) 0.29(5) 2.18888 4.76
42.923(6) 77(6) 0.23(2) 2.10534 22.25
43.035(6) 38(6) 0.23(2) 2.10534 11.13
45.871(2) 225(9) 0.22(2) 1.97669 65.03
45.991(2) 112(9) 0.22(2) 1.97669 32.52
48.375(5) 93(3) 0.39(2) 1.88006 26.85
48.503(5) 46(3) 0.39(2) 1.88006 13.43
50.224(5) 71(4) 0.28(2) 1.81507 20.53
50.358(5) 35(4) 0.28(2) 1.81507 10.26
52.493(3) 163(7) 0.17(1) 1.74185 47.03
52.633(3) 81(7) 0.17(1) 1.74185 23.51
53.025(6) 56(3) 0.31(2) 1.72560 16.29
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
53.167(6) 28(3) 0.31(2) 1.72560 8.14
Pattern List Visible *
Ref.Code 01-071-4891
Score 90
Compound Name Calcium Carbonate
Displ.[°2Th] -0.059
Scale Fac. 0.926
Chem. Formula Ca ( C O3 )
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
LAMPIRAN 2
Hasil Uji XRD Hidroksiapatit dari Proses Hidrotermal
1. Sampel A
Graphics
Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
25.857(5) 69(4) 0.23(2) 3.44294 62.55
25.922(5) 34(4) 0.23(2) 3.44294 31.27
28.82(2) 15(2) 0.61(8) 3.09535 13.91
28.89(2) 8(2) 0.61(8) 3.09535 6.95
31.72(1) 110(8) 0.52(3) 2.81867 100.00
31.80(1) 55(8) 0.52(3) 2.81867 50.00
32.17(1) 64(6) 0.32(4) 2.78054 57.97
32.25(1) 32(6) 0.32(4) 2.78054 28.99
32.81(1) 59(3) 0.56(4) 2.72744 53.66
32.89(1) 30(3) 0.56(4) 2.72744 26.83
34.01(2) 23(2) 0.45(5) 2.63412 20.97
34.09(2) 12(2) 0.45(5) 2.63412 10.49
39.62(2) 19(1) 0.73(4) 2.27266 17.38
39.73(2) 10(1) 0.73(4) 2.27266 8.69
41.95(5) 3(1) 0.4(2) 2.15199 3.18
42.06(5) 2(1) 0.4(2) 2.15199 1.59
43.78(3) 5(1) 0.3(1) 2.06618 4.78
43.89(3) 3(1) 0.3(1) 2.06618 2.39
46.59(1) 27(2) 0.46(4) 1.94792 24.77
46.71(1) 14(2) 0.46(4) 1.94792 12.39
47.98(3) 9(1) 0.53(9) 1.89447 7.95
48.11(3) 4(1) 0.53(9) 1.89447 3.98
49.49(1) 29(2) 0.90(4) 1.84029 26.67
49.62(1) 15(2) 0.90(4) 1.84029 13.34
53.14(1) 21(2) 0.33(6) 1.72217 18.84
53.28(1) 10(2) 0.33(6) 1.72217 9.42
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
Pattern List
Visible *
Ref.Code 01-072-1243
Score 60
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide
Displ.[°2Th] -0.079
Scale Fac. 0.822
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2
2. Sampel B
Graphics
Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
10.76(3) 11(2) 0.36(8) 8.21265 10.44
10.79(3) 5(2) 0.36(8) 8.21265 5.22
25.843(7) 58(3) 0.33(2) 3.44474 55.33
25.908(7) 29(3) 0.33(2) 3.44474 27.66
28.79(2) 15(1) 0.80(5) 3.09863 14.63
28.86(2) 8(1) 0.80(5) 3.09863 7.31
31.69(2) 104(8) 0.54(5) 2.82091 100.00
31.77(2) 52(8) 0.54(5) 2.82091 50.00
32.16(2) 69(9) 0.38(6) 2.78121 66.44
32.24(2) 35(9) 0.38(6) 2.78121 33.22
32.82(2) 60(4) 0.54(4) 2.72652 57.33
32.91(2) 30(4) 0.54(4) 2.72652 28.66
33.98(1) 26(2) 0.40(3) 2.63641 24.99
34.06(1) 13(2) 0.40(3) 2.63641 12.49
39.62(2) 16(1) 0.90(5) 2.27289 15.62
39.72(2) 8(1) 0.90(5) 2.27289 7.81
46.60(1) 27(2) 0.53(4) 1.94725 25.71
46.73(1) 13(2) 0.53(4) 1.94725 12.85
47.94(2) 12(2) 0.39(6) 1.89611 11.02
48.07(2) 6(2) 0.39(6) 1.89611 5.51
49.52(1) 30(2) 1.02(4) 1.83929 28.82
49.65(1) 15(2) 1.02(4) 1.83929 14.41
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
53.14(1) 19(2) 0.38(4) 1.72206 18.40
53.29(1) 10(2) 0.38(4) 1.72206 9.20
Pattern List
Visible *
Ref.Code 01-072-1243
Score 59
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide
Displ.[°2Th] -0.078
Scale Fac. 0.985
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2
3. Sampel C
Graphics
Peak List
Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
25.863(5) 78(4) 0.25(2) 3.44218 67.89
25.928(5) 39(4) 0.25(2) 3.44218 33.95
28.15(1) 17(3) 0.21(4) 3.16781 14.41
28.22(1) 8(3) 0.21(4) 3.16781 7.21
28.91(2) 17(1) 0.56(5) 3.08551 14.82
28.99(2) 8(1) 0.56(5) 3.08551 7.41
31.74(1) 115(7) 0.45(3) 2.81668 100.00
31.82(1) 57(7) 0.45(3) 2.81668 50.00
32.17(1) 82(6) 0.37(4) 2.78052 71.65
32.25(1) 41(6) 0.37(4) 2.78052 35.83
32.88(2) 62(3) 0.53(3) 2.72207 54.32
32.96(2) 31(3) 0.53(3) 2.72207 27.16
34.01(1) 31(2) 0.32(2) 2.63393 27.36
34.10(1) 16(2) 0.32(2) 2.63393 13.68
39.73(1) 22(1) 0.58(3) 2.26714 19.50
39.83(1) 11(1) 0.58(3) 2.26714 9.75
41.97(5) 4(1) 0.4(2) 2.15099 3.30
42.08(5) 2(1) 0.4(2) 2.15099 1.65
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
43.855(9) 15(2) 0.09(1) 2.06274 13.44
43.970(9) 8(2) 0.09(1) 2.06274 6.72
46.631(9) 33(2) 0.46(3) 1.94622 28.65
46.753(9) 16(2) 0.46(3) 1.94622 14.33
48.01(2) 13(1) 0.55(7) 1.89344 11.10
48.14(2) 6(1) 0.55(7) 1.89344 5.55
49.49(1) 37(2) 0.63(3) 1.84026 32.51
49.62(1) 19(2) 0.63(3) 1.84026 16.26
53.15(1) 23(2) 0.34(4) 1.72171 20.30
53.30(1) 12(2) 0.34(4) 1.72171 10.15
Pattern List Visible *
Ref.Code 01-072-1243
Score 56
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide
Displ.[°2Th] -0.063
Scale Fac. 1.003
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
LAMPIRAN 3
Hasil Uji XRD Hidroksiapatit Setelah Disintering
1. Sampel D
Graphics
Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
10.8244 215.71 0.0669 8.17361 13.01
16.8441 65.44 0.1004 5.26368 3.95
18.7858 41.81 0.1004 4.72378 2.52
21.7416 97.54 0.0836 4.08778 5.88
22.8347 91.40 0.0836 3.89453 5.51
25.8750 598.58 0.0836 3.44340 36.09
28.1491 90.19 0.1338 3.17018 5.44
28.8717 243.27 0.0669 3.09246 14.67
31.2425 77.63 0.1004 2.86299 4.68
31.7152 1658.43 0.0669 2.82139 100.00
32.1691 931.94 0.0612 2.78031 56.19
32.2682 425.62 0.0612 2.77888 25.66
32.8351 1098.95 0.0612 2.72542 66.26
34.0311 377.05 0.0816 2.63232 22.74
34.5803 46.70 0.1224 2.59176 2.82
35.4024 88.14 0.0612 2.53344 5.31
38.4365 51.25 0.1836 2.34014 3.09
39.1418 70.59 0.1632 2.29959 4.26
39.7137 338.99 0.0816 2.26778 20.44
39.8317 187.90 0.0612 2.26695 11.33
41.9165 82.60 0.0816 2.15355 4.98
43.8523 71.96 0.0816 2.06287 4.34
44.6553 125.03 0.1224 2.02762 7.54
45.2865 64.98 0.1224 2.00082 3.92
46.6299 505.86 0.0816 1.94625 30.50
46.7618 250.69 0.0612 1.94589 15.12
48.0154 210.27 0.0612 1.89328 12.68
48.1509 100.12 0.0612 1.89296 6.04
48.4799 58.98 0.1224 1.87622 3.56
49.4507 526.32 0.0816 1.84164 31.74
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
49.5865 251.14 0.0612 1.84147 15.14
50.3838 239.55 0.1020 1.80970 14.44
50.5173 135.53 0.0816 1.80971 8.17
51.1582 200.79 0.0816 1.78410 12.11
51.3011 106.88 0.0612 1.78389 6.44
51.9948 196.06 0.0612 1.75735 11.82
52.1402 94.73 0.0612 1.75715 5.71
53.2085 191.20 0.0816 1.72009 11.53
55.7817 88.47 0.0816 1.64668 5.33
57.0629 61.90 0.1020 1.61272 3.73
58.0246 17.26 0.4896 1.58825 1.04
59.8082 74.86 0.0816 1.54508 4.51
60.3539 22.61 0.2448 1.53241 1.36
61.6647 73.99 0.1020 1.50294 4.46
62.8664 96.28 0.1020 1.47707 5.81
63.9439 114.62 0.1020 1.45476 6.91
64.0947 126.26 0.0816 1.45170 7.61
64.8836 105.14 0.0816 1.43594 6.34
65.0636 73.71 0.1224 1.43240 4.44
66.2958 24.54 0.2448 1.40873 1.48
Pattern List Visible * *
Ref.Code 01-072-1243 01-073-4869
Score 62 11
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide Calcium Phosphate
Displ.[°2Th] 0.000 0.000
Scale Fac. 0.902 0.076
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2 Ca3 ( P O4 )2
2. Sampel E
Graphics
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
Peak List
Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
10.8403 235.10 0.0836 8.16169 15.97
16.8709 46.87 0.2676 5.25537 3.18
21.7582 117.73 0.0502 4.08471 8.00
22.8560 100.18 0.0836 3.89095 6.80
25.8556 538.46 0.0836 3.44594 36.57
27.8890 78.96 0.1004 3.19915 5.36
28.1144 120.65 0.0669 3.17401 8.19
28.9075 263.13 0.0669 3.08871 17.87
31.1526 135.09 0.1004 2.87105 9.17
31.7470 1472.35 0.0669 2.81864 100.00
32.1662 818.96 0.0669 2.78285 55.62
32.8776 970.12 0.0669 2.72424 65.89
34.0347 294.03 0.0669 2.63423 19.97
34.4860 71.20 0.1673 2.60079 4.84
35.4623 42.19 0.1004 2.53139 2.87
38.3718 52.38 0.2342 2.34588 3.56
39.1637 67.66 0.0669 2.30026 4.60
39.7706 322.55 0.0669 2.26654 21.91
41.9622 109.95 0.0669 2.15309 7.47
43.8312 68.97 0.0669 2.06552 4.68
44.6735 198.03 0.1171 2.02852 13.45
45.2917 60.62 0.0669 2.00226 4.12
46.6612 431.98 0.0816 1.94502 29.34
46.7950 215.56 0.0816 1.94459 14.64
48.0433 175.07 0.0816 1.89225 11.89
48.1787 120.91 0.0612 1.89193 8.21
48.5404 56.52 0.1632 1.87402 3.84
49.4459 466.13 0.0816 1.84180 31.66
49.5850 221.42 0.0816 1.84153 15.04
50.4486 231.32 0.1020 1.80752 15.71
50.5858 108.58 0.0816 1.80742 7.37
51.2256 153.84 0.0816 1.78192 10.45
52.0403 167.52 0.0612 1.75592 11.38
52.1919 81.70 0.0612 1.75553 5.55
53.1429 162.20 0.1020 1.72206 11.02
55.8340 83.83 0.1020 1.64526 5.69
57.1048 56.50 0.0816 1.61163 3.84
58.1303 16.97 0.4896 1.58562 1.15
59.8874 60.03 0.1020 1.54323 4.08
61.6731 50.52 0.2856 1.50276 3.43
62.9381 109.15 0.1020 1.47556 7.41
63.9368 113.60 0.0816 1.45490 7.72
64.1215 148.74 0.0816 1.45115 10.10
64.9668 119.33 0.0816 1.43430 8.11
66.3876 24.94 0.3264 1.40701 1.69
69.6899 11.73 0.4896 1.34819 0.80
71.5376 46.08 0.1224 1.31784 3.13
72.1705 26.94 0.1224 1.30783 1.83
73.9595 61.07 0.1224 1.28056 4.15
74.8867 13.86 0.3264 1.26699 0.94
Pattern List Visible * *
Ref.Code 01-072-1243 01-073-4869
Score 76 13
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide Calcium Phosphate
Displ.[°2Th] 0.000 0.000
Scale Fac. 0.908 0.132
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2 Ca3 ( P O4 )2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
3. Sampel F
Graphics
Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
10.8454 277.50 0.0836 8.15780 14.31
16.8511 81.31 0.0669 5.26149 4.19
18.8477 43.14 0.1171 4.70839 2.23
21.7698 139.58 0.0836 4.08256 7.20
22.8564 144.78 0.0669 3.89088 7.47
25.3531 47.71 0.1004 3.51309 2.46
25.8674 737.25 0.0836 3.44440 38.03
28.1186 176.60 0.0502 3.17354 9.11
28.9161 302.41 0.0669 3.08782 15.60
31.2635 62.14 0.1338 2.86111 3.21
31.7576 1938.59 0.0816 2.81538 100.00
31.8558 909.07 0.0408 2.81391 46.89
32.1772 1086.57 0.0816 2.77962 56.05
32.2769 473.66 0.0408 2.77815 24.43
32.8924 1248.14 0.0816 2.72080 64.38
32.9919 531.98 0.0408 2.71956 27.44
34.0470 414.91 0.0612 2.63112 21.40
34.5691 32.15 0.1632 2.59257 1.66
35.4527 100.11 0.0816 2.52996 5.16
39.1785 103.33 0.1020 2.29752 5.33
39.7837 419.97 0.0612 2.26395 21.66
39.8985 233.10 0.0408 2.26331 12.02
40.4708 10.73 0.2448 2.22708 0.55
41.9795 129.30 0.0816 2.15046 6.67
43.8441 104.33 0.0816 2.06324 5.38
44.3548 20.12 0.0816 2.04066 1.04
45.3068 72.05 0.1020 1.99997 3.72
46.6759 597.42 0.0612 1.94444 30.82
46.8034 303.49 0.0612 1.94426 15.66
48.0579 241.28 0.0816 1.89170 12.45
48.1978 139.04 0.0612 1.89123 7.17
48.5727 77.85 0.0612 1.87285 4.02
49.4548 595.74 0.0816 1.84149 30.73
49.5955 329.90 0.0612 1.84116 17.02
50.4664 310.19 0.0612 1.80693 16.00
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
50.6034 166.79 0.0612 1.80683 8.60
51.2418 219.95 0.0816 1.78139 11.35
51.3863 114.02 0.0816 1.78113 5.88
52.0534 224.00 0.0816 1.75551 11.56
52.2044 99.31 0.0816 1.75513 5.12
53.1786 237.97 0.1020 1.72099 12.28
53.3261 134.73 0.0612 1.72084 6.95
54.4646 16.19 0.2448 1.68335 0.84
55.8476 94.96 0.0612 1.64489 4.90
55.9923 63.47 0.0612 1.64506 3.27
57.1008 76.03 0.0816 1.61173 3.92
57.2581 45.49 0.0816 1.61168 2.35
58.0259 21.10 0.3264 1.58822 1.09
58.7322 18.20 0.1428 1.57079 0.94
59.9022 74.15 0.0816 1.54288 3.82
Pattern List Visible * *
Ref.Code 01-072-1243 01-073-4869
Score 78 6
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide Calcium Phosphate
Displ.[°2Th] 0.010 0.007
Scale Fac. 0.923 0.064
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2 Ca3 ( P O4 )2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
LAMPIRAN 4
Hasil Uji XRD Komposit F1
Graphics
Peak List Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]
10.8462 275.70 0.0669 8.15722 15.07
11.6673 87.31 0.0669 7.58490 4.77
16.8473 82.24 0.0669 5.26268 4.49
18.8119 48.16 0.0502 4.71727 2.63
20.9739 55.78 0.1338 4.23564 3.05
21.7468 97.88 0.1004 4.08682 5.35
22.8604 119.45 0.1004 3.89021 6.53
25.3651 33.95 0.1338 3.51146 1.85
25.8648 702.44 0.0836 3.44473 38.38
28.1135 143.40 0.0669 3.17411 7.84
28.9229 294.29 0.0669 3.08710 16.08
29.3183 39.95 0.1004 3.04636 2.18
30.5478 22.11 0.1673 2.92649 1.21
31.7554 1830.03 0.0816 2.81558 100.00
31.8516 861.81 0.0408 2.81427 47.09
32.1734 957.58 0.0612 2.77994 52.33
32.2705 445.92 0.0408 2.77869 24.37
32.8873 1082.17 0.0816 2.72121 59.13
32.9855 554.16 0.0612 2.72007 30.28
34.0428 400.31 0.0612 2.63144 21.87
35.4405 80.33 0.0612 2.53080 4.39
39.1813 95.45 0.0612 2.29736 5.22
39.7776 373.89 0.0816 2.26428 20.43
39.8913 200.26 0.0408 2.26370 10.94
40.4624 15.52 0.2448 2.22753 0.85
41.9706 112.30 0.0612 2.15090 6.14
43.8350 80.22 0.0612 2.06365 4.38
45.2927 70.65 0.0612 2.00056 3.86
46.6726 505.97 0.0816 1.94457 27.65
46.7989 242.59 0.0408 1.94444 13.26
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
48.0597 219.96 0.0816 1.89164 12.02
48.1834 116.83 0.0612 1.89176 6.38
48.5687 78.96 0.0612 1.87300 4.31
49.4519 534.32 0.0816 1.84159 29.20
49.5907 313.02 0.0612 1.84133 17.10
50.4624 270.53 0.1020 1.80706 14.78
50.5976 141.12 0.0612 1.80703 7.71
51.2331 186.23 0.1020 1.78167 10.18
51.4020 80.72 0.0816 1.78063 4.41
52.0550 212.20 0.0816 1.75546 11.60
52.1998 112.13 0.0816 1.75528 6.13
53.1682 243.26 0.0816 1.72130 13.29
53.3272 124.99 0.0816 1.72080 6.83
54.4787 8.86 0.4896 1.68295 0.48
55.8386 105.04 0.0816 1.64514 5.74
55.9858 41.54 0.0816 1.64524 2.27
57.0838 68.68 0.0816 1.61218 3.75
58.0058 24.88 0.0816 1.58872 1.36
58.4400 7.56 0.6528 1.57795 0.41
59.9099 59.36 0.1428 1.54270 3.24
Pattern List Visible * *
Ref.Code 01-072-1243 01-072-1240
Score 80 16
Compound Name Calcium Phosphate Hydroxide Calcium Hydrogen
Phosphate Hydrate
Displ.[°2Th] 0.006 -0.013
Scale Fac. 0.872 0,052
Chem. Formula Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2 Ca H P O4 ( H2 O )2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
𝜕𝑃 ∆𝑃 +
𝜕𝜎
𝜕𝑡 ∆𝑑
∆𝜎 = 2
𝜋𝑡𝑑 ∆𝑃 +
−2𝑃
𝜋𝑡𝑑2 ∆𝑑
1. Sampel F
< 𝜎 > = 2 × 0,01
3,14 × 13 × 2,125
< 𝜎 > = 0,000231 𝑘𝑁
𝑚𝑚2
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
< 𝜎 > = 0,231 𝑀𝑃𝑎
Dan
∆𝜎 = 2
3,14 × 13 × 2,125 0,1 × 10−3 +
−2 × 0,01
3,14 × 13 × 2,1252 0,025
∆𝜎 = 0,000005 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 0,1 × 10−3 +
−2 × 0,23
3,14 × 13 × 2,152 0,025
∆𝜎 = 0,000063 𝑘𝑁
𝑚𝑚2
∆𝜎 = 0,063 𝑀𝑃𝑎
Sehingga didapatkan
𝜎𝐹1 = 5,241 ± 0,063 𝑀𝑃𝑎
3. Sampel F2
< 𝜎 > = 2 × 0,17
3,14 × 13 × 2,275
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
< 𝜎 > = 0,003661 𝑘𝑁
𝑚𝑚2
< 𝜎 > = 3,661 𝑀𝑃𝑎
Dan
∆𝜎 = 2
3,14 × 13 × 2,275 0,1 × 10−3 +
−2 × 0,17
3,14 × 13 × 2,2752 0,025
∆𝜎 = 0,000042 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 0,1 × 10−3 +
−2 × 0,15
3,14 × 13 × 2,1752 0,025
∆𝜎 = 0,000041 𝑘𝑁
𝑚𝑚2
∆𝜎 = 0,041 𝑀𝑃𝑎
Sehingga didapatkan
𝜎𝐹3 = 3,379 ± 0,041 𝑀𝑃𝑎
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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 0,1 × 10−3 +
−2 × 0,13
3,14 × 13 × 2,252 0,025
∆𝜎 = 0,000034 𝑘𝑁
𝑚𝑚2
∆𝜎 = 0,034 𝑀𝑃𝑎
Sehingga didapatkan
𝜎𝐹4 = 2,831 ± 0,034 𝑀𝑃𝑎
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
LAMPIRAN 6
Kekerasan (Hardness)
Tabel Lampiran 2. Hasil pengukuran kekerasan (hardness)
Nama Sampel Hardness (VHN) Pengukuran ke- I II III
F 5,5 5,3 6,5 F1 8,4 9,0 9,0 F2 6,6 8,6 7,1 F3 6,9 7,1 7,1 F4 10,4 7,9 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
𝛥 𝑉𝐻𝑁 = 𝛴 𝑉𝐻𝑁𝑖
2 − 𝑛 < 𝑉𝐻𝑁 >2
𝑛(𝑛 − 1)
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
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
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
Dan
𝛥 𝑉𝐻𝑁 = (8,42+9,02+9,02)− 3<8,800>2
3(3−1)= 0,200 𝑉𝐻𝑁
Sehingga diperoleh
𝑉𝐻𝑁𝐹1 = 8,800 ± 0,200 𝑉𝐻𝑁
3. Sampel F2
Rata-rata ketiga titik adalah
< 𝑉𝐻𝑁𝐹2 > =6,6+8,6+7,1
3= 7,433 𝑉𝐻𝑁
Dan
𝛥 𝑉𝐻𝑁 = (6,62+8,62+7,12 )− 3<7,433 >2
3(3−1)= 0,603 𝑉𝐻𝑁
Sehingga diperoleh
𝑉𝐻𝑁𝐹2 = 7,433 ± 0,603 𝑉𝐻𝑁
4. Sampel F3
Rata-rata ketiga titik adalah
< 𝑉𝐻𝑁𝐹3 > =6,9+7,1+7,1
3 = 7,033 𝑉𝐻𝑁
Dan
𝛥 𝑉𝐻𝑁 = (6,92+7,12+7,12 )− 3<7,033 >2
3(3−1) = 0,082 𝑉𝐻𝑁
Sehingga diperoleh
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
𝑉𝐻𝑁𝐹3 = 7,033 ± 0,082 𝑉𝐻𝑁
5. Sampel F4
Rata-rata ketiga titik adalah
< 𝑉𝐻𝑁𝐹4 > =10,4+7,9+6,5
3= 8,267 𝑉𝐻𝑁
Dan
𝛥 𝑉𝐻𝑁 = (10,42 +7,92 +6,52)− 3<8,267>2
3(3−1)= 1,139 𝑉𝐻𝑁
Sehingga diperoleh
𝑉𝐻𝑁𝐹4 = 8,267 ± 1,139 𝑉𝐻𝑁
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
LAMPIRAN 7
Hasil uji MTT Assay
Tabel Lampiran 3. Viabilitas sel dari uji MTT Assay
OD kontrol OD Perlakuan Sel Media F F1 F2 F3 F4 Kitosan 0,383 0,107 0,376 0,503 0,197 0,692 0,127 0,101 0,375 0,096 0,307 0,403 0,239 0,277 0,095 0,087 0,381 0,120 0,348 0,419 0,231 0,466 0,153 0,112 0,436 0,120 0,356 0,355 0,194 0,174 0,115 0,114 0,404 0,081 0,317 0,350 0,455 0,456 0,074 0,070 0,410 0,118 0,331 0,349 0,287 0,374 0,178 0,105 0,374 0,100 0,263 0,303 0,431 0,268 0,113 0,077 0,376 0,103 0,323 0,342 0,377 0,294 0,119 0,107
Rata-rata OD 0,3924 0,1056 0,3276 0,3780 0,3014 0,3751 0,1218 0,0966 Viabilitas Sel
(%) 87,00 97,11 81,73 96,54 45,66 40,61
Rata-rata nilai absorbansi dihitung dengan :
< 𝑂𝐷 > = 𝛴 𝑂𝐷𝑖𝑛
< 𝑂𝐷 >=𝑂𝐷1 + 𝑂𝐷2 +…+ 𝑂𝐷𝑛
𝑛
Viabilitas sel dihitung dengan :
𝑉𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙(% 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙)
=𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙
𝑉𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑒𝑙(% 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙)
=𝑂𝐷 𝑃𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛+ 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎
𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑠𝑒𝑙 + 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 × 100%
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah
Tabel Lampiran 4. Simpangan baku rata-rata OD
OD2 kontrol OD2 Perlakuan Sel Media F F1 F2 F3 F4 Kitosan 0,146689 0,011449 0,141376 0,253009 0,038809 0,478864 0,016129 0,010201 0,140625 0,009216 0,094249 0,162409 0,057121 0,076729 0,009025 0,007569 0,145161 0,014400 0,121104 0,175561 0,053361 0,217156 0,023409 0,012544 0,190096 0,014400 0,126736 0,126025 0,037636 0,030276 0,013225 0,012996 0,163216 0,006561 0,100489 0,122500 0,207025 0,207936 0,005476 0,004900 0,168100 0,013924 0,109561 0,121801 0,082369 0,139876 0,031684 0,011025 0,139876 0,010000 0,069169 0,091809 0,185761 0,071824 0,012769 0,005929 0,141376 0,010609 0,104329 0,116964 0,142129 0,086436 0,014161 0,011449
Jumlah OD2 1,235139 0,090559 1,170078 0,804211 1,309097 0,125878 0,076613 0,867013
ΔOD 0,007876 0,004829 0,021960 0,037224 0,057219 0,011412 0,005858 0,012180
Simpangan baku rata-rata OD dihitung dengan :
∆ 𝑂𝐷 = 𝛴𝑂𝐷2 − (𝑛 × < 𝑂𝐷 >2)
𝑛 × (𝑛 − 1)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi Sintesis dan Karakterisasi Komposit Hidroksiapatit dari Tulang Sotong (Sepia Sp.)-Kitosan Untuk Kandidat Aplikasi Bone Filler
Istifarah