KARAKTERISASI SEM PERTUMBUHAN APATIT PADA SCAFFOLD BERBASIS ALGINAT SEBAGAI BONEGRAFT YANG

DIRENDAM DI DALAM SIMULATION BODY FLUID

Dinar Ardhananeswari

G1G009007

HASIL LAPORAN PRAKTIK BELAJAR LAPANGAN

LATAR BELAKANG

Kehilangan jaringan tulang penyangga

Kehilangan Fungsi Tubuh:

•Mengunyah•Fungsi bicara•Estetika•Disorder TMJ

Dapat diatasi dengan terapi konvensional

Bonegraft, salah satunya Scaffold

Syarat scaffold yang baik :

-Biokompatibel-Biodegradasi-Osteokonduktif-Osteoinduktif-Sifat mekanik yang baik-Bersifat Bioaktif

RUMUSAN MASALAH

Bagaimana pertumbuhan apatit pada scaffold berbasis alginat sebagai bonegraft yang direndam didalam Simulation Body Fluid .

TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan karakterisasi SEM pertumbuhan apatit pada scaffold berbasis alginate yang direndam dalam Simulation Body Fluid Ringers selama 3 hari.

TINJAUAN PUSTAKA

1. BONEGRAFT

Bagian jaringan yang diambil dari satu tempat dan di transplantasikan ke tempat lain, baik pada individu yang sama maupun yang berlainan.

Tujuannya adalah untuk memperbaiki suatu cacat yang disebabkan oleh penyakit, kecelakaan, atau anomali pertumbuhan dan perkembangan.

2. SCAFFOLD

Susunan 3-dimensi yang berfungsi sebagai bantuan sementara pada sel yang diisolasi, agar tumbuh menjadi jaringan baru sebelum ditransplantasikan pada host.

Sifat bioaktif yang harus dimiliki oleh scaffold berfungsi untuk memfasilitasi ikatan biokimia dengan jaringan tulang yang akan diperbaiki.

3. ALGINATAlginat merupakan zat biodegradasi yang diekstrak dari rumput laut. mengandung kalsium, magnesium, strontium, dan barium ion. fungsi utama alginat digunakan sebagai rangka yang memberikan kekuatan, biokompatibilitas dan fleksibilitas (Junita,dkk.,2002)

4. APATITMenginisiasi proses perkembangan dari sel tulang. Karbonat apatit (Ca10(PO4)x(CO3)y(OH)z) memiliki karakteristik layaknya tulang manusia. karbonat apatit dapat meningkatkan sifat osteokonduktivitas Scaffold proses perbaikan dan perkembangan jaringan akan berjalan dengan lebih cepat (Venkatesan dan Kim, 2010)

ION KONSENTRASI

Na+

K+

Mg2+

Ca2+

Cl-

HCO3-

HPO42-

SO42-

39.11.40

0.440.70.600

5. SIMULATION BODY FLUIDLarutan yang dibuat menyerupai kondisi tubuh (darah) manusia yang sebenarnya, dengan cara mengatur konsentrasi ion-ion seperti yang terkandung di dalam tubuh manusia sehingga pH menyerupai kondisi tubuh manusia. yang sering digunakan adalah blood plasma , HBSS, Ringer’s solution dan kokubo ( Abe et al, 2001).

KONSENTRASI ION RINGERS

6. FREEZE DRYINGLarutan organik yang akan digunakan sebagai bahan Scaffold dimasukan kedalam suatu cetakan kemudian didinginkan hingga campuran menjadi padat. Proses drying dilakukan untuk memisahkan pelarut sehingga diperoleh sifat porus pada Scaffold ( Corporation,2010)

7. SCANNING ELECTRON MICROSCOPEAlat karakterisasi yang dapat melihat mikrostruktur dari sampel hingga perbesaran 150000x. Morfologi dari suatu material dapat diamati dengan menggunakan alat ini.

Metode dan Jenis Penelitian

Metode penelitian ini berupa metode kuantitatif dan Jenis Penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimental laboratoris

Lokasi Penelitian

Tempat dilakukannya penelitian adalah sebagai berikut

1. Laboratorium Advanced Materials Processing Program Studi Teknik Fisika Fakultas Teknik Industri Institut Teknologi Bandung.

2. Laboratorium Sekolah Farmasi ITB

3. MIPA Institut Teknologi Bandung Waktu Penelitian

Dilaksanakan pada tanggal 30 November – 7 Desember 2012.

KERANGKA KONSEP

Variabel bebas :

Scaffold alginat - apatit 0,08 grLarutan Ringer’s SBF

Variabel terikat :

Morfologi SEM Scaffold alginat - apatit 0,08 gr

SAMPEL PENELITIAN

Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1 sampel yaitu sampel scaffold berbasis alginate-karbonat apatit 0,08

gram.

ALAT DAN BAHAN

Alat Penelitian :

Gelas KimiaTimbangan digitalMagnetic stirrerPipet tetesSpatulapH meterUltraturaxTungku PembakaranSEMMedia Freeze drying

Bahan penelitian :

Sodium alginatDiamonium hidrogen fosfatKalsium nitrat (Ca(NO3)2.4H2O)Amonia (NH4OH)Kalsium klorida (CaCl2)Kalsium karbonat (CaCO3)Asam asetat (CH3COOH)Silika gelAqua dm

CARA KERJA

1. Membuat larutan Alginat 3%alginat + Aqua dm. Diaduk dengan Ultra turax selama 15 menit.

2. Pembuatan Karbonat Apatitmenggunakan prekusor, berupa :- larutan kalsium nitrat- Larutan diamon hidrogen fosfat- Larutan kalsium karbonat + Asetat 5ml ( diaduk satu persatu dengan magnetic strirer)- lakukan pencampuran- penambahan pH dengan NH4OH sampai pH 9,5- Diaging 1 hari, lalu disaring - Kalsinasi pada temperatur 700◦ C , selama 2 jam

3. Pencampuran Alginat dan Apatitalginat+ apatit + kalsium kloride 2ml sebagai crosling.

4. Freeze DryingCampuran alginat+apatit didinginkan 1 hari dan di freeze drying dengan suhu 80◦C.

5. Pembuatan Simulation Body Fluid-Mencampurkan semua reagen kedalam satu liter air pada temperatur 36,5◦C. Diaduk dengan magnetic strirer.- Tambahkan HCl agar pH 7,4

6. Perendaman Scaffold dalam SBFSampel berbentuk tabung direndam dalam SBF selama 3 hari.

HASIL PENELITIAN

1. Pembuatan Scaffold berbasis alginat- apatit

Hasil Pembuatan Scaffold setelah dilakukan Freeze drying.

2. Perendaman Scaffold dalam SBF Ringers

Hasil perendaman Scaffold dalam larutan SBF. Scaffold tersebut terdegradasi dalam waktu yang relatif cepat dari waktu yang ditentukan.

PEMBAHASAN

Penelitian ini tidak berhasil dilakukan, dikarenakan scaffold berbasis alginat terdegradasi dalam waktu yang singkat, sehingga scaffold telarut dalam larutan SBF.

Degradasi ini dikarenakan Ca didalam alginat kedudukannya di geser kembali oleh ion-ion garam dalam SBF yang komposisinya lebih tinggi. Bentuk scaffold yang kembali larut menyebabkan karakterisasi SEM pertumbuhan apatit tidak dapat dilakukan.

SIMPULAN

1. Penelitian dinyatakan tidak berhasil karena scaffold alginat-apatit terdegradasi dalam waktu yang singkat. scaffold yang tadinya berbentuk tabung kembali larut dalam cairan SBF . sehingga karakteristik apatit dalam scaffold tidak dapat dilihat melalui uji SEM.

2. Scaffold alginat- apatit ini belum bisa di aplikasikan ke dalam tubuh manusia, karena degradasi suatu graft yang baik dalam tubuh minimal 6 bulan setelah graft dipasang (Hutmacher, 2000).

SARAN.

Perlu ditambahkan kitosan dalam komposisi scaffold karena kitosan merupakan suatu polimer alami yang bersifat biokompatibel dan biodegradable yang berperan memberikan sifat fleksibilitas dan kekuatan mekanik pada scaffold. Sifat hidrofobik pada kitosan membuat bahan scaffold tidak akan mudah terdegradasi oleh larutan karena kitosan membentuk ion mekanik dengan alginat sehingga uji SEM akan dapat dilakukan (Kurnianto, 2011).

DAFTAR PUSTAKA Abe, Y., Kawashita, M., Kokubo, T., dan Nakamura, T.,

2001, "Effects of Solutions on Apatite Formation on Substrate in Biomimetic Process", J. Ceram. Soc. Japan, 109 [2], 106-109 .

Chandra, B., 2008, Metodologi Penelitian Kesehatan, EGC, Jakarta

Corporation, A.L., 2010, Guide to Freeze Drying for the Laboratory.

Corporation, T.N., 2001, Introduction to Fourier Transform Infrared Spectrometry, Thermo Nicolet Corporation.

Hutmacher, D.W., 2000, Scaffold in Tissue Engineering Bone and Cartilage Biomaterial.

Junita, S., 2002, Ekstrasi Alginat dari Rumput Laut Sargassum Serta Aplikasinya Sebagai Penstabil Es Krim.

 

Klawitter, J.J., Hulbert, S.F., 2004, Application of Porous Ceramics For The Attachment Of Load Bearing Internal Orthopedic Application, Journal Of Biomedical Materials Research, Vol 5, no. 6, pp. 161-229.

Kurnianto, H., 2011, Sintesis Membran Support Alginat-Kitosan dengan Tehnik Pengeringan Beku dan Penumbuhan Hidroksiapatit dengan Metode Self Assembly untuk Aplikasi Scaffold, Thesis, Program Studi Magister Ilmu dan Tehnik Material Institut Tehnologi Bandung.

Laurencin, Cato T., 2003, Bone Graft Substitutes. West Conshohocken, PA: American Society for Testing and Materials.

Sianturi, Josafat., 2008, Preparasi dan Karakterisasi Kalsium Ferrite (CaFe4O7) untuk Identifikasi Sel Kanker Melalui Simulation Body Fluid (SBF).

Venkatesan, J., Kim, S.K., 2010, Chitosan Composites for Bone tissue Engineering—an overview, Mar Drugs, Vol. 8, no 8, pp. 2252-2266.

Yijing, Guan., 2010, Characterization of Alginat Scaffold Using X-ray Imaging Tehnik.

TERIMAKASIH