sintesis dan karakterisasi komposit ...repository.unair.ac.id/25702/1/istifarah.pdfsintesis dan...

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



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


Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik Fakultas Sains dan Teknologi


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

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



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



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.



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.



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



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.



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.



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



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



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



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



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



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



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)



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



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



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



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.



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.



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.



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



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



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)



Istifarah

http://www.abdn.ac.uk/orthopaedics/graphics/femur_newlabs.gif

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



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



Istifarah

http://data.gbif.org/species/browse/taxon/109543829/

http://data.gbif.org/species/browse/resource/13561/taxon/109592840/








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.



Istifarah

http://carolinapetsupply.com/cuttlebone.pdf

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



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



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



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



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)



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).



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.



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



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,



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



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



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



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



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).



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,



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.



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



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.



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.



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



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



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



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.



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.



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).



Istifarah

38

Gambar 4.2 Spektrum XRD sampel A

Gambar 4.3 Spektrum XRD sampel B

Gambar 4.4 Spektrum XRD sampel C



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.



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



Istifarah

41

Gambar 4.7 Spektrum XRD sampel E

Gambar 4.8 Spektrum XRD sampel F



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.



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



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.



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



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



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



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



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



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.



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



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.



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.



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.



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



Istifarah

http://www.abdn.ac.uk/orthopaedics/graphics/femur_newlabs.gif

http://data.gbif.org/species/browse/

http://www.swbg-animals.org/animal-info/animal-bytes/%20animalia/eumetazoa/coelomates/protostomes/mollusca/cuttlefish.pdf

http://www.swbg-animals.org/animal-info/animal-bytes/%20animalia/eumetazoa/coelomates/protostomes/mollusca/cuttlefish.pdf

http://carolinapetsupply.com/%20cuttlebone.pdf



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.



Istifarah

http://www.digitalengineeringlibrary.com/

http://easttennesseewildflowers.com/presentations/Classification_of_Living_Organisms.pdf

http://easttennesseewildflowers.com/presentations/Classification_of_Living_Organisms.pdf

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.



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.



Istifarah

http://www.springer.com/series/8415

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



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 )



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



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


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



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


Displ.[°2Th] -0.078

Scale Fac. 0.985


3. Sampel C

Graphics

Peak List


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



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


Displ.[°2Th] -0.063

Scale Fac. 1.003




Istifarah

LAMPIRAN 3

Hasil Uji XRD Hidroksiapatit Setelah Disintering

1. Sampel D

Graphics


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



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



Istifarah

Peak List


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


Ref.Code 01-072-1243 01-073-4869

Score 76 13


Displ.[°2Th] 0.000 0.000

Scale Fac. 0.908 0.132




Istifarah

3. Sampel F

Graphics


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



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


Ref.Code 01-072-1243 01-073-4869

Score 78 6


Displ.[°2Th] 0.010 0.007

Scale Fac. 0.923 0.064




Istifarah

LAMPIRAN 4

Hasil Uji XRD Komposit F1

Graphics


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



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


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



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



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



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



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



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



Istifarah

𝑉𝐻𝑁𝐹 = 5,767 ± 0,369 𝑉𝐻𝑁

2. Sampel F1


< 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


< 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


< 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



Istifarah

𝑉𝐻𝑁𝐹3 = 7,033 ± 0,082 𝑉𝐻𝑁

5. Sampel F4


< 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



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 :


=𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛

𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑘𝑒𝑙𝑜𝑚𝑝𝑜𝑘 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙


=𝑂𝐷 𝑃𝑒𝑟𝑙𝑎𝑘𝑢𝑎𝑛+ 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎

𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑠𝑒𝑙 + 𝑂𝐷 𝐾𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 × 100%



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)



Istifarah

sintesis dan karakterisasi komposit ...repository.unair.ac.id/25702/1/istifarah.pdfsintesis dan...

Documents