Prosiding SNMF 2014 Margi Fitriawan Sintesis Hidroksiapatit Berbahan Dasar Tulang Sapi dengan Metode Pretipitasi sebagai Kandidat Pengganti Graft Berdasarkan Compressive Strength Margi Fitriawan * , Saptaria Rosa Amalia, Budi Antoni Saputra, Eva Setyawati, Agus Yulianto, Mahardika Prasetya Aji Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Semarang Jl. Raya Sekaran Gunungpati, Semarang 50229 Indonesia * [email protected]ABSTRAK Kerusakan tulang dapat terjadi karena kecelakaan seperti terjadinya keretakan tulang, patah tulang, atau remuk. Penggati tulang yang sering digunakan adalah jenis graft. Namun bahan jenis graft kurang biokompatibel dengan tulang manusia sehingga dapat menyebabkan resiko infeksi. Salah satu kandidat pengganti graft adalah Hidroksiapatit yang lebih biokompatibel dengan jaringan tulang. Hidroksiapatit dalam sintesisnya menggunakan bahan dasar tulang sapi (mengandung CaCO 3 ) yang dikalsinasi dengan berbagai suhu dalam furnace untuk membuang karbon dalam bentuk gas karbon dioksida (CO 2 ) dan dihasilkannya kalsium oksida (CaO), kemudian kalsium oksida dilarutkan dengan aquades. Tahapan berikutnya larutan kalsium oksida direaksikan dengan diamonium fosfat (DAP) dengan cara presipitasi, yaitu meneteskan sedikit demi sedikit DAP ke larutan kalsium oksida sambil diaduk menggunakan magnetik stirrer dengan suhu 70⁰C selama 4 jam. Setelah selesai proses pretipitasi diamkan sampel beberapa saat sampai ada endapan putih (tanda hidroksipatit), endapan ini dicuci dengan menggunakan alkohol dilanjutkan dengan dikalsinasi pada suhu 650⁰C, 675⁰C, 700⁰C, 750⁰C, 775⁰C, 800⁰C untuk mendapatkan biokeramik hidroksiapatit, langkah terakhir adalah karakterisasi sampel. Hasil peneltian ini didapat sampel hidroksiapatit dengan kuat tekan maksimumnya 60.91 MPa pada suhu kalsinasi tulang 775⁰C. Melihat karakter dari sampel hidroksiapatit hasil dari pengolahan tulang sapi, maka dapat dilihat potensi yang cukup besar dari biokeramik hidroksiapatit ini dalam penggunaan di bidang kesehatan sebagai penggati jaringan tulang yang rusak. Kata kunci : Hidroksiapatit, Graft, Biokompatibel, dan Presipitasi Bone damage can occur due to accidents such as the occurrence of fractures, broken bones, or crushed. Bone substitutes are often used type of graft. But the type of graft material less biocompatible with human bones that can lead to the risk of infection. One candidate is the hydroxyapatite graft substitute more biocompatible with bone tissue. Synthesis of hydroxyapatite in bone using basic ingredients cow (containing CaCO 3 ) were calcined at various temperatures in the furnace to dispose of carbon in the form of carbon dioxide (CO2) and produces calcium oxide (CaO), then calcium oxide is dissolved with distilled water. The next stage solution of calcium oxide is reacted with diammonium phosphate (DAP) by means precipitation, which shed little by little DAP to a solution of calcium oxide with stirring using a magnetic stirrer with 70⁰C temperature for 4 hours. After completion of the precipitation process the sample set aside a few moments until a white precipitate (sign hydroxyapatite), the precipitate is washed with alcohol followed by calcined at a temperature 650⁰C, 675⁰C, 700⁰C, 750⁰C, 775⁰C, 800⁰C to obtain hydroxyapatite bioceramics, the last step is to characterize the sample. The results of this research obtained hydroxyapatite samples with maximum compressive strength of 60.91 MPa at a temperature calcination 775⁰C bone. Seeing the character of hydroxyapatite samples from the processing of cow bone, it can be seen considerable potential of hydroxyapatite bioceramics is in use in the health sector as a broken bone tissue substitutes. Keywords: hydroxyapatite, Graft, biocompatible, and Precipitation
5
Embed
Sintesis Hidroksiapatit Berbahan Dasar Tulang Sapi Dengan Metode Pretipitasi Sebagai Kandidat Pengganti Graft Berdasarkan Compressive Strength
Sintesis Hidroksiapatit Berbahan Dasar Tulang Sapi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Prosiding SNMF 2014
Margi Fitriawan
Sintesis Hidroksiapatit Berbahan Dasar Tulang Sapi dengan Metode
Pretipitasi sebagai Kandidat Pengganti Graft
Berdasarkan Compressive Strength Margi Fitriawan
*, Saptaria Rosa Amalia, Budi Antoni Saputra, Eva Setyawati, Agus Yulianto, Mahardika
Prasetya Aji
Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Semarang
Jl. Raya Sekaran Gunungpati, Semarang 50229 Indonesia *[email protected]
ABSTRAK
Kerusakan tulang dapat terjadi karena kecelakaan seperti terjadinya keretakan tulang, patah tulang, atau remuk. Penggati tulang
yang sering digunakan adalah jenis graft. Namun bahan jenis graft kurang biokompatibel dengan tulang manusia sehingga dapat
menyebabkan resiko infeksi. Salah satu kandidat pengganti graft adalah Hidroksiapatit yang lebih biokompatibel dengan jaringan
tulang. Hidroksiapatit dalam sintesisnya menggunakan bahan dasar tulang sapi (mengandung CaCO3) yang dikalsinasi dengan
berbagai suhu dalam furnace untuk membuang karbon dalam bentuk gas karbon dioksida (CO2) dan dihasilkannya kalsium
oksida (CaO), kemudian kalsium oksida dilarutkan dengan aquades. Tahapan berikutnya larutan kalsium oksida direaksikan
dengan diamonium fosfat (DAP) dengan cara presipitasi, yaitu meneteskan sedikit demi sedikit DAP ke larutan kalsium oksida
sambil diaduk menggunakan magnetik stirrer dengan suhu 70⁰C selama 4 jam. Setelah selesai proses pretipitasi diamkan sampel
beberapa saat sampai ada endapan putih (tanda hidroksipatit), endapan ini dicuci dengan menggunakan alkohol dilanjutkan
dengan dikalsinasi pada suhu 650⁰C, 675⁰C, 700⁰C, 750⁰C, 775⁰C, 800⁰C untuk mendapatkan biokeramik hidroksiapatit,
langkah terakhir adalah karakterisasi sampel. Hasil peneltian ini didapat sampel hidroksiapatit dengan kuat tekan maksimumnya
60.91 MPa pada suhu kalsinasi tulang 775⁰C. Melihat karakter dari sampel hidroksiapatit hasil dari pengolahan tulang sapi, maka
dapat dilihat potensi yang cukup besar dari biokeramik hidroksiapatit ini dalam penggunaan di bidang kesehatan sebagai penggati
jaringan tulang yang rusak.
Kata kunci : Hidroksiapatit, Graft, Biokompatibel, dan Presipitasi
Bone damage can occur due to accidents such as the occurrence of fractures, broken bones, or crushed. Bone substitutes are often
used type of graft. But the type of graft material less biocompatible with human bones that can lead to the risk of infection. One
candidate is the hydroxyapatite graft substitute more biocompatible with bone tissue. Synthesis of hydroxyapatite in bone using
basic ingredients cow (containing CaCO3) were calcined at various temperatures in the furnace to dispose of carbon in the form
of carbon dioxide (CO2) and produces calcium oxide (CaO), then calcium oxide is dissolved with distilled water. The next stage
solution of calcium oxide is reacted with diammonium phosphate (DAP) by means precipitation, which shed little by little DAP
to a solution of calcium oxide with stirring using a magnetic stirrer with 70⁰C temperature for 4 hours. After completion of the
precipitation process the sample set aside a few moments until a white precipitate (sign hydroxyapatite), the precipitate is washed
with alcohol followed by calcined at a temperature 650⁰C, 675⁰C, 700⁰C, 750⁰C, 775⁰C, 800⁰C to obtain hydroxyapatite
bioceramics, the last step is to characterize the sample. The results of this research obtained hydroxyapatite samples with
maximum compressive strength of 60.91 MPa at a temperature calcination 775⁰C bone. Seeing the character of hydroxyapatite
samples from the processing of cow bone, it can be seen considerable potential of hydroxyapatite bioceramics is in use in the
health sector as a broken bone tissue substitutes.
Keywords: hydroxyapatite, Graft, biocompatible, and Precipitation
Rosy
Typewritten text
318
Prosiding SNMF 2014
Margi Fitriawan
PENDAHULUAN
Jutaan orang menderita cacat tulang yang
timbul dari kecelakaan, trauma, tumor atau penyakit
tulang, dan dalam kasus-kasus ekstrim dapat
mengakibatkan kematian. Setiap tahun kebutuhan
bone graft terus bertambah. Hal ini disebabkan
oleh meningkatnya jumlah kecelakaan yang
mengakibatkan patah tulang, penyakit bawaan, dan
non bawaan. 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). Bahan
tulang pengganti tradisional yang sudah umum
seperti autografts, allogratfs dan xenogratfts, tidak
tahan lama sehingga menyebabkan resiko infeksi
dan berdampak pada pengurangan kekebalan tubuh,
sehingga mempengaruhi kualitas tulang pengganti
tersebut. Hydroxyapatite (HA) adalah salah satu
biomaterial yang merupakan komponen utama
jaringan tulang dan gigi. Sifat utama
hidroksiapatit adalah memiliki biokompatibilitas,
ikatan tulang, dan dapat tumbuh serta berkembang
bersama -sama dengan tulang asli atau regenerasi
tulang yang baik.
Hidroksilapatit atau Hidroksiapatit (HA)
dengan rumus molekul Ca5(PO4)3(OH) tetapi orang
sering menulis rumusnya Ca10(PO4)6(OH)2
merupakan kalsium apatit biokeramik yang dapat
ditemukan dalam gigi dan tulang manusia. Dalam
dunia kedokteran modern sendiri material
hidroksiapatit banyak digunakan sebagai pengganti
tulang manusia yang rusak karena strukturnya yang
memang sangat mirip dan sesuai dengan tulang
manusia. Oleh karena kesesuainya tersebut maka
keberlanjutan tulang retak, patah, atau rusak yang
direkonstruksi dengan hidroksiapatit tadi dapat
dengan cepat membangun ikatan dengan tulang asli
dalam tubuh manusia.
Hidroksiapatit sendiri dapat dihasilkan
dengan menggunakan bahan alami yang mengandung
banyak kalsium dalam bentuk kalsium karbonat
CaCO3. Kalsium Karbonat dapat ditemukan dengan
mudah di sekitar lingkungan hidup kita di dalam
tulang-tulang, cangkang, dan pelindung hewan lunak.
Melihat dari melimpahnya bahan-bahan alami yang
dapat diolah untuk dijadikan sebagai bahan
pembuatan hidroksiapatit hal ini merupakan potensi
yang luar biasa baik dari segi ekonomi, farmasi,
industri, maupun kesehatan. Tulang sapi adalah salah
satu dari banyak bahan yang mengandung CaCO3
yang sangat mudah kita temukan di setiap tempat dan
waktu, hampir di semua rumah pemotongan hewan
misalnya dihasilkan tulang sapi melimpah yang pada
umumnya dijual dengan harga yang rendah bahkan
menjadi limbah, apabila limbah tulang tersebut diolah
menjadi hidroksiapatit tentu akan menaikkan nilai
ekonomi dan daya gunanya.
BAHAN DAN METODE
Bahan yang digunakan untuk membuat
hidroksiapatit dengan menggunakan metode
presipitasi adalah tulang sapi yang sudah besih dan
kering, diammonium fosfat (DAP), aquades, dan
alkohol. Kalsium oksida diekstrasi dari tulangsapi
dengan cara dikalsinasi pada suhu 600⁰C untuk
membuang karbon dalam bentuk karbon dioksida dari
kalsium karbonat tulang sapi. Berikut reaksi kimia yang
terjadi selama proses pembentukan kalsium karbonat :
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
Gambar 1. Kalsium Oksida hasil kalsinasi
Setelah proses pembentukan kalsium oksida,
senyawa ini kemudian dilarutkan dalam aquades
dengan perbandingan massa aquades terhadap kalsium
oksida adalah 3:2. Selanjutnya dilakukan metode
presipitasi dengan menambahkan diammonium fosfat
dalam larutan kalsium oksida setetes-setetes sambil
diaduk dengan magnetik stirrer pada suhu 70⁰C selama
4 jam. Setelah diaduk selama 4 jam diamkan larutan
Rosy
Typewritten text
319
Prosiding SNMF 2014
Margi Fitriawan
selama 1 hari sampai terlihat endapan putih, di sini
sudah terlihat adanya hidroksiapatit yang terbentuk
dari endapan putih hasil presipitasi tersebut. Reaksi
yang terjadi selama proses presipitasi adalah sebagai
berikut :
10.CaO (s)+2.H2O (l)+6 (NH4)2HPO4 (l)
Ca10(PO4)6(OH)2 (s)+12 NH4OH (l)
Gambar 2. Larutan Hasil Proses Presipitasi
Kemudian endapan putih hasil presipitasi ini
di cuci menggunakan alkohol dan dikalsinasi pada
variasi suhu 650⁰C, 675⁰C, 700⁰C, 750⁰C, 775⁰C, 800⁰C
untuk menghasilkan biokeramik hidroksiapatit. Serbuk
hasil kalsinasi ini selanjutnya dicetak menggunakan mesin
press dengan tekanan 5 ton. Sehingga berbentuk palet dan
kemudian dikarakterisasi compressive strength
menggunakan alat universal testing machine.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari proses sintesis hidroksiapatit dengan
metode presipitasi berupa serbuk putih kekuningan yang
ditampakan pada Gambar 3. karena keterbatasan alat yang
digunakan maka identifikasi awal yang digunakan untuk