2087-8079-2010-099

7/25/2019 2087-8079-2010-099

1/37

Sintesis hidrogel dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi, Ors. Erizal

SINTESIS HIDROGEL DENG N TEKNIK R DI SI UNTUK PLIK SI

DI BID NG ENERGI KESEH T N F RM SI D N PERT NI N

E iz I

Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, BATAN, Jakarta

e-mail: [email protected]

ABSTRAK

SINTESIS HIDROGEL DENGAN TEKBIK RADIASI UNTUK APLIKASI DI BIDANG

BIOENERGI, KESEHATAN, FARMASI DAN PERTANIAN. Penelitian Inl bertujuan untuk

mengembangkan aplikasi radiasi gamma dan berkas elektron pada sintesis hidrogel untuk dapat

dipakai di bidang bioenergi, kimia, farmasi dan pertanian. Hidrogel adalah polimer hidrofi lik berkerangka

jaringan unik, berpori, peka terhadap perubahan lingkungan, swelling dalam air, dan biokompatibel

dengan tubuh. Berdasarkan karakter fisiko-kimia tersebut, hidrogel hidrofilik dan hidrofobik yang

melapisi ijuk dengan teknik radiasi dapat digunakan sebagai matriks imobilisasi sel Treesei dan

S.cellulophylum. Ijuk direndam dalam monomer 2-hidroksi etil metakrilat HEMA) dan trimetil propana

trimetakrilat TMPT) dengan perbandingan 1/1, 2/3 dan 2/6 bib diiradiasi dengan berkas elektron pada

dosis 30 kGy. Matriks hasil iradiasi direndam dalam media yang mengandung sel Treesei dan

S.cellulophylum untuk diuji aktivitas enzimnya terhadap kertas saring. Hasil evaluasi menunjukan nilai

glucose paper activity GPA dari sel Treesei dalam keadaan bebas adalah 2x lebih besar dibandingkan

sel yang terimobil isasi pada matriks poli HEMA) dan 3x lebih besar dibandingkan sel yang terimobilisasi

pada poli TMPT), sedangkan sel S.cellulophy/um yang terimobilisasi pada matriks poli HEMA) dan

matriks poli TMPT) memberikan aktivitas enzim 2x lebih besar dibandingkan sel dalam keadaan bebas.

Sistem sel yang terimobilisasi pada matriks hidrogel ini berpotensi besar untuk aplikasinya dalam

meningkatkan konversi biomassa di bidang bioenergi. Selain itu, di bidang kesehatan, hidrogel dapat

disintesis untuk bahan pembalut luka. Campuran PVP dengan konsentrasi 15 dan karaginan 2

diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis 25 kGy. Hidrogel steril hasil iradiasi dibalutkan pada luka

tikus. Hasil menunjukan hidrogel dapat menyembuhkan luka hingga 100 pada hari ke-18, 5 hari

relatif lebih cepat dibandingkan kasa steril. Selanjutnya dengan teknik radiasi dapat disintesis hidrogel

ikatan silang polivinil alkohol PVA) yang mengandung N-isopropylacryalmide NIPAAm). Campuran

PVA 5-15 ) dan NIPAAm 15 ) diiradiasi pada dosis 10 hingga 30 kGy dan dikarakterisasi swelling

pad a suhu kritisnya LCST . Penggabungan PVA dengan NIPAAm meningkatkan kemampuan swelling

hidrogel dibandingkan homopolimer NIPAAm. Berbasis pada pola swelling-des welling pad a pemakaian

ulang, hidrogel menunjukan karakter sebagai sistem pompa/on-off. Hidrogel PVA-ko-NIPAAm

berpotensi untuk diaplikasikan di bidang farmasi. Lebih jauh lagi, hidrogel dengan kemampuan absorbsi

air yang tinggi dapat disintesis dengan teknik radiasi. Satu seri hidrogel superbasorben disintesis dari

polietilen oksida PEO) 5 ) dan alginat 0,5-2 ) pad a dosis iradiasi 20 hingga 40 kGy. Hasil

menunjukan penggabungan alginat pada konsentrasi 2 dapat meningkatkan swelling maksimum

EOS hidrogel dari 20 gIg hingga 320 gIg. Hidrogel ini merupakan kandidat bahan yang dapat dipakai di

bidang farmasi dan pertanian.

Kata kunci: Hidrogel, Imobilisasi, Pembalut luka, Superbasorben, Radiasi Gamma, Berkas Elektron.

Treesei, S.cellulophy/um

ABSTRACT

SYNTHESIS OF HYDROGEL BY RADIATION TECHNIQUE FOR APPLICATION IN

BIOENERGY, HEAL THCARE, PHARMACY, AND AGRICULTURE. The purpose of this research was

to develop the application of radiation of gamma rays and electron beam for hydrogel synthesis to be

used in bioenergy, health care, pharmacy and agriculture. Hydrogel is hydrophilic polymers composed of

unique network, porous, environmental sensitive change, swell in water, and compatible. Based on its

physico-chemical properties, the hydrophil ic and hydrophobic hydrogels covered the ijuk natural fibers)

by radiation technique can be used as matrix for immobilization of T.reesei and S.cellulophylum cells.

The ijuk immersed in the 2-hydroxy ethyl methacrylate HEMA) and trimethyl propane trimethacrylate

TMPT) solutions at proportional weight 1/1, 2/3 and 2/6 w/w) were irradiated by electron beam at a

dose of 30 kGy. The matrix polymers produced by irradiation immersed in the media containing T.reesei

and S.cellulophylum for testing their enzymes activity by reacting with filter paper. The results showed

that the GPA glucose paper activity) of free cells of T.reesei was 2 times higher than immobilized cells

on matrix covered with poly HEMA) and 3 times higher than immobilized on poly TMPT). In contrast,

7/25/2019 2087-8079-2010-099

2/37

Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi IImiahJabatan Peneliti

ISSN 2087-8079

the GPA of immobilized S.celulophylum cells on matrix covered with poly HEMA) or poly TMPT) were 2

times higher compared to free cells. Cells immobilization on the matrix polymers is promising to

enhancing the biomass conversion in the energy field potencially. Moreover, the hydrogel can be

synthesized by radiation for wound dressing in health care. The PVP solution with concentration of 15

was mixed with 2 carrageenan solution were irradiated using gamma rays at a dose of 25 kGy. The

hydrogel radiation sterilization were covered to the rat wounded. The irradiated hydrogel were testing

their ability to heal the burned wound of rat compare to sterile gauze. The results showed that hydrogel

can heal the wound up to normal conditions at

18th

day, 5 days faster than sterile gauze. In addition,

crosslinked of polyvinyl alcohol PVA) containing copolymer N-isopropylacrylamide NIPAAm) can be

prepared by radiation technique. The mixture of PVA with concentration 5-15 wt) and NIPAAm 15

wt) were irradiated by gamma rays up to 30 kGy and the swelling properties at its critical temperature

CST) were investigated. The incorporation of PVA into NIPAAm led a significant increase in swelling

capability when comparing to those reported pure homopolymer NIPAAm) hydrogels. Based on its

swelling-deswelling properties in the repeated application, the hydrogels behaviour can be as matrix

pumping system/on-off. The hydrogel of PVA-co-NIPAAm potencially can be used in the pharmacy.More

additional, the hydrogel with high capability to absorb water as superabsorbent can be synthesized by

radiation technique. A series of superabsorbent hydrogels were prepared from polyethylene oxide

PEO) 5 wt) and alginate 0.5-2 wt) by gamma radiation with the doses up 40 kGy. It was found

that the incorporation of 2 alginate increases the EDS of the hydrogels from 20 - 320 gIg. The

hydrogels are candidate materials to be used in agriculture fields.

Keywords: Hydrogel, Immobilization, Wound dressing, Superabsorbent, Gamma radiation, Electron

beam, T.reseei, S.cellulophylum.

BABI PENDAHULUAN

1.1. Imobilisasi Sel T. Reese dan S. ellulophylum pada Matriks Ijuk yang Dilapisi

Polimer Hidrofilik dan Hidrofobik dengan Teknik Radiasi Berkas Elektron untuk

Aplikasi Konversi Biomassa. Bidang Bioenergi

Masalah ketersediaan energi pada beberapa tahun belakangan ini merupakan salah

satu isu yang sangat penting. Melambungnya harga minyak bumi khususnya bahan bakar

bensin, menyebabkan timbulnya krisis ekonomi global hampir di seluruh dunia[1-3].Selain itu,

exploitasi sumber-sumber minyak yang berasal dari fosil secara terus-menerus akan

mengakibatkan jumlah cadangan minyak bumi akan berkurang. Oleh karena itu, untuk

antisipasi hal tersebut telah dilakukan usaha-usaha untuk mendapatkan sumber energi

alternatif lainnya yaitu salah satunya adalah biomassa selulosa.

Bahan-bahan alam berbasis selulosa merupakan gudangnya feedstock biomassa

yang dapat diubah menjadi bioetanol sebagai bahan bakar yang bersih dan mempunyai

prospek menjanjikan sebagai sumber energi alternatif ke depan. Oi Indonesia, sumber

biomassa yang mengandung selulosa dan hemiselulosa sangat berlimpah misalnya, jerami

padi sekitar 40 selulosa dan 30 hemiselulosa), tandan kosong kelapa sawit 45

selulosa dan 26 hemiselulosa), sampah or~anik kota, limbah industri kayu, limbah industri

pulp kertas serta limbah agroindustri lainnya[

5]

Memproduksi bioetanol dari biomassa lignoselulosa jauh lebih sulit daripada sari gula

atau pati karena melalui proses yang lebih pan~ang. Salah satu tantangannya adalah bahwa

secara alami lignoselulosa sukar dihidrolisis[6,]. Banyak cara yang telah dilakukan untuk

menghidrolisisnya antara lain menggunakan asam dan enzim[8-10] Hidrolisis menggunakan

asam sangat korosif dan menghasilkan limbah yang berbahaya, sedangkan hidrolisis dengan

enzim jauh lebih aman, akan tetapi biaya yang harus dikeluarkan untuk proses enzimatis

sangat tinggi sehingga menyebabkan harga bioetanol melalui proses enzimatis menjadi

mahal. Oleh karena itu, salah satu cara yang ekonomis adalah memanfaatkan sel penghasil

enzim yang diimobilisasi.

Sel Trichoderma reesei T.reesei dan Sporotrichum cellulophylum S. cellulophylum

masing-masing merupakan sel penghasil enzim selulase dan hemiselulase yan~ berfungsi

sebagai katalisator dalam hidrolisis selulosa dan hemiselulosa menjadi etanol[ 1,13].Untuk

mendapatkan nilai ekonomis pada konversi biomassa perlu dilakukan improvisasi proses

untuk menghasilkan enzim. Oleh karena itu, pada beberapa tahun belakangan ini dilakukan

penelitian dan pengembangan yang berkaitan dengan produksi enzim selulase dari

pemanfaatan sel T.reesei dan S. cellulophylum. Beberapa teknik yang dapat dilakukan untuk

100

7/25/2019 2087-8079-2010-099

3/37

Sintesis hidroge/ dengan teknik radiasi untuk ap/ikasi di bidang energi, Ors. Eriza/

produksi enzim dari sel ini antara lain adalah dengan memperbaiki strain dari sel T.reesei dan

S.cellulophylum atau dengan teknik imobilisasi sel[13,14].Setiap teknik mempunyai keunggulan

masing-masing. Teknik imobilisasi sel pada permukaan matriks penunjang merupakan salah

satu teknik imobilisasi sel yang sangat menjanjikan dalam hidrolisis biomassa karena

mempunyai keunggulan yaitu dapat meningkat densitas sel untuk menghasilkan produktivitas

enzim yang tinggi dibanding teknik konvensional[15J.

Hidroksi etil metakrilat HEMA merupakan monomer hidrofilik yang jika dipapari

iradiasi menghasilkan poli HEMA , dan jika direndam dalam air akan menyerap sejumlah air

baik dalam kerangka jaringan maupun dalam pori-porinya[16J. Sedangkan trimetilol propana

trimetakrilat TMPT merupakan monomer hidrofobik turunan trigliserida sangat peka

terhadap pengaruh iradiasi yang berubah menjadi poli

TMPT [17J

Oleh karena pada dasarnya

dinding sel mikroorganisme terbuat dari selulosa, maka berdasarkan sifat fisiko-kimia

permukaan dan adanya pori dari poli HEMA dan poli TMPT hasil iradiasi yang dilapisi pada

permukaan ijuk diharapkan baik sel T.reesei maupun S.cellulophylum dapat terimobilisasi

tumbuh dan berkembang pada permukaannya menghasilkan enzim selulase dan

hemiselulase untuk menghidrolisis biomassa selulosa.

1.2. Pengaruh Pembalut Hidrogel Kopolimer Polivinilpirrolidon-karaginan Hasil

Iradiasi dan waktu Penyembuhan pada Reduksi Diameter Luka Bakar Tikus

Putih Wistar. Bidang Kesehatan

Hidrogel adalah polimer hidrofi lik berbentuk jaringan berikatan silang, berkemampuan

swelling dalam air, serta memiliki daya difusi air yang tinggi. Oleh karena sifat fisik yang khas

tersebut, pada awalnya hidrogel disintesis untuk digunakan sebagai matriks pengekangl

pelepasan obat, kontak lensa, imobilisasi enzim dan sel[18-24J.Lebih jauh lagi, seiring dengan

perkem-bangan teknologi dan kebutuhan akan bahan, maka penelitian dan pengembangan

hidrogel khususnya untuk aplikasi di bidang biomedis dilakukan secara intensif pada saat

dewasa ini, salah satu aplikasi hidrogel dalam bidang kesehatan adalah untuk pembalut luka

baka~25-32J.Hal ini didasarkan pada sifat fisiknya yaitu kemampuannya dalam mengekang air,

bersifat sebagai pembasah permukaan, memberikan efek dingin pada luka bakar dan

biokompatibel dengan tubuh[33.

Poli vinil pirrolidon PVP dan karaginan merupakan polimer yang tidak toksis, gada

umumnya banyak digunakan dalam bidang kesehatan, farmasi, serta kosmetika 34,35].

Kegunaan karaginan dalam sintesis hidrogel adalah untuk menaikkan viskositas larutan PVP

dan untuk mengekang air, sehingga jika larutan PVP dicampur dengan larutan karaginan

akan diperoleh suatu sistem padatan PVP-karaginan yang menjadi lebih mudah dalam

penanganannya pad a proses iradiasi.

Luka bakar adalah suatu bentuk kerusakkan atau kehilangan jaringan disebabkan

kontak dengan sumber panas seperti api atau listrik. Pasien yang mengalami luka bakar pada

umumnya mengalami penderitaan, kehilangan kepercayaan diri dan akan mengeluarkan

biaya yang relatif besar untuk penyembuhannya[36J. Luka bakar yang parah akan

menyebabkan kematian. Jumlah pasien penderita luka bakar di setiap negara setiap

tahunnya relatif tinggi, misalnya ~ada tahun 99 di Amerika Serikat angka kematian dari

pasien luka bakar sebesar 5053[3 J.Di Indonesia pasien dengan kasus luka bakar juga relatif

banyak, khususnya pada pekerja di pabrik dan penduduk yang tinggal di daerah kumuh dan

padat.

Berdasarkan sifat yang dapat memberikan efek pendinginan dan kelembaban dari air

yang yang dikekang oleh hidrogel pada kulit, selayaknyalah hidrogel dapat digunakan untuk

menyembuhkan luka bakar.

1.3. Hidrogel Peka-Suhu Polivinilalkohol PVA -ko-Isopropil Akrilamida NIPAAm

Hasil Iradiasi Gamma sebagai Matriks Sistem Pompa/Sistem On Off Bidang

Farmasi

Pada beberapa tahun belakang ini sedang dilakukan penelitian secara intensif

berkaitan dengan bahan masa depan yang ideal dan harmoni dengan lingkungan, layak

secara ekonomi, ramah dan peka/tanggap responsive terhadap lingkungan serta dapat

tahan lama dipakai. Bahan-bahan yang peka dan dapat beradaptasi dengan perubahan

lingkungan dikenal sebagai bahan cerdas intelligent

material [38-45J

Bahan tersebut

merupakan sebagai bahan kebutuhan sehari-hari dengan rentang aplikasi yang luas mulai

7/25/2019 2087-8079-2010-099

4/37

Iptek Nuklir : Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Penelit i

ISSN 2087-8079

dari bidang struktur, listrik dan elektronik, dan optik, hingga bahan biomaterial. Keunggulan

dari bahan cerdas tersebut dibandingkan bahan konvensional adalah pada fungsi dasarnya

antara lain bahan dapat berfungsi sebagai sensor mengkonversi suatu isyarat input ke suatu

isyarat output , effector dapat berikatan dengan protein dan merubah fungsi kimianya , dan

processor memproses data sebagai bagian perangkat komputer , serta sebagai actuator

yaitu sebagai penggerak pada robot[38]. Di bidang kimia-farmasi, bahan cerdas sangat

dibutuhkan antara lain untuk mengatasi masalah-masalah efisiensi pada pemurnian suatu

campuran larutan, pemakaian obat secara efisien dan ekonomis drug delivery system dalam

penyembuhan penyakit. Hidrogel merupakan salah satu contoh bahan polimer dapat

berfungsi sebagai bahan yang peka terhadap perubahan lingkungan misalnya peka terhadap

perubahan pH, listrik, ionik,dan SUhU[46-49J.

Hidrogel poli NIPAAm merupakan salah satu jenis hidrogel yang pada beberapa

tahun belakangan ini dikembangkan untuk aplikasi di bidang kimia-farmasi, kesehatan, dan

biomedis[50-59J.Hal ini didasarkan bahwa hidrogel poli NIPAAm mempunyai sifat unik antara

lain mempunyai suhu kritis terendah berkisar 31-3SoC yang mendekati suhu tubuh manusia,

dan kepekaannya terhadap suhu inilah yang paling menarik beberapa peneliti untuk

memodifikasinya sebagai bahan baru. Suhu kritis terendah ini dikenal sebagai LCST Lower

Critical Solution Temperature . Pada dasarnya kepekaan hidrogel poli NIPAAm terhadap

suhu dapat diukur secara kuantitatif pada perubahan jumlah air yang terserap rasio swelling

secara gravimetri. Kelemahan utama hidrogel poli NIPAAm adalah berbentuk homopolimer

dengan sifat mekanik yang rendah dan mudah

rapuh[32J

Sehingga pengembangannya untuk

aplikasi menjadi sangat terbatas. Mengingat poli NIPAAm merupakan bahan yang potensial

untuk dikembangkan khususnya untuk aplikasi di bidang kimia farmasi, maka pada beberapa

tahun belakangan ini banyak dilakukan penelitian secara intensif untuk memodifikasi poli

NIPAAm .

Polivinilalkohol PVA adalah polimer hidrofilik ~ang digunakan dalam berbagai

bidang khususnya bidang kimia-farmasi dan kesehatan[ 0-68].Untuk tujuan aplikasi, pada

umumnya PYA dimodifikasikan menjadi bentuk PYA berikatan silang atau kopolimerisasi

dengan polimer/monomer lainnya. Hidrogel PYA berikatan silang crosslink mempunyai

struktur jaringan berbentuk tiga dimensi yang memungkinkan masuknya zat-zat lain ke

dalamnya. Oleh karena itu, matriks hidrogel PYA dimanfaatkan untuk imobilisasi obat, sel,

enzim dan polimer/monomer yang dapat terdegradasi[69-71]. Sistem struktur jaringan polimer

ini dikenal sebagai Inter Penetrating Network IPN Gambar 1 yaitu sistem jaringan yang

memungkinkan berpenetrasinya baik polimer/monomer 1A maupun zat anorganik 1B ke

dalam struktur jaringan polimer membentuk sistem yang kompak dalam keadaan bebas

maupun bereaksi satu den~an lainnya[72].

Menurut Chapiro[7 ] jika dalam campuran yang terdiri dari polimer/monomer yang

peka terhadap iradiasi dan zat mudah terdegradasi baik berupa polimer/monomer maupun

zat anorganik, maka polimer/monomer yang peka terhadap iradiasi ini akan mengalami reaksi

terlebih dahulu membentuk ikatan silang, dan zat yang yang terdegradasi misalnya, monomer

NIPAAm akan masuk kedalam jaringan IPN selama proses reaksi berlangsung. Berdasarkan

hal tersebut, diprediksikan bahwa dalam proses iradiasi campuran polimer PVA-NIPAAm,

PYA yang peka terhadap radiasi akan membentuk ikatan silang terlebih dahulu dan NIPAAm

yang mudah terdegradasi masuk ke dalam penetrasi struktur jaringan PVA. Oleh karena itu,

pada proses iradiasi campuran PVA-NIPAAm diharapkan diperoleh hidrogel PVA-ko

NIPAAm dengan kualitas kepekaan terhadap perubahan suhu yang lebih baik dibandingkan

homopoli NIPAAm .

2

7/25/2019 2087-8079-2010-099

5/37

Sintesis hidrogel dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi,

Ors.Erizal

Titik terjadinya ikatan silang

B

Keterangan:

e

i

olimer/monomer yang

reaktif membentuk ikatan

silang

Polimer yang penetrasi

ke dalam jaringan

jaringan

Gambar Struktur jaringan IPN

Zat anorganik yang

penetrasi ke dalam

jaringan

1.4. Sintesis Hidrogel Superbasorben Polietilen Oksida-Alginat dengan Teknik

Iradiasi Gamma dan Karakteristiknya. Bidang Pertanian

Hidrogel superabsorben HSA adalah suatu istilah mencakup jenis polimer yang

berbasis kemampuan mengabsorbsi sejumlah kuantitas air. Setiap jenis polimer mempunyai

cara yang berbeda dalam mencapai karakter superabsorben dan laju absorpsi terhadap air.

Namun demikian, HSA pada hakikatnya adalah polimer berikatan silang berkemampuan

mengabsorbsi air ratusan kali dari berat keringnya, dan tidak larut dalam air. Karena sifat

yang unik tersebut, pada beberapa tahun belakangan ini sedang dilakukan penelitian dan

pengembangan secara intensif dari HSA untuk aplikasi di bidang kesehatan, farmasi, kimia,

pengemas makanan, pembuatan kertas, industri holtikultura, dan pengeboran minyak[74-8ZJ.

Kopoli Asam akrilat-akrilamida merupakan salah satu contoh jenis superbasorben yang

populer memiliki daya serap air yang relatif besar yaitu > 500 kali berat keringnya. Asam

akrilat dan akrilamida merupakan monomer toksis, perlu penanganan khusus pada

pengerjaannya. Mengingat bahwa superabsorben merupakan salah satu bahan yang penting

baik untuk keperluan di bidang farmasi maupun kesehatan, maka perlu dilakukan penelitian

pembuatan superabsorben berbasis bahan yang tidak toksis.

Polietilen oksida PEO , -O-CHz-CHz- n merupakan salah satu jenis polimer hidrofilik

sebagai kandidat bahan kesehatan karena bersifat tidak toksis dan biokompatibel dengan

tubuh. Oleh karena itu, penelitian yang berkaitan den~an modifikasi PEO sedang dilakukan

dengan intensif pada beberapa tahun belakangan ini[8 -871.Penelitian tersebut pada dasarnya

merupakan penelitian pendahuluan yang masih perlu pengembangan lebih lanjut untuk

aplikasinya. Hal ini disebabkan oleh karena pembuatan material baru yang berbasis PEO

pada umumnya berdasarkan reaksi fisika yang sifat fisiknya relatif kurang baik mudah

rapuh . Oleh karena itu, untuk mendapatkan material baru berbasis PEO yang sifat fisiknya

yang relatif baik dapat digunakan reaksi ikatan silang metode kimia atau kimia radiasi.

Metode radiasi relatif lebih populer dibandingkan metode kimia, karena pengerjaannya relatif

cepat, tidak dibutuhkan katalisator dan inisiator, serta shaping dan steril isasi dapat dilakukan

dengan serentak. Salah satu manfaat dari aplikasi iradiasi adalah pengekangan zat yang

mudah terdegradasi dalam suatu matriks polimer dengan tidak merubah fungsi kimianya.

Metode ini dikenal sebagai metode IPN Inter Penetrating Network struktur jaringan bentuk

tiga dimensi yang memungkinkan masuknya zat-zat anorganik maupun organik ke dalam

struktur jaringan polimer[72]. PEO merupakan salah satu polimer hidrofilik yang jika dipapari

iradiasi akan mengalami reaksi ikatan silang membentuk struktur jaringan IPN.

Aiginat merupakan salah satu jenis polimer alam yang diperoleh dari proses

ekstraksi rumput laut coklat. Aiginat pada umumnya digunakan sebagai pengental dan

penstabil emulsi dalam industri pangan, kosmetik dan tekstil. Sedang dalam industri farmasi

dan kesehatan, alginat digunakan untuk mikroenkapsulasi sistem pelepasan obat terkendali

dan pada awalnya alginat lebih populer untuk pembalut luka bakar[34J

103

7/25/2019 2087-8079-2010-099

6/37

Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Peneliti

BAB II TEORI

2 1 Asal Usul Hidrogel dan Aplikasinya

ISSN 2087-8079

Hidrogel adalah suatu jenis polimer hidrofilik yang tidak larut dan swelling dalam air

membentuk keadaan setimbang. Berdasarkan asal-usulnya hidrogel dapat dikategorikan

menjadi dua jenis yaitu hidrogel berasal dari alam a lami dan sintetik. Dalam kehidupan

sehari-hari banyak dijumpai beberapa jenis hidrogel alami antara lain larutan kental sagu, jelli

untuk rambut, agar, karaginan, alginat serta beberapa turunan senyawa karbohidrat lainnya.

Hidrogel alami pada umumnya digunakan untuk media mikrobiologi, bahan baku dalam

industri makanan/kue, farmasi dan kosmetika.

Hidrogel sintetik yang mudah dijumpai di pasaran misalnya, kontak lensa yang dibuat

dari 2-Hidroksi Etil Metakrilat HEMA merupakan salah satu jenis hidrogel sintetik yang

paling populer. Selain itu, poliakrilamida merupakan hidrogel yang dipakai dalam beragam

aplikasi misalnya untuk elektroforesis, implan pada tubuh, wadah penyimpan air, dan

penyerap urin dalam popok bayi[88093JSeiring dengan meningkatnya kemajuan teknologi,

kesehatan dan ekonomi baik di negara maju maupun negara berkembang, kebutuhan akan

bahan meningkat. Oleh karena itu, penelitian dan pengembangan hidrogel untuk dipakai di

berbagai bidang dilakukan secara intensif.

Smart hydrogel adalah salah satu contoh hidrogel yang menarik para peneliti untuk

dikembangkan pada beberapa tahun belakangan ini. Hidrogel tersebut pada hakikatnya

berfungsi sebagai sensor terhadap perubahan lingkungan seperti perubahan pH, listrik, ionik

dan SUhU[460491.Tujuan dari pembuatan hidrogel tersebut pada hakikatnya adalah untuk

otomatisasi suatu proses, agar proses menjadi lebih ekonomis. Superabsorben adalah jenis

lain dari bentuk hidrogel berdaya serap air relatif tinggi dapat mencapai ratusan kali berat

keringnya. Aplikasi hidrogel superbasorben yang paling populer pada saat dewasa ini adalah

sebagai kantong air untuk daerah-daerah kering, menjernihkan air, adsorpsi ion-ion logam

pencemar air, pembalut luka dan pemisah campuran air_minyak[74.77,81,921.

2 2 Sintesis Hidrogel

Hidrogel alami mempunyai sifat fisiko-kimia antara lain daya swelling yang relatif

besar dengan ikatan silang yang relatif rendah dan pada umumnya bersifat rapuh dan

biodegradable, sedangkan hidrogel sintetik mempunyai sifat swelling yang bervariasi dan

sangat erat kaitannya dengan kerapatan ikatan silang crosslinking yang dimiliki dalam

bentuk struktur tiga dimensinya dan umumnya non-bioderagdable.

Hidrogel pada umumnya dapat disintesis dari bahan monomer/polimer hidrofilik

berdasarkan metode reaksi kimia atau kimia radiasi, fisika serta mikrobiologi[33,73,931Pad a

prinsipnya reaksi sintesis hidrogel adalah berdasarkan reaksi radikal bebas, khususnya pad a

reaksi kimia dan mikrobiologi, sedang cara fisika berdasarkan interaksi kompleks polimer

ionik. Reaksi sintesis hidrogel dengan metode radiasi adalah relatif sama dengan metode

kimia yaitu reaksi berlangsung berdasarkan reaksi radikal bebas, sedangkan reaksi metode

mikrobiologi berdasarkan reaksi enzimatis. Pada dasarnya setiap proses sintesis masing

masing mempunyai keunggulan. Berdasarkan metode radiasi sintesis hidrogel mempunyai

beberapa keunggulan antara lain adalah sebagai berikut;

Reaksi dapat dikontrol

Tidak terdapat residu

Tidak dibutuhkan katalisator, inisiator, dan crosslinker

Reaksi dapat berlangsung pada suhu yang relatif rendah

Pelarut dapat menginduksi reaksi

Fabrikasi, dan sterilisasi dapat dilakukan dengan cara serentak

Dalam reaksi sintesis hidrogel metode kimia radiasi dengan sinar gamma maupun

berkas elektron berfungsi sebagai pemicu terbentuknya radikal bebas, dan pelarut dalam

metode ini khususnya air berfungsi sebagai induktor terbentuknya radikal bebas dan

prosesnya disebut radiolisis. Pada umumnya sintesis hidrogel berbasis monomer/polimer

dilakukan dalam air, dengan melalui beberapa tahapan reaksi sebagai berikut;

6

7/25/2019 2087-8079-2010-099

7/37

Sintesis hidrogel dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi,

Drs. Eriza/

Tahapan reaksi

nisiasi

~O

H2O

OH + H

1)

H2

2)

H202

3)

M +

H

+

H2

4)

MM

5

MMM

6)

M )m + M )n

M)m M)n

7)

Pad a reaksi inisiasi, mula-mula terjadi reaksi an tara air dengan sinar gamma

membentuk radikal bebas H dan OH , Radikal be bas tersebut sangat reaktif dibanding

monomer/polimer. Radikal H atau OH bereaksi secara addisi dengan monomer M) reaksi

1), Kemudian radikal be bas bereaksi dengan monomer M) membentuk radikal be bas

senyawa MM . Selanjutnya senyawa radikal bebas bereaksi satu dengan lainnya membentuk

senyawa radikal MMM. Reaksi propagasi, prosesnya berkesinambungan selama jumlah

monomer masih tetap tersedia, hingga terjadi tumbukan dua senyawa radikal reaksi

terminasi), Pad a reaksi terminasi terjadi pembentukan ikatan kovalen, yang akhirnya

membentuk jaringan struktur hidrogel.

2 3 Struktur dan Komposisi idrogel

Sebagai akibat proses reaksi radikal bebas yang berkesinambungan membentuk

ikatan silang, maka makromolekul yang terbentuk pada tahap awal reaksi selanjutnya

berinteraksi secara kontinyu dengan molekul lainnya baik secara kimia maupun fisika

sehingga tercapai kondisi yang stabil. Sebagai hasil akhir proses reaksi tersebut adalah

terbentuknya suatu kerangka jaringan unik yang penampilannya secara mikroskopik disajikan

pada Gambar 3 dan 4[94],

Gambar 3, Struktur kerangka jaringan hidrogel

1 7

7/25/2019 2087-8079-2010-099

8/37

Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Penelit i

c

Gambar 4. Struktur penampang hidrogel

ISSN 2087-8079

Keterangan gambar:

A Rantai hidrofilik, B Rantai antar cabang inter chain /inks , C Lilitan Entangelement , 0 Lingkar 1

loop 1 , E Lingkar 2 loop 2 , F Air terikat bound water , G Air bebas free water dalam pori

Dari Gambar 3 terlihat bahwa hidrogel berpori dalam struktur jaringannya. Ditinjau

dari penampangnya Gambar 4 terlihat bahwa hidrogel pada dasarnya adalah jaringan yang

dibentuk dari rantai hidrofilik, rantai antar cabang yang berbentuk lingkaran dan lilitan-lilitan

rantai kimia membentuk pori. Adanya rantai hidrofilik dan pori tersebut menyebabkan hidrogel

dapat mengikat air secara bebas dan terikat, dan hal inilah menyebabkan hidrogel bersifat

swelling dalam air.

Bentuk jaringan hidrogel dengan adanya pori-pori, sifat fisiko-kimia yang khas serta

komposisi jaringan, telah banyak dimanfaatkan untuk keperluan imobilisasi obat, sel, dan

enzim[69-71].Selain itu, struktur jaringan tersebut dapat dipenetrasi oleh zat-zat bioaktif antara

lain sel, obat dan baik zat organik maupun anorganik Struktur jaringan ini dikenal secara

umum sebagai interpenetrating polymer networks IPNs seperti yang disajikan pada

Gambar 1[72].

4 Hidrofilisitas dan Hidrofobisitas Hidrogel

Hidrofilisitas dan hidrofobisitas merupakan bagian hidrogel yang penting berfungsi

mengontrol karakter sifat fisiko-kimianya[33]. Hidrofilisitas hidrogel disebabkan oleh gugus

fungsi hidrofilik pada rantai hidrofilik yang dapat dihidrasi oleh air dengan ikatan hidrogen

yang relatif kuat bound water . Air yang terikat ini relatif sukar dikeluarkan dari jaringan

hidrogel dibandingkan dari air bebas free water yang mengisi pori-pori hidrogel.

Berdasarkan sifat kimia gugus fungsi hidrofilik yang terikat pada rantai hidrofilik,

rantai hidrofilik dapat saling berikatan satu dengan lainnya membentuk cabang yang

kompleks dengan struktur tiga dimensi yaitu ikatan kovalen maupun ikatan fisika yang stabil

dalam air. Beberapa jenis unit hidrofilik yang mengontrol hidrofilisitas hidrogel antara lain

adalah gugus -OH, -COOH, CONH2, S03H, NH2, S04-, S03-, CO2-. Selain mengandung sisi

hidrofilik, hidrogel juga mengandung sisi hidrofobik yang memegang peranan penting dalam

mengontrol karakter hidrogel. Sisi hidrofobik hidrogel pada umumnya terdapat pada cabang

ikatan kovalen C-C dan ikatan hetero kovalen yang terbentuk selama proses sintesis

berlangsung. Sifat hidrofobik lainnya disumbangkan oleh ikatan hetero kovalen berasal dari

gugus rantai eter, imida, amida, diester, dan glutaraldehid. Selain itu, ikatan kovalen C-C dan

hetero kovalen merupakan bagian hidrogel yang sukar disolvasi oleh air serta ikatan C-C

backbone, rantai non polar, dan ikatan -C=C terkonyugasi.

Bagian-bagian tersebut dapat berinteraksi dengan bagian lainnya berdasarkan ikatan

intermolekuler yang bersifat interaksi kohesif misalnya, ikatan non polar, polar, interaksi ionik,

dan ikatan hidrogen. Hidrofilisitas dan hidrofobisitas hidrogel selalu berada dalam keadaan

setimbang. Namun demikian, keadaan setimbang tersebut dapat terganggu oleh adanya

108

7/25/2019 2087-8079-2010-099

9/37


perubahan dari kondisi lingkungan misalnya, perubahan pH, medan listrik, suhu, cahaya,

radiasi, mekanik, dan medan magnit[46.49,24J

2 5 Sifat Fisiko Kimia Hidrogel

2.5.1. Termoplastik dan Termoset

Hidrogel berdasarkan asal-usulnya dapat berasal sebagai hasil proses sintesis alami

dan proses kimia atau fisika. Hidrogel yang terbentuk secara alami pada umumnya berasal

dari proses biologis yang terjadi di dalam tanaman dan hewan misalnya, agar, gel lidah

buaya, dekstran, gelatin dan alginat, sedangkan hidrogel sintetik pada umumnya sebagai

komponen utamanya adalah monomer/polimer sintetik. Sifat fisik produk yang dihasilkan dari

hidrogel sintetik bersifat sebagai termoplastik dan termoset.

Termoplastik hidrogel dapat larut dalam air, alkohol dan ikatan silang yang terbentuk

terjadi berdasarkan proses interaksi fisika dan mudah meleleh, sedangkan termoset adalah

jenis hidrogel yang dibentuk berdasarkan ikatan silang kovalen bersifat rapuh serta bentuk

relatif stabil.

2.5.2. Penyerapan Air Water absorption

Jika hidrogel kering direndam dalam air, pada awalnya molekul air akan menghidrasi

gugus yang paling polar dalam rantai molekulnya, gugus hidrofilik, dan gugus ionik serta

gugus-gugus fungsi yang dapat membentuk ikatan hidrogen. Air yang terikat sebagai akibat

ikatan hidrogen kovalen dikenal sebagai air terikat utama. Hal selanjutnya yang terjadi

selama proses tersebut yaitu rantai molekul dalam jaringan hidrogel mulai mengembang

disertai dengan gugus-gugus fungsi hidrofobik mulai tersingkap exposed pada molekul

molekul air dan berinteraksi melalui interaksi hidrofobik membentuk sistem dengan entropi

yang relatif rendah melapisi gugus hidrofobik. Air yang dihasilkan dari proses interaksi

tesebut dikenal sebagai air terikat sekunder. Jika interaksi antara air dengan pungung polimer

telah mencapai keadaan jenuh, jaringan hidrogel akan menghambat air dan selanjutnya

berekspansi membentuk keadaan setimbang. Air yang dihasilkan dari proses tersebut dikenal

sebagai air bebas free water yang mengisi pori-pori dan mikropori atau lobang-Iobang

dalam hidrogel yang menyebabkan hidrogel swelling.

Proses swelling pada hidrogel berlangsung secara kontinyu yang disebabkan oleh

adanya tekanan osmosa, dan akhirnya mencapai keadaan setimbang. Keadaan setimbang

hidrogel disebut sebagai kondisi

swelling.

Parameter yang umumnya digunakan untuk

menyatakan jumlah air terserap pada hidrogel digunakan rumus

Air yang terserap = WrWo/W1 x 1 8

dengan

= Berat hidrogel dalam keadaan kering g

WI = Berat hidrogel dalam keadan basah g

Selain parameter tersebut digunakan untuk menyatakan kondisi swelling hidrogel

dapat pula digunakan parameter lainnya khusus untuk kondisi swelling hidrogel yang relatif

besar yaitu dengan rumus

Rasio Swelling = WslWk

dengan

Ws

= Berat hidrogel dalam keadaan

swelling

g

Wk

= Berat hidrogel dalam keadaan kering g

2.5.3. Swelling-Deswelling

9

Swelling-deswelling merupakan salah satu fenomena yang khas dari hidrogel.

Swelling adalah kondisi hidrogel dalam kondisi menggembung, sedang deswelling adalah

kondisi hidrogel dalam kondisi menciut shrinked . Terjadinya kondisi swelling-deswe/ling

hidrogel merupakan keadaan perubahan fisika yang dapat ditinjau dari hukum termodinamika

materi berdasarkan energi bebas Gibbs G , entalpy H dan entropi S terhadap sistem

terdiri dari hidrogel yang diwakili oleh polimer P berikatan silang dan pelarut W . Kondisi

swel/ing-deswel/ing secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan

1 9

7/25/2019 2087-8079-2010-099

10/37

/ptek Nuk/ir: Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Peneliti

/SSN 2087-8079

10

t G < 0 deswelling)

t G > 0 swelling)

Go adalah kondisi air dan polimer terpisah dan masing-masing berada dalam keadaan

setimbang dengan nilai S =0 dan

Gso1

adalah kondisi hidrogel swelling air masuk ke dalam

kerangka jaringan hidrogel . Keadaan setimbang tersebut dipengaruhi oleh suhu, entalpi dan

entropi sistem. Hubungan fungsi-fungsi tersebut dengan energi bebas Gibbs dirumuskan

sebagai

t G

t.H

T

t S

11

Jika suhu dinaikkan, entropi sistem akan meningkat, maka

t.G>O,

hidrogel akan

swelling

atau

sebaliknya t.G

20

kGy > 30 kGy. Pada perendaman dalam air dengan menunjukkan suhu dari 15e hingga

40oe, semua hidrogel yang mula-mula mengalami swelling pada suhu 15e, secara perlahan

lahan gradual mengalami dehidrasi yang ditunjukkan dengan turunnya nilai RS, Nilai RS

terendah hidrogel hasil iradiasi 30 kGy terjadi pada suhu 30oe, sedangkan nilai RS terendah

hidrogel hasil iradiasi 10 dan 20 kGy pada suhu 40oe. Hidrogel poli NIPAAm) mengalami

penurunan nilai RS yang tidak terlalu tajam jika dibandingkan dengan hidrogel poli PVA-ko

NIPAAm) pada kenaikkan suhu perendaman hingga

40oe.

Selanjutnya, dengan kenaikkan

suhu air dari 40 hingga 70oe, nilai RS hidrogel yang pad a suhu 30 dan 400e adalah 1 gig

relatif tidak berubah konstan).

Oari Gambar 13 dapat disimpulkan bahwa suhu LCST hidrogel poli PVA-ko

NIPAAm) ada 2 nilai yaitu pada suhu 300e dosis 30 kGy) dan 400e hidrogel 20 dan 30 kGy).

Kedua suhu LCST tersebut masih dalam jangkauan suhu LCST poli NIPAAm). Hidrogel hasil

iradiasi pada dosis 10, 20 dan 30 kGy mempunyai nilai RS relatif lebih besar pada keadaan

swelling T

7/25/2019 2087-8079-2010-099

25/37

Sintesis hidrogel dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi, Drs. Erizal)

Gambar 13. Pengaruh suhu terhadap rasia swelling hidrogel pali

PVA-ka-NIPAAm, 5/15 bib) sebagai fungsi dasis iradiasi.

4.3.3. Pengaruh Suhu Terhadap Rasia Swelling Hidrogel Sebagai Fungsi Kansentrasi PVA

Hidragel hamapolimer pada umumnya mempunyai sifat mekanik yang relatif rendah

dan begitu pula halnya pada hidrogel poli (NIPAAm). Untuk mengatasi hal tersebut pada

umumnya dilakukan modifikasi kopolimerisasi dengan monomer atau polimer. Oleh karena

itu, untuk modifikasi hidrogel poli (NIPAAm) dalam penelitian ini dilakukan kopolimerisasi

NIPAAm dengan beragam konsentrasi PVA. pengaruh konsentrasi PVA (5; 10; 15 ) dalam

hidrogel poli (PVA-ko-NIPPAm) hasil iradiasi 10 kGy terhadap RS hidrogel disajikan pada

Gambar 15, dan penampilan sifat fisiknya disajikan pada Tabel 4. Pada Gambar 15 terlihat

bahwa dengan meningkatnya konsentrasi PVA hingga 15 , nilai RS hidrogel turun secara

signifikan pada suhu 15e. Pad a konsentrasi PVA 5 ,

RS

maksimum hidrogel adalah 30 gIg

yang relatif lebih besar dibandingkan RS hidrogel dengan konsentrasi PVA 10 dan 15 , dan

nilai RS semua hidrogel hasil iradiasi relatif lebih besar dibandingkan nilai RS hidrogel poli

(NIPAAm). Selain itu, pada Gambar 14 terlihat pula bahwa dengan kenaikkan konsentrasi

PVA hingga 15 t idak menggeser suhu LeST hidrogel (PVA-ko-NIPAAm) yaitu tetap berada

pada suhu 40oe.

40

l

-0-

15/5

30 -I

Il

l1...

-[ - 15/10

20

j

-v-

15/15

:

-6-

poli(NIPAAm)

~

/)

~

II

:: 10

o

o 10 20 30 40 50 60 70 80

Suhu

OC

Gambar

14.

Pengaruh suhu terhadap rasia swelling hidrogel pali

PVA-ka-NIPAAm) pada kampasisi

15/5;

15/10 dan

15/15

b/b)

hasil iradiasi 10 kGy dibandingkan rasia swelling pali NIPAAm).

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa konsentrasi PVA 5 dalam hidrogel

merupakan kondisi optimal untuk menaikkan nilai RS dari hidrogel poli(PVA-ko-NIPAAm).

Namun demikian, hidrogel-hidrogel poli(PVA-ko-NIPAAm) dengan konsentrasi PVA 10 dan

15 masih layak dipertimbangkan untuk aplikasinya karena mempunyai suhu LCST sekitar

30-40oe yang mirip dengan suhu tubuh dan sifat fisik yang relatif baik (elastis) (Tabel 4).

Penurunan nilai RS dengan meningkatnya konsentrasi PVA, mung kin disebabkan naiknya

derajat kerapatan ikatan silang dalam struktur jaringan hidrogel.

Tabel4. Penampilan sifat fisik hidrogel poli (pVA-ko-NIPAAm).

NIPAAm (g)

15

PV A (g)

5

10

15

Sifat fisik

Elastis

Elastis

Elastis

4.3.4. Pengaruh Suhu Terhadap Diameter Hidrogel

127

7/25/2019 2087-8079-2010-099

26/37


ISSN 2087-8079

Pada umumnya, jika suatu bahan diberi stimulasi (rangsangan) secara fisika dan

kimia, maka akan terjadi perubahan makroskopis dan mikrokopis pada bahan terse but. Hal ini

mungkin juga terjadi jika pada hidrogel diberi stimulasi misalnya, suhu (panas). Jika hidrogel

diberi stimulasi panas akan terjadi perubahan struktur jaringannya. Perubahan struktur

jaringan terse but dapat mengakibatkan perubahan pada diameternya. Pengaruh suhu

terhadap perubahan diameter hidrogel poli (PVA-ko-NIPMm) pada komposisi PVA- NIPMm

berturut-turut 5/15; 10/10; 15/15 ( bib hasil iradiasi 10 kGy disajikan pada Gambar 15.

Kenaikkan suhu air dari 15 hingga 40C (T< LCST , menyebabkan diameter hidrogel yang

pada awalnya adalah sekitar 30 mm mengalami proses penyusutan secara perlahan-Iahan

hingga mencapai ukuran sekitar 13 mm pada suhu LCST. Selanjutnya pada kenaikkan suhu

air dari 40 hingga 70C (T > LSCT , diameter semua hidrogel tidak berubah. Terjadinya

perubahan diameter hidrogel tersebut disertai perubahan penampilan yang pada suhu TLCST. Kotono dkk [49]

melaporkan bahwa karakter suhu kritis disebabkan oleh adanya kesetimbangan gugus

hidrofilik dan gugus hidrofobik dalam struktur jaringannya. Kondisi kesetimbangan gugus

hidrofilik-hidrofobik hidrogel tersebut umumnya disajikan dalam bentuk Gambar 16. Jika ke

dalam suatu media yang berisi hidrogel suhunya dinaikkan dalam rentang suhu kritisnya,

maka hidrogel akan meresponnya dengan swelling atau deswelling. Respon yang diberikan

oleh hidrogel disebabkan terganggunya kesetimbangan hidrofilik-hidrofobik dalam jaringan

hidrogel. Pada kondisi swelling, gugus hidrofi lik lebih dominan dibandingkan gugus hidrofobik,

sedangkan gugus hidrofobik lebih dominan pada kondisi deswelling. Suhu kritis LCST

tersebut merupakan suhu peralihan kondisi dominasi gugus hidrofilik ke kondisi hidrofobik

atau sebaliknya dalam struktur jaringan hidrogel.

4

-1

I

-6-

PVA-NIPAAm.5/16

.. PVA-NIPAAM, 10/16

I

3 ]

~.

I

0- PVA-NIPAAm.15/16

}

tI

2

~

I

-i

Transparan

i:i

1

J

Opaque

I

I

1

Suhu

oG)

Gambar

15.

pengaruh suhu terhadap diameterhidrogel poli PVA -ko- NIPAAm

dengan komposisi

5/15; 10/15

dan

15/15

bib hasil iradiasi dosis

10

kGy.

T > LCST

Swelling

Hidrofilik

T < LCST

Gambar 16. Kondisi kesetimbangan hidrofil ik dan hidrofobik da/am hidrogel

4.3.5. Pengujian Pemakaian Ulang Hidrogel

Secara ekonomis, pada umumnya hidrogel peka suhu dirancang untuk pemakaian

berulangkali. Oleh karena itu, hidrogel harus mempunyai ketahanan sifat fisik yang baik.

Salah satu cara pengujian sifat fisik adalah dengan menguji sifat swelling-des welling pada

pemakaian berulangkali. Pada Gambar 17 disajikan pengaruh pemakaian ulang hingga 9 kali

siklus pemakaian hidrogel poli (PVA-ko-NIPMm) pada perbandingan berat 5/15,10/15 dan

15/15 hasil iradiasi dosis 10 kGy diukur pada suhu ulang 15 dan 40C. Nilai RS setiap suhu

128

7/25/2019 2087-8079-2010-099

27/37


pengukuran hidrogel adalah pad a kondisi

swelling

maksimum yang diukur setelah hidrogel

direndam dalam air suling selama 24 jam. Uji ulangan pertama menunjukkan swelling

hidrogel pada suhu 15C bernilai RS berkisar 18-28 gig. Uji ulangan kedua pada suhu 40C

menyebabkan hidrogel mengalami deswelling dengan nilai RS menurun secara signifikan

berkisar 3-6 gig. Pengujian ulangan selanjutnya yang terdiri dari ulangan ke-3 pada suhu

15C, ke 4 pada suhu 40C s ecara bergantian hingga ulangan ke-9 menghasilkan kondisi

swelling-des welling hidrogel bentuk pulsa. Hal ini menunjukkan bahwa hidrogel poli PVA-ko

NIPAAm) dapat dipakai berulangkali dengan sifat fisik yang relatif tidak berubah. Berdasarkan

sifat swelling-des welling berbentuk pulsa pada pemakaian ulang dengan suhu 15C swelling

dan 40C deswelling , dapat diprediksikan bahwa matriks hidrogel poli PVA-ko-NIPAAm)

bersifat sistem pompa Gambar 18).

15C

40C

25

.EI

20

)

s:::

CIJ

15

==

VI0

10

I

III

:

5

0

0

1

3

Ulangan kali

{J-

5/15

t::r 10/15

-0- 15/15

8 9 10

Gambar 17. Pengaruh pemakaian ulang pada rasio swelling hidrogel

poli PVA-ko- NIPAAm komposisi 5115 10115 dan 15115 bib

hasil iradiasi dosis

10

kGy

air

LCST

1

Isap swelling)

Dorong deswelling)

Gambar

18.

Sistem pompa dari matriks poli PVA -ko- NIPAAm

Sistem kerja pompa hidrogel dapat ditunjukkan pada kondisi peralihan suhu kritis

LCST Hidrogel jika direndam dibawah suhu LCST TLCS1 . hidrogel deswelling. Dengan perkataan lain, pad a kondisi

tersebut hidrogel mengeluarkan air dari sistem yang dapat juga disebut sebagai kondisi off

129

7/25/2019 2087-8079-2010-099

28/37

7/25/2019 2087-8079-2010-099

29/37

Sintesis hidrogel dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi , Ors. Erizal

rentang waktu 24 hingga 26 jam. Rasio swelling hidrogel PEO-alginat pada semua

konsentrasi relatif lebih besar dibandingkan rasio swelling hidrogel PEO. Hal ini menunjukkan

bahwa penggabungan alginat ke dalam matriks PEO dapat menaikkan rasio swelling

hidrogel, dan naiknya konsentrasi alginat mengakibatkan rasio swelling hidrogel meningkat.

Terjadinya kenaikkan rasio swelling hidrogel PEO-alginat dengan naiknya konsentrasi alginat

yang dikandung hidrogel dibanding hidrogel PEO, hal ini disebabkan meningkatnya gugus ion

karboksil (-COO-) yang mengontrol daya serap terhadap air dalam hidrogel pada kenaikkan

kandungan alginat. Rasio swelling hidrogel PEO-alginat pada dosis 20 kGy selang waktu 1

jam pertama mencapai 20-50 gig. Nilai rasio swelling sebesar 20-50 gig ini memenuhi syarat

SNI 16-6363-2000 untuk absorben dalam pembalut wanita (syarat rasio swelling pembalut

wanita minimal 10 g/g [106]. Selain itu, hidrogel tersebut juga memenuhi syarat sebagai

absorben pembalut luka bereksudat (Iuka berair) dan hidrogel pembalut luka bakar yang

aman, karena PEO tidak toksis dan alginat yang berfungsi dapat menyembuhkan luka bakar.

Superbasorben PEO-alginat memenuhi syarat untuk dipakai sebagai pembalut luka karena

memenuhi persyaratan, yaitu nilai rasio swellingnya berkisar 12-25 kali berat keringnya[107].

400

35000

CI

: 250

CI

s::

1i

200

3=

r n

.S

150

en

'

::

100

50

0

50

5

050

Waktu ( jam)

-- PEO 5

-- PEO 5 ,alginat 0,5

-Q-- PEO 5 ,alginat 1

-- PEO 5 ,alginat 1,5

b

PEO 5 .alginat 2

berikut

Gambar 20. Kinetika swelling hidroge/ da/am air su/ing PEO-a/ginat

pada variasi konsentrasi a/ginat hasi/ sintesis

20

kGy.

Mekanisme difusi air dalam hidrogel sangat terkait dengan aplikasin~a.

dapat digunakan untuk menentukan jenis difusi air ke dalam hidrogel[1

6].

F

=

k

f

25

Persamaan

dengan

F

=

Fraksi air yang diserap hidrogel

=

Konstanta penggabungan air dengan jaringan polimer

n

=

Eksponen difusi yang mencir ikan mekanisme transportasi air

t

=

Waktu hidrogel swelling

Gambar hubungan garis antara In F terhadap In t PEO-alginat hidrogel (PEO

5 ,alginat 2 ) disajikan pada Gambar 21. Bentuk gambar grafik yang sama dengan bentuk

grafik pada komposisi PEO 5 dan alginat 2 juga diperoleh pada komposisi PEO-alginat

lainnya. Nilai n dan k dihitung dari slope dan perpotongan garis intercept , dan hasilnya

disajikan pada Tabel 5. Dari Tabel 5 terlihat bahwa nilai n terletak antara nilai 0,5 dan 1 dari

semua superbasorben, hal ini menunjukkan bahwa difusi air ke dalam matriks superbasorben

adalah bersifat sebagai jenis non Fickian.

131

7/25/2019 2087-8079-2010-099

30/37

Iptek Nuklir: Bunga Rampai Presentasi I Imiah Jabatan Penelit i

-0.6

-0.81

LL

~

J

1 2

1 4

1 6

1 8

ISSN 2087-8079

4 4 4 4 4 6 4 8 5 5 5 4 5 6 5 8

t

Gambar 21. Hubungan antara Int dan In F hidrogel PEO-alginat

PEO 5 , alginat 2 ) yang disintesis pada dosis 20 kGy

Table 5. Nilai parameter n dan k hidrogel superabsorben PEO-alginat disintesis pada dosis

20 ky)

Hidrogel

kx 10

3

16,0

,60

5,1

,76

5.2

,82

8.7

,73

4.4.3. Pengaruh Konsentrasi Alginat Terhadap Equilibrium Degree

of

Sweling EDS

Hidrogel

Pengaruh konsentrasi alginat terhadap rasio swelling maksimum EDS) hidrogel

PEO-alginat hasil iradiasi 20 kGy disajikan pada Gambar 22. Nilai rasio swelling hidrogel

PEO tanpa alginat) adalah sekitar 40

gIg.

Kenaikan konsentrasi alginat 0,5, 1, dan 1,5

meningkatkan rasio swelling cukup besar, yaitu masing-masing menjadi 98, 187, dan 297

berat keringnya gIg . Pada penambahan alginat 2 rasio swelling mencapai 320 berat

kering. Nilai tersebut tidak terlalu berbeda jika dibandingkan nilai rasio swelling pada

penambahan alginat 1,5 dalam matriks hidrogel. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada

konsentrasi alginat 1,5 terjadi kondisi jenuh dari hidrogel, dan kenaikan konsentrasi alginat

lebih lanjut tidak menyebabkan meningkatnya rasio swelling yang berarti. Aiginat mudah

mengikat air. Oleh karena itu, adanya alginat dalam pori struktur jaringan hidrogel PEO yang

berikatan silang memberikan kontribusi pada kenaikan rasio swelling hidrogel. Adanya alginat

tersebut merubah ukuran pori rata-rata, distribusi ukuran pori hidrogel serta interkoneksi pori

yang disebabkan interaksi inter dan intra antara alginat dan PEO selama proses iradiasi. Hal

ini merupakan faktor penting yang menentukan karakteristik swelling dari hidrogel.

132

7/25/2019 2087-8079-2010-099

31/37

Sintesis hidroge/ dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi, Ors. Eriza/

4

3

CI)

CI

2

UJ

1

I

55

Alginat,

Gambar 22. Pengaruh konsentrasi a/gin at terhadap EOS hidrogel

PEO-alginat yang disintesis pada dosis

20

kGy.

4.4.4. Swelling hidrogel da/am larutan NaCI

Pada keperluan beragam aplikasi misalnya, untuk komersialisasi superbasorben

sebagai bahan penyerap dalam popok bayi dan pembalut wan ita adalah sangat penting untuk

mengetahui sifatnya dalam larutan fisiologis. Hidrogel PEO-alginat pada dasarnya terionisasi

dalam larutan air. Sifat swellingnya tergantung pada struktur kimia dan media yang dipakai.

Pada Gambar 23 disajikan hubungan pengaruh konsentrasi alginat terhadap rasio swelling

hidrogel PEO-alginat hasil iradiasi dosis 20 kGy dalam air dan larutan NaCI 0,15 M.

Meningkatnya konsentrasi alginat dari 0,5; 1; 1,5 dan 2% menyebabkan rasio swelling

hidrogel masing-masing berkurang menjadi 34,2; 34,87; 40; dan 46 gig. Hal ini menunjukkan

bahwa seiring dengan meningkatnya konsentrasi alginat yang menyebabkan rasio

swellingnya dalam air meningkat, maka rasio swellingnya dalam larutan NaCI 0,15 M

mengalami penurunan dan mencapai nilai konstan pada konsentrasi alginat 1,5%.

Sebaliknya, seperti yang dilaporkan oleh Sanju dkk [108] serta Rajiv dkk [94] dengan

meningkatnya konsentrasi larutan NaCl, pad a umumnya rasio swelling hidrogel

superbasorben menurun dengan tajam. Hal ini dapat dijelaskan berdasarkan peranan ion-ion

yang terikat pada jaringan hidrogel bersifat imobil (tidak bergerak) dan dapat dianggap

terpisah dari larutan luar dengan adanya membran semipermeable. Jika hidrogel direndam

dalam air, maka akan terjadi tolak-menolak ion-ion dalam jaringan hidrogel yang disertai

terbukanya pori-pori, sehingga air akan mudah berdifusi kedalamnya dan hidrogel swelling.

Sebaliknya, jika hidrogel direndam dalam larutan NaCl, maka terjadi tekanan osmosa yang

rendah karena adanya ion-ion Na+ dan CI-.

-0-

NaC 0,15 M

2

186

1

14

:

0:1

12

.S

::::

1

;:

I)

8

. 2

II)

6

'

a::

4

2

____ Air suling

0.5

Aiginat,

1.5 2

Gambar 23. Pengaruh konsentrasi alginat terhadap rasio swelling hidrogel

yang disintesis pada dosis 20 kGy diuji da/am air dan /arutan NaC/

133

7/25/2019 2087-8079-2010-099

32/37


V KESIMPUL N D N S R N

ISSN 2087-8079

Iradiasi berkas elektron dapat digunakan untuk melapisi permukaan ijuk dengan

poli HEMA) dan poli TMPT) pada dosis 30 kGy sebagai matriks imobilisasi sel Treesei dan

S.cellulophylum. Aktivitas enzim yang dihasilkan sel Treesei dalam keadaan bebas yang

dinyatakan dengan nilai GPA Glucose Paper Activity adalah 2x lebih besar dibandingkan sel

yang terimobilisasi pad a matrik yang dilapisi poli HEMA) dan 3x lebih besar dibandingkan sel

yang terimobilisasi pada matriks yang dilapisi poli TMPT). Sedangkan sel S.cellulophylum

yang terimobilisasi pada matriks yang dilapisi poli HEMA) dan pada matriks poli TMPT)

memberikan aktivitas enzim 2x lebih besar dibandingkan sel. dalam keadaan bebas. Sel

Treesei yang diimobilisasi pada matriks poli HEMA) yang bersifat hidrofilik menunjukkan

aktivitas enzim yang relatif lebih besar dibandingkan yang diimobilisasi pada matriks yang

dilapisi poli TMPT) yang bersifat hidrofobik. Sel S.cellulophylum yang diimobilisasi pada

matriks poli HEMA) dan poli TMPT) menunjukkan aktivitas enzim yang relatif lebih tinggi

dibandingkan sel dalam keadaan bebas. Sistem imobilisasi sel pada matriks polimer hidrofilik

memberikan peluang yang besar untuk konversi biomassa di bidang bioenergi dibandingkan

matriks polimer hidrofobik.

Iradiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mensintesis hidrogel PVP-karaginan

berikatan silang pada dosis 25 kGy dengan nilai fraksi gel berkisar 90 . Hidrogel hasil

iradiasi pada 25 kGy mempunyai daya serap air sekitar 4500 dan kandungan air 83 .

Kemampuan daya serap air yang relatif tinggi ini sangat berguna untuk menyerap eksudat

dari luka basah dan kandungan air yang dikekang hidrogel yang relatif besar berguna untuk

pembasah dan pendin~in luka. Selain itu, hidrogel mempunyai tegangan tarik yang relatif

besar yaitu 1,5

kg/em

dan kelengketan terhadap kulit yang rendah. Hal ini seeara fisik

menunjukkan bahwa hidrogel ini tidak rapuh, aman serta nyaman jika dibalutkan serta tidak

menyebabkan kerusakan pada kulit ketika diangkat dari tempat luka. Pembalut hidrogel PVP

karaginan hasil iradiasi dosis 25 kGy dosis steril) bersifat aman dan nyaman dipakai untuk

pembalut luka bakar karena tidak menyebabkan infeksi dan mudah dilepas dari luka dan

pembalut hidrogel PVP-karaginan memberikan efek penyembuhan pada luka tikus 5 hari

lebih eepat dibandingkan kontrol. Untuk mempereepat penyembuhan luka dibandingkan

hidrogel PVP-karaginan ini sebaiknya perlu dilakukan modifikasi hidrogel ini misalnya,

menambahkan zat lain yang dapat mempereepat luka mengingat akan kebutuhan hidrogel

sebagai pembalut luka yang relatif besar di bidang kesehatan di Indonesia yang merupakan

produk impor.

Iradiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mensistesis hidrogel ikatan silang

polivinil alkohol PVA) yang mengandung N-isopropilakrilamida NIPAAm) pada dosis iradiasi

10 kGy) dari eampuran PVA 5-15 bIb NIPAAm dengan konsentrasi 15 bIb.

Meningkatnya dosis iradiasi, menyebabkan meningkatnya fraksi gel dan swellingnya relatif

menurun seeara signifikan. Penggabungan PVA dengan NIPAAm meningkatkan kemampuan

swelling hidrogel PVA-ko-NIPAAm dibandingkan homopolimer NIPAAm. Selain itu, peneiutan

diameter hidrogel relatif lebih besar pada pengaruh pemanasan dengan kandungan

7/25/2019 2087-8079-2010-099

33/37

Sintesis hidrogel dengan teknik radiasi untuk aplikasi di bidang energi Ors. Elizal)

memudahkan sel tumbuh dan replikasi, sehingga diperoleh aktivitas enzim yang tinggi pada

konversi biomassa. Selain itu, untuk mendapatkan hasil yang akurat dari fungsi hidrogel

pembalut luka dan superbasorben perlu dilakukan kerjasama dengan rumah sakit pada uji

klinis, serta untuk mendapatkan hasil yang nyata tentang hidrogel peka suhu perlu dilakukan

uji coba sebagai matriks drug release. Penelitian-penelitian lanjutan ini perlu dilakukan karena

hasil-hasilnya yang baik akan memberikan kontribusi yang besar yaitu energi nuklir sebagai

pemercepat kesejahteraan bangsa dan berorientasi industri sesuai dengan salah satu visi

BATAN.

FT R PUST K

[1] BP,

Statistical Review of World Energy , 2009.

[2] Httpl/www.petroleumequities.com/oilsupplyreport.htm diambil tgl10 oktober 2009.

[3] PriyadLnetiarchives/2005/09/05/krisis.minyak-dunia-danlndonesia, diambil tgl 10

oktober 2009.

[4] ISROL Workpress.com/ ../Potensi-bioetanol-dari-biomassa-lignoselulosa, diambil tgl 10

oktober 2009

[5] http://www.aspb.org./publicaffairsl/fungus.clin. diambil tgl1 0 oktober 2009

[6] MINATO,K., HOSOO, H., and KAWAGUCHI, S., Contribution of Lignin to the Reactivity

of Wood in Chemical Modifications 1/: Influence of Delignification on Reaction with

Vaporous Formaldehyde, J.of Wood Science, vo1.53.3 2007 255-257.

[7] PETROVA,S.N., VOLKOVA,l.Y., and ZAKHAROV, Oxidative Delig-nification of Flax

Fiber, Russian Journal of Applied Chemistry, vol. 76 2003 1344-1347

[8] PAN, X., XIE, D., GILKES,N., GREGG, D.J., and SADDLER, J.N., Stra-tegies to

Enhance the Enzymatic Hydrolysis of Pretreated oftwood with High residual Lig-nin

Content, Applied Biochemistry and Biotechnology, vol. 124 2005 1069-1079.

[9] BYUNG, H.U., KARIM, M.N., LINDA, L.H., Effect of Sulphuric and Phosphoric acid

Pretreatment on Enzymatic Hydrolysis of Corn Stover, Applied Biochemistry and

Biotechnology, vol. 105 2003 115-125.

[10] XIANG,Q., SEOK,J., LEE, Y.Y., A Comprehensive Kinetic Model for Dilute -acid

Hydrolysis of Cellulose, Applied Biochemistry and Biotechnology, vol..106 2003 337

352.

[11] SZENGYEL,Z., ZACCHI,G., RECZEY,K., Cellulose Production Based onHemicellulose

Hydrolysate from Steam -Pretreated Willow, Applied Bio-chemistry and Biotechnology,

vo1.63-65 2008 351-362.

[12] ISMAEL,A.R., CARLOS, P.E., MA, G.Z.P., EVERARDO,L.R., HORACIO, C.C.,

Degradation of Cellulose by the Bean-Pathogenic Fungus Colettrichum

Lindemuthianum, Production of Extracellular Cellulolytic enzymes by cellulose

Induction, Antonie van Leeuwehoeck, vol. 87 2005 21-26.

[13] MISHRA, S., GOPALKRISHNAN, K.S., GHOSE, T.K., A Constitutively Cellulase

Producing Mutant of Trichoderma Reseei, Biotechnol. Bioeng., vol.24 1982 251

[14] LlNA, M.R., TAMAO,M. and KUMAKURA,M., Immobilization of Cellulase Producing

Cells Using Irradiated Rice Husk as a Substrate, Majalah BATAN 1990 1.

[15] http//www.eng.nus.edu.sg/Eresnews/9705/may97.pg.html. diambil tanggal 20 Agustus

2009

[16] KUO, S.M., LlOU, C.C., CHANG, S.J., Synthesis and Characterization of Hydrogel

Based on PVA-AE and HEMA, Journal of Polymer Rese-arch, vol.8 2006 169-174.

[17] ERIZAL, Sintesis dan Karakterisasi Squalene- TMPT Hasil Iradiasi Gamma, Prosiding

Simposium Nasional Polimer V, Bandung 2005, 105.

[18] SWASONO R.T.,ERIZAL, HENDRYANTO, Pengaruh iradiasi gamma dan konsentasi

PVP pada pembuatan hidrogel serta kemampuan imobilisasi dan pelepasan kembali

propanolol HCL, Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia, Vol. VIII, No.1, 2007

[19] ERIZAL, Imobilisasi Antibiotik pada Matriks Hidrogel Poli vinil) Alko-hol dengan Metode

Induksi Iradiasi, Prosiding Simposium Nasional Polimer VI 2006 , 111-115

[20] SCAZANY, B., MOLNAR, A., KLAMAR, G., KALMAN, M., Preparation,

Characterization, and Potential Application of an Immoblized Glucose Oxidase, Applied

Biochem. Biotechnol., Vol.14 1987 37-47.

135

7/25/2019 2087-8079-2010-099

34/37


ISSN 2087-8079

[21] ERIZAl, HASAN, R., SilVIA, S., l n RAHAYU, C.,

Pengekangan Obat dalam Matriks

Hidrogel PVA-ko-NIPAAm Hasi/ Iradiasi, Risalah Pertemuan IImiah Penelitian dan

Pengembangan Aplikasi Isotop dan Radiasi 1997) 121-128.

[22] KAETSU, I., Immobilization of Enzymes by Radiation, Radiat. Phys. Chem, Vol.14

1979) 595-602.

[23] KUMAKURA, M., and KAETSU, I., Behaviour of Enzymes Activity in Immobilized

Proteases, Int. J. Biochem., vol.16 1984) 1159-1161.

[24] KUMAKURA, M., and KAETSU,I., Immobilization of Cells by Radiation

Copolymerization of Hydrophobic and Hydrophilic Monomers, Acta Chimica Hungaria,

vol.116 1984) 345-351.

[25] ROSIAK, J.M., ULANSK, loP., PAJEWSKI,L.A, YOSHII, P., and MAKUU-CHI, K.,

Radiation Formation of Hydrogel for Biomedical Purpose. Some Re-marks and

Comments, Radiat.Phys.Chem., vol. 46 1995) 161.

[26] KAETSU, I., RadIation Synthesis and Fabrication for Biomedical Application,

Radiat.Phys., vol. 40 1995) 1025.

[27] ZHAO, L., MITOMO, H., NAGASAWA, N., YOSHII,F.,KUME,T., Radiation Synthesis

and Characterization of the Hydrogel Based on Carboxymethylated Chitin Derivates,

Carbohydrate Polymers, vol 51 2003) 169-175.

[28] ZHAO, X., KATO, K., FUKUMOTO, Y., NAKAMAE, K., Synthesis of Bioadhsive

Hydrogel from Chitin Derivatives, Int. J. Adhesion and Adhesives, vol. 21 2001) 227

232.

[29] TAMADA, M., SEKO, N., YOSHII, F., Application of Radiation -Grafted Material for

Metal Adsorbent and Crosslinked Natural Polymer for Healthcare Pro-duct, Radiat.

Phys.Chem., Vol.71 2004) 221-225.

[30] MAOLlN, Z., HONGFEI, H., YOSHII, F., Effect of KC on the Properties of PVPIKC

Blend Hydrogel Synthesized by Gamma Irradiation Tech-nology, Radiat.Phys.Chem.,

Vol.57 2000) 459-464.

[31] MAOLlN, Z., YOSHII, F., KUME, T., HASHIM, K., Synthesis of PVA/Starch Grafted

Hydrogels by Irradiation, Carbohydrate Polymer, Vol.50 2002) 295-303.

[32] YOSHII, F., ZHUSAN, Y., ISOBE, K., SHINOZAKI, K., MAKUUCHI, K., Electron Beam

Crosslinked PEO and PEOIPVA Hydrogels for Wound Dressing, Radiat. Phys.Chem.,

Vol.55 1999) 133-137.

[33] ANONIM, Hydrogels: Speciality Plastic for Biomedical and Pharmaceutical Applications

1999)

[34] MICHAEL, PT, and STEPHEN, E., H., An Introduction to Polysaccharide Bio

technology, Taylor and Francis 1998) 138-139

[35] WADE, A, WELLER, P.J., Handbook of Pharmaceutical Exipient,

2nd

Edition, London,

The Pharmaceutical Press 1994) 392.

[36] SYAMSULHIDAJAT, R., dan WIM, D,J., Buku -Ajar IImu Bedah Penerbit buku

kedokteran EGC 1997),72-101

[37] CYNTHIA, AW., So, What I do put on this Wound? Making Sense of the Wound

Dressing Puzzle: Part II, DermaI.Nurs., Vol.17 2005) 204-206

[38] Staff Writer, Techno Japan, Vol. 26 1993) 8-15.

[39] KIM, J., KIM, S., JEONG, Y., PARK, S., KIM, H.C., CHUN, K., KIM, B., Potential of

Poly N-isopropylacrylamide Hydrogel as a Clamper of the Imcrorobot in

Gastrointestinal Tract, Engineering in Medicine and Biology Society, 2005) 4046-4049.

[40] JEONG, B., GUTOWSKA, A, A Lesson from Nature Stimuli-Responsive Polymers and

their Biomedical Applications, Trends Biotechnol., Vol.20 2002) 305-311.

[41] RUSSELL, T.P., Surface Responsive Materials, Science, Vol.297 2002) 964-967.

[42] ROY,I., GUPTA, M.N., Smart Polymeric Material Emerging Bioche-mical Applications,

Chem.Biol., Vol. 10 2003) 1161-1171.

[43] MURAKAMI, Y., MIZUO, M., DNA Responsive Hydrogels that Can Shrink or Swell ,

Biomacromolecules, Vol.6 2005) 2927-2929.

[44] ALARCON, L.H.C., PENNADAM, S., ALEXANDER, C., Stimuli Res-ponsive Polymers

for Biomedical Applications, Chem.Soc.Rev., 34 3) 2005), 276-285.

[45] KOST, J., LANGER, R., Responsive Polymeric Delivery Systems, Adv.Drug Deliv.Rev.,

46 1-3) 2001) 125-148.

[46] KAETSU, I., UCHIDA, K., MORITA, Y., and OKOBU, M, Synthesis of Electron

Responsive Hydrogels by Radiation Polymerization of Sodium Acrylate, Radiat. Phys.

Chem., Vol.40 1992) 157.

136

7/25/2019 2087-8079-2010-099

35/37


[47] ICHIKO, I., HIRASA, 0., KISHI, R, OOWADA, M., SAHARA, K., KOKOFUTA, E., and

KOHNO,S., Thermo responsive Gels. Radiat. Phys.Chem., Vol.46 1995) 185.

[48] BAE, Y.H., OKANO, T., HSU, R, and KIM, S.W., T, Thermo Sensitive Polymers as On

Off Switches for Drug Release, MakromoloChem.Rapid Common., Vol.8 1987) 481.

[49] KOTONO, H., SANUI, K., OKANO, T., SAKURAI, Y., Drug release off Beha-viour and

Deswelling Kinetics of Thermo-Responsive IPNs Composed of Poly acrylamide-co

butyl methacrylate and Poly acrylate acid . Polymer Journal, Vol.23 1991) 1179.

[50] MUNIZ, E.C., and GEUSKEN, G., Compressive Elastic Modulus of Polyacrylamide

Hydrogels and Semi -IPN with Isopropylacrylamide, Macromolecules, Vol.34 2001)

4480-4484.

[51] SELEZNEVA, 1.1., GORELOV, A.V., ROCHEV, YA, Use of Thermo-Sensitive Polymer

Material on the Basis of N-isopropylacrylamide and N-Tert-Butyl acrylamide Copolymer

in Cell Technologies, Bulletin of Experimental Bio-Iogy and Medicine, Vol.142 2006)

538-541.

[52] LEE, K.K., JUNG, J.C., JHON, M.S., The Synthesis and Thermal Phase Transition

Behaviour of Poly N-isopropylacrylamide -b-Poly ethylene oxide , Polymer Bulletin,

Vol.40 1998) 455-460.

[53] CHENG, J.C., CHU, L.Y., ZHENG, J., WANG, H.D., WEI, G., Effect of freeze-drying

and Rehydrating Treatment on the Thermo Responsive Characteristics

of

Poly N

Isopropylacrylamide Microsphere, Colloid Polymer Science, Vol.286 2008) 571-577.

[54] ZHANG, G.Q., ZHA, L.S., ZHOU, M.H., MA, H., LIANG, B.R, Rapid Deswelling of

Sodium Alginate/Poly N-isopropylacrylamide Semi-Interpenetrating Polymer Network

Hydrogels in Response to Temperature and pH Changes,Colioid

Polymer Science,

Vol.283 2005) 431-438.

[55] KUJAWA, P., WATANABE, H., TANAKA, F., WINNICK, W., Amphipilic Tele-chelic Poly

N-Isopropylacrylamide in Water: From Micelle to Gels, The European Physical

Journal. E.: Soft Matter and Biological Physic, Vol.17 2005) 129-137.

[56] TOYOYAMA, H., SUMIDA, H., KANEHARA, A., Nil, S., Effect of Surfactants on the

Porous Structure of Poly N-isopropylacrylamide Hydrogels Prepared by an Emulsion

Templating Method, Colloid Polymer Science, Vol.287 2009) 115-121.

[57] EREMEEV, N.L., BELYAEVA, EA, BOGDANOVSKY, VA, KAZAN SKAYA, N.F.,

Shortening the Biosensor Assay by Use

of

Enzyme Containing Temperature Sensitive

Hydrogels, Biology Techniques, Vol.13 1999) 295-298.

[58] PAN, C., LONG, Q., YU, D., RAO, Y., WU,N., LI, X., Swelling and Drug Relea-sing

Properties of Poly N-isopropylacrylamide Thermo Sensitive Copolymers Gels, Frontier

of Chemistry in China, Vol.3 2008) 314-319.

[59] YANG, X., WU, Y., WANG, Q., WANG, K.M., WANG, SF,

Temperature -Sensitive

Gold Nanotube Array Membranes Modified with Poly N-isopropyl-a crylamide , Chinese

Bulletin, Vol.53 2008) 727-732.

[60] PAN, Y., XIONG, D., GAO, F., Viscoelastic Behaviour of Nano-Hydroxyapatite

Reinforced Poly vinyl alcohol Gel Biocomposite as an Articular Cartilage, J. Matter Sci

Mater Med., Vol.19 2008) 1963-9.

[61] PARADOSSI, G., CAVALIERI, F., CHIESI, E., PONASSI, V., MARTORANA, V.,

Tailoring of Physical and Chemical Properties of Macro and Microhydrogels Based on

Telechelic PVA, Biomacromolecules, 3 6) 2002) 1255-62.

[62] NUTTELMAN, C.R., HENRY, S.M., ANSETH, K.S., Attachment of Fibronectin to Poly

vinyl alcohol Hydrogels Promotes NIH3T3 Cell Adhesion Proli-feration and Migration,

Biomaterials, Vol.17 2002) 3617-26.

[63] FENGLAN, X., YUBAO, L., XIAOMING, Y., HONGBING, L., LI, Z., Preparation and in

Vivo Investigation of Artificial Cornea Made of Nano-Hydroxyaptite/poly vinyl alcohol

Hydrogels Composite, J Mater Sci Mater Med., Vol.18 2007) 635-40.

[64] MILLON, L.E., MOHAMMADI, H., WAN, WK, Anisotropic Poly vinyl alcohol Hydrogel

for Cardiovascular Applications, J. Biomed Mater Res B Appl Biomater, Vol.79 2006)

305-11.

[65] NUGENT, M.J., HIGGINBOTHAM, C.L, Preparation of a Novel Freeze Thawed

Poly vinyl alcohol Composite Hydrogel for Drug Delivery Applications, Eur J Pharm

Biopharm., Vol.67 2007) 377-86.

[66] CHOWDHURY, M.N., ALAM, AK, DAFADER, N.C., HAQUE, M.E., AKHTAR, F.,

AHMED, M.U., RASHID, H., BEGUM, R, Radiation Processed Hydrogels of Poly Vinyl

alcohol with Biodegradable Polysaccharides, Biomed Mater Eng., Vol.16 2006) 223-8.

137

7/25/2019 2087-8079-2010-099

36/37

Iptek Nuklir : Bunga Rampai Presentasi IImiah Jabatan Penelit i

ISSN 2087-8079

[67] FUSSELL, G., THOMAS, J., SCANLON, J., LOWMAN, A., MARCOLONGO, M. J., The

Effect of Protein Conataining Medium on the Mecahnical Properties and Uptake of Ions

of PVA/PVP Hydrogels, Biomater Sci Polym Ed., Vol. 16 (2005) 489-503.

[68] DEGIRMENBASI, N., KAL YON, D..M., BIRINCI, E., Biocomposite of Nano

hydroxyapatite with Collagen and Poly v inyl alcohol , Colloids Surf B Biointerfaces.,

Vol.48 (2006) 42-9.

[69] ERIZAL, DEWI,S.P., SUDRAJAT,A, Sintesis Hidrogel Polietilen Oksida Berikatan

Silang dan Imobilisasi Antibiotik dengan Cara Induksi Radiasi Gamma untuk Aplikasi

Pembalut Luka, Jurnallsora (2009) akan terbit Desember 2009

[70] ERIZAL, Imobilisasi Eugenol pada Matriks TMPT dengan Induksi Radiasi, Jurnal Sains

dan Materi Indonesia (2006) 124-128.

[71] SWASONO, RT, ERIZAL, HENDRYANTO, Pengaruh Iradiasi Gamma dan konsentrasi

PVP pada Pembuatan Hidrogel Serta Kemampuan Imobilisasi dan Pelepasan Kembali

Propanolol HCL, Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir Indonesia, Vol.V11i (2007) 1-16.

[72] SPERLING, L.H., Interpenetrating Polymer Networks and Related Materials, Plenum

Press, 1981, Chpt. 1.

[73] CHAPIRO,A, Radiation Chemistry of Polymeric Systems, John Wiley and Sons, New

York (1962).

[74] DAVIS, L.C., NOVAIS, S.M., MARTIN, N.D., Detoxification of Olive Oil Using

Ssuperabsorbent, Environ.Technolo. 2004 (25): 59-100.

[75] FLORES,G., HERRAZ, M., RUIZ, D.C., Use of Superabsorbent Polymer for the

Preconcentration of VolatileCcompound from Complex Mixtures. J.Sep.Sci. 29 (17)

(2006) 267-277.

[76] HOSSEINZADEH, H., POURJAVAVDI, A, ZOHURIAAN, M., 2-Hydrolized Crosslinked

Kappa Carrageenan-g-PAAM as a Novel Smart Superabsorbent Hydrogel with Low Salt

Sensitivity, J.Biomater.Sci., Polym.Ed., Vol.15 (2004) 1499-1511.

[77] PAULINO, AT, GUILORME, REIS A, COMPESSE,G.M., MUNIZ E.Z., NOZAKI J.,

Removal of Methylene Blue from an Aqueous Media Using Superabsorbent Hydrogel

Supported on Modified Polysaccharide. J.Colioid interface Sci., Vol.301 (2006) 55-62.

[78] LI A, ZHANG, J., WANG, A, Utilization of Starch and Clay for the Preparation of

Superabsorbent Composite, Bioresour.Technol., Vol.98 ( 2007) 327-333.

[79] SANNINO, A, ESPOSITO, A, DE ROSA, A, COZZOLINO, A, AMBROSIO, L., AND

NICOLAS, L., Biomedical Application of a Superabsorbent Hydrogel for Body Water

Elimination in the Treatment of Edemas. J.Biomed.Mater.Res. A, Vol.67 (2003) 1016

1024.

[80] CHEN, Y., TAN, H.M., Crosslinked CM-Chitosan-Poly acrylate acid as a Novel

Superabsorbent Polymer, Vol.344 (2006) 887-896.

[81] BRUGGISSER, R, Bacterial and Fungal Absorption Properties of Hydrogel Dressing

with a Superabsorbent Polymer Core, J.wound.Core 14 (9) (2005) 436-442.

[82] DUTKIEWS, J.K., Superabsorbent Materials from Shelfies Waste, Review. Vol.63

(2002) 373-381.

[83] MICHAEL, M.C., ZHANG, F., JHON, J.K., JAMES, W.G., Stability PEO in Matrix

Tablets Prepared by Hot -Melt Extrusion, Biomaterials, vol. 23 (21) (2007) 4241-48.

[84] TAM AI , T, MATSUKAWA, K., INOU, H., IMURA, T NISHIKAWA, N., Preparation of

Hydrogel by Crosslinking of Poly-ethylene Oxide Derivatives, Science and Industry,

Vol.34 (2000) 458-467.

[85] LOPINA, ST, WU, G MERRILE, w., GRIFFITH, C.L., Hepatocyte Cul-ture on

Carbohydrate Modified Star Polyethylene Oxide Hydrogels, Biomaterials, 17 (2005)

559-569.

[86] BIANCA, C., MAGAZU, S., MAISANO, Synthesis of Polyethylene Oxide Hyd-rogels by

Electron Radiation, J. of Applied Polymer Science, vol. 102 (2006)820-824.

[87] PATEL, V.R, AMIJI, M.M., Preparation and Characterization of Freeze-Dried Chitosan

-Poly Ethylene Oxide Hydrogels for Site- Specific Antibotic Delivery in the Stomach.

Pharmaceutical Research, Vol.13 (1996) 588-593.

[88] JAMES, D.S., MICHAEL, D.C., JOACHIM, H.S., STEVEN, D.A., Biodegradation of

Superabsorbent Polymers in Soil, Environmental Science Pollution Research, Vol.7

(2000) 83-88.

[89] JOSEPH, J.C., LYNN, M.F., DAVIS, S.D., An Applied Improving System for Cultivated

Potato Using Simple Sequence Repeats, American Journal of Potato Research, Vol.81

(2004) 243-250.

138

7/25/2019 2087-8079-2010-099

37/37


[90] RICHARD, I.M., Wet Diapers Artifact, Pediatric Radiology, Vol.37 2007 1303.

[91] EL-SAYED, S.S., Complications from Repeated Injection of Puncture of Old

Polyacrylamide Gel Implant Site: Case Reports, Aesthetic Plastic Surgery, Vol.32

2008 162-168.

[92] AKKAYA,R., and ULUSOY, U, Adsorptive Features of Chitosan Entrapped in

Polyacrylamide Hydrogelfor

Pb2+,

UOr and

Th4+.

J. Hazard Mater., Vol.15 2008 380

8.

[93] HAM,G.H., Vinyl Polymerization, Part I, New York 1967 401.

[94] RAJIV, ST, INDU, G., REENA, S., AND NAGPAL, AX, Synthesis of Poly acrylamide

co-acrylic acid -Based Superbasorbent Hydrogels by Gamma Radiation: Study of

Swelling Behaviour and Network Parameters. Designed Monomers and Polymers,

Vol. 10 2007 49-66.

[95] HAMID, J., NAGASHI and OKAY,O., J.Applied Polymer Science 1996 971-979.

[96] KAETSU, I., Signal Responsive Chemical Delivery Systems by Radiation Techniques

and the Use for Brain Research, Radiat. Phys., Vol.46 1995 247.

[97] MORTON, J.J., P., MALONE, M.H., Evaluation of Vulnerary Activity by an Open

Wound Prosedure in Rat, Arch Int Pharm., Vol.196 1972 117-126.

[98] TARUSARAYA, P., HILMY, N., and BASRIL,A., Clinical Studies on Using Lyophilized

Radiation Sterilized Ammion Membranes as Dressing for Leprosys Wound, Proc. 7 th

Int.Conf.Tissue Banks, 2004 .

[99] ZAINUDDIN, JUSTIN, J.C. and DAVID, JTH., Viscoelasticity of Radiation Formed

PVA/PVP Hydrogel, J.Biomater.Sci.Polymer, vol. 13 2002 1007-1020.

[100] FEI,X., FU,Z.C., JIAO,Y.P., MENG, Q.Y., WANG, X.P., CUI, X.Y., Improvement of

Cytocompatibility of electrospinning PLLA Microfibers by blending PVP, Journal of

Materials Science: Materials in Medicine, Vol.20 2009 1331-1358.

[101] NIKITINA, T.S., Effect Ionizing Radiation on High Polymers, Gordon and Breach, New

York 1963 1-11.

[102] AAMI. Technical Information Report T1R-27 , Sterilization of Health Care Products

Radiation Sterilization substance of 25 kGy as Sterili-zation Dose-V Dmax MC Lean,

Virginia, USA 2003

[103] VINCENT FALANGA, M.D., Wound Healing, Diakses tgl. 20 Desember 2007. Diambil

dari: http://www.aad.org./professionals/residents/medStud cere Cusr/bc wound

healing.hmt.

[104] THOMAS,R., Wound Healing, Diakses tgl.20 Desemeber 2007. Diambil dari

http://emedicene.com./enUTOPIC13 HTM.

[105] KHOYLOU, F., NAIMIAN, F., Radiation Synthesis of Superbabsorbent Poly-ethylene

OxidelTragacanth Hydrogels, Radiat. Phys. Chem., Vol. 78 2009 195-198.

[106] Badan Standarisasi NasionaI.SNI16-6363-2000: Pembalut Wanita. Jakarta. 2000.

[107] SOERENS, DAVE, A., MALIK, S., PATENT 6967261 USA

[108] SANJU, F., MANMOHAN, K., LALIT, V., Radiation Synthesis of Superabsorbent Poly

acrylic acid -Carrageenan Hydrogels, Radiation Phys. and Chem., Vol.69 2004 481

486.

2087-8079-2010-099

Documents

Transcript of 2087-8079-2010-099