PENGARUH PENAMBAHAN CHITOSAN PADA POLIVINIL ALKOHOL HIDROGEL YANG DIBUAT

DENGAN TEKNIK IRADIASI

Gatot Trimulyadi Rekso Pusat AplikasiTeknologi Isotop dan Radiasi

Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070 Fax : 021 7513270. E-mail gatot2811@yahoo.com

Latar Belakang

Indonesia Perairan luas

Potensi yg besar berbagai hewan laut termasuk udang

Kulit Udang Sumber khitin

Aplikasi Khitosan

= Bidang Industri

= Bidang Pertanian

= Bidang Kesehatan

KHITIN ADALAH BIOPOLIMER POLISAKARIDA DENGAN RANTAI LURUS YANG TERSUSUN DARI

2000 – 3000 MONOMER N-ASETIL-D-GLUKOSAMIN (2-ASETAMIDA-2-DEOKSI-D-

GLUKOSA) YANG TERANGKAI DENGAN IKATAN 1,4-ß-GLIKOSIDA

KHITIN TERSEBAR LUAS DI ALAM DAN MERUPAKAN SENYAWA ORGANIK KEDUA YANG

SANGAT BERLIMPAH SETELAH SELULOSA

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, kitosan dapat berfungsi

sebagai antibakteri

Sehingga kitosan dapat diaplikasikan salah satunya adalah dengan

pembuatan hidrogel

Saat ini pemakaian hidrogel di bidang farmasi dan kedokteran semakin

berkembang antara lain sebagai pembalut luka, sediaan lepas lambat

dan pemakaian transdermal

Hidrogel ditinjau berdasarkan dari beberapa sifat kimia-fisika yang khas

dapat memenuhi syarat sebagai bahan biomaterial dengan beberapa

keunggulan diantaranya hidrogel bersifat biokompatibel baik bila kontak

dengan cairan tubuh, darah dan jaringan hidup, dapat menyerap dan

mengeluarkan air (swelling dan deswelling) (7).

HydrogelHydrogel is a cross-linked polymeric material (natural

or synthetic) which swells when placed in contact with water but not soluble.

It is two-component systems where one of the components is hydrophilic polymer, insoluble in water and the second one is water.

Aplikasi hidro-gel

• Medical

• Personal care

• Agriculture

• Industrial

Wound dressing, drugdelivery, etc.Facial mask, superabsorbance,skin care, underpad,Water retention, fertilizer delivery, soil conditioner etc.Waste water treatment

Potential of CMC Hydrogel in Herbal Delivery System

Swelling

Herb trap in hydrogel

Herb leach out

Dissolved or dispersed Herb

Delivery of Herb depend on medium condition

Swelling

Shrink

Dissolved or dispersed Herb

Stomach pH 1-3

Intestine pH 5.5 –7.5

Microsphere Hydrogel

PolysaccharidesChitin/Chitosan,

and their derivatives

PolysaccharidesChitin/Chitosan,

and their derivatives

DegradationDegradation

・ Solid stateDilute aq. solution

CrosslinkingCrosslinkingPaste-like condition

Irradiation

Carboxymethylchitin Carboxymethylchitosan

ApplicationsIn Agriculture, Industry,

Food, Medicine, Cosmetic Fields

MODIFIKASI KHITIN DAN KHITOSAN DENGAN TEKNIK IRADIASI

Pencangkokan/ grafting

Salah satu bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan hidrogel adalah polivinil alkohol (PVA) yang merupakan bahan polimer yang relatif murah dan tidak toksik.

Hidrogel yang transparan dan kuat secara mekanik dapat dihasilkan dari

campuran PVA dan chitosan yang diiradiasi sehingga dapat dihasilkan

hidrogel yang dapat berfungsi sebagai antibakteri

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi chitosan terhadap karakteristik hidrogel yang dihasilkan .

Pengujian yang dilakukan meliputi :

fraksi gel,

nilai swelling

karakterisasi dengan FTIR

Bahan dan metode

Isolasi Chitosan

OOH

NHCOCH 3

HOO

OOH

NHCOCH 3

HOO

OOH

NHCOCH 3

HOO

Chitin

OOH

NH2

HOO

OOH

NH2

HOO

OOH

NH2

HOOChitosan

Conc.NaOH at boil. Temp.aq.

Crustacean Shells

1. dil. HCl t at room temp. 2. dil. NaOH at room. temp.

Masing masing chitosan yang dihasilkan dilarutkan dengan konsentrasi

0,5% 1 %, 2% dan 3% dengan pelarut asam asetat

Kemudian masing masing dicampurkan dengan larutan 10 % PVA secara

merata.

Masing-masing larutan PVA-chitosan dengan perbandingan 80 : 20 tersebut

di ambil 10 mL kemudian di iradiasi engan dosis 30 kGy sehingga terjadi

proses pengikatan silang.

Pembuatan lembaran hidrogel

Hasil dan pembahasanPenampilan fisik hidrogel. : Penampilan fisik hidrogel PVA-Chitosan dibandingkan dengan hanya PVA ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Penampilan fisik hidrogel PVA-Chitosan

Komposisi Konsentrasi

chitosan (%)

Bentuk Warna

PVA + Chitosan

0

0,5 1,0 2,0 3,0

gel Gel Gel -kenyal Gel –kenyal Gel –sangat kenyall

Bening Bening Bening agak kecoklatan Bening agak kecoklatan Bening agak kecoklatan

b. Fraksi gel Penetapan fraksi gel perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan

variasi dosis iradiasi terhadap hidrogel yang dihasilkan.

Pengujian fraksi gel pada percobaan ini dilakukan dalam pelarut air dan asam

asetat 1% sebab dalam proses iradiasi tidak semua PVA dan chitosan berikatan

silang sehingga PVA dan chitosan yang tidak berikatan silang ini perlu dilarutkan

dulu, yaitu air untuk melarutkan PVA dan Asam asetat untuk melarutkan

chitosan.

Konsentrasi chitosan (%)

% Fraksi gel PVA-chitosan

0

0,5

1,0

2,0

3,0

72,8 %

76,4 %

86,3 %

87,4 %

91,5%

Fraksi gel dalam air Fraksi gel dalam asam asetat

Konsentrasi chitosan (%)

% Fraksi gel PVA-chitosan

0

0,5

1,0

2,0

3,0

71,8 %

70,8 %

79,3 %

83,1 %

87,5 %

c. Nilai swelling

1) Uji pengaruh suhu

Tabel 5. Hasil uji pengaruh waktu terhadap nilai swelling

Konsentrasi

chitosan (%)

Nilai swelling (%)

Ns 40’

Ns 80’

Ns 120’

Ns 160’

Ns 200’

Ns240’

0

0,5

1,0

2,0

3,0

51,4

37,9

25,6

23,7

22,5

154,6

76,9

51,7

47,7

43,5

155,2

92,2

57,8

54,5

49,2

173,2

98,2

60,5

61,2

56,4

175,5

103,0

71,6

69,3

60,2

180,2

104

72,5

70,3

63,8

Keterangan : ‘= menit

d. Karakterisasi dengan FTIR

Spektrum hidrogel PVA-Chitosan (2%)

Spektrum FTIR hidroge PVA

Kesimpulan

1. Hidrogel PVA-chitosan menghasilkan hidrogel tidak berwarna sampai agak

kecoklatan. Dilihat dari kekenyalannya PVA-chitosan dengan konsentrasi lebih

tinggi lebih kenyal dibandingkan yang lebih rendah.

2. Meningkatnya konsentrasi chitosan fraksi gel dari hidrogel PVA-chitosan

semakin besar sehingga semakin kenyal hidrogel yang didapat.

3. . Fraksi gel yang diperoleh hidrogel PVA-chitosan lebih baik dibandingkan

hanya PVA.

4. Nilai swelling pengaruh suhu dari Hidrogel PVA-chitosan dan hidrogel PVA

mengalami peningkatan pada suhu 28º-40ºC dan mengalami penurunan pada

suhu 50ºC.

5. Nilai swelling pengaruh waktu dari hidrogel PVA-chitosan lebih besar dibanding

PVA, karena asam asetat yang dipakai untuk melarutkan chitosan mempunyai

gugus –OH, sehingga meningkatkan sifat hidrofilik dari hidrogel. Nilai swelling

tertinggi dari perlakuan hidrogel dicapai pada konsentrasi 2% dengan waktu

perendaman 240 menit.