PEMBUATAN KOMPOSIT KALSIUM FOSFAT-KITOSAN … · 2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI...

PEMBUATAN KOMPOSIT KALSIUM FOSFAT-KITOSAN DENGAN METODE SONIKASI

SETIA UTAMI DEWI

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2009

2

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan dengan Metode Sonikasi adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2009

Setia Utami Dewi G751070041

3

ABSTRACT

SETIA UTAMI DEWI. Synthesizes of Calcium Phosphate-Chitosan Composite by Sonication Method. Under direction of KIAGUS DAHLAN and DJARWANI SOEHARSO SOEJOKO.

Formation of biomaterial composite consisting of organic matrix and inorganic mineral has been studied. The inorganic minerals used hydroxyapatite and hydroxyapatite and carbonated apatite compound that was result reaction of calcium from calcinations of chicken eggshell at 1000oC and phosphor in the form of diammonium hydrogen phosphates. Whereas the organic matrix was a commercial chitosan originated from shrimp shell. To produce the composite, both of apatite was mixed with chitosan using sonication method. The result samples were further dried at 50°C. Used calcium phosphate is hysroxyapatite as stable crystal and carbonated apatite as resorbable crystal. That calcium phosphate results from optimation process. Percentages of chitosan and calcium phosphate that used are 20:80 and 30:70. Another was studied influence percentages of hydroxyapatite and hydroxyapatite-carbonated apatite compound. Characteristics of the samples were performed using X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy. Identification phase from XRD profile shown there are not change calcium phosphate compound phase. Added chitosan influences to crystalline degree where an increase of chitosan tends to decrease crystalline the composite. Chitosan presenting was shown by N-H and C-H bands transmittance from FTIR spectrum. The SEM micrograph also showed granules of apatite carbonate and rod of hydroxyapatite. Increase of chitosan tends to increase of composite density. Keywords: composite, apatite carbonate, hydroxyapatite, chitosan.

4

RINGKASAN

SETIA UTAMI DEWI. Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan dengan Metode Sonikasi. Dibimbing oleh KIAGUS DAHLAN dan DJARWANI SOEHARSO SOEJOKO.

Tinginya kasus kerusakan tulang dalam medis sering terjadi sebagai akibat fraktur yang penanganannya memerlukan pembedahan dan grafting (pencangkokan) dengan menggunakan biomaterial. Pemenuhan kebutuhan biomaterial tulang di Indonesia masih menggunakan material import. Adapun yang telah dikembangkan di tanah air adalah biomaterial yang berasal dari tulang manusia ataupun tulang sapi yang disebut allograft pada umumnya hanya terdiri dari komponen mineral saja serta mempunyai kelemahan, yakni karakternya tidak pasti, tidak konstan dan perbedaan imunitas yang dapat menyebabkan terjadinya karsinogenik. Dalam perkembangannya untuk mengatasi persoalan tersebut dilakukan pembuatan biomaterial sintetik diharapkan karakter bahan diketahui secara pasti sehingga lebih biokompatibel dibanding dengan biomaterial allograftt.

Biomaterial sintetik yang telah berhasil diproduksi oleh negara lain memiliki harga yang tinggi. Oleh karena itu perlu dikembangkan produksi biomaterial di tanah air. Kelimpahan bahan alam yang sangat tinggi dapat dikembangkan sebagai raw material dalam membuat biomaterial. Kelimpahan kalsit (CaCO3) dapat dimanfaatkan sebagai donor kalsium dalam sintesis kalsium fosfat yang merupakan komponen mineral tulang. Kalsit dapat diperoleh dari koral, kerang dan marin alga bahkan cangkang telur yang dianggap sebagai limbah dapat dimanfaatkan karena mengandung 94-97% CaCO3. Dalam pengembagan biomaterial tulang tidak hanya komponen mineral saja namun perlu dimodifikasi dalam bentuk komposit antara komponen mineral dan matriks organik karena mendekati komponen alamiah tulang yang terdiri dari mineral apatit dan kolagen sebagai matriks organik.

Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan. Pembuatan komposit ini menggunakan sumber kalsium dari hasil kalsinasi cangkang telur ayam dan kitosan dari kulit udang. Dua jenis senyawa kalsium fosfat yang digunakan untuk pembuatan komposit yaitu, hidroksiapatit (HA) sebagai kristal stabil dan campuran HA-apatit karbonat (AK) sebagai kristal yang lebih mudah diserap oleh cairan tubuh. Keberadaan HA sebagai kristal stabil bertujuan untuk memberikan sifat mekanik yang tinggi sedangkan AK dapat mempercepat penyerapan komposit yang dapat memberikan kesempatan sel untuk berinfiltrasi dalam komposit sehingga dapat mempercepat proses remodellling tulang. Kitosan digunakan sebagai matriks untuk mengurangi sifat brittle. Selain itu kitosan memiliki sifat osteokonduktif, bioresorbable, biokompatible dan tidak mengandung racun.

Senyawa kalsium fosfat diperoleh dengan mempresipitasi prekursor kalsium dari hasil kalsinasi cangkang telur dan diamonium hidrogen fosfat ((NH4)2HPO4) dengan perbandingan konsentrasi kalsium dan fosfor 1,67. Hidroksiapatit diperoleh dari hasil sintering presipitat kering pada temperatur 900oC sedangkan campuran HA-AK diperoleh dari presipitat kering tanpa sintering. Pembuatan

5

komposit kalsium fosfat-kitosan dilakukan dengan menggunakan metode sonikasi. Untuk memperoleh komposisi komposit yang tepat dilakukan variasi perbandingan kalsium fosfat (HA dan campuran HA-AK) dengan kitosan yaitu (80:20)% dan (70:30)%. Kalsium fosfat yang digunakan juga dilakukan variasi perbandingan HA dan campuran HA-AK. Sampel komposit yang dihasilkan dianalisis dengan menggunakan difraksi sinar-X, spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM).

Pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan dilakukan dengan metode sonikasi memberikan keseragaman morfologi komposit. Pengaruh kitosan diamati pada sampel HA dan campuran HA-AK yang ditambahkan dengan 20 dan 30% kitosan. Penambahan kitosan dianalisis dari pola difraksi memperlihatkan tidak terjadi perubahan fase namun dapat menurunkan ukuran kristal. Selain itu penambahan kitosan dapat memberikan sifat ulet dilihat dari bentuk pellet yang dihasilkan. Keberadaan komponen kitosan yang terlihat dari spektra FTIR menunjukkan pengaruh kitosan 20% tidak signifikan dibandingkan dengan kitosan 30%. Komposit dengan kitosan 20% cukup baik untuk dikembangkan sebagai biomaterial substitusi tulang. Pengaruh penambahan jumlah campuran HA-AK pada komposit dapat pula menurunkan derajat kristalin dan ukuran kristal. Semakin tinggi perbandingan campuran HA-AK untuk kedua penambahan kitosan menunjukkan bahwa ukuran kristal menurun. Morfologi komposit yang dihasilkan dalam bentuk padat dapat memberikan kekuatan mekanik yang lebih tinggi.

Hasil analisis semua data diketahui yang komposit dengan komposisi 64% HA+16% campuran HA-AK+20% kitosan merupakan komposit yang optimum. Penggunaan komposit ini berpeluang dikembangkan sebagai biomaterial implantasi pada bagian tulang yang dapat menerima beban berat.

6

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

7

PEMBUATAN KOMPOSIT KALSIUM FOSFAT-KITOSAN DENGAN METODE SONIKASI

SETIA UTAMI DEWI

Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains pada Program Studi Biofisika

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2009

8

Judul Tesis : Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan dengan Metode Sonikasi Nama : Setia Utami Dewi NIM : G751070041

Disetujui

Komisi Pembimbing

Dr. Kiagus Dahlan Prof. Dr. Djarwani Soeharso Soejoko Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Biofisika Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Akhiruddin Maddu Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS

Tanggal Ujian : 07 Agustus 2009 Tanggal Lulus : 19 Agustus 2009

9

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Akhiruddin Maddu

10

PRAKATA

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas

rahmat, anugrah dan kasih sayang-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini sebagai syarat untuk menyelesaikan Program Magister Sains pada Program Studi Biofisika, Sekolah Pascasarjana IPB. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak Agustus 2008 ialah biomaterial substitusi tulang, dengan judul Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan dengan Metode Sonikasi. Pemilihan tema ini bertujuan sebagai upaya pengembangan bidang biomaterial tulang di Indonesia.

Penyusunan penulisan karya ilmiah ini dapat diselesaikan karena dukungan dan bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Kiagus Dahlan dan Prof. Dr. Djarwani S. Soejoko sebagai dosen pembimbing atas bimbingan, pengarahan dan nasehat serta kepada kedua orang tua dan keluarga besar atas segala dukungan dan doa. Ungkapan terima kasih yang mendalam Penulis ucapkan kepada Mas Chairudin yang telah memberikan segala motivasi, doa dan bantuannya selama menempuh pendidikan ini. Penghargaan Penulis sampaikan kepada Dr. Irzaman dan Ibu Yessie Widya Sari, M.Si yang selalu memberikan semangat dan inspirasi. Kepada Bapak Didik, Bapak Dadang, Bapak Gustan Pari, Bapak Saptadi serta seluruh staf Balai Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor, Staf Biofarmaka IPB dan Bapak Wawan serta Bapak Wikanda, Penulis menghaturkan terima kasih yang telah membantu dalam pengambilan data. Kepada rekan-rekan S2 biofisika Penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan, semangat dan keceriaan selama menempuh pendidikan Magister ini. Penulis pula sampaikan terima kasih kepada teman-teman seperjuangan di Laboratorium Biofisika atas keceriaan dan kebersamaan selama penelitian.

Semoga hasil penulisan ini dapat menjadi wacana yang memberikan wawasan yang bermanfaat bagi semua pihak. Penulis mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan penulisan karya selanjutnya. Terima kasih.

Bogor, Agustus 2009

Setia Utami Dewi

11

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kuningan-Jawa Barat pada tanggal 14 Januari 1985.

Penulis merupakan putri bungsu dari pasangan Bapak Salim dan Ibu Karwiti. Penulis menyelesaikan Program Sarjana di Departemen Fisika, FMIPA-IPB

pada tahun 2007. Pada tahun yang sama Penulis melanjutkan pendidikan Program Magister di Sekolah Pascasarjana IPB dengan Program Studi Biofisika. Beasiswa pendidikan Pascasarjana diperoleh dari Program Beasiswa Unggulan Diknas tahun 2007.

Selama mengikuti perkuliahan Program Magister, Penulis menjadi Research Assistant di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika, FMIPA-IPB. Penulis juga tergabung dalam redaktur penerbitan Jurnal Biofisika dan sebagai asisten praktikum mahasiswa Program Sarjana.

12

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xv

PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 Perumusan Masalah .................................................................................. 2 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3 Ruang Lingkup Penelitian ......................................................................... 3

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 4 Tulang ....................................................................................................... 4 Struktur Tulang ......................................................................................... 4 Komposisi Tulang ..................................................................................... 6 Kalsium Fosfat .......................................................................................... 9 Hidroksiapatit (HAP) ............................................................................... 11 Apatit karbonat (AK) ................................................................................ 15 Trikalsium Fosfat (TKF) .......................................................................... 16 Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan ........................................................... 18 Kitosan ..................................................................................................... 18 Sintesis dan Karakterisasi Komposit kalsium fosfat-kitosan ................... 19

METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 22 Bahan dan Alat ......................................................................................... 22 Metode ..................................................................................................... 22 Tahap Pertama: Sintesis Kalsium Fosfat ................................................. 23 1. Kalsinasi cangkang telur .................................................................... 23 2. Sintesis kalsium fosfat........................................................................ 24 3. Uji kelarutan dlam Simulated Body Fluid (SBF) ............................... 26 Tahap Kedua: Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan ........................................................................... 28 1. Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan .................................. 28 2. Karakterisasi Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan............................... 29

HASIL PENELITIAN .................................................................................... 30

PEMBAHASAN ............................................................................................ 53

SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................... 64 Simpulan .................................................................................................. 64 Saran ......................................................................................................... 65

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 66

LAMPIRAN ................................................................................................... 70

13

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Kandungan unsur mineral dalam tulang ................................................... 7

2 Jenis-jenis senyawa kalsium fosfat .......................................................... 10

3 Parameter kisi untuk sampel hasil penelitian Saraswaty dkk................... 21

4 Variasi konsentrasi Ca dan P pada pembuatan HA .................................. 25

5 Variasi termperatur dan waktu pada sintesis TKF ................................... 26

6 Volume larutan ionik untuk pembuatan SBF ........................................... 26

7 Komposisi ionik dalam SBF .................................................................... 27

8 Variasi komposisi sintesis komposit ........................................................ 28

9 Efisiensi kalsinasi cangkang telur pada temperatur 1000oC selama 5 jam ......................................................................................................... 30

10 Effisiensi penggunaan senyawa kalsium dari cangkang telur dan (NH2)HPO4 pada sintesis HA .................................................................... 32

11 Ukuran parameter kisi sampel HA ........................................................... 33

12 Ukuran kristal pada bidang h k l (0 0 2) dan (3 0 0) untuk sampel HA ... 34

13 Efisiensi penggunaan senyawa kalsium dari hasil kalsinasi cangkang telur dan (NH4)2HPO4 pada sintesis TKF ................................................ 37

14 Kelarutan sampel kalsium fosfat dalam SBF ........................................... 38

15 Massa komposit kalisum fosfat-kitosan ................................................... 40

14

DAFTAR GAMBAR

Halaman

16 Struktur tulang padat dan tulang jala ........................................................ 5

17 Bentuk tulang panjang (a) dan pipih (b) ................................................... 6

18 Spektra FTIR untuk mineral tulang tibia laki-laki usia 37 Tahun ............ 8

19 Pola difraksi sinar-X untuk mineral tulang tibia laki-laki usia 37 Tahun. 8

20 Struktur unit sel hidroksiapatit ................................................................. 11

21 Pola difraksi sinar-X HA hasil kalsinasi pada berbagai temperatur (hasil penelitian Deepak dkk) .................................................................. 12

22 Pola difraksi sinar-X HA dengan metode hidrotermal pada temperatur 200oC pada berbagai waktu 24 jam (a), 48 jam (b) dan 72 jam (c) (hasil penelitian Earl dkk) ........................................................................ 13

23 Pola difraksi sinar-X untuk HA yang menggunakan cangkang telur (hasil penelitian prabakaran) .................................................................... 14

24 Spektra FTIR untuk apatit karbonat sintetik Tipe A (a) dan Tipe B (b) (hasil penelitian Sonju Clasen dkk) ......................................................... 15

25 Pola difraksi sinar-X hasil sintesis apatit karbonat (hasil penelitian Sari dkk) .......................................................................................................... 16

26 Pola difraksi sinar-X TKF pada berbagai temperatur (hasil penelitian Wang dkk) ................................................................................................ 17

27 Struktur monomer kitosan ........................................................................ 19

28 Pola difraksi sinar-X pada kitosan ........................................................... 19

29 Difraksi sinar-X untuk DGB (a), HA (b) dan komposit DBG-kitosan-gelatin (c) (hasil penelitian Saraswaty dkk) ............................................. 20

30 Mikrograf SEM Kitosan (a) dan Komposit kitosan-HA (b) (hasil penelitian Yamaguchi dkk). ..................................................................... 21

31 Proses kalisinasi cangkang telur............................................................... 23

32 Skema tahap-tahap presipitasi .................................................................. 24

33 Pengujian kelarutan kalsium fosfat dalam SBF ....................................... 27

34 Proses sonikasi komposit kalsium fosfat-kitosan ..................................... 29

35 Pola difraksi sinar-X hasil kalsinasi cangkang telur pada temperatur 1000 oC selama 5 jam ............................................................................... 31

36 Pola difraksi sinar-X sampel HA dengan perbandingan Ca:P (0,30:0,18) M H3 (a) dan (0,50:0,30) M. H5 (b) ..................................... 33

37 Pola difraksi sinar-X sampel apatit karbonat (a) dan HA (b) ................... 35

15

38 Spektra FTIR untuk sampel Hidroksiapatit (HA) (a) dan Apatit Karbonat (AK) (b) .................................................................................... 36

39 Pola difraksi sinar-X untuk sampel TKF sintering 1000oC selama 5 jam(a) dan sintering 1300oC selama 5 jam (b) ........................................ 37

40 Pola difraksi sinar-X kitosan .................................................................... 39

41 Spektra FTIR kitosan ............................................................................... 39

42 Pola difraksi sinar-X untuk komposit kalsium fosfat-kitosan dengan perbandingan HA dan kitosan (80:20)% (a) dan (70:30)% (c) ................ 41

43 Grafik ukuran kristal pada HA dan AK terhadap pengaruh kitosan ........ 42

44 Spektra FTIR untuk komposit kalsium fosfat-kitosan dengan variasi perbandingan HA dan kitosan (100:0)% (a), (80:20)% (b), (70:30)% (c) dan (0:100)% (d) ................................................................................ 42

45 Spektra FTIR untuk komposit kalsium fosfat-kitosan dengan variasi perbandingan campuran HA-AK dan kitosan (100:0)% (a), (80:20)% (b), (70:30)% (c) dan (0:100)% (d) .......................................................... 44

46 Pola difraksi sinar-X komposit kalsium fosfat kitosan 20% dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK (80:0)% (a), (64:16)% (b), (56:24)% (c) dan (0:80)% (d) ........................................... 45

47 Pola difraksi sinar-X komposit kalsium fosfat kitosan 30% dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK (70:0)% (a), (56:14)% (b), (49:21)% (c) dan (0:70)% (d) ........................................... 46

48 Grafik ukuran kristal bidang (3 0 0 ) komposit kalisum fosfat-kitosan dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK .................... 47

49 Grafik ukuran kristal bidang (0 0 2) komposit kalisum fosfat-kitosan dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK .................... 47

50 Spektra FTIR komposit kalsium fosfat kitosan 20% dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK (80:0)% (a), (64:16)% (b), (56:24)% (c) dan (0:80)% (d) ................................................................... 48

51 Spektra FTIR komposit kalsium fosfat kitosan 30% dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK (70:0)% (a), (56:14)% (b), (49:214)% (c) dan (0:70)% (d) ................................................................ 49

52 Mikrograf kitosan (a) Hidroksiapatit (HA) (b) dan campuran HA-AK (c). ............................................................................................................ 50

53 Mikrograf komposit kalsium fosfat-kitosan dengan variasi perbandingan HA, campuran HA dan AK dan kitosan (64:16:20)% (a), (56:24:20)% (b) dan (0:80:20)% (c) ....................................................... 51

16

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Diagram alir penelitian ......................................................................... 70

2 Perhitungan massa komponen pada sintesis kalsium fosfat ................. 72

3 Massa komponen dan hasil pembuatan komposit ................................ 73

4 Pola difraksi sinar-X untuk sampel Hidroksiapatit (HA) hasil sintering pada temperatur 900oC selama 5 jam .................................... 74

5 Perhitungan parameter kisi untuk sampel Hidroksiapatit (HA) ........... 78

6 Perhitungan ukuran kristal untuk sampel Hidroksiapatit (HA) ............ 93

7 Pola difraksi sinar-X untuk sampel Trikalsium fosfat (TKF) .............. 94

8 Pola difraksi sinar-X untuk sampel campuran hidroksiapatit (HA) dan apatit karbonat (AK) ...................................................................... 97

9 Perhitungan parameter kisi dan ukuran kistal sampel campuran hidroksiapatit (HA) dan apatit karbonat (AK) ..................................... 98

10 Massa hasil uji kelarutan dalam Simulated Body Fluid (SBF) ........... 100

11 Pola difraksi sinar-X untuk komposit kalsium fosfat-kitosan ............. 102

12 Perhitungan parameter kisi sampel komposit kalsium fosfat-kitosan .. 110

13 Perhitungan ukuran kristal untuk komposit kalsium fosfat-kitosan .... 122

14 Spektra FTIR untuk kalsium fosfat ..................................................... 123

15 Spektrum FTIR kitosan ....................................................................... 124

16 Spektra FTIR untuk komposit kalsium fosfat-kitosan ........................ 125

17

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Penurunan kualitas hidup manusia erat kaitannya dengan kesehatan organ

tubuh. Terganggunya fungsi organ dapat disebabkan oleh penyakit dan

kecelakaan. Penanganan kerusakan fungsi pada beberapa organ dilakukan dengan

implantasi biomaterial. Contohnya adalah kerusakan katup jantung, pembuluh

darah, lensa kontak, tulang dan gigi. Biomaterial yang paling banyak digunakan

ialah untuk keperluan substitusi tulang sebesar 46% dari total keseluruhan.

Penderita kerusakan tulang meningkat setiap tahunnya1. Fraktur merupakan

salah satu penyakit tulang yang sering ditemui. Selain fraktur, kerusakan tulang

lainnya ialah osteoporosis. Studi di dunia menyatakan bahwa satu di antara tiga

wanita di atas usia 50 tahun dan satu di antara lima pria di atas 50 tahun menderita

osteoporosis2.

Penanganan yang tepat pada kerusakan tulang sangat penting karena tulang

berperan sebagai penyokong fungsi tubuh, maka penggunaan material yang tepat

merupakan faktor keberhasilkan implantasi tulang. Material substitusi tulang yang

digunakan harus bersifat dapat diterima oleh tubuh (biokompatible), tidak korosif,

disain yang tepat dan dapat berintegrasi dengan cepat3.

Pada bidang medis telah dilakukan rekonstruksi tulang dengan berbagai

jenis biomaterial. Berdasarkan sumber material, biomaterial dikelompokkan

menjadi empat jenis. Biomaterial yang berasal dari tulang manusia disebut

allograft. Penggunaan bahan ini mempunyai kelemahan dapat terjadi infeksi jika

tulang donor tidak sehat. Xenograft yaitu implantasi bagian tubuh dari spesies

yang berbeda. Kelemahan dari biomaterial ini yaitu memiliki perbedaan karakter

mineral tulang. Autograft yaitu substitusi tulang dari bagian tulang yang lain yang

dimiliki oleh pasien yang sama. Hal ini akan memberikan beban tambahan pada

pasien3. Untuk mengatasi keterbatasan-keterbatasan material tersebut dilakukan

berbagai modifikasi pembuatan biomaterial sintetik. Dengan biomaterial sintetik

diharapkan karakter bahan diketahui secara pasti dan terkontrol.

18

Biomaterial sintetik yang tepat yaitu biomaterial yang mendekati sifat

alamiah tulang. Struktur tulang merupakan komposit alami antara substansi

anorganik dan susbtansi organik. Substansi organik meliputi matriks organik, sel

osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Sel-sel tersebut memegang peranan dalam

pertumbuhan mineral tulang3. Substansi anorganik adalah mineral yang

memberikan sifat mekanik yang kuat. Kalsium fosfat merupakan komponen

dominan terdapat dalam mineral tulang. Kalsium fosfat dalam tulang membentuk

senyawa apatit4. Senyawa apatit tulang terdiri dari fase amorf dan kristal5.

Hidroksiapatit (HA) merupakan kristal kalsium fosfat yang umum

digunakan untuk implantasi dibidang biomedis karena memiliki sifat bioaktif dan

osteokonduktif yang sangat bermanfaat dalam proses mineralisasi tulang4. Namun

HA memiliki keterbatasan yaitu bersifat keras dan brittle. Untuk mengurangi sifat

ini perlu dilakukan modifikasi dengan menambahkan polimer sebagai matriks.

Biomaterial dengan menggabungkan dua komponen senyawa kalsium fosfat dan

polimer disebut komposit. Komposit sangat berpotensi untuk digunakan sebagai

biomaterial substitusi tulang.

Komposit substitusi tulang dengan menggunakan bahan alam dapat

dilakukan dengan menggunakan bahan yang dapat dijadikan prekursor pembentuk

senyawa kalsium fosfat. Bahan alam yang berpeluang digunakan yaitu limbah

cangkang telur dan kulit udang. Kandungan kalsium yang tinggi pada cangkang

telur dapat dimanfaatkan sebagai donor kalsium pada sintesis kalsium fosfat. Kulit

udang terdiri dari struktur kitin yang dapat diekstrak menjadi biopolimer kitosan.

Kitosan bersifat biokompatibel, bioderadabel, oseokonduktif dan dapat

mengurangi sifat britle senyawa kalsium fosfat sehingga dapat dimanfaatkan

sebagai matriks pada sintesis komposit kalsium fosfat-kitosan sebagai biomaterial

substitusi tulang. Komposit dengan menggunakan bahan alam diharapkan dapat

meningkatkan biokompatibilitas saat diaplikasikan.

Perumusan Masalah

Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan komposit substitusi tulang

menggunakan bahan alam. Bahan alam yang digunakan adalah cangkang telur

sebagai donor kalsium pada senyawa kalsium fosfat dan kitosan dari kulit udang

19

sebagai matriks organik. Pendekatan terhadap struktur tulang dalam tubuh

dilakukan dengan sintesis senyawa kalsium fosfat dalam dua fasa, yaitu fasa

kristal dan amorf. Komposit disintesis dengan mengkombinasikan pencampuran

kalsium fosfat kristal dan amorf dengan kitosan. Pengamatan yang dilakukan yaitu

pengaruh penambahan jumlah kitosan dan variasi bobot fase kristal dan amorf

dalam sintesis komposit. Pengujian karakteristik yang diamati yaitu struktur dan

morfologi komposit.

Tujuan Penelitian

1. Dapat menyintesis komposit kalsium fosfat-kitosan dari cangkang telur

sebagai material substitusi tulang

2. Dapat memahami pengaruh penambahan kitosan pada komposit substitusi

tulang

3. Dapat memperoleh komposisi komposit yang tepat untuk aplikasi implantasi

tulang

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan mampu memberikan prototype komposit substitusi

tulang berbasis bahan alam yaitu cangkang telur dan kitosan. Prototype ini

diharapkan mampu menjaring para medis khususnya bidang ortopodik sehingga

dapat dimanfaatkan sebagai bahan implantasi tulang. Lebih jauh lagi, dari segi

harga, diharapkan pula biomaterial tulang yang dihasilkan dapat terjangkau oleh

masyarakat luas.

Ruang Lingkup Penelitian

Kajian yang akan dilakukan yaitu rekayasa sintesis komposit dari limbah

cangkang telur ayam dan kitosan sehingga memiliki nilai tambah sebagai sumber

kalsium untuk sintesis senyawa kalsium fosfat dan pemanfaatan kitosan sebagai

matriks organik. Komposit yang diperoleh akan dimanfaatkan sebagai implantasi

tulang. Pemanfaatan limbah cangkang telur dan kulit udang diharapkan mampu

menekan biaya produksi sehingga diharapkan keluaran penelitian ini mampu

20

menyelesaikan permasalahan masyarakat dalam hal penyediaan bahan implan

tulang yang terjangkau oleh berbagai aspek masyarakat.

TINJAUAN PUSTAKA

Tulang

Tulang merupakan jaringan kuat pembentuk kerangka tubuh manusia.

Tulang sebagai pembentuk kerangka manusia 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

hemopetik yaitu sebagai tempat berlangsungnya proses pembentukan dan

perkembanagan sel darah6. Karena perbedaan fungsi tersebut, tulang memilki

struktur dan komposisi yang berbeda.

Struktur Tulang

Kompleksitas dalam tulang mengakibatkan klasifikasi tulang dilakukan

dalam berbagai cara. Secara radiologis tulang dibedakan menjadi dua yaitu tulang

padat atau compact dan tulang jala atau cancellous6. Jumlah tulang jala dalam

tubuh relatif lebih banyak dibandingkan dengan tulang padat. Struktur tulang

secara radiologis ditunjukan oleh Gambar 1.

Unit struktur dari tulang padat dewasa adalah sistem harvesian atau osteon

dengan diameter 100-300 μm. Sistem harvesian memiliki sebuah kanal harvesian

yang dikelilingi oleh lamela yang tersusun secara konsentrik. Kanal harvesian

memiliki paling sedikit satu pembuluh darah kapiler yang menyediakan nutrien

bagi osteosit untuk remodelling tulang. Lamela pada sistem harvesian memiliki

rongga-rongga yang disebut lakuna. Setiap lakuna berisi sel yang bernama

osteosit. Semua lakuna pada sistem harvesian dihubungkan oleh kanal-kanal kecil

yang disebut kanalikuli. Osteosit pada tulang jala terletak pada lakuna yang saling

21

dihubungkan dengan kanalikuli seperti pada tulang padat tetapi lamela pada

tulang jala tidak tersusun secara konsentrik7.

Gambar 1 Struktur tulang padat dan tulang jala7.

Berdasarkan anatomi, tulang memiliki berbagai bentuk dan ukuran untuk

memenuhi kebutuhan tubuh, tulang dibedakan menjadi empat macam, yaitu tulang

panjang, tulang pendek, tulang pipih, dan tulang tak sama bentuk. Tulang panjang

merupakan tulang dengan ukuran yang panjang yang dibentuk oleh bagian

epiphyses dan diaphyses (Gambar 2a). Diaphyses terdapat pada bagian tengah

yang didalamnya terdapat medullar cavity sebagai tempat sumsum tulang.

Epiphyses terdiri dari tulang jala yang terbungkus oleh lapisan tulang padat

terdapat pada ujung tulang panjang. Pada anak-anak tulang panjang berisi sumsum

merah. Setelah dewasa, sumsum ini diganti menjadi sumsum kuning. Tulang

pendek berupa jala yang dipenuhi dengan ruang-ruang. Strukturnya hampir sama

dengan tulang panjang namun tidak memiliki medullar cavity. Tulang pipih

merupakan tulang berbentuk pipih, tipis dan melengkung. Tulang pipih terbentuk

dari dua lapisan tulang padat yang diantara keduanya terdapat tulang jala. Tulang

pipih seperti tampak pada Gambar 2b. Tulang ini berfungsi sebagai tempat

melekatnya otot-otot dan melindungi organ-organ yang ada di dalamnya. Tulang

tak sama bentuk merupakan tulang yang tidak memiliki kesesuaian dengan bentuk

yang sebelumnya. Tulang ini memiliki fungsi sebagai tempat melekatnya otot7.

22

(a) (b)

Gambar 2 Bentuk tulang panjang (a) dan pipih (b) 7.

Komposisi Tulang

Komposisi utama jaringan tulang jumlahnya bergantung pada spesies, umur,

jenis kelamin, jenis tulang dan posisi tulang. Komposisi tulang secara umum

terdiri dari 60% material anorganik, 30% organik dan 15% air3. Material

anorganik merupakan mineral tulang yang mengandung cukup kalsium yaitu

dalam bentuk kalsium fosfat karbonat atau disebut apatit karbonat dan mineral-

mineral lain. Mineral-mineral lain yaitu magnesium (Mg), flouride (F) dan klor

(Cl), natrium (Na) dan kalium (K)8. Kehadiran mineral-mineral tersebut

menjadikan kalsium fosfat dalam tulang mempunyai sifat yang kompleks, seperti

dapat hadir dalam berbagai fase dan adanya impuritas. Apatit karbonat atau

dahlite [(Ca, Na, Mg)5(HPO4, PO4 , CO3 )3(OH, CO3)]4. Senyawa kalsium fosfat

dalam tulang disebut juga sebagai apatit biologi. Kandungan senyawa mineral

tulang manusia secara umum terdapat pada Tabel 1.

Fase apatit yang stabil yaitu hidroksiapatit (HA) dengan rumus kimia

Ca10(PO4)6(OH)2. Kehadiran karbonat (CO32-) dalam tubuh dapat mensubstitusi

formula HA dengan menempati dua posisi. Karbonat menggantikan posisi

hidroksil (OH-) disebut apatit karbonat tipe A dan menggantikan posisi fosfat

(PO4)3- disebut apatit karbonat tipe B10,11,12.

23

Tabel 1 Kandungan unsur mineral dalam tulang9

Unsur Kandungan (% berat)

Ca 34,00

P 15,00

Mg 0,50

Na 0,80

K 0,20

C 1,60

Cl 0,20

F 0,08

Zat sisa 47,62

Untuk mengetahui karakteristik apatit biologi tulang dilakukan penelitian

dengan menggunakan hewan uji. Tahun 1998, Baig dkk melakukan pengujian

karakter tulang dengan mineral tulang tikus. Karakter tulang tikus menunjukkan

bahwa mineralnya mengandung banyak karbonat. Semakin bertambah usia tikus

kelarutan apatit menurun karena karena kristalinitas meningkat13. Solehan (2001)

mengamati kehadiran karbonat dalam mineral tulang tikus yang berumur 1-6

bulan diteliti dengan menggunakan difraksi sinar-X. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa kandungan mineral dalam bentuk apatit karbonat meningkat

dengan kenaikan umur. Selanjutnya disamping konsentrasi mineral, kristalinitas

apatit karbonat dalam tulang tikus juga meningkat dengan kenaikan umur14.

Penelitian yang lebih komprehensif juga telah dilakukan oleh Sari YW dkk (2005)

untuk mengetahui pertumbuhan senyawa kalsium fosfat dalam tulang tikus yang

berumur dalam rentang 1-8 bulan15,16. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

senyawa kalsium fosfat dalam tulang tikus hadir dalam bentuk amorf dan kristalin

ukuran kecil dengan morfologi berbentuk kepingan.

Selain menggunakan tulang hewan, penelitian dengan menggunakan tulang

manusia dilakukan oleh Nurizati dkk (2006), menunjukkan bahwa mineral tulang

dalam bentuk senyawa campuran senyawa apatit karbonat dan HA. Data ini

ditunjukkan pada hasil spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR) dan

24

difraksi sinar X (Gambar 3 dan Gambar 4)17. Puncak untuk karbonat pita ν 3

menujukkan kehadiran senyawa apatit karbonat tipe B begitu juga dengan ν 2.

Hasil tersebut didukung dengan data difraksi sinar-X yang menujukkan puncak

tertinggi merupakan puncak apatit karbonat tipe B. Hasil analisis komposisi

mineral tulang manusia menunjukkan kehadiran unsur-unsur lain yaitu Na, Mg

dan K. Kehadiran ion asing selain karbonat menyebabkan adanya inhibitor bagi

apatit biologi. Inhibitor tersebut mengakibatkan apatit biologi yang hadir dalam

tulang mempunyai kristalinitas rendah dan nonstoikiometri. Sebagian ion asing

masuk ke dalam kisi kristal apatit, dan sebagian lain ada yang hanya diadsorpsi.

Hal ini menyebabkan tulang terdiri dari fase kristal dan amorf.

Gambar 3 Spektra FTIR untuk mineral tulang tibia laki-laki usia 37 Tahun.

ν 4 PO4

ν 3 PO4

ν 1PO4

ν 2 CO3

ν 3 CO3

OH

Bilangan Gelombang (cm-1)

T

25

Gambar 4 Pola difraksi sinar-X untuk mineral tulang tibia laki-laki usia 37

Tahun.

Dalam penelitian kalsifikasi tulang diketahui bahwa proses pertumbuhan

dan pendewasaan tulang berkaitan erat dengan konversi fase amorf kalsium fosfat

menjadi kristal apatit. Proses transformasi tersebut akan terbentuk kristal non

apatit sebagai fase antara yang mendahului pembentukan kristal apatit18. Fase

antara yaitu dikalsium fosfat dihidrat (DKFD), oktakalsium fosfat (OKF) dan

trikalsium fosfat (TKF). Hal ini ditunjukkan bahwa semakin bertambah usia

kristalnitas semakin tinggi. Hidroksiapatit merupakan kristal apatit yang paling

stabil.

Hidroksiapatit (HA) adalah yang mengandung hidroksida, anggota dari

kelompok mineral dalam tulang yang memiliki rasio Ca/P dicirikan sebesar 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 19.

Komponen organik tulang terdiri dari sel dan matriks. Sel-sel yang terdapat

pada tulang adalah osteoblas, osteoklas dan osteosit. Osteoblas merupakan sel

yang membantu pertumbuhan tulang. Osteoklas merupakan sel penyerapan tulang

sedangkan osteosit untuk mempertahankan mineral tulang. Penyusun matriks

alami tulang adalah kolagen. Kolagen merupakan protein yang keras pembentuk

struktur jaringan konektif tulang. Terdapat 13 jenis kolagen dari tipe I sampai

XIII. Kolagen tipe I yaitu tipe kolagen yang terdapat pada tulang. Melalui

pengamatan dengan mikroskop elektron, kolagen merupakan polimer dalam

bentuk fibril. Kolagen berfungsi sebagai media tumbuh senyawa mineral yang

membantu sel-sel pembentuk tulang melakukan mineralisasi. Dimana kristal

mineral tulang berada di dalam dan di antara fibril kolagen. Kristal apatit karbonat

bergabung sepanjang fibril kolagen dan penggabungan tersebut menjadikan tulang

dalam bentuk komposit yang kuat dan keras20.

Kalsium fosfat

Komponen utama mineral tulang adalah senyawa kalsium fosfat.

Pendekatan yang dilakukan untuk memperoleh material substitusi tulang yang

tepat dengan menggunakan modifikasi senyawa kalsium fosfat. Senyawa kalsium

26

fosfat sintetik diperoleh dengan mencampurkan prekursor kalisum dan fosfat

dengan berbagai metode.

Kalsium fosfat merupakan keramik yang yang memiliki ikatan kovalen atau

ionik. Senyawa kalsium fosfat tidak memiliki muatan bebas sehingga memiliki

sifat listrik yang rendah. Dalam berbagai penelitian kalsium fosfat sintetik berhasil

diperoleh dalam berbagai macam fase. Perbedaan fase kalsium fosfat dapat

digunakan dalam medis tergantung pada bioaktivitas atau kemampuan penyerapan

material yang diperlukan. Pada Tabel 2 menjukkan daftar kalsium fosfat yang

sering digunakan pada bidang medis19.

Biomaterial untuk implantasi tulang menggunakan senyawa kalsium fosfat

yang memiliki kekuatan tinggi. Meninjau sifat tersebut, HA merupakan senyawa

apatit yang banyak digunakan dibidang ortopedik9. Kombinasi beberapa fase

kalsium fosfat dapat dilakukan untuk menghasilkan biomaterial yang optimum

dan dapat mempercepat proses remodelling. HA memiliki stabilitas yang tinggi.

Pada penggunaannya HA dimodifikasi dengan menambahkan fase kalsium fosfat

lain yang memiliki kelarutan yang tinggi bertujuan untuk menghasilkan bagian

yang dapat terdegradasi selama remodelling tulang. Fase senyawa kalsium fosfat

yang mudah terserap adalah Trikalsium fosfat (TKF) dan apatit karbonat (AK)21.

Tabel 2 Jenis-jenis senyawa kalsium fosfat

Nama mineral Nama kimia Rumus kimia Ca : P

(rasio molar)

Monetite Dikalsium fosfat

(DKF)

CaHPO4 1,00

Brushite Dikalsium fosfat

dihidrat (DKFD)

CaHPO4.2H2O 1,00

Whitlockite Oktakalsium fosfat

(OKF )

Trikalsium fosfat

(TKF)

Ca8H2(PO4)65H2O

Ca3(PO4)2

1,33

1,50

Hidroksiapatit Hidroksiapatit (HA) Ca10(PO4)6(OH)2 1,67

Hillinstockite Tetrakalsium Fosfat Ca4P2O9 2,00

27

(TTCP)

Hidroksiapatit (HA)

Hidroksiapatit merupakan kristal apatit yang paling stabil. HA termasuk

kelompok apatit yang paling banyak digunakan dibidang medis karena memilki

sifat biokompatibel dan osteokonduktif9. Rumus kimia HA adalah

Ca10(PO4)6(OH)2 yang memiliki rasio Ca:P adalah 1,67. Secara teoritis densitas

HA adalah 3,156 g/cm3. Struktur kristal dari HA adalah heksagonal dalam bentuk

closed-paked dengan paramenter kisi a = 9,418 Å dan c = 6,881 Å9.

Struktur unit sel HA terdiri dari dua triangular (Gambar 7). Atom kalsium

(Ca) ditunjukan oleh warna hijau, atom fosfor oleh warna merah dan atom oksigen

oleh warna biru. Setiap unit sel memiliki dua jenis atom Ca yaitu Ca1 dan Ca2.

Perbedaan ini berdasarkan letak posisi Ca, dimana Ca1 yaitu yang berada di pusat

triangular sedangkan Ca2 yang berada di dinding trianngular.

Sintesis HA telah banyak dilakukan oleh para peneliti. Berbagai metode dan

prekursor sudah ditemukan untuk menghasilkan HA. Metode yang dapat

dilakukan yaitu metode basah melalui presipitasi, metode kering dengan

perlakuan termperatur tinggi dan hidrotermal. Raw material yang digunakan pada

sintesis HA berasal dari bahan alam atau sintetik.

Deepak dkk (2005) melaporkan hasil sintesis HA dari kalsium nitrat

tetrahidrat [Ca(NO3)24H2O] dan di-ammonium hidrogen ortofosfat [(NH3)2HPO4]

dengan metode presipitasi. Pada penelitiannya juga dilakukan variasi temperatur

dari 200oC sampai 1000oC dengan interval 200oC22.

Gambar 5 Struktur unit sel hidroksiapatit.

28

Gambar 6 Pola difraksi sinar-X HA hasil kalsinasi pada berbagai temperatur

(hasil penelitian Deepak dkk).

Hasil difraksi sinar-X menunjukkan bahwa pada kalsinasi 200oC dan 400oC

HA tampak dalam fase amorf sedangkan pada temperatur 600oC terlihat

peningkatan derajat kristalin dengan disertai munculnya fase trikalsium fosfat

(TKF). Semakin tinggi temperatur maka kristalinitasnya semakin meningkat. Hal

ini ditunjukkan dengan menurunnya nilai lebar setengah puncak. Selain itu pada

temperatur 800oC dan 1000oC terdapat penambahan fase dikalsium fosfat (DKF)

(Gambar 6)22.

Earl dkk (2006) melakukan sintesis HA dari senyawa yang sama yaitu

Ca(NO3)24H2O dan (NH3)2HPO4 dengan metode hidrotermal. Metode hidrotermal

dilakukan dengan memberikan perlakuan panas dan tekanan pada proses sintesis

HA. Temperatur yang digunakan yaitu 200oC dengan variasi waktu pada 24, 48

dan 72 jam. Hasil eksperimen dianalisis dengan difraksi sinar-X. Pola difraksi

sinar-X menunjukkan bahwa tidak hanya muncul fase HA namun terdapat monetit

(CaHPO4) pada waktu perlakuan 48 dan 72 jam. Pada waktu perlakuan 24 jam

terlihat fase HA tanpa impuritas fase lain (Gambar 7)23.

29

Gambar 7 Pola difraksi sinar-X HA dengan metode hidrotermal pada

temperatur 200oC pada berbagai waktu 24 jam (a), 48 jam (b) dan 72

jam (c) (hasil penelitian Earl dkk).

Sumber prekursor untuk menghasilkan HA dapat juga diperoleh dari bahan

alam. Bahan alam yang mulai dikembangkan yaitu koral, kerang dan cangkang

telur. Penggunaan bahan tersebut sebagai sumber kalsium. Sebagian besar

kandungan yang terdapat pada bahan tersebut adalah kalsit (kalsium karbonat,

CaCO3)24,25,26.

Senyawa HA diperoleh dengan mereaksikan kalsium dari bahan-bahan

tersebut dengan senyawa yang mengandung fosfat. Ben-Nissan (2003)

menunjukkan sintesis HA dengan menggunakan koral dan diamonium hidrogen

fosfat dengan metode hidrotermal. Pada proses tersebut dapat memelihara struktur

pori pada koral24.

Vecchio dkk (2007) melakukan sintesis HA dari kulit kerang dengan metode

hidrotermal pada termperatur 180oC dan 200oC selama 10 hari. HA murni

diperoleh dari perlakuan hidrotermal temperatur 200oC selama 10 jam. Perlakuan

dengan temperatur 180oC selama 10 jam masih menunjukkan adanya kalsit25.

30

Gambar 8 Pola difraksi sinar-X untuk HA yang menggunakan cangkang telur

(hasil penelitian prabakaran).

Prabakaran dkk (2005) melakukan sintesis HA dari cangkang telur. Metode

yang dilakukan dengan menghilangkan komponen organik pada cangkang telur

sehingga dapat menghasilkan senyawa kalsium dengan mengkalsinasi cangkang

telur pada temperatur 900oC. Kalsium yang diperoleh selanjutnya direaksikan

dengan senyawa asam fosfat sehingga menghasilkan senyawa kalsium fosfat.

Untuk memperoleh HA dilakukan perlakuan pemanasan pada temperatur 400, 700

dan 900oC. Dari hasil analisis dengan difraksi sinar-X diperoleh bahwa

pemanasan yang dapat menghasilkan HA yaitu pada temperatur 900oC (Gambar

8)26.

Nurlaela dkk (2009) melakukan metode ekstraksi senyawa kalsium dari

cangkang telur menjadi senyawa kalsium oksida dengan memberikan variasi

temperatur, yaitu 900 dan 1000oC dengan berbagai variasi waktu. Hasil optimum

untuk menghasilkan senyawa kalsium oksida dari cangkang telur yaitu pada

temperatur 1000oC selama 5 jam27.

Penelitian in vivo mengenai penggunaan HA pada rekonstruksi tulang

rahang kelinci dari bahan alam menunjukkan hasil yang sangat baik. Penelitian

lain menunjukkan HA dari bahan alam memiilki osteokonduktif yang lebih baik

dibandingkan dengan dari bahan sintetik28.

31

Apatit karbonat (AK)

Mayoritas apatit yang terdapat pada apatit biologi adalah apatit karbonat

[(Ca, Na, Mg)5(HPO4, PO4 , CO3 )3(OH, CO3)]17,21. Pada penelitian kalsium fosfat

sintetik telah diperoleh fase-fase kalsium fosfat yang sesuai dengan apatit biologi.

Terbentuknya apatit karbonat sintetik yaitu dengan menambahkan karbonat dalam

formulasi HA. Karbonat dapat menggantikan posisi OH- pada HA membentuk

apatit karbonat tipe A dan jika menggantikan posisi (PO4)3- disebut apatit

karbonat tipe B10,11,12. Ukuran parameter kisi untuk Tipe A adalah a = 9,529 Å, b

= 19,10 Å dan c = 6,860 Å. Ukuran parameter kisi untuk Tipe B nilai a = 9,309 Å

dan c = 6,927 Å.

Probalitas karbonat untuk membentuk apatit karbonat tipe B lebih mudah

dibandingkan dengan membentuk apatit karbonat tipe A. Fenomena itu terjadi

karena OH- pada HA membutuhkan energi yang lebih besar untuk lepas dari pada

(PO4)3-. Apatit karbonat tipe A dapat dibentuk pada termperatur yang tinggi dan

mayoritas apatit tipe B karbonat dapat dibentuk pada termperatur rendah.

Sonju Clasen dkk (1997) melakukan sintesis apatit karbonat tipe A dan tipe

B. Apatit karbonat tipe A disintesis pada termperatur 900 oC dengan ditambahkan

gas karbon dioksida dengan laju 0,5 L/jam selama lima jam. Apatit karbonat tipe

B disintesis dengan mereaksikan (NH4)2HPO4, (NH4)2CO3, dan Ca(NO3)2 lalu

disimpan selama 2 jam kemudian dikeringkan pada termperatur 70oC. Hasil yang

diperoleh ditunjukkan dengan spektra FTIR (Gambar 9). Pita karbonat untuk tipe

A yaitu pada bilangan gelombang 1545 dan 1460 cm-1, sedangkan pita karbonat

untuk tipe B yaitu pada bilangan gelombang 1466, 1455 dan 1422 cm-1 29.

Gambar 9 Spektra FTIR untuk apatit karbonat sintetik Tipe A (a) dan Tipe B (b)

(hasil penelitian Sonju Clasen dkk).

(a) (b)

32

Gambar 10 Pola difraksi sinar-X hasil sintesis apatit karbonat (hasil penelitian

Sari dkk).

Sintesis apatit karbonat dengan metode pereaksian basah dilakukan oleh

Waluyo dkk (2006). Sintesis dilakukan dari senyawa CaCl2.2H2O,

Na2HPO4.2H2O dan NaHCO3. Hasil difraksi sinar-X menunjukkan bahwa fase

yang terbentuk lebih dari satu yaitu HA, apatit karbonat tipe A, apatit karbonat

tipe B (Gambar 10)30.

Trikalsium fosfat (TKF)

Rumus kimia TKF adalah Ca3(PO4)2. TKF memiliki empat polimorf: α, β, γ

dan super- α. Polimorf super- α dapat diamati pada termperatur sekitar 1500 oC.

Polimorf yang sering diperoleh pada TKF yaitu α dan β. α-TKF memiliki struktur

monoklinik dengan parameter kisi a = 12,887 Å, b = 27,728 Å dan c = 15,219 Å.

β-TKF memiliki struktur rhombohedral dengan unit sel memiliki ukuran a =

10,439 Å dan c = 37,3775 Å. Struktur β-TKF memiliki plot yang sama dengan

heksagonoal19.

Sintesis TKF dilakukan dengan memberikan perlakuan temperatur tinggi.

Pemanasan ini diperlukan untuk menghilangkan semua OH yang terbentuk.

Termperatur pembentukan fase TKF diatas 1000oC. β-TKF stabil sampai

termperatur 1125oC. Diatas temperatur tersebut sampai 1430oC menjadi TKF pada

fase α. Super- α TKF dapat terbentuk pada termperatur 1430oC dan memiliki titik

leleh 1756 oC,

33

α-TKF memiliki densitas yang lebih rendah dari pada β-TKF. α-TKF

memiliki reaktivitas yang tinggi dalam sistem air dapat terhidrolisis jika dicampur

dengan dikalsium fosfat dihidrat (DKFD), oksihidroksiapatit dan kalsium fosfat

lain dalam berbagai macam proporsi, tergantung pada kondisi. β-TKF tidak dapat

terbentuk pada sistem cair. β-TKF dikenal lebih mudah larut dari pada

oksihidroksiapatit, tetapi diatas pH=6 kemampuan kelarutannya lebih kecil

dibandingkan dengan kalsium fosfat lain. Selain itu, kelarutannya menurun

dengan meningkatnya temperatur.

Penelitian kelarutan TKF dan HA telah diamati oleh banyak peneliti. Hasil

yang diperoleh bahwa TKF memiliki waktu yang lebih cepat larut 12,3 waktu

dibanding HA dalam larutan penyangga asam laktik (0,4 M, pH 5,2) dan 22,3

waktu lebih besar dari HA pada larutan etilen diamin tetrasetik acid (EDTA) (0,05

M, pH 8,2). Kelarutan antara HA dan β-TKF yaitu berbeda 3 kali waktu lebih

besar β-TKF. Kelarutan HA dan fase-fase TKF jika diurutkan berdasarkan

kelarutannya adalah: HA< β-TKF< α TKF

Untuk keperluan medis TKF memiliki sifat biodegradabel, bioaktif dan

kelarutan yang tinggi. Material ini dapat digunakan untuk material implan tulang.

Para peneliti melakukan sintesis TKF dengan menggunakan temperatur tinggi.

.

Gambar 11 Pola difraksi sinar-X TKF pada berbagai temperatur (hasil penelitian

Wang dkk).

34

Wang dkk melakukan sintesis TKF dari senyawa kalsium fosfat sintetik

kemudian diberi perlakuan beberapa variasi temperatur yaitu 1100-1600oC dengan

interval 100oC. Hasilnya pada temperatur 1100 dan 1200oC menghasilkan β-TKF.

Semakin tinggi temperatur maka α-TKF semakin banyak terbentuk31 (Gambar

11).

Komposit kalsium fosfat-kitosan

Komposit kitosan diperoleh dengan menggabungkan kalsium fosfat dengan

kitosan. Penggunaaan kitosan yaitu untuk media melekatnya kalsium fosfat.

Kitosan diharapkan dapat meningkatkan bioaktivitas, biokompatibel dan sifat

mekanik komposit.

Kitosan

Kitosan merupakan polimer alami yang berpotensi digunakan sebagai

matriks dalam pembuatan komposit. Ketersediaan kitosan banyak terdapat di

alam. Kitosan dapat diekstrak dari kepiting atau udang32. Kitosan merupakan

polisakarida alam yang terdapat di biota laut, dengan strukturnya menyerupai

glycosaminoglycansi33. Kitosan terdiri dari glusamine dan N-acetylglusamine

yang dihasilkan dari ikatan 1-4 glicosideic34 (Gambar 12). Kitosan diperoleh dari

eliminasi asetil kitin.

Kitosan memiliki karakter bioresorbabel, biokompatibel, non-toksin, non-

antigenik, biofungsional35 dan osteokonduktif36. Karakter osteokonduktif yang

dimiliki kitosan dapat mempercepat pertumbuhan osteoblas sehingga dapat

mempercepat pembentukan mineral tulang. Karakter lain yang dimiliki kitosan

adalah tidak larut dalam air, alkali dan pelarut organik tetapi larut dalam larutan

asam organik dan dapat terdegradasi oleh enzim dalam tubuh. Kitosan dapat

dibentuk menjadi struktur berpori dengan freezing dan lyophilising35. Hasil

penelitian sebelumnya membentuk struktur berpori dengan metode freezing

menghasilkan makropori yang homogen pada rongga permukaan dan hubungan

antar mikrostruktur yang seragam dilihat dari penampang lintang rongga.

35

Gambar 12 Struktur monomer kitosan33.

Gambar 13 Pola difraksi sinar-X pada kitosan.

Pengataman difraksi sinar-X untuk kitosan ditunjukkan pada Gambar 13.

Puncak difraksi terjadi pada sudut 20o dengan nilai lebar setengah puncak

(FWHM) yang tinggi37. Besarnya nilai FWHM menujukkan bahwa kristalinitas

kitosan rendah (Gambar 13).

Sintesis dan karakterisasi komposit kalsium fosfat-kitosan

Sintesis komposit kalsium fosfat-kitosan untuk penggunaan implantasi

tulang diperlajari dari beberapa literatur. Metode utama yaitu dilakukan dengan

presipitasi ex situ dan in situ, sol gel dan pembentukan semen.

Saraswaty dkk (2001) mengamati sintesis tiga dimensi jaringan HA/kitosan

gelatin komposit yang dihasilkan dengan metode pemisahan fase. Fase yang

dibuat yaitu, suspensi HA melalui proses dispersi dengan ultrasonik, larutan

kitosan pada asam asetat dan gelatin. Pencampuran semua larutan dilakukan

dengan menggunakan magnetic stirrer. Hasil yang diperoleh disimpankan dan

dikeringkan dengan freeze drier. Hasil yang diperoleh semakin besar konsentrasi

36

kitosan-gelatin maka porositas menurun28. Difraksi sinar-X ditunjukkan pada

Gambar 14. Gambar tersebut membandingkan Deglued Bone (DGB), HA dan

komposit HA kitosan gelatin. Fase HA pada komposit tidak berubah, hasil difraksi

hanya menggeser posisi sudut sehingga nilai parameter kisinya berubah (Tabel 3).

Gambar 14 Difraksi sinar-X untuk DGB (a), HA (b) dan komposit DBG-

kitosan-gelatin (c) (hasil penelitian Saraswaty dkk).

37

Tabel 3 Parameter kisi untuk sampel hasil penelitian Saraswaty dkk

Parameter kisi HA DGB Komposit

a 9,418 Å 9,414 Å 9,406 Å

c 6,886 Å 8,886 Å 6,880 Å

Yamaguchi dkk (2003) melakukan sintesis komposit HA-kitosan dengan

metode presipitasi. Larutan kitosan dalam asam asetat disiapkan dengan

menambahkan bubuk kitosan pada aquabides yang dicampur dengan asam asetat.

Larutan tersebut ditambahkan pada larutan H3PO4 sehingga diperoleh larutan

kitosan- H3PO4, larutan tersebut kemudian ditambahkan pada larutan Ca(OH)2

dalam kondisi distirring sampai pH 9. Pada saat tersebut kitosan tidak larut dan

presipitasi HA terbentuk maka dapat dihasilkan komposit HA-kitosan. Hasil

presipitasi kemudian disimpan selama 24 jam. Presipitat kemudian disaring dan

dibilas dengan aquabidest selanjutnya dikeringkan38. Hasil pengamatan dengan

mikroskop menunjukka bahwa HA hasil presipitasi menempel pada permukaan

kitosan (Gambar 15).

(a) (b)

Gambar 15 Mikrograf SEM Kitosan (a) dan Komposit kitosan-HA (b) (hasil

penelitian Yamaguchi dkk).

38

METODOLOGI PENELITIAN

Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini yaitu cangkang telur ayam

sebagai donor kalsium, diamonium hidrogen fosfat ((NH4)2HPO4) pro analis

(Merck) dan kitosan (Teknologi Hasil Perikanan, Fakultas Perikanan IPB) sebagai

matriks organik. Bahan pendukung lain yang digunakan yaitu aquades, aquabides

dan asam asetat.

Alat yang digunakan terdiri dari dua kelompok, peralatan yang digunakan

untuk pembuatan sampel dan pengujian sampel. Peralatan pembuatan sampel

terdiri dari magnetic stirrer, ultrasonic chamber, hot plate, neraca analitik,

thermometer digital, furnace, incubator, buret 100 mL, gelas kimia, mortar,

pipette Mohr, corong, dan kertas saring (whatman 40). Pembuatan sampel

dilakukan di Laboratorium Biofisika Departemen Fisika FMIPA-IPB.

Peralatan karakterisasi sampel pada prinsipnya digunakan untuk tiga jenis

analisis. Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan difraktometer sinar-X

Shimadzu Philips Diffraktometer yang terdapat di Laboratorium Terpadu bagian

Kimia Kayu di Badan Penelitian dan Pengembangan Hutan (Balithut) Bogor.

Difraksi menggunakan sinar-X karakteristik Kα Cu (λkαCu = 1,54002 Å).

Kandungan gugus fungsi sampel dianalisis dengan spektrometer Fourier

Transform Infrared (FTIR) Burker Tensor 37 milik Laboratorium Biofarmaka

IPB-Bogor. Morfologi permukaan diamati dengan Mikroskop elektron JEOL

SEM (Scanning Electron Microscope) yang dilakukan di Pusat Penelitian

Geologi–Bandung.

Metode

Sintesis komposit kalsium fosfat-kitosan sebagai material substitusi tulang

dilakukan dalam dua tahap. Penelitian tahap pertama bertujuan untuk memperoleh

fase kalsium fosfat kristal stabil dan kristal yang dapat larut dalam cairan tubuh.

Telah diketahui fase senyawa hidroksiapatit (HA)10 sebagai kristal stabil dan fase

trikalsium fosfat (TKF) atau apatit karbonat (AK) sebagai kristal yang lebih

39

mudah larut oleh cairan tubuh20. Tahap kedua melakukan sintesis dan

karakterisasi komposit kalsium fosfat-kitosan.

Tahap Pertama: Sintesis Kalsium Fosfat

Proses ini diawali dengan kalsinasi cangkang telur untuk memperoleh

senyawa kalsium. Selanjutnya dilakukan sintesis kalsium fosfat. Masing-masing

tahapan diuraikan di bawah ini.

1. Kalsinasi Cangkang Telur

Proses kalsinasi cangkang telur diawali dengan membersihkan

cangkang dari membran dan kotoran makro dengan menggunakan aquades.

Selanjutnya, dikeringkan pada termperatur ruang dan dikalsinasi pada

termperatur 1000oC selama 5 jam dengan laju kenaikan termperatur

5oC/menit. Karakterisasi fase diamati dengan menggunakan difraksi sinar-X

dan kadar kalsium diuji dengan spektroskopi serapan atom. Secara skematis

proses kalsinasi cangkang telur dapat ditunjukkan pada Gambar 16.

Gambar 16 Proses kalisinasi cangkang telur.

Karakterisasi difraksi sinar-X

Cangkang telur yang sudah dibersihkan

Kalsinasi pada T=1000oC selama 5 jam

Serbuk hasil kalsinasi

Karakterisasi serapan atom

40

2. Sintesis Kalsium Fosfat

Senyawa kalsium fosfat diperoleh dengan mereaksikan prekursor

kalsium (Ca) dan prekursor fosfat (P). Prekursor Ca diperoleh dari hasil

kalsinasi cangkang telur. Prekursor P diperoleh dari senyawa (NH4)2HPO4.

Masing masing prekursor dilarutkan dalam aquabides.

Kedua prekursor direaksikan dengan metode presipitasi, yang

dilakukan dengan cara meneteskan 100 ml larutan (NH4)2HPO4 ke dalam

100 ml suspensi Ca dari hasil kalsinasi cangkang telur (Gambar 17).

Presipitasi dilakukan pada termperatur 37oC larutan diaduk dengan magnetic

stirrer. Selanjutnya, hasil presipitasi diendapkan selama 24 jam pada

termperatur ruang. Kemudian presipitat disaring dan dikeringkan pada

termperatur 110oC selama 5 jam.

Gambar 17 Skema tahap-tahap presipitasi.

Penyaringan dengan whatman

40 Pengeringan pada T=110oC selama

5 jam

Presipitat kering

Larutan (NH4)2HPO4

Suspensi CaO

Presipitasi T=37oC

Pengendapan selama 24 jam,

T= ruang

41

Presipitasi untuk sintesis HA dilakukan dengan berbagai variasi

konsentrasi komponen prekursor yang dapat dilihat pada Tabel 4. Presipitat

kering yang diperoleh selanjutnya disintering pada termperatur 900oC

selama 5 jam.

Tabel 4 Variasi konsentrasi Ca dan P pada pembuatan HA

konsentrasi Kode sampel

Ca (M) P (M)

0,10 0,06 H1

0,20 0,12 H2

0,30 0,18 H3

0,40 0,24 H4

0,50 0,30 H5

Sintesis AK dilakukan setelah diperoleh fase HA optimum karena

konsentrasi yang digunakan pada presipitasi AK sama dengan konsentrasi

yang digunakan untuk memperoleh HA optimum. Perbandingan konsentrasi

tersebut adalah 0,3 M suspensi Ca dari hasil kalsinasi cangkang telur dan

0,18 M larutan (NH4)2HPO4. Proses yang dilakukan seperti pada sintesis HA

namun tanpa proses sintering.

Untuk memperoleh fase TKF, proses presipitasi dilakukan dengan

mereaksikan 100 ml larutan Ca dari hasil kalsinasi cangkang telur 0,3 M dan

100 ml larutan (NH4)2HPO4 0,2 M. Selanjutnya dilakukan sintering

presipitat kering pada termperatur yang bervariasi mulai 1000oC sampai

1300oC. Variasi waktu sintering dipilih sesuai dengan kemampuan furnace.

Variasi temperatur dan waktu sintering ditunjukkan pada Tabel 5. Analisis

senyawa HA, AK dan TKF dilakukan dengan difraktometer sinar-X dan uji

kelarutan dalam larutan Simulated Body Fluid (SBF).

42

Tabel 5 Variasi termperatur dan waktu pada sintesis TKF

Termperatur (oC) Waktu (jam) Kode sampel

1000 5 T1

1000 10 T2

1000 15 T3

1100 3 T4

1300 3 T5

1300 5 T6

3. Uji kelarutan dalam Simulated Body Fluid (SBF)

Simulated Body Fluid (SBF) adalah larutan sintetik yang memiliki

komposisi ionik mendekati komposisi dalam plasma darah. Dalam penelitian

ini SBF dibuat dengan mencampur larutan-larutan ionik KCl 0,8 M, NaCl 2

M, NaHCO3 0,54 M, MgSO4.7H2O 0,2 M, CaCl2 52,5 mM, Tris+HCl 0,77

M, NaN3 1,54 M, KH2PO4 0,2 M. Pembuatan SBF mengikuti Muller L dan

Muller FA (2006) dilakukan dengan cara menambahkan secara berurutan

KCl, NaCl, NaHCO3, MgSO4.7H2O, CaCl2, Tris+HCl, NaN3, KH2PO4

sesuai dengan Tabel 6 ke dalam 70 ml aquabides. Hasil pencampuran

ditambah dengan aquabides sampai 100 ml. SBF yang hasilkan dengan cara

yang sama telah diuji konsentrasi ionik yang ditunjukkan pada Tabel 7.

Tabel 6 Volume larutan ionik untuk pembuatan SBF

Larutan ionik SBF (ml)

KCl 0,8 M 0,50

NaCl 2 M 5,60

NaHCO3 0,54 M 2,78

MgSO4.7H2O 0,2 M 0,50

CaCl2 52,5 mM 2,50

Tris+HCl 0,77 M 5,00

NaN3 1,54 M 1,00

KH2PO4 0,2 M 0,50

43

Tabel 7 Komposisi ionik dalam SBF

Ion Jumlah (mM)

Na+ 108,69

K+ 5,01

Mg2+ 1,11

Ca2+ 0,99

Cl- 155,13

SO43- 1,08

PO43- 2,01

Pada pengujian HA dan campuran HA-AK yang dipilih adalah yang

disintesis dengan konsentrasi larutan Ca dari hasil kalsinasi cangkang telur

0,3 M dan (NH4)2HPO4 0,18 M sedangkan TKF yang digunakan yaitu

seluruh sampel TKF. Cara uji kelarutan dilakukan dengan merendam sampel

dalam 10 ml SBF selama 24 dan 48 jam. Laju kelarutan diamati dengan

membandingkan bobot sebelum dan setelah perendaman.

Gambar 18 Pengujian kelarutan kalsium fosfat dalam SBF.

SBF 10 ml

Serbuk kalsium fosfat

Perendaman dalam SBF

(24 dan 48 jam) Penyaringan dengan whatman 40

Serbuk kalsium fosfat setelah perendaman

44

Tahap kedua: Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Kalisum Fosfat-

Kitosan

1. Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan

Pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan dilakukan metode

sonikasi. Larutan kitosan 2% (b/v) diperoleh dengan melarutkan serbuk

kitosan dalam asam asetat 3% (v/v). Larutan kitosan yang digunakan dengan

konsentrasi 2%. Larutan yang diperoleh disaring dan disimpan pada

termperatur ruang selama lebih dari 12 jam untuk menghilangkan

gelembung-gelembung udara. Kalsium fosfat yang digunakan HA dan

campuran HA-AK. Selanjutnya HA dan campuran HA-AK didispersikan

dalam aquabidest dengan menggunakan ultrasonik selama 1 jam. Larutan

kitosan dengan HA dan AK dicampurkan dengan fraksi massa bervariasi

dengan metode sonikasi sampai homogen. Variasi fraksi massa pembuatan

komposit ditunjukkan pada Tabel 8. Secara skematis pembuatan komposit

kalsium fosfat-kitoan ditunjukkan pada Gambar 19. Untuk memastikan

homogentitas campuran tersebut dilakukan penyimpanan selama 12 jam

pada temperatur ruang. Secara visual diamati sampel terlihat tetap homogen.

Selanjutnya sampel dikeringkan pada termperatur 50oC selama 15 jam.

Pembuatan sampel komposit untuk masing-masing variasi dilakukan tiga

kali ulangan.

Tabel 8 Variasi komposisi sintesis komposit

Kitosan (C) (%) Kalsium fosfat (A) (%) Kode Sampel

HA Campuran HA-AK

20

80 0 C1A1

64 16 C1A2

56 24 C1A3

0 80 C1A4

30

70 0 C2A1

56 14 C2A2

49 21 C2A3

0 70 C2A4

45

2. Karakterisasi Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan

Komposit yang dihasilkan dikarakterisasi dengan menggunakan

difraksi sinar-X, SEM dan spektroskopi FTIR. Prngukuran difraksi sinar-X

dilakukan pada rentang 10-80o dengan laju 0,02o per detik. Untuk kedelapan

sampel komposit dilakukan masing-masing 2 kali ulangan. Persiapan sampel

untuk pengukuran dengan spektrometer FTIR dilakukan dengan

mencampurkan 10 mg sampel dan 100 mg KBr kemudian ditekan sehingga

membentuk pellet. Pengukuran FTIR dilakukan pada rentang bilangan

gelombang 400-4000 cm-1. Untuk pengamatan morfologi dengan SEM,

sebelumnya sampel dilapisi dengan emas untuk memberikan sifat konduktif

pada sampel. Observasi dilakukan sampai perbesaran 20.000 kali.

Gambar 19 Proses sonikasi komposit kalsium fosfat-kitosan.

Sonikasi selama 3 jam

Larutan kitosan

Dispersi HA dan AK

Campuran Larutan kitosan + HA dan AK

Campuran homogen

46

HASIL PENELITIAN

Pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan dalam penelitian ini diperoleh

dari pencampuran senyawa kalsium fosfat yang disintesis dengan menggunakan

sumber kalsium dari cangkang telur ayam dan kitosan dari kulit udang. Senyawa

kalsium fosfat yang digunakan terdiri dari dua fase yaitu fase stabil, hidroksiapatit

(HA) dan fase yang mudah larut dalam cairan tubuh, trikalsium fosfat (TKF) atau

apatit karbonat (AK).

Sintesis kalsium fosfat diawali dengan melakukan kalsinasi cangkang telur

pada temperatur 1000oC selama 5 jam. Metode ini merupakan metode optimum

untuk menghasilkan kalsium oksida (CaO) dari cangkang telur29. Kalsinasi

bertujuan untuk mengeliminasi komponen organik dan mengkonversi senyawa

kalsium karbonat (CaCO3) sebagai komponen utama cangkang telur menjadi CaO.

Prediksi reaksi tersebut yaitu :

CaCO3 → CaO + CO2

Hasil kalsinasi menunjukkan adanya eliminasi komponen-komponen

tersebut dilihat dari data pengurangan massa setelah kalsinasi. Rata-rata

pengurangan massa selama proses kalsinasi adalah 34,33%. Ini berarti efisiensi

senyawa kalsium yang dihasilkan sebesar 65,67%. Data perubahan massa untuk 5

kali ulangan diperlihatkan dalam Tabel 9.

Tabel 9 Efisiensi kalsinasi cangkang telur pada temperatur 1000oC selama 5 jam

Ulangan Massa sebelum

kalsinasi (gram)

Massa setelah

kalsinasi (gram)

Efisiensi massa

hasil kalsinasi (%)

1 5,81 3,8 65,40

2 6,96 4,18 60,06

3 6,57 4,4 66,97

4 6,35 4,1 64,57

5 6,00 4,28 71,33

Rata-rata massa (%) 65,67 ± 4,07

47

Gambar 20 Pola difraksi sinar-X hasil kalsinasi cangkang telur pada temperatur

1000oC selama 5 jam.

Hasil kalsinasi dianalisis dengan difraksi sinar-X dan spektroskopi serapan

atom. Identifikasi material hasil kalsinasi cangkang telur menggunakan pola

difraksi sinar-X (Gambar 20) mengacu pada data Joint Committee on Powder

Diffraction Standards (JCPDS untuk CaO (82-1691) dan CaCO3 (47-1743). Hasil

penyesuaian puncak-puncak tertinggi pada nilai 2θ 32,3o, 37,48o, 54,3o, 64,41o,

67,6o, 79,93o dan 88,85o milik CaO dan puncak pada 18o, 23,05o, 29,4o dan

puncak dengan intensitas rendah lainnya milik CaCO3.

Pengukuran kandungan kalsium pada hasil kalsinasi dilakukan dengan

menggunakan spektrometer serapan atomya. Hasil pengukuran menunjukkan

sampel mengandung kalsium 70,86% (b/b). Hasil ini selanjutnya digunakan untuk

perhitungan stoikiometri sintesis senyawa kalsium fosfat.

Massa hasil sintering presipitat kering yang diperoleh dari presipitasi

dengan berbagai konsentrasi senyawa kalsium dan (NH4)2HPO4 pada proses

sintesis hidroksiapatit (HA) diperlihatkan dalam Tabel 10. Dalam tabel tersebut

dapat dilihat bahwa massa yang diperoleh dari proses sintering lebih kecil dari

jumlah komponen senyawa yang digunakan. Data ini dapat menginformasikan

efisiensi penggunaan kedua komponen. Nilai efisiensi yang memiliki hasil yang

cukup tinggi terdapat pada interval konsentrasi Ca 0,2-0,4 M. Hasil efisiensi

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

2 θ (o)

CaCO3

CaO

48

tertinggi sebesar 65,47% pada sampel H3 sedangkan nilai efisiensi terendah

sebesar 50,67% pada sampel H1.

Tabel 10 Effisiensi penggunaan senyawa kalsium dari cangkang telur dan

(NH2)HPO4 pada sintesis HA

Kode

Sampel

Konsentrasi (M) Massa (gram) Massa hasil

sintering

(gram)

Efisiensi

(%) Senyawa

Ca

(NH2)HPO4 Senyawa

Ca

(NH2)HPO4

H1 0,10 0,06 0,57 0,79 0,69 50,67

H2 0,20 0,12 1,13 1,58 1,75 64,50

H3 0,30 0,18 1,70 2,38 2,67 65,47

H4 0,40 0,24 2,26 3,17 3,54 65,21

H5 0,50 0,30 2,83 3,96 4,16 61,29

Penetuan produk HA optimum dilakukan dengan uji difraksi sinar-X. Pola

hasil difraksi tersebut dicocokkan dengan data JCPDS 09-0432 untuk HA. Hasil

penyesuaian diperoleh bahwa seluruh puncak difraksi sesuai dengan pola HA

terjadi pada perbandingan molaritas Ca dan P (0,01 : 0,06) M [H1], (0,02 : 0,12)

M [H2] dan (0,03 : 0,18) M [H3] sedangkan pada sampel dengan perbandingan Ca

dan P (0,40 : 0,24) M [H4] dan (0,50 : 0,30) M [H5] selain puncak-puncak yang

bersesuaian dengan HA terdapat pula puncak pada 2θ = 31,27o pada sampel H4

dan 31,31o pada sampel H5 yang menunjukkan kemungkinan kehadiran α-TKF

(trikalsium fosfat). Seluruh pola difraksi untuk sampel HA dapat dilihat dalam

Lampiran 4. Untuk mewakili pola difraksi sinar-X sampel HA diperlihatkan pada

Gambar 21. Gambar 21a memperlihatkan pola difraksi untuk H3 sebagai contoh

dari sampel yang seluruh puncaknya bersesuaian dengan HA dan Gambar 21b

memperlihatkan pola difraksi untuk H5 sebagai contoh dari sampel memiliki

puncak selain HA.

49

Gambar 21 Pola difraksi sinar-X sampel HA dengan perbandingan Ca:P

(0,30:0,18) M H3 (a) dan (0,50:0,30) M. H5 (b).

Tabel 11 Ukuran parameter kisi sampel HA

Kode Sampel HA

Konsentrasi Parameter kisi (Å)

CaO (M) (NH4)2HPO4 (M) a c

H1 0,10 0,06 9,294 6,781

H2 0,20 0,12 9,454 6,911

H3 0,30 0,18 9,420 6,881

H4 0,40 0,24 9,397 6,863

H5 0,50 0,30 9,477 7,015

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

25 30 35 40 45

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

25 30 35 40 45

x

00

2

10

2

21

0

21

11

12 3

00

20

23

01 2

12

31

1

11

3

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

2θ (o)

(a) (b)

50

Struktur unit kristal HA berbentuk heksagonal dengan parameter kisi a = b =

9,418 Å dan c = 6,881 Å. Dengan pola difraksi, parameter kisi sampel HA dapat

dihitung dengan menggunakan metode Cohen yang hasilnya dapat dilihat dalam

Tabel 11. Berdasarkan tabel tersebut parameter kisi H3 memiliki nilai yang paling

mendekati dengan data JCPDS yaitu a = b =9,420 Å dan c = 6,881 Å. Berdasarkan

hasil penyesuaian dengan JCPDS dan efisiensi tertinggi maka sampel yang paling

optimum yaitu H3 dengan perbandingan konsentrasi Ca 0,3 M dan (NH4)2HPO4

0,18 M.

Kekonsistenan sampel H3 diamati dengan melakukan ulangan sebanyak tiga

kali. Hasil pola difraksi ulangan kedua dan ketiga yang diperlihatkan pada

Lampiran 4. Pola tersebut menunjukkan pola yang bersesuaian dengan HA dan

parameter kisi yang diperoleh a = b = (9,419 ± 0,004) Å dan c = (6,881 ± 0,002)

Å.

Ukuran kristal hasil dihitung melalui rumus Debye Scherrer. Untuk semua

sampel ukuran kristal dihitung pada puncak 25,89o untuk bidang (0 0 2) dan

32,90o untuk bidang (3 0 0) yang bersesuaian dengan pajang c dan a. Perhitungan

ukuran kristal untuk semua sampel HA ditunjukkan dalam Lampiran 6. Hasil

perhitungan dapat dilihat dalam Tabel 12.

Tabel 12 Ukuran kristal pada bidang h k l (0 0 2) dan (3 0 0) untuk sampel HA

Kode Sampel

HA

Konsentrasi D (0 0 2)

(nm)

D (3 0 0)

(nm) CaO (M) (NH4)2HPO4 (M)

H1 0,10 0,06 28,29 34,49

H2 0,20 0,12 33.29 33.84

H3 0,30 0,18 33.29 33.83

H4 0,40 0,24 33.30 33.84

H5 0,50 0,30 33.30 33.84

Perbandingan 0,3 M larutan senyawa kalsium dan 0,18 M larutan

(NH4)2HPO4 telah diketahui sebagai kosentrasi optimum maka untuk memperoleh

senyawa Apatit karbonat (AK) dipilih perbandingan konsentrasi tersebut. Pola

difraksi sinar-X untuk sampel AK diperlihatkan dalam Gambar 22.

51

Gambar 22 Pola difraksi sinar-X sampel apatit karbonat (a) dan HA (b).

Pola difraksi sinar-X sampel AK memperlihatkan kurva yang lebih lebar

dibandingkan dengan pola difraksi HA. Pelebaran puncak menunjukkan ukuran

kristal yang lebih kecil. Selain itu terdapat perbedaan puncak sudut pada 2θ =

31,73o sampel HA dan 32,02o untuk sampel AK menunjukkan kehadiran karbonat

pada kristal. Adanya puncak-puncak yang lebar dimungkinkan bahwa sampel

merupakan campuran HA dan AK.

Identifikasi adanya karbonat dalam kristal diamati dari spektra FTIR untuk

sampel HA dan AK (Gambar 23). Pita transmitansi yang muncul dikedua sampel

terdapat pada bilangan gelombang 610-550 cm-1 untuk vibrasi bending asimetri

fosfat (υ4-PO4), 958 cm-1 untuk vibrasi stretching fosfat (υ1-PO4) dan 1090-1030

cm-1 untuk vibrasi stretching asimetri fosfat (υ3-PO4) 40,41,42. Pita-pita tersebut

menunjukkan kehadiran senyawa kalsium fosfat.

0

50

100

150

200

250

300

350

25 30 35 40 45

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

25 30 35 40 452θ (o)

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

(a) (b)

52

Pita transmitansi yang mengindikasikan perbedaan HA dan AK adalah

puncak pita pada bilangan gelombang 630 dan 3568 cm-1 untuk spektra HA dan

puncak pita pada bilangan gelombang 862, 1411 dan 1438 cm-1 untuk spektra

AK. Puncak pita bilangan gelombang 630 dan 3568 cm-1 menunjukkan pita

transmitansi untuk OH pada Ca10(PO4)6(OH)2 sebagai karakteristik HA. Puncak

pita pada bilangan gelombang 862, 1411 dan 1438 cm-1 menunjukkan adanya

karbonat dengan bentuk apatit karbonat tipe B40,41,42. Tidak adanya puncak pita

OH karakteristik HA sangat dimungkinkan hadirnya apatit karbonat tipe B. Untuk

selanjutnya sampel AK ini disebut sampel campuran HA-AK.

Trikalsium fosfat (TKF) diperoleh dengan sintering berbagai temperatur

hasil presipitasi larutan dengan konsentrasi larutan senyawa kalsium 0,3 M dan

larutan (NH4)2HPO4 0,2 M (Tabel 5). Nilai konsentrasi ini dipilih sesuai

perbandingan stoikiometri TKF (Ca3(PO4)2). Tabel 13 memperlihatkan massa

yang dihasilkan pada proses sintesis TKF.

Gambar 23 Spektra FTIR untuk sampel Hidroksiapatit (HA) (a) dan Apatit

Karbonat (AK) (b).

40080012001600200024002800320036004000


Tran

smita

nsi

υ4-PO4

υ4-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ1-PO4

υ1-PO4

OH

OH

COCOOH

(a) (b)

53

Tabel 13 Efisiensi penggunaan senyawa kalsium dari hasil kalsinasi cangkang

telur dan (NH4)2HPO4 pada sintesis TKF

Kode

Sampel

Sintering Massa hasil sintering

(gram) Efektifitas (%)

Temperatur (oC) Waktu (Jam)

T1 1000 5 2,15 49,57

T2 1000 10 2,75 63,41

T3 1000 15 2,85 65,74

T4 1100 3 2,90 66,75

T5 1300 2 2,55 58,79

T6 1300 5 2,46 56,61

Massa yang digunakan pada proses presipitasi sama untuk semua sampel

TKF sebanyak 1,7 gram serbuk senyawa kalsium hasil kalsinasi cangkang telur

dan 2,64 gram serbuk (NH4)2HPO4. Efisiensi tertinggi pada sintesis TKF yaitu

sampel T4 sintering pada temperatur 1100oC selama 3 jam sebesar 66,75%.

Gambar 24 Pola difraksi sinar-X untuk sampel TKF sintering 1000oC selama 5

jam (a) dan sintering 1300oC selama 5 jam (b).

0

200

400

600

800

1000

25 30 35 40 45

α-TK

F

0

200

400

600

800

1000

25 30 35 40 45

α-TK

F

2θ (o)

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

(a) (b)

54

Penetuan terbentuknya fase TKF dilakukan dengan difraksi sinar-X. Pola

hasil difraksi tersebut dicocokkan dengan data JCPDS 09-0432 untuk HA, 09-

0169 untuk TKF, 29-0359 untuk α-TKF dan 06-2406 untuk β-TKF. Pola difraksi

sinar-X menunjukkan hasil yang sama pada semua sampel TKF, mayoritas

bersesuaian dengan HA, α-TKF muncul dengan intensitas yang rendah pada nilai

2θ=32,20o. Tingginya pembentukan TKF ditunjukkan dengan kenaikan intensitas

kurva difraksi. Pola difraksi sinar-X untuk semua sampel TKF dapat dilihat dalam

Lampiran 7. Untuk menunjukkan kesamaan pola difraksi sinar-X untuk sampel

TKF, Gambar 24 menjukkan pola difraksi sinar-X untuk sampel dengan sintering

1000oC selama 5 jam [T1] dan sintering 1300oC selama 5 jam [T6].

Penentuan kristal apatit yang stabil dan yang lebih mudah larut dalam cairan

tubuh ditentukan melalui uji kelarutan sampel dalam larutan Simulated Body Fluid

(SBF). Uji kelarutan sampel HA, campuran HA-AK serta TKF dalam SBF

dilakukan dalam dua waktu perendaman yaitu, 24 jam dan 48 jam. Hasil uji

kelarutan ditunjukkan dalam Tabel 14. Dari hasil yang diperoleh massa kalsium

fosfat untuk semua sampel pada perendaman 48 jam terlarut dua kali lebih besar

daripada perendaman 24 jam. Senyawa HA memiliki kelarutan yang paling

rendah sedangkan campuran HA-AK memiliki kelarutan yang paling tinggi. Jadi

senyawa yang dipilih dalam pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan adalah

HA dan campuran HA-AK.

Tabel 14 Kelarutan sampel kalsium fosfat dalam SBF

Sampel Kelarutan (%)

Pada 24 jam Pada 48 jam

Campuran HA-AK 2,29±0,16 4,61±0,62

HA 0,34±0,02 0,69±0,01

T1 0,45±0,06 0,89±0,14

T2 0,40±0,05 1,00±0,36

T3 0,60±0,09 1,50±0,24

T4 0,47±0,01 1,06±0,14

T5 0,53±0,01 1,03±0,17

T6 0,45±0,13 1,06±0,24

55

Kitosan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan komersial.

Untuk mengetahui karakteristik kitosan yang digunakan dilakukan pengujian

dengan difraksi sinar-X dan spektroskopi FTIR. Pola difraksi sinar-X

menunjukkan bahwa kitosan hanya memiliki puncak dengan nilai FWHM yang

tinggi pada 2θ = 20o sebesar 2,4o yang diperlihatkan pada Gambar 25. Kurva

difraksi berada cukup atas garis nol menunjukkan bahwa kitosan memiliki

struktur campuran kristal dan amorf.

0

100

200

300

400

500

10 15 20 25 30 35

2

Inte

nsita

s (c

ount

s/s)

2θ

Gambar 25 Pola difraksi sinar-X kitosan.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

400900140019002400290034003900


Tran

smita

nsi

COCOCHNH

CHOHNH

Gambar 26 Spektra FTIR kitosan.

56

Gugus-gugus fungsi yang terkandung dalam kitosan diidentifikasi dari pita-

pita transmitansi pada spektra FTIR kitosan (Gambar 26). Pita transmitansi pada

bilangan gelombang 1014-1050 cm-1 menunjukkan pita vibrasi C-O, pada

bilangan gelombang 1334-1396 cm-1 dan 1420-1470 cm-1 menunjukkan pita

vibrasi bending C-H dari CH3, pada bilangan gelombang 1550-1699 cm-1

menunjukkan pita vibrasi N-H, pada bilangan gelombang 2840-2935 cm-1

menunjukkan pita vibrasi stretching C-H dari CH2 dan pada bilangan gelombang

sekitar 3400 cm-1 pita vibrasi O-H yang overlap dengan pita vibrasi N-H43.

Proses pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan dilakukan dengan

mendispersikan partikel-partikel HA dan AK pada serat kitosan prediksi proses

dibawah ini. Massa komposit kalsium fosfat yang dihasilkan mengalami

penurunan dibandingkan dengan jumlah komponen yang digunakan. Massa hasil

sintesis komposit terdapat pada Tabel 15.

Kitosan HA dan AK Komposit kalsium fosfat-kitosan

Tabel 15 Massa komposit kalisum fosfat-kitosan

Kitosan

(C) (%)

HA Campuran

HA-AK

Kode

Sampel

Jumlah massa

masing-masing

senyawa (gram)

Massa yang

dihasilkan

(gram)

20

80 0 C1A1 2,001 ± 0,00 1 1,982 ± 0,027

64 16 C1A2 2,002 ± 0,001 1,982 ± 0,027

56 24 C1A3 2,032 ± 0,051 1,947 ± 0,030

0 80 C1A4 2,002 ± 0,001 1,987 ± 0,163

30

70 0 C2A1 2,002 ± 0,001 1,967 ± 0,120

56 14 C2A2 2,002 ± 0,000 2,037 ± 0,043

49 21 C2A3 2,002 ± 0,000 1,970 ± 0,145

0 70 C2A4 2,001 ± 0,001 1,965 ± 0,013

+

57

Pengaruh kitosan diamati pada sampel HA dan campuran HA-AK yang

ditambahkan dengan 20 dan 30% kitosan. Penambahan kitosan baik pada sampel

HA maupun campuran HA-AK menunjukkan pola yang sama, tidak terdapat

penambahan atau pengurangan puncak difraksi jadi senyawa HA maupun

campuran HA-AK dalam komposit tidak terjadi perubahan fase. Namun

berpengaruh terhadap intensitas puncak yakni semakin tinggi kandungan kitosan

semakin rendah intensitas kristal HA maupun campuran dan terjadi pelebaran

puncak. Gambar 27 menujukkan pola difraksi sinar-X untuk komposit kalsium

fosfat-kitosan dengan menggunakan HA pada variasi perbandingan HA dan

kitosan.

Ukuran kristal dihitung dengan rumus Debye Scherre. Hasilnya

diperlihatkan dalam Gambar 28. Semakin besar persentase kitosan yang

ditambahkan maka ukuran kristal semakin kecil. Ukuran kristal HA dari 33,33 nm

menjadi 18,32 nm untuk bidang (0 0 2) dan dari 33,84 nm menjadi 20,91 nm

untuk bidang (3 0 0). Untuk campuran HA-AK penurunan ukuran tidak sebesar

penurunan pada HA dari 15,01 nm menjadi 12,84 nm untuk bidang (0 0 2) dan

dari 15,11 nm menjadi 9,26 nm untuk bidang (3 0 0).

Gambar 27 Pola difraksi sinar-X untuk komposit kalsium fosfat-kitosan variasi

perbandingan HA dan kitosan (80:20)% (a) dan (70:30)% (b).

0

200

400

600

800

15 20 25 30 35 40 45

(b)

0

200

400

600

800 (a)

2θ (o)

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

58

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Tanpa kitosan Kitosan 20% Kitosan 30%

Sampel

Uku

ran

Kris

tal (

nm)

Bidang (0 0 2), HA Bidang (3 0 0), HABidang (0 0 2), Campuran HA-AK Bidang (3 0 0), Campuran HA-AK

HA-kitosan

campuran HA-AKkitosan

Gambar 28 Grafik ukuran kristal pada HA dan campuran HA-AK terhadap

pengaruh kitosan.

40080012001600200024002800320036004000


Tran

smita

nsi

OHNH

υ4-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ1-PO4

υ1-PO4

υ1-PO4

OH

OH

OH

OH

OH

OH

CHNH

NH

NH

CH

CH

COCO

CO

CO

Gambar 29 Spektra FTIR untuk komposit kalsium fosfat-kitosan dengan variasi

perbandingan HA dan kitosan (100:0)% (a), (80:20)% (b), (70:30)%

(c) dan (0:100)% (d).

59

Pola difraksi sinar-X tidak dapat mengidentifikasi kehadiran kitosan. Untuk

mengidentifikasi kitosan dilakukan analisis dengan menggunakan FTIR. Spektra

FTIR untuk sampel komposit HA dan kitosan ditampilkan pada Gambar 29. Tidak

adanya perubahan fase HA dari hasil difraksi sinar-X didukung pula oleh tidak

ada perubahan bentuk pita transmitansi fosfat untuk vibrasi bending asimetri

fosfat υ4-PO4 pada bilangan gelombang 610-550 cm-1, vibrasi stretching fosfat

(υ1-PO4) pada bilangan gelombang 958 cm-1 dan vibrasi stretching asimetri fosfat

(υ3-PO4) pada bilangan gelombang 1090-1030 cm-1. Perubahan terjadi pada

semakin lebar pita transmitansi pita transmitansi υ4-PO4 dan υ3-PO4 terhadap

penambahan kitosan.

Kitosan diamati dengan membandingkan antara pita-pita HA dan kitosan

dengan pita-pita yang terdapat pada komposit. Pita transmitansi kitosan terdapat

pada bilangan gelombang 1014-1050 cm-1 menunjukkan pita vibrasi C-O,1334-

1396 cm-1 dan 1420-1470 cm-1 menunjukkan pita vibrasi bending C-H dari CH3,

1550-1699 cm-1 menunjukkan pita vibrasi N-H, 2840-2935 cm-1 menunjukkan

pita vibrasi stretching C-H dari CH2 dan sekitar 3400 cm-1 mengindikasikan pita

vibrasi O-H yang overlap dengan pita vibrasi N-H. Semakin besar jumlah kitosan

pita transmitasi semakin besar. Spektra FTIR pada komposit dengan

menggunakan HA dan campuran HA-AK, semakin bertambahnya kitosan

menyebabkan pita transmitansi kitosan semakin tinggi.

Komposit dengan kitosan 30% dengan campuran HA-AK teramati secara

visual hasil pengeringan tampak masih terdapat kitosan yang tidak berinteraksi

dengan apatit seperti lembaran. Karena hal tersebut maka spektra FTIR untuk

sampel kitosan 30% dengan campuran HA-AK terlihat pita kitosan mendominasi

komposit, ditandai dengan pita vibrasi fosfat sebagai indikator apatit tertutup

dengan adanya overlaping yang tinggi dengan kitosan. Spektra FTIR untuk

komposit campuran HA-AK yang diperlihatkan pada Gambar 30.

Derajat belah pada pita vibrasi υ4-PO4 berkorelasi dengan ukuran kristal.

Derajat belah pita tersebut semakin berkurang seiring dengan penambahan

kitosan. Data ini memperkuat hasil perhitungan ukuran kristal dari data difraksi

sinar-X.

60

40080012001600200024002800320036004000


Tran

smita

nsi

(a)

(b)

(c)

(d)υ4-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ3-PO4

CO

υ3-PO4

υ3-PO4

υ1-PO4

CO

CO

COCO

CH CO CO

NH

NH

NH

NH

OHNH

OHNH

OHNH

OHNH

Gambar 30 Spektra FTIR untuk komposit kalsium fosfat-kitosan dengan variasi

perbandingan campuran HA-AK dan kitosan (100:0)% (a), (80:20)%

(b), (70:30)% (c) dan (0:100)% (d).

Pengaruh penggunaan perbandingan HA dan campuran HA-AK dalam

komposit diamati pada penambahan 20 dan 30% kitosan. Penambahan campuran

HA-AK dari 20% dan 30% cenderung melebarkan kurva difraksi dan menurunkan

intensitas. Pola difraksi untuk komposit kalsium fosfat-kitosan dengan

perbandingan kalsium fosfat dan kitosan (80:20)% terdapat pada Gambar 31 dan

untuk (70:30)% pada Gambar 32.

Pola difraksi seluruh sampel komposit tidak menunjukkan adanya

pergeseran sudut setiap puncaknya. Perubahan terjadi adanya pelebaran puncak

difraksi, mengindikasikan adanya kandungan apatit karbonat. Semakin tinggi

campuran HA-AK maka kurva difraksi semakin lebar. Pelebaran ini berpengaruh

pada ukuran kristal.

61

Gambar 31 Pola difraksi sinar-X komposit kalsium fosfat kitosan 20% dengan

berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK (80:0)% (a),

(64:16)% (b), (56:24)% (c) dan (0:80)% (d).

Ukuran kristal komposit kalsium fosfat-kitosan terhadap pengaruh

perbandingan HA dan campuran HA-AK terdapat pada Gambar 33 dan Gambar

34. Pada gambar tersebut menunjukkan grafik hubungan perbandingan HA dan

campuran HA-AK terhadap kitosan. Perbandingan kalsium fosfat dan kitosan

(80:20)% dan (70:30)%. Pada kalsium fosfat 80% memiliki perbandingan HA dan

campuran HA-AK (80:0)%, (64:16)%, (56:24) dan (0:80)% dan pada kalsium

fosfat 70% perbandingan HA dan campuran HA-AK (70:0)%, (56:14)%,

(49:21)% dan (0:70)%. Jika dikonversi jumlah kalsium fosfat jadi 100% maka

2θ

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

62

perbandingan HA dan campuram HA-AK pada kitosan 20 dan 30% menjadi

(100:0)%, (80:20)%, (70:30)% dan (0:100)%. Semakin tinggi perbandingan

campuran HA-AK untuk kedua penambahan kitosan menunjukkan bahwa ukuran

kristal menurun. Meskipun tidak diketahui secara pasti jumlah apatit karbonat

dalam sampel komposit dapat diamati bahwa dengan adanya karbonat dapat

menurunkan derajat kristal. Perubahan ukuran kristal tidak diiringi dengan

perubahan parakisi komposit yang cenderung tetap (Lampiran 12).

Gambar 32 Pola difraksi sinar-X komposit kalsium fosfat kitosan 30% dengan

berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK (70:0)% (a),

(56:14)% (b), (49:21)% (c) dan (0:70)% (d).

2θ

Inte

nsita

s (co

unts

/s)

63

0

5

10

15

20

25

HA 100%: (C.HAdan AK) 0%



HA 0%: (C.HA danAK)100%

Sampel

Uku

ran

Kris

tal (

nm)

Kitosan 20% Kitosan 30%

Gambar 33 Grafik ukuran kristal bidang (3 0 0 ) komposit kalisum fosfat-kitosan

dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK.

0

5

10

15

20

25




HA 0%: (C.HA danAK)100%

Sampel

Uku

ran

Kris

tal (

nm)

Kitosan 20% Kitosan 30%

Gambar 34 Grafik ukuran kristal bidang (0 0 2) komposit kalisum fosfat-kitosan

dengan berbagai perbandingan HA dan campuran HA-AK.

64

Pengamatan kandungan kitosan yang terdapat pada komposit diamati

dengan menggunakan spektroskopi FTIR. Spektra FTIR dapat dilihat pada

Gambar 35 untuk komposit dengan kitosan 20% dan Gambar 36 dan untuk

komposit dengan kitosan 30%. Spektra FTIR menunjukkan adanya kitosan pada

komposit dengan teridentifikasinya pita N-H, C-H, dan C-O pada 1630 cm-1, 2958

dan 2856 cm-1 secara berturut-turut30. Pengaruh kitosan sangat nampak pada

penambahan kitosan 30%. Ditandai dengan luasnya pita puncak-puncak kitosan.

Pada penambahan kitosan 20% masih dapat diidentifikasi pita-pita vibrasi dari

apatit secara jelas.

40080012001600200024002800320036004000


Tran

smita

nsi

(d)

(c)

(b)

(a)

υ4-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ1-PO4

υ1-PO4

υ1-PO4

υ1-PO4OH

OH

OH

OH

CH

NH

NH

NH

NH

CO

CO

CO

CO

CH

Gambar 35 Spektra FTIR komposit kalsium fosfat kitosan 20% dengan berbagai

perbandingan HA dan campuran HA-AK (80:0)% (a), (64:16)% (b),

(56:24)% (c) dan (0:80)% (d).

65

Pita-pita transmitansi kitosan pada komposit dengan panambahan kitosan

30% menunjukkan bahwa kitosan tidak bercampur secara merata semakin banyak

campuran HA-AK pita vibrasi kitosan semakin tinggi dan semakin mendominasi..

Pita transmitansi untuk υ4-PO4 digunakan sebagai indikator apatit. Pada sampel

yang mengandung HA relatif tinggi pita fosfat ini masih tampak pada FTIR

indikasi apatit masih tampak jelas. Semakin tinggi kandungan campuran yang

ditambahkan indikasi ini semakin kecil dan didominasi oleh pita kitosan.

400900140019002400290034003900


Tran

smita

nsi

υ1-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ4-PO4

υ3-PO4

CO

υ3-PO4

υ3-PO4

υ3-PO4

υ1-PO4

OHNH

OH

OHNH

OHNH

CH

NH

CH

CH

NH

NH

NHCO

CO

CO

CO

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 36 Spektra FTIR komposit kalsium fosfat kitosan 30% dengan berbagai

perbandingan HA dan campuran HA-AK (70:0)% (a), (56:14)% (b),

(49:214)% (c) dan (0:70)% (d).

66

(a)

(b)

(c)

Gambar 37 Mikrograf kitosan (a), Hidroksiapatit (HA) (b) dan campuran HA-

(AK) (c).

67

(a)

(b)

(c)

Gambar 38 Mikrograf komposit kalsium fosfat-kitosan dengan variasi

perbandingan HA, campuran HA-AK dan kitosan (64:16:20)%

(a), (56:24:20)% (b) dan (0:80:20)% (c).

68

Pengamatan morfologi kitosan, HA dan campuran HA-AK telah diamati

dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) yang dapat dilihat

pada Gambar 37. Mikrograf kitosan memperlihatkan bahwa kitosan berbentuk

lembaran berserat yang memiliki ukuran pori-pori yang sangat kecil dengan

ukuran 0,1-0,2 μm dengan jarak antar pori rata-rata 0,5 μm. Mikrograf HA

menunjukkan kristal berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,3 μm. Mikrograf

campuran HA-AK mikrograf sangat berbeda dibanding HA yakni berupa granula-

granula dengan ukuran 0,2 μm .

Morfologi komposit dengan penambahan kitosan 20% diperlihatkan pada

Gambar 38. Mikrograf komposit dengan penambahan kitosan 20% pada HA

memperlihatkan adanya penambahan kerapatan kristal apatit dan morfologi

kitosan tidak tampak. Butir-butir HA tampak lebih mengelompok membentuk

granula. Semakin banyak perbandingan campuran HA-AK granula yang terlihat

pada morfologi lebih banyak. Mikrograf komposit yang hanya menggunakan

campuran HA-AK dengan kitosan tida terlihat adanya granula maupun batang

apatit.

69

PEMBAHASAN

Penggunaan kalsium fosfat sebagai biomaterial yang umum digunakan

adalah hidroksiapatit (HA). Keunggulan HA sebagai material implan tulang

memiliki sifat bioaktif dan osteokonduktif yang dapat merangsang sel tulang di

sekitar material implan untuk berinfiltrasi sehingga dapat mempercepat proses

mineralisasi tulang baru9.

Berbagai sumber kalsium dan fosfat sintetik telah berhasil digunakan

sebagai prekursor untuk mensintesis HA. Sumber kalsium yang banyak digunakan

oleh para peneliti adalah Ca(OH)243, Ca(NO3)24H2O22,32, CaCl22H2O23,24,25.

Alternatif lain untuk memperoleh kalsium dilakukan dengan menggunakan

kalsium dari bahan alam. Dalam penelitian ini sumber kalsium diperoleh dari

cangkang telur ayam dengan kandungan utamanya kalsium karbonat (CaCO3) atau

kalsit sebesar 94%26. Selain sebagai sumber kalsium yang mudah didapat, secara

tidak langsung penggunaan cangkang telur ini juga sebagai upaya pemanfaatan

limbah.

Komponen kalsium yang dimanfaatkan dari cangkang telur dalam bentuk

kalsium oksida (CaO) yang selanjutnya digunakan sebagai donor kalsium untuk

sintesis senyawa kalsium fosfat. Pada dasarnya sumber kalsium dalam bentuk

CaCO3 dapat digunakan dalam sintesis kalsium fosfat, namun telah lama diketahui

ion karbonat merupakan inhibitor dalam sintesis HA.

Ekstraksi senyawa kalsium dari cangkang telur dilakukan dengan proses

kalsinasi. Persiapan yang dilakukan sebelum kalsinasi adalah membersihkan

cangkang telur dari kotoran makro dan membran. Proses ini bertujuan untuk

mengoptimalkan proses pemurnian senyawa CaO dan mengurangi bau tak sedap

saat proses kalsinasi. Dari hasil penelitian Nurlaela dkk (2009) diperoleh

informasi kondisi optimum kalsinasi cangkang telur pada temperatur 1000oC

selama 5 jam27. Proses ini dilakukan untuk menghilangkan kandungan organik,

magnesium dan konversi senyawa CaCO3 menjadi CaO. Kandungan komponen

organik dalam cangkang telur dapat tereliminasi pada temperatur 80-100oC.

Magnesium (Mg) dapat hilang pada temperatur 650oC. Konversi kalsium karbonat

menjadi kalsium oksida dengan menghilangkan gugus karbonat menjadi oksigen

70

dengan eliminasi karbon dioksida. Karbon dioksida dapat terlepas dari ikatan

karbonat pada temperatur lebih tinggi dari 750oC. Dalam penelitian ini massa

senyawa kalsium yang diperoleh dari hasil kalsinasi sekitar 66% dari massa

cangkang telur.

Dari pola difraksi sinar-X diperoleh hasil kalsinasi dalam bentuk senyawa

80% kalsium oksida (CaO) dan 20%senyawa kalsium karbonat (CaCO3). Hasil ini

menunjukkan konversi CaCO3 menjadi CaO belum sempurna.

Sebelumnya telah dilakukan ekstraksi senyawa kalsium dari cangkang telur

dengan menggunakan metode deproteinasi dalam larutan hydrazinium. Senyawa

yang diperoleh dalam bentuk CaCO3. Peneliti lain melakukan ekstraksi dengan

menggunakan metode refluxing selama 18 jam. Hasil yang diperoleh kalsium

dalam senyawa CaCO3. Mengingat hasil kedua metode dalam bentuk CaCO3 yang

tidak efisien untuk sintesis HA maka metode kalsinasi yang dilakukan pada

penelitian ini hasilnya lebih efektif untuk memperoleh senyawa kalsium dalam

bentuk CaO.

Persentase kadar kasium yang diperoleh dari pengukuran serapan atom

sebesar 70,86%. Data ini digunakan sebagai acuan untuk perhitungan stoikiometri

dalam sintesis kalsium fosfat. Dibandingkan dengan hasil perhitungan kadar

kalsium dalam CaO kadar kalsium hasil kalsinasi lebih kecil Kadar kalsium secara

teori pada senyawa CaO memiliki nilai 71,43%. Namun jika dibandingkan dengan

kadar kalsium dalam CaCO3 nilai ini lebih besar. Kadar kalsium secara teori pada

CaCO3 memiliki nilai 39,22%.

Dalam penelitian ini konsentrasi senyawa kalsium dan fosfat pada sintesis

HA dilakukan dengan perbandingan sebesar 1,67 dan temperatur presipitasi 37oC

sesuai temperatur fisiologi tubuh. Perbandingan ini dipilih karena menyesuaikan

dengan perbandingan Ca terhadap P pada HA (Ca10(PO4)6(OH)2). Penggunaan

konsentrasi bervariasi dari interval 0,1 M sampai 0,5 M untuk memperoleh massa

yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yang

melakukan sintesis HA dengan metode yang sama, namun dengan konsentrasi Ca

: P adalah (0,010 : 0,006) M dan (0,05 : 0,03) M40. Penggunaan konsentrasi

sampai 0,5 M karena diatas molaritas tersebut hasil yang dominan diperoleh

adalah apatit karbonat19,40.

71

Hasil presipitasi menunjukkan HA dengan ukuran kristal kecil27. Untuk

memperoleh ukuran kristal yang besar dilakukan sintering pada temperatur tinggi.

Ukuran kristal yang besar dapat meningkatkan kekuatan mekanik HA sehingga

dapat diaplikasikan pada implantasi tulang yang menerima beban besar. Hasil

penelitian Prabakaran dkk (2005) optimasi sintering senyawa HA hasil presipitasi

diperoleh temperatur sintering pada 900oC26. Untuk meningkatkan ukuran kristal

pada penelitian ini juga dilakukan sintering pada hasil presipitasi.

Massa yang diperoleh dari hasil sintering lebih kecil dari jumlah massa

komponen sintesis, senyawa kalsium hasil kalsinasi dan (NH4)2HPO4, karena

berdasarkan stoikiometri hasil samping reaksi menghasilkan larutan amoniak.

Sehingga dapat dihitung nilai efisiensi penggunaan dua komponen tersebut pada

sintesis HA berada pada interval 50,67-65,47%. Identifikasi senyawa yang

dihasilkan menunjukkan semua sampel dalam bentuk senyawa HA murni samapi

konsentrasi 0,3 M Ca dan 0,18 M P. Pada molaritas yang lebih tinggi terdapat fase

α-TKF dengan intensitas yang rendah.

Peneliti lain, Fitriyani (2008) melakukan sintesis kalsium fosfat dengan

menggunakan metode kering. Metode kering yaitu mencampurkan serbuk sumber

kalsium dan sumber fosfat selanjutnya dipanaskan pada temperatur tinggi lebih

besar dari 900oC9. Kalsium hasil kalsinasi cangkang telur dan (NH4)2HPO4

dicampur secara mekanik kemudian dipanaskan pada temperatur 900oC dan

1000oC selama 2 dan 4 jam. Hasil identifikasi fase menunjukkan fase yang

terbentuknya adalah campuran apatit karbonat tipe A, apatit karbonat tipe B,

oktakalsium fosfat dan HA. Hasil kalsinasi pada waktu 2 jam pada kedua

temperatur menunjukkan masih terkandung komponen CaO dan (NH4)2HPO4.

Metode hidrotermal telah dilakukan oleh Solihat (2008) untuk sintesis HA

dengan kalsium dari hasil kalsinasi cangkang telur. Metode hidrotermal dilakukan

dengan mereaksikan prekursor kalsium dan prekursor fosfat dalam reaktor

terisolasi (autoclap) pada temperatur 150-200oC dan dikontrol pada tekanan 2 dan

5 MPa. Keuntungan dengan menggunakan hidrotermal dapat dihasilkan massa

yang lebih banyak, namun senyawa kalsium fosfat yang diperoleh dalam bentuk

campuran HA dan CaO. Dengan demikian sintesis HA dengan metode presipitasi

72

dilanjutkan dengan sintering merupakan metode efektif untuk memperoleh HA

jika dibandingkan dengan metode kering dan hidrotermal.

Nilai parameter kisi kristal senyawa HA yang diperoleh dibandingkan

dengan data JCPDS dan apatit biologi tulnag manusia diperoleh nilai yang paling

mendekati adalah a adalah 9,420 Å dan c adalah 6,881 Å yaitu untuk sampel

sintesis HA dengan menggunakan perbandingan molaritas Ca dan P adalah 0,30

M dan 0,18 M.. Parameter kisi HA data base untuk a = 9,418 Å dan c = 6,881 Å.

Parameter kisi kristal apatit biologi tulang manusia adalah a = 9,419 Å dan c =

6,880 Å19.

Konsistensi hasil sintesis HA dengan menggunakan perbandingan molaritas

Ca dan P adalah 0,30 M dan 0,18 M diuji dengan melakukan pengulangan

sebanyak tiga kali. Hasil analisis fase difraksi sinar-X menunjukkan pola yang

sama untuk setiap pengulangan Hasil perhitungan parameter kisi untuk diperoleh

a = b = (9,419 ± 0,004) Å dan c = (6,881 ± 0,002) Å.Ukuran kristal yang

diperoleh adalah sekitar 33 nm. Ukuran kristal HA tersebut termasuk pada kristal

HA yang memiliki derahat kristalin tinggi39. Spektra Fourier Transform Infrared

(FTIR) untuk HA mendukung pola difraksi sinar-X HA yang menunjukkan

adanya pita-pita transmitansi untuk vibrasi PO4 dan vibrasi OH dari karakteristik

HA tanpa adanya pita transmitansi untuk gugus fungsi yang lain.

Senyawa HA telah diketahui sebagai kristal apatit yang paling stabil pada

pH diatas 4,29,19. Hoogendoorn dkk (1987) mengamati laju degradasi HA pada

kasus implantasi. Hasil yang diperoleh HA tidak terdegradasi selama 3,5 tahun.

Kesperk dan Ewers (1987) menunjukkan degradasi HA dapat terjadi namun

berhenti setelah pertumbuhan osteoblas. Aoki menunjukkan HA hasil sintering

memiliki kelarutan yang sangat rendah. Laju kelarutan HA pada jaringan adalah

0,1 mg/tahun. HA sangat reaktif terhadap protein, lemak, material organik dan

anorganik9. Degradasi HA terjadi tidak secara sederhana tergantung pada densitas,

komposisi adanya impuritas, kondisi temperatur dan pH, dan kristalinitas.

Biodegradasi dapat meningkat jika kristalinitas menurun, adanya impuritas,

ukuran kristal menurun, densitas HA menurun, dan adanya substitusi ion CO32-,

Mg2+ dan Sr2+ pada struktur HA.

73

Struktur HA yang diperoleh memiliki ukuran kristal yang besar dan tanpa

adanya impuritas. Untuk meningkatkan kemampuan biomaterial pada proses

remodelling tulang maka perlu adanya penambahan senyawa lain yang dapat

mengimbangi kestabilan HA. Seiring dengan penggunaan HA sebagai kristal yang

stabil tidak mudah terdegradasi maka perlu ditambahkan senyawa yang mudah

terdegradasi atau terserap oleh cairan tubuh. Senyawa yang mudah terdegradasi

dalam biomaterial diharapkan akan lebih cepat larut oleh cairan tubuh sehingga

dapat memberikan media untuk infiltrasi sel kedalam biomaterial implan sehingga

mempercepat proses mineralisasi.

Senyawa kalsium fosfat yang diketahui memiliki laju degradasi yang lebih

cepat dari HA adalah trikalsium fosfat (TKF). TKF tidak terbentuk pada suasana

air, untuk memperoleh fase tersebut perlu dilakukan sintering pada temperatur

tinggi. Pada penelitian ini fase TKF dengan menggunakan kalsium dari hasil

kalsinasi cangkang telur diawali dengan mereaksikan 0,3 M suspensi CaO dari

cangkang telur dan 0,2 M larutan (NH4)2HPO4 secara presipitasi. Pemilihan

perbandingan molaritas tersebut berdasarkan kondisi optimum untuk sintesis HA.

Perbedaannya pada penggunaan molaritas P sebesar 0,2 M karena diharapkan

dengan perbandingan molaritas Ca dan P sebesar 1,5 semua prekursor dapat

bereaksi secara sempurna untuk menghasilkan TKF (Ca3(PO4)2) yang memiliki

perbandingan Ca dan P adalah 1,5. Sintering hasil presipitasi dilakukan pada

variasi temperatur 1000-1300oC untuk memperoleh hasil yang optimum. Variasi

ini dilakukan karena belum terdapat kondisi optimum untuk menghasilkan TKF

dari cangkang telur.

Massa hasil sintering lebih kecil dari massa jumlah prekursor karena massa

TKF menghasilkan hasil samping larutan amoniak pada saat presipitasi. Hasil

identifikasi fase dengan difraksi sinar-X yang diperoleh menunjukkan sampai

perlakuan temperatur 1300oC fase yang diperoleh mayoritas masih HA. Pada

penelitian lain, fase TKF dapat terbentuk mulai temperatur 600oC dengan

menggunakan dari kalsium nitrat tetrahidrat [Ca(NO3)24H2O] dan di-ammonium

hidrogen ortofosfat [(NH3)2HPO4]23. Peneliti lain menunjukkan fase TKF

terbentuk pada temperatur mulai 1100oC dari senyawa kalsium fosfat komersil31.

Sehingga dapat dikatakan bahwa perbedaan prekursor pembentuk senyawa

74

kalsium fosfat menyebabkan hasil sintesis memilki fase yang berbeda9,19. Fase

senyawa HA dengan menggunakan kalsium dari cangkang telur sangat stabil

terhadap perlakuan termal.

Minimalnya jumlah fase TKF yang diperoleh memungkinkan penggunaan

hasil TKF yang diperoleh kurang optimum jika digunakan sebagai fase yang

mudah larut pada biomaterial. Sintesis HA dengan adanya inhibitor dari gugus

karbonat dan ukuran kristal yang kecil dapat menghasilkan fase yang mudah

terdegradasi. Fase HA yang tersubstitusi kandungan karbonat disebut apatit

karbonat (AK). Senyawa AK merupakan fase apatit yang terkandung pada tulang

manusia (apatit biologi)17 yang memiliki bioaktivitas dan bioserosbable (mudah

terserap pada cairan tubuh) yang baik.

Sintesis AK lebih sederhana karena dapat dilakukan pada kondisi yang tidak

terisolasi dan untuk memperoleh ukuran kristal yang kecil tidak diperlukan

adanya proses sintering. Sintesis AK dengan menggunakan senyawa kalsium dari

hasil kalsinasi cangkang dengan perbandingan molaritas CaO dan (NH4)2HPO4

adalah 0,30 M dan 0,18 M sesuai dengan molaritas yang digunakan untuk

menghasilkan HA yang optimum. Tidak dilakukan penambahan karbonat karena

diharapkan dapat substitusi karbonat dalam kristal diperoleh dari senyawa karbon

dioksida dari lingkungan dan CaCO3 dari hasil kalsinasi cangkang telur.

Kandungan karbonat pada kristal kalsium fosfat hasil presipitasi dapat membentuk

AK.

Penyesuaian pola difrasksi sinar-X AK dengan data JCPDS untuk apatit

karbonat tipe B (AKB) dan HA. Jadi hasil ini merupakan campuran HA-AK

sehingga sampel ini disebut campuran HA-AK. Lebarnya puncak difraksi

menunjukkan adanya fase campuran apatit dan ukuran kristal yang kecil karena

berdasarkan rumus Debye Scherrer ukuran kristal berbading terbalik dengan

setengah lebar puncak difraksi41. Keberadaan karbonat diamati pada puncak pita

transmitansi FTIR pada bilangan gelombang 862, 1411 dan 1438 cm-1 yang

menunjukkan adanya karbonat dengan bentuk apatit karbonat tipe B. Hasil ini

mendukung penelitian sebelumnya yang dapat menghasilkan apatit karbonat tipe

B dapat dibentuk pada termperatur rendah29.

75

Kelarutan sampel HA, TKF dan campuran HA-AK sebelum digunakan

sebagai biomaterial perlu diketahui untuk menentukan kelarutan yang tepat untuk

penggunaan biomaterial tulang. Uji kelarutan dilakukan dalam SBF pada

incubator dengan temperatur 37oC dan pH larutan 7,4 sesuai dengan fisiologi

tubuh manusia. Persentase kelarutan dihitung dengan menghitung massa yang

larut pada saat perendaman dengan mengurangkan massa sebelum perendaman

dan massa setelah perendaman. Berdasarkan hasil perhitungan sampel campuran

HA-AK terdegradasi lebih cepat dibandingkan dengan sampel lain dan HA

memiliki kelarutan yang paling kecil. Kandungan karbonat dan ukuran kristal

kecil dalam sampel campuran HA-AK menyebabkan kelarutannya lebih tinggi.

Hasil kelarutan menunjukkan bahwa yang memungkinkan digunakan sebagai

kombinasi kalsium fosfat adalah HA dan campuran HA-AK. Diharapkan dengan

adanya senyawa yang mudah larut dapat menginduksi sel untuk berinfiltrasi pada

biomaterial sehingga proses mineralisasi berlangsung cepat.

Berdasarkan pengukuran sifat mekanik diketahui bahwa HA bersifat mudah

pecah/rusak (britle)20 sehingga HA tidak dapat digunakan pada tulang yang

berfungsi sebagai penerima beban berat. Pada aplikasinya HA murni digunakan

sebagai bone filler pada tulang dengan kerusakan kecil. Untuk patah tulang perlu

dilakukan modifikasi untuk meningkatkan sifat mekanik agar dapat tahan terhadap

tekanan beban tinggi.

Modifikasi dibagian pengembangan teknik jaringan dilakukan dengan

menambahkan polimer. Polimer digunakan sebagai matriks pada biomaterial.

Modifikasi dengan polimer ini sebagai pendekatan terhadap tulang alami yang

merupakan komposit alami antara komponen mineral dan kolagen sebagai matriks

organik. Matriks tulang berperan penting dalam proses mineralisasi. Matriks

berfungsi sebagai media tumbuh senyawa mineral yang membantu sel-sel

pembentuk tulang melakukan mineralisasi. Biomaterial sintetik memerlukan

matriks untuk mengurangi sifat brittle dari senyawa apatit. Modifikasi ini

membentuk komposit matriks-kalsium fosfat. Pembuatan komposit biomaterial

tulang dilakukan dengan menggabungkan kalsium fosfat sebagai mineral

anorganik dan polimer sebagai matriks.

76

Dalam penelitian ini modifikasi senyawa kalsium fosfat yang dihasilkan

dilakukan dengan mencampurkannya dengan kitosan untuk membentuk komposit.

Penambahan kitosan sebagai matriks diharapkan dapat mengurangi sifat britle

pada HA sehingga menghasilkan komposit yang ulet tahan terhadap tekanan dan

biodegradabel.

Karakteristik kitosan yang digunakan dalam bentuk lembaran berserat. Pada

penelitian lain kitosan yang digunakan memiliki struktur makropori. Kitosan

dapat dibentuk menjadi struktur berpori dengan freezing dan lyophilising. Hasil

penelitian sebelumnya membentuk struktur berpori dengan metode freezing

menghasilkan makropori yang homogen pada rongga permukaan dan hubungan

antar mikrostruktur yang seragam35. Pada penelitian ini dilakukan dengan

menggunakan kitosan yang berupa fiber tanpa diberi perlakuan terlebih dahulu

untuk menyederhanakan proses perlakuan.

Pembuatan komposit kalsium fosfat-kitosan dilakukan dengan

menggunakan metode sonikasi menggunakan perangkat ultrasonic chamber

dengan frekuensi 42 kHz 130 Watt. Komposisi yang optimum belum diperoleh

dari penelitian-penelitian sebelumnya maka pembuatan komposit dilakukan

variasi perbandingan kalsium fosfat (HA dan campuran HA-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)%.

Pembuatan komposit dilakukan dengan dua cara pencampuran mekanik,

yaitu dengan magnetic stirrer dan ultrasonik untuk menentukan metode yang tepat

untuk menghasilkan campuran yang homogen. Proses dengan menggunakan

magnetic stirrer dilanjutkan sampai 4 jam namun campuran yang dihasilkan

belum homogen sedangkan hasil yang diperoleh untuk pengadukan selama 3 jam

dengan menggunakan ultrasonik tercampur homogen. Oleh karena itu pembuatan

komposit dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan ultrasonik metode

ini disebut sonikasi.

Campuran yang homogen didiamkan 12 jam untuk melihat homogenitas

campuran dan pengeringan dilakukan pada temperatur 50oC selama 15 jam.

Penggunaan temperatur ini untuk menghindari kerusakan pada kitosan yang

memiliki titik leleh 80oC.

77

Penentuan komposisi komposit kalsium fosfat-kitosan yang optimum

diamati dengan menganalisis pengaruh komponen-komponen pembentuk

komposit. Analisis dilakukan pada pengaruh perbandingan jumlah kitosan sebagai

matriks dan perbandingan HA dan campuran HA-AK sebagai mineral apatit.

Perbandingan kitosan yang lebih banyak diamati pada penambahan terhadap

HA dan terhadap campuran HA-AK. Pada kedua jenis apatit ini menunjukkan

menurunkan intensitas kristal dan pelebaran kurva difraksi. Penurunan dan

pelebaran kurva dapat disebabkan oleh kitosan yang memiliki struktur lebih amorf

dari kristal apatit. Bentuk amorf kitosan juga menyebabkan pola difraksi sinar-X

tidak menunjukkan adanya puncak difraksi 2θ 20o untuk kitosan. Seiring dengan

peningkatan perbandingan kitosan tidak mengubah fase HA maupun campuran

HA-AK pada komposit.

Pita-pita transmitansi komposit dianalisis dengan membandingkan spektra

FTIR komposit dengan spektra kitosan dan apatit yang digunakan. Mendukung

hasil pola difraksi senyawa HA tidak berubah fase dengan adanya kitosan diamati

pita transmitansi fosfat dan hidroksil penyusun HA tidak berubah. Hadirnya

kitosan diamati dengan adanya pita-pita transmitansi pada spektra komposit yang

bersesuaian dengan kitosan dan perubahan terjadi pada derajat belah pita

transmitansi ν4-PO4 yang semakin kecil. Pita-pita transmitansi kitosan pada

komposit lebih rendah dari pada pita transmitansi komposit murni. Menurut

penelitian Wilson dan Hull pengurangan pita transmitansi kitosan karena 2,8-3,1%

massa kitosan pada komposit terserap pada permukaan HA43.

Pada komposit dengan menggunakan HA pita transmitansi kitosan pada

komposit dengan 20 dan 30% kitosan memiliki pita yang lebih kecil dari apatit.

Spektra ini serupa dengan penambahan kitosan 20% pada campuran HA-AK.

Namun pada komposit dengan campuran HA-AK 70% dan kitosan 30% pita-pita

transmitansi kitosan sangat dominan. Hal ini mengindikasikan kemampuan

penyerapan apatit terhadap kitosan terbatas jadi banyak kitosan yang tidak

berinteraksi dengan campuran HA-AK. Perbandingan kitosan pada komposit HA

maupun pada campuran HA-AK kitosan yang semakin besar menyebabkan pita

transmitansi semakin besar.

78

Interaksi HA dan campuran HA-AK terhadap kitosan menyebabkan

perubahan ukuran kristal HA dan AK. Semakin tinggi perbandingan kitosan maka

ukuran kristal baik HA maupun AK semakin kecil. Berkurangnya ukuran kristal

dipengaruhi oleh prelakuan sonikasi. Namun, waktu sonikasi dilakukan dengan

waktu yang sama jadi penambahan kitosan juga berpengaruh terhadap ukuran.

Perbedaan pengaruh HA dan campuran HA-AK menyebabkan hasil

komposit dengan menggunakan HA dan campuran HA-AK karakteristik yang

diperoleh kompleks. Pengamatan pengaruh perbandingan HA dan campuran HA-

AK pada kitosan diamati pada penambahan 20 dan 30% kitosan. Pengaruh

campuran HA-AK pada komposit dapat menurunkan intensitas dan pelebaran

puncak yang menunjukkan adanya campuran apatit. Penurunan ukuran kristal

karena semakin banyak AK yang ditambahkan berarti semakin banyak ukuran

kristal kecil yang ada dalam komposit.

Berdasarkan hasil perhitungan ukuran kristal penambahan AK yang terlalu

banyak ukuran kristal yang dihasilkan terlalu kecil. Mengacu pada ukuran kristal

tulang yang memiliki interval 19-23 nm. Penambahan AK yang sesuai untuk

aplikasi implantasi tulang sebesar 16% pada komposit dengan 20% kitosan atau

AK 24% pada komposit dengan 30% kitosan. Namun dengan penggunaan kitosan

30% mengindikasikan adanya kitosan yang tidak berinteraksi dengan kristal apatit

maka yang lebih memungkinkan digunakan adalah komposit dengan komposisi

HA (64%), campuran HA-AK (16%) dan kitosan (20%).

Pengamatan morfologi komposit menunjukkan bahwa kristal HA dan AK

berada di permukaan kitosan. Bentuk komposit berupa padatan bukan material

berpori karena kitosan yang digunakan tidak dalam bentuk polimer berpori.

Kelebihan dari komposit padat memiliki sifat mekanik yang lebih tinggi

dibandingkan dengan komposit berpori. Penelitian yang menghasilkan komposit

HA-kitosan berpori diawali dengan perlakuan pembentukan pori pada kitosan. HA

pada komposit yang demikian tumbuh diatas pori polimer38. Kelebihan material

berpori dapat memberikan ruang untuk sel berinfiltrasi lebih cepat.

79

Komposit yang dihasilkan pada penelitian ini dalam bentuk padatan

diharapkan dapat memberikan kekuatan mekanik yang lebih tinggi. Media

infiltrasi sel diharapkan dapat terjadi seiring dengan terserapnya apatit karbonat

sehingga tulang dapat melakukan mineralisasi tulang baru. Penggunaan komposit

yang dihasilkan berpeluang dikembangkan sebagai biomaterial implantasi pada

bagian tulang yang dapat menerima beban berat. Berdasarkan hasil analisis pada

penelitian ini, komposit yang diperoleh dengan menggunakan cangkang telur

ayam sebagai donor kalsium dan kitosan dari kulit udang sangat berpotensi untuk

terus dikembangkan sebagai material implant tulang.

80

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Sintesis komposit substitusi tulang dengan menggunakan cangkang telur

ayam dan kitosan sangat berpotensi untuk dikembangkan. Rendemen kalsium

hasil ekstraksi cangakang telur sebesar (66 ± 4)%. Hidroksiapatit yang diperoleh

dari sintesis menggunakan cangkang telur sangat stabil terhadap perlakuan

temperatur sampai 1300oC. Campuran apatit yang dihasilkan terdiri dari

hidroksiapatit dan apatit karbonat.

Sintesis komposit kalsium fosfat-kitosan dilakukan dengan metode sonikasi

yang dapat memberikan keseragaman morfologi komposit. Komponen yang

digunakan pada pembuatan komposit terdiri dari hidroksiapatit, campuran

hidroksiapatit-apatit karbonat dan kitosan.

Pengaruh kitosan pada komposit tidak mengubah fase hidroksiapatit

maupun campuran hidroksiapatit-apatit karbonat dalam komposit namun dapat

mengurangi ukuran kristal. Terhadap sifat mekanik kitosan memberikan sifat ulet.

Pada komposit dengan kitosan 30% terdapat massa kitosan yang tidak berinteraksi

dengan kalsium fosfat berbeda dengan penggunaan kitosan 20% yang

menghasilkan komposit homogen sehingga komposit dengan kitosan 20% cukup

baik untuk dikembangkan sebagai biomaterial substitusi tulang. Pengaruh

penambahan jumlah campuran hidroksipatit dan apatit karbonat pada komposit

menurunkan derajat kristalin.

Morfologi komposit yang dihasilkan dalam bentuk padat dapat memberikan

kekuatan mekanik yang lebih tinggi. Media infiltrasi sel diharapkan dapat terjadi

seiring dengan terserapnya apatit karbonat sehingga tulang dapat melakukan

mineralisasi menumbuhkan tulang baru.

Berdasarkan analisis struktur, kandungan gugus fungsi dan morfologi

komposit diperoleh bahwa komposisi komponen komposit yang optimum terdiri

dari hidroksiapatit (64%), campuran hidroksiapatit-apatit karbonat (16%) dan

kitosan (20%). Penggunaan komposit yang dihasilkan ini berpeluang

dikembangkan untuk digunakan sebagai implantasi pada bagian tulang yang dapat

menerima beban berat.

81

Saran

Komposit kalsium fosfat-kitosan sangat berpotensi untuk dikembangkan.

Pengembangan yang perlu dilakukan yaitu dengan modifikasi komposit dalam

bentuk padat dan berpori. Modifikasi dalam bentuk pori dapat dilakukan dengan

memberikan porosifier pada pembentukan komposit. Untuk menguji keberhasilan

komposit kalsium-fosfat perlu dilakukan uji secara in vitro dan in vivo sehingga

dapat diketahui kemampuan adaptasi komposit yang dihasilkan.

82

DAFTAR PUSTAKA

1 Laurencin, CT, Ambrosio AMA, Borden MD, Cooper JA. Tissue

engineering: Orthopedic applications. Ann Rev Biomed Eng;1:19-46.1999.

2 Harapan S. Sampai dengan Tahun 2010 Dekade Penyakit Tulang,

[terhubung berkala]; 2006. http://www.sinarharapan.co.id [16 Mei 2006].

3 Bhat SV. Biomaterials. Pangboune England: Alpha Science International

Ltd; 2002.

4 Hin TS. Engineering Materials for Biomedical Application. Biomaterial

Engineering and Processing. Vol 1.

5 Cao X, WG Harris, MS Josan, VD Nair. Inhibition of calcium phosphate

precipitation under environmentally-relevant conditions. Science of the

Total Environment. 2007; 383: 205–215

6 Leeson CR, Leeson TS. Human Structure. Toronto-Philadelphia: B.C.

Decker Inc.; 1989.

7 Spence, Alexander P, Mason, Elliot B. Human Anatomy and Physiology

Third Edition. California : The Benjamin / Cummings Publishing Company,

Inc.; 1987.

8 Kalfas IH, MD, FACS. Principles of Bone Healing. Departement of

Neurosurgery, Section of Spinal Surgery, Cleveland Clinic Foundation:

Cleveland- Ohio; 2001.

9 Aoiki H. Science and Medical Applications of Hydroxyapatite. Institute for

Medical and Dental Engineering. Tokyo Medical and Dental University;

1991.

10 Tomazic B, Tomson M, Nancollas GH. The Growth oc Calcium Phosphates

on Naturl Enamel. Calcif Tiss Ress 1976;19:263-273

11 Meyer JL, Eanes ED. A Thermodynamic Analysis of the Amorphous to

Crystalline Calcium Phosphate Transformation. Calcif Tiss Ress

1978;25:59-68.

12 Muller L, Muller FA. Preparation of SBF with different HCO3 Content and

Its Influence on the Composition of Biomimetic Apatites. Acta

Bioamterialia 2006; 2(2):181-189.

83

13 Baig AA, Fox JJ, Wang Z, Higuchi WI, Miller SC, Barry AM, Otsuka.

Metastable Equilibrium Solubility Behavior of Bone Mineral, Calc. Tiss.

Int. 1998;64: 329-339.

14 Solechan A. Pengukuran Derajat Kristalinitas Tulang Tikus Pada Berbagai

Umur Dengan XRD [Skipsi]. Depok: Universitas Indonesia. 2001

15 Sari YW, Soejoko DS, Dahlan K. Kajian Komposisi dan Struktur Apatit

Biologis. Jurnal Biofisika 2005;1:99-107.

16 Sari YW, Soejoko DS, Dahlan K. 2006. Nanostructure in Bone Apatite,

Proceeding Kuala Lumpur International Conference on Biomedical

Engineering, Malaysia. 2006

17 Nurizati, YW Sari, A Maddu, DS Soejoko. Identification Of Human Bone

Mineral Composition With Variation Of Age By Fourier Transform Infrared

(FTIR). J Biofisika 2006; 2 (2)

18 Termine SD, Posner AS. Infrared Analysis of Rat Bone: Age Dependency

of Amorphous and Crystalline Mineral Fractions. J Science 1966;153:1523-

1525.

19 Shi D. Biomaterials and Tissue Engineering. New York: Springer; 2003.

20 Hence LL, Jones JR. Biomaterial, Artificial Organs and Tissue Engineering.

New York: Woodhead Publishing Limited; 2005.

21 LeGeros RZ, Trautz OR, LeGeros JP, Klein E, Apatite Crystallites: Effects

of carbonate on morphology. Science 155, 1967, 1409-1411

22 Deepak K. Pattanayak, Divya P, Upadhyay S, Prasad RC, Rao BT, Rama

Mohan TR.Synthesis and Evaluation of Hydroxyapatite Ceramics. Trends

Biomater. Artif. Organs 2005; 18 (2): 87-92.

23 Earl JS, Wood DJ, Milne SJ. Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite.

Journal of Physics: Conference Series 2006; 26: 268–271

24 Ben-Nissan. Natural bioceramics: from coral to bone and beyond. Current

Opinion in Solid State and Materials Science 2003; 7: 283-288.

25 Vecchio KA, Zhang X, Massie JB, Wang M, Kim CW. Conversion of bulk

seashells to biocompatible hydroxyapatite for bone implants. Acta

Biomaterialia 2007; 3: 910-918.

84

26 Prabakaran, K., Balamurugan, A., & Rajeswari, S. Development of Calcium

Phosphate Based Apatite from Hen’s Eggshell. Bull. Mater. Sci 2005.; 28

(2): 115-119.

27 Nurlaela A, Dewi SU, Dahlan K, Soejoko DS. The Use of Eggshells as

Calcium Sources for Synthesis of Bone Mineral. proceeding at The 1st

International Seminar on Science and Technology 2009, January 24th-25th,

2009.

28 Saraswathy G, S Pal, C Rose, T P Sastry. A novel bio-inorganic bone

implant containing deglued bone, chitosanand gelatin. Bull. Mater. Sci.

2001; 24 (4): 415–420.

29 Chen F, Z-C Wang, C-J Lin. Preparation and characterization of nano-sized

hydroxyapatite particles and hydroxyapatite/chitosan nano-composite for

use in biomedical materials. Materials Letters. 2002; 57: 858-861.

30 Waluyo PP, Sari YW, Dahlan K, Soejoko DS. Pembuatan komposit

polimer-kalsium fosfat karbonat : karakterisasi x-ray diffraction (XRD) dan

scanning electron microscopy (SEM). J Biofisika 2006; 2 (2)

31 Wang CX, Zhou X, Wang M. Influence of sintering temperatures on

hardness and Young’s modulus of tricalcium phosphate bioceramic by

nanoindentation technique. Materials Characterization 2004; 52:301– 307

32 Kong, L., Gao, Y., Lu, G., Gong, Y., Zhao, N., & Zhang, X. 2006. A study

on the bioactivity of chitosan/nano-hydroxyapatite composite scaffolds for

bone tissue engineering. Europ Polymer J.;42:3171-3179.

33 Mohd Nasir NF, N Mohd Zain, MGRaha, NA Kadri. Characterization of

Chitosan-poly (Ethylene Oxide) Blends as Haemodialysis Membrane.

American Journal of Applied Sciences; 2005: 2 (12): 1578-1583.

34 Yeon Lee J, Yang-Jo Seol, Kyoung-Hwa Kim, Yong-Moo Lee, Yoon-Jeong

Park, In-Chul Rhyu,Chong-Pyoung Chung, Seung-Jin Lee. Transforming

Growth Factor (TGF)-_1 Releasing Tricalcium Phosphate/Chitosan

Microgranules as Bone Substitutes. Pharmaceutical Research. 2004; 21

(10): 1790-1796.

35 Manjubala I, S Scheler, J Bossert, K D Jandt. Mineralisation of chitosan

scaffolds with nano-apatite formation by double diffusion technique. Acta

85

Biomaterialia. 2006; 2: 75-84

36 Liu H. Novel injectable calcium phosphate/chitosan composites for bone

substitute materials. Acta Biomaterialia. 2006; 2: 557-565.

37 Jin HH, Lee CH, Lee WK, Lee JK, Park HC, Yoon SY. In-situ formation of

the hydroxyapatite/chitosan-alginate composite scaffolds. Materials Letters

2008; 62: 1630–1633.

38 Yamaguchi I, Iizuka S, Osaka A, Monma H, Tanaka J. The effect of citric

acid addition on chitosan/ hydroxyapatite composite. Colloids abd Surfaces

A: Physicochem. Eng. Aspects. 2003; 214: 111-118.

39 Pishko N, Boskey, Mendisohn R. Novel infrared spectroscopic method for

determination of cryslalinity of hydroxyapatite minerals. Biophys J 1991;

60: 786-793.

40 Sari YW, Amrina QH, Maddu A, Dewi SU, Dahlan K, Soejoko DS.

Thermal Effect on Apatite Crystal Synthesized from Eggshell’s Calcium.

proceeding at 4th Annual meeting of ISACB Shangri-la, Ortigas Centre,

Manila Philippines. September 10-13, 2008

41 Culliti BD. Element of X-Ray Diffraction, Third Edition. New Jersey :

Prentice Hall 2001.

42 Kim SB. The characteristics of a hydroxyapatite-chitosan-PMMA bone

cement. Biomaterials. 2004; 25: 5715-5723.

43 Wilson OC, Hull JR. Surface modification of nanophase hydroxyapatite

with chitosan. Mater Sci and Eng 2008; 28: 434-437.

70

Lampiran 1 Diagram alir penelitian Tahap pertama: Sintesis kalsium fosfat

Pengujian dengan difraksi sinar-X dan spektroskopi serapan atom

Senyawa CaO?

Presipitasi (NH2)HPO4 dan CaO

Analisis

Kalsinasi cangkang telur

Mulai

Tidak terbentuk

Serbuk kalsium fosfat

Síntesis Hidroksiapatit Síntesis Apatit karbonat

Karakterisasi difraksi sinar-X dan uji kelarutan dalam SBF

Síntesis Trikalsium fosfat

Serbuk kristal kalsium fosfat stabil dan mudah larut

Terbentuk

Tahap kedua

71

Lanjutan

Tahap kedua: Sintesis dan Pengujian Komposit Kalisum Fosfat-Kitosan

Serbuk kalsium fosfat Serbuk kitosan

Dispersi serbuk dalam aquabides

Pelarutan kitosan dalam asam asetat

Campuran kalsium fosafat + larutan kitosan

Sonikasi

Homogen?

Tidak Ya

Pengeringan

Pengujian dengan difraksi sinar-X, FTIR dan SEM

Analisis

Laporan

Selesai

72

Lampiran 2 Perhitungan massa komponen pada sintesis kalsium fosfat

Perhitungan massa senyawa kalsium dan (NH2)HPO4 berdasarkan rumus di bawah

ini:

MxBMxVm =

Dimana: m adalah massa zat terlarut (gram)

M adalah konsentrasi larutan (Molar=mol/Liter)

BM adalah bobot molekul (gram/mol)

V adalah volume larutan (Liter)

Kalsium (Ca) yang terkandung dalam hasil kalsinasi cangkang telur sebesar

70,86% (b/b) maka perhitungan massa hasil kalsinasi cangkang terlur yang

digunakan dalam sintesis adalah

86,70100xmm Cac =

Dimana: mc adalah massa hasil kalsinasi cangkang telur (gram)

mCa adalah massa kalsium yang diperoleh dari perhitungan

menggunakan rumus sebelumnya dengan BM yang digunakan

adalah BM Ca (40,08 gram/mol)

Sintesis Hidroksiapatit (HA)

Kode Sampel

Konsentrasi (M) Massa (gram) Massa hasil sintering (gram)

Senyawa Ca (NH2)HPO4 Senyawa Ca (NH2)HPO4

H1 0,10 0,06 0,57 0,79 0,69 H2 0,20 0,12 1,13 1,58 1,75 H3 0,30 0,18 1,70 2,38 2,67 H4 0,40 0,24 2,26 3,17 3,54 H5 0,50 0,30 2,83 3,96 4,16

Sintesis Trikalsium fosfat (TKF) Sintesis TKF dilakukan dengan konsentrasi senyawa Ca 0,30 M dan (NH2)HPO4 0,20 M Kode Sampel

Temperatur Waktu Massa (gram) Massa hasil sintering (gram)

sintering (oC) sintering (jam) Senyawa Ca (NH2)HPO4

T1 1000 5 1,70 2,64 2,15 T2 1000 10 1,70 2,64 2,75 T3 1000 15 1,70 2,64 2,85 T4 1100 3 1,70 2,64 2,90 T5 1300 2 1,70 2,64 2,55 T6 1300 5 1,70 2,64 2,46

73

Lampiran 3 Massa komponen dan hasil pembuatan komposit

Kode sampel i

Massa komponen (gram) Massa komposit yang dihasilkan (gram)

Rata-rata Massa komposit (gram)

Standard deviasi (gram) Kitosan HA

Campuran HA dan AK

C1A1 1 0,40 1,60 0,00 2,01 1,98 0,03

2 0,40 1,60 0,00 1,98

3 0,40 1,60 0,00 1,96

C1A2 1 0,40 1,28 0,32 1,99 1,98 0,05

2 0,40 1,28 0,32 2,03

3 0,40 1,28 0,32 1,92

C1A3 1 0,40 1,12 0,48 1,92 1,95 0,03

2 0,40 1,12 0,48 1,94

3 0,40 1,12 0,48 1,98

C1A4 1 0,40 0,00 1,60 2,17 1,99 0,16

2 0,40 0,00 1,60 1,91

3 0,40 0,00 1,60 1,88

C2A1 1 0,60 1,40 0,00 2,10 1,97 0,12

2 0,60 1,40 0,00 1,92

3 0,60 1,40 0,00 1,88

C2A2 1 0,60 1,12 0,28 2,01 2,04 0,04

2 0,60 1,12 0,28 2,01

3 0,60 1,12 0,28 2,09

C2A3 1 0,60 0,98 0,42 1,98 1,97 0,15

2 0,60 0,98 0,42 2,11

3 0,60 0,98 0,42 1,82

C2A4 1 0,60 0,00 1,40 1,97 1,96 0,01

2 0,60 0,00 1,40 1,95

3 0,60 0,00 1,40 1,98

Keterangan: i = Ulangan

74

Lampiran 4 Pola difraksi sinar-X untuk sampel Hidroksiapatit (HA) hasil

sintering pada temperatur 900oC selama 5 jam

Hidroksiapatit (H1): Perbandingan senyawa Ca 0,10 M dan (NH2)HPO4 0,06 M

0

100

200

300

400

500

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

75

Lanjutan Hidroksiapatit (H3): Perbandingan senyawa Ca 0,30 M dan (NH2)HPO4 0,18 M

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

76

Lanjutan Hidroksiapatit (H5): Perbandingan senyawa Ca 0,50 M dan (NH2)HPO4 0,30 M

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

Hidroksiapatit (H3): Perbandingan senyawa Ca 0,30 M dan (NH2)HPO4 0,18 M ulangan ke-2

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

77

Lanjutan

Hidroksiapatit (H3): Perbandingan senyawa Ca 0,30 M dan (NH2)HPO4 0,18 M ulangan ke-2

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

78

Lampiran 5 Perhitungan parameter kisi untuk sampel Hidroksiapatit (HA)

Perhitungan parameter kisi kristal dihitung melalui metode Cohen dengan

persamaan sebagai berikut:

Dimana: 2

2

3aC λ=

)( 22 khkh ++=α

2

2

4cB λ=

2l=γ

10DA =

θδ 2sin10 2= Penyelesaian persamaan diatas diperoleh melalui matriks dibawah ini:

⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡=

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

∑∑∑

∑∑∑∑∑∑∑∑∑

CBA

θδ

θγ

α

δδγαδ

γδγαγ

αδαγα

2

2

2

2

2

2

sin

sin

sin

2 2

2 2

2 2

sin ,

sin , ,

sin ,

C B A

C B A

C B A

α θ α αγ αδ

γ θ αγ γ γδ

δ θ αδ γδ δ

⎫= + +⎪⎪= + + ⎬⎪

= + + ⎪⎭

∑ ∑ ∑ ∑∑ ∑ ∑ ∑∑ ∑ ∑ ∑

93

Lampiran 6 Perhitungan ukuran kristal untuk sampel Hidroksiapatit (HA)

Perhitungan ukuran kristal dilakukan melalui persamaan Debye Scherrer

θβλ

cos9,0

=D

Dimana: D adalah ukuran kristal (nm)

0,9 adalah konstanta untuk kristal

λ adalah panjang gelombang sinar-X pada saat difraksi (nm)

β adalah Full Weight Half Modulation (FWHM) (rad)

θ adalah sudut difraksi (rad)

Pada penelitian ini menggunakan Cu sebagai sumber sinar-X dengan panjang

gelombang ((λkαCu) adalah 0,154002 nm. Perhitungan dilakukan pada bidang (0 0

2) dan (3 0 0)

Kode

sampel i Bidang

(h k l) 2θ (o) β (o) 2θ (rad) θ (rad) cos θ β (rad)

D

(nm)

H1 1 0 0 2 25,6495 0,2880 0,4477 0,2238 0,9751 0,0050 28,29

3 0 0 32,6690 0,2400 0,5702 0,2851 0,9596 0,0042 34,49

H2 1 0 0 2 25,8615 0,2448 0,4514 0,2257 0,9746 0,0043 33,30

3 0 0 32,8987 0,2448 0,5742 0,2871 0,9591 0,0043 33,84

H3 1 0 0 2 25,8221 0,2448 0,4507 0,2253 0,9747 0,0043 33,29

3 0 0 32,8665 0,2448 0,5736 0,2868 0,9591 0,0043 33,83

2 0 0 2 25,8874 0,2448 0,4518 0,2259 0,9746 0,0043 33,30

3 0 0 32,9084 0,2448 0,5744 0,2872 0,9590 0,0043 33,84

3 0 0 2 25,8225 0,2448 0,4507 0,2253 0,9747 0,0043 33,29

3 0 0 32,8723 0,2448 0,5737 0,2869 0,9591 0,0043 33,83

H4 1 0 0 2 25,8519 0,2448 0,4512 0,2256 0,9747 0,0043 33,30

3 0 0 32,8905 0,2448 0,5740 0,2870 0,9591 0,0043 33,84

H5 1 0 0 2 25,8828 0,2448 0,4517 0,2259 0,9746 0,0043 33,30

3 0 0 32,9202 0,2448 0,5746 0,2873 0,9590 0,0043 33,84

Keterangan : i : Ulangan

94

Lampiran 7 Pola difraksi sinar-X untuk sampel Trikalsium fosfat (TKF)

Trikalsium fosfat (T1): Perlakuan sintering pada temperatur 1000oC selama 5 jam

0

100

200

300

400

500

600

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unst/

s)

95

Lanjutan


0

100

200

300

400

500

600

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

300

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

96

Lanjutan


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

97

Lampiran 8 Pola difraksi sinar-X untuk sampel campuran hidroksiapatit (HA)-

apatit karbonat (AK)

0

50

100

150

200

250

300

350

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

98

Lampiran 9 Perhitungan parameter kisi dan ukuran kistal sampel campuran hidroksiapatit (HA)-apatit karbonat (AK)

Parameter kisi dihitung melalui metode Cohen seperti pada Lampiran 5

2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 10,96 1 0 0 1 0 0,191 0,096 0,361 0,009 0,009 0,000 0,003 1 0 0,131 0 0,000 0,361 16,80 1 0 1 1 1 0,293 0,147 0,835 0,021 0,021 0,021 0,018 1 1 0,698 1 0,835 0,835 21,92 2 0 0 4 0 0,383 0,191 1,394 0,036 0,145 0,000 0,050 16 0 1,942 0 0,000 5,574 23,00 1 1 1 3 1 0,401 0,201 1,527 0,040 0,119 0,040 0,061 9 1 2,331 3 1,527 4,580 25,92 0 0 2 0 4 0,452 0,226 1,911 0,050 0,000 0,201 0,096 0 16 3,651 0 7,643 0,000 18,12 1 0 2 1 4 0,316 0,158 0,967 0,025 0,025 0,099 0,024 1 16 0,936 4 3,869 0,967 28,88 2 1 0 7 0 0,504 0,252 2,333 0,062 0,435 0,000 0,145 49 0 5,441 0 0,000 16,329 31,88 2 1 1 7 1 0,556 0,278 2,789 0,075 0,528 0,075 0,210 49 1 7,780 7 2,789 19,525 32,92 3 0 0 9 0 0,575 0,287 2,954 0,080 0,723 0,000 0,237 81 0 8,724 0 0,000 26,582 34,10 2 0 2 4 4 0,595 0,298 3,143 0,086 0,344 0,344 0,270 16 16 9,879 16 12,573 12,573 39,82 3 1 0 13 0 0,695 0,347 4,101 0,116 1,508 0,000 0,476 169 0 16,817 0 0,000 53,311 42,18 3 1 1 13 1 0,736 0,368 4,509 0,129 1,683 0,129 0,584 169 1 20,328 13 4,509 58,612 44,00 1 1 3 3 9 0,768 0,384 4,826 0,140 0,421 1,263 0,677 9 81 23,285 27 43,430 14,477 45,32 2 0 3 4 9 0,791 0,395 5,056 0,148 0,594 1,336 0,750 16 81 25,562 36 45,503 20,223 46,62 2 2 2 12 4 0,814 0,407 5,283 0,157 1,879 0,626 0,827 144 16 27,906 48 21,130 63,391 48,16 3 1 2 13 4 0,841 0,420 5,550 0,166 2,164 0,666 0,924 169 16 30,807 52 22,202 72,155 49,56 2 1 3 7 9 0,865 0,432 5,793 0,176 1,230 1,581 1,018 49 81 33,553 63 52,133 40,548 50,56 3 2 1 19 1 0,882 0,441 5,964 0,182 3,465 0,182 1,088 361 1 35,573 19 5,964 113,322 51,22 4 1 0 21 0 0,894 0,447 6,077 0,187 3,924 0,000 1,135 441 0 36,931 0 0,000 127,619 52,10 4 0 2 16 4 0,909 0,455 6,227 0,193 3,086 0,771 1,201 256 16 38,770 64 24,906 99,625 53,30 0 0 4 0 16 0,930 0,465 6,428 0,201 0,000 3,219 1,293 0 256 41,325 0 102,855 0,000 55,96 3 2 2 19 4 0,977 0,488 6,867 0,220 4,182 0,880 1,511 361 16 47,150 76 27,466 130,465 57,08 3 1 3 13 9 0,996 0,498 7,046 0,228 2,967 2,054 1,608 169 81 49,652 117 63,418 91,604 59,94 4 2 0 28 0 1,046 0,523 7,491 0,250 6,987 0,000 1,869 784 0 56,114 0 0,000 209,746 61,68 2 1 4 7 16 1,077 0,538 7,749 0,263 1,840 4,205 2,037 49 256 60,055 112 123,992 54,246 63,82 3 0 4 9 16 1,114 0,557 8,053 0,279 2,515 4,470 2,250 81 256 64,859 144 128,856 72,481 64,92 5 1 1 31 1 1,133 0,567 8,203 0,288 8,930 0,288 2,363 961 1 67,293 31 8,203 254,300

Σ 49,722 22,453 22,727 4411 1210 717,491 833 703,802 1563,452

99

Lanjutan

Diperoleh nilai: A = 0,006961 B = 0,009708 C = 0,006972 Maka parameter kisi kristal a = b = 10,65 Å c = 7,82 Å

Ukuran kristal dihitung dengan menggunakan rumus Debye Scherrer seperti pada

Lampiran 6

Kode sampel

Bidang (h k l) 2θ (o) β (o) 2θ

(rad) θ (rad) cos θ β (rad) D (nm)

Campuran 0 0 2 25,889 0,543 0,452 0,226 0,975 0,009 15,01 HA-AK 3 0 0 32,816 0,548 0,573 0,286 0,959 0,010 15,11

100

Lampiran 10 Massa hasil uji kelarutan dalam Simulated Body Fluid (SBF)

Pengamatan 24 jam Ulangan ke 1 No Sampel Massa

sebelum (gram)

Massa sesudah (gram)

Pengurangan massa (gram)

% Pengurangan massa

1 Campuran HA dan AK

0,500 0,489 0,012 2,38

2 HA 0,500 0,499 0,002 0,32 3 TCP 1000 5 0,500 0,498 0,002 0,46 4 TCP 1000 10 0,500 0,498 0,002 0,36 5 TCP 1000 15 0,500 0,497 0,003 0,52 6 TCP 1100 3 0,500 0,498 0,002 0,46 7 TCP 1300 2 0,501 0,498 0,003 0,54 8 TCP 1300 5 0,500 0,499 0,002 0,34

Ulangan ke 2 No Sampel Massa

sebelum (gram)



% Pengurangan massa


0,500 0,490 0,011 2,10



sebelum (gram)



% Pengurangan massa


0,501 0,489 0,012 2,40


101

Lanjutan Pengamatan 24 jam Ulangan ke 1 No Sampel Massa

sebelum (gram)



% Pengurangan massa


0,501 0,480 0,021 4,10



sebelum (gram)



% Pengurangan massa


0,500 0,478 0,022 4,44



sebelum (gram)



% Pengurangan massa


0,501 0,474 0,027 5,29


102

Lampiran 11 Pola difraksi sinar-X untuk komposit kalsium fosfat-kitosan

Komposit C1A1: Perbandingan HA 80%, campuran HA dan AK 0%, kitosan 20% (ulangan 1)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

300

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

103

Lanjutan Komposit C1A2: Perbandingan HA 64%, campuran HA dan AK 16%, kitosan 20% (ulangan 1)

0

50

100

150

200

250

300

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

104


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

105


0

20

40

60

80

100

120

140

160

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

20

40

60

80

100

120

140

160

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

106

Lanjutan


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

107


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

108


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

50

100

150

200

250

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

109


0

20

40

60

80

100

120

140

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)


0

20

40

60

80

100

120

140

10 20 30 40 50 60 70

2 tetha

Inte

nsita

s (co

unts/

s)

110

Lampiran 12 Perhitungan parameter kisi sampel komposit kalsium fosfat-kitosan

Parameter kisi dihitung melalui metode Cohen seperti pada Lampiran 5

Komposit C1A1: Perbandingan HA 80%, campuran HA-AK 0%, kitosan 20%

2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 10,88 1 0 0 1 0 0,190 0,095 0,356 0,009 0,009 0,000 0,003 1 0 0,127 0,000 0,000 0,356 21,92 2 0 0 4 0 0,383 0,191 1,394 0,036 0,145 0,000 0,050 16 0 1,942 0,000 0,000 5,574 25,98 0 0 2 0 4 0,453 0,227 1,919 0,051 0,000 0,202 0,097 0 16 3,682 0,000 7,676 0,000 28,22 1 0 2 1 4 0,493 0,246 2,236 0,059 0,059 0,238 0,133 1 16 4,999 4,000 8,944 2,236 29,02 2 1 0 7 0 0,506 0,253 2,353 0,063 0,439 0,000 0,148 49 0 5,538 0,000 0,000 16,474 31,84 2 1 1 7 1 0,556 0,278 2,783 0,075 0,527 0,075 0,209 49 1 7,746 7,000 2,783 19,482 32,30 1 1 2 3 4 0,564 0,282 2,855 0,077 0,232 0,309 0,221 9 16 8,153 12,000 11,421 8,566 32,98 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,963 0,081 0,725 0,000 0,239 81 0 8,780 0,000 0,000 26,668 34,14 2 0 2 4 4 0,596 0,298 3,150 0,086 0,345 0,345 0,271 16 16 9,920 16,000 12,599 12,59935,60 3 0 1 9 1 0,621 0,311 3,389 0,093 0,841 0,093 0,317 81 1 11,483 9,000 3,389 30,49839,26 2 1 2 7 4 0,685 0,343 4,005 0,113 0,790 0,451 0,452 49 16 16,039 28,000 16,019 28,034 39,88 3 1 0 13 0 0,696 0,348 4,111 0,116 1,512 0,000 0,478 169 0 16,901 0,000 0,000 53,445 42,14 3 1 1 13 1 0,735 0,368 4,502 0,129 1,680 0,129 0,582 169 1 20,265 13,000 4,502 58,522 43,96 1 1 3 3 9 0,767 0,384 4,819 0,140 0,420 1,261 0,675 9 81 23,218 27,000 43,367 14,456 48,20 3 1 2 13 4 0,841 0,421 5,557 0,167 2,168 0,667 0,927 169 16 30,884 52,000 22,229 72,245 49,56 2 1 3 7 9 0,865 0,432 5,793 0,176 1,230 1,581 1,018 49 81 33,553 63,000 52,133 40,548 50,58 3 2 1 19 1 0,883 0,441 5,968 0,182 3,467 0,182 1,089 361 1 35,614 19,000 5,968 113,387 51,36 4 1 0 21 0 0,896 0,448 6,101 0,188 3,944 0,000 1,146 441 0 37,221 0,000 0,000 128,120 52,16 4 0 2 16 4 0,910 0,455 6,237 0,193 3,092 0,773 1,205 256 16 38,896 64,000 24,947 99,787 53,28 0 0 4 0 16 0,930 0,465 6,425 0,201 0,000 3,217 1,292 0 256 41,282 0,000 102,802 0,000 56,00 3 2 2 19 4 0,977 0,489 6,873 0,220 4,188 0,882 1,515 361 16 47,239 76,000 27,492 130,588 57,18 3 1 3 13 9 0,998 0,499 7,062 0,229 2,977 2,061 1,617 169 81 49,877 117,000 63,561 91,810

111

Lanjutan 2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ

60,08 4 2 0 28 0 1,049 0,524 7,512 0,251 7,017 0,000 1,883 784 0 56,431 0,000 0,000 210,338 61,74 2 1 4 7 16 1,078 0,539 7,758 0,263 1,843 4,212 2,042 49 256 60,190 112,000 124,132 54,308 63,08 5 0 2 25 4 1,101 0,550 7,950 0,274 6,841 1,095 2,175 625 16 63,206 100,000 31,801 198,755 65,18 5 1 1 31 1 1,138 0,569 8,238 0,290 8,994 0,290 2,390 961 1 67,864 31,000 8,238 255,376

Σ 53,484 18,064 22,174 4924 904 701,052 750,000 574,001 1672,171


112

Lanjutan


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 21,92 1 1 1 3 1 0,383 0,191 1,394 0,036 0,108 0,036 0,050 9 1 1,942 3,000 1,394 4,181 25,98 0 0 2 0 4 0,453 0,227 1,919 0,051 0,000 0,202 0,097 0 16 3,682 0,000 7,676 0,000 28,16 1 0 2 1 4 0,491 0,246 2,227 0,059 0,059 0,237 0,132 1 16 4,961 4,000 8,909 2,227 29,00 2 1 0 7 0 0,506 0,253 2,350 0,063 0,439 0,000 0,147 49 0 5,524 0,000 0,000 16,453 31,80 2 1 1 7 1 0,555 0,278 2,777 0,075 0,525 0,075 0,208 49 1 7,711 7,000 2,777 19,438 33,00 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,966 0,081 0,726 0,000 0,239 81 0 8,799 0,000 0,000 26,697 34,12 2 0 2 4 4 0,596 0,298 3,146 0,086 0,344 0,344 0,271 16 16 9,900 16,000 12,586 12,586 35,64 3 0 1 9 1 0,622 0,311 3,395 0,094 0,843 0,094 0,318 81 1 11,528 9,000 3,395 30,55839,32 2 1 2 7 4 0,686 0,343 4,015 0,113 0,792 0,453 0,454 49 16 16,121 28,000 16,061 28,106 39,90 3 1 0 13 0 0,696 0,348 4,115 0,116 1,513 0,000 0,479 169 0 16,930 0,000 0,000 53,489 42,06 3 1 1 13 1 0,734 0,367 4,488 0,129 1,674 0,129 0,578 169 1 20,140 13,000 4,488 58,341 44,08 1 1 3 3 9 0,769 0,385 4,839 0,141 0,422 1,267 0,681 9 81 23,420 27,000 43,555 14,518 45,26 4 0 0 16 0 0,790 0,395 5,045 0,148 2,369 0,000 0,747 256 0 25,456 0,000 0,000 80,726 46,80 2 2 2 12 4 0,817 0,408 5,314 0,158 1,893 0,631 0,838 144 16 28,238 48,000 21,256 63,767 50,54 3 2 1 19 1 0,882 0,441 5,961 0,182 3,462 0,182 1,086 361 1 35,532 19,000 5,961 113,257 51,36 4 1 0 21 0 0,896 0,448 6,101 0,188 3,944 0,000 1,146 441 0 37,221 0,000 0,000 128,120 52,18 4 0 2 16 4 0,911 0,455 6,240 0,193 3,095 0,774 1,207 256 16 38,938 64,000 24,960 99,841 53,32 0 0 4 0 16 0,931 0,465 6,432 0,201 0,000 3,221 1,295 0 256 41,368 0,000 102,909 0,000 56,00 3 2 2 19 4 0,977 0,489 6,873 0,220 4,188 0,882 1,515 361 16 47,239 76,000 27,492 130,588 57,28 3 1 3 13 9 1,000 0,500 7,078 0,230 2,987 2,068 1,626 169 81 50,101 117,000 63,704 92,017 60,04 4 2 0 28 0 1,048 0,524 7,506 0,250 7,008 0,000 1,879 784 0 56,341 0,000 0,000 210,16963,10 5 0 2 25 4 1,101 0,551 7,953 0,274 6,845 1,095 2,177 625 16 63,251 100,000 31,812 198,82664,18 3 0 4 9 16 1,120 0,560 8,103 0,282 2,540 4,516 2,287 81 256 65,659 144,000 129,648 72,927 65,14 5 1 1 31 1 1,137 0,568 8,233 0,290 8,984 0,290 2,386 961 1 67,776 31,000 8,233 255,211

Σ 54,760 16,495 21,845 5121 808 687,778 706,000 516,814 1712,042

113

Lanjutan Diperoleh nilai: A = 0,00065, B = 0,01233 C = 0,00878 Maka parameter kisi kristal a = b = 9,494 Å c = 6,937 Å


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 16,88 1 0 1 1 1 0,295 0,147 0,843 0,022 0,022 0,022 0,018 1 1 0,711 1 0,843 0,84321,90 2 0 0 4 0 0,382 0,191 1,391 0,036 0,144 0,000 0,050 16 0 1,935 0 0,000 5,56522,88 1 1 1 3 1 0,399 0,200 1,512 0,039 0,118 0,039 0,059 9 1 2,285 3 1,512 4,53525,98 0 0 2 0 4 0,453 0,227 1,919 0,051 0,000 0,202 0,097 0 16 3,682 0 7,676 0,00028,14 1 0 2 1 4 0,491 0,246 2,224 0,059 0,059 0,236 0,131 1 16 4,948 4 8,897 2,22429,09 2 1 0 7 0 0,508 0,254 2,364 0,063 0,442 0,000 0,149 49 0 5,587 0 0,000 16,54631,94 2 1 1 7 1 0,557 0,279 2,799 0,076 0,530 0,076 0,212 49 1 7,833 7 2,799 19,59133,00 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,966 0,081 0,726 0,000 0,239 81 0 8,799 0 0,000 26,69734,06 2 0 2 4 4 0,594 0,297 3,137 0,086 0,343 0,343 0,269 16 16 9,839 16 12,547 12,54735,56 3 0 1 9 1 0,621 0,310 3,382 0,093 0,839 0,093 0,315 81 1 11,438 9 3,382 30,43939,92 3 1 0 13 0 0,697 0,348 4,118 0,117 1,515 0,000 0,480 169 0 16,958 0 0,000 53,53442,02 3 1 1 13 1 0,733 0,367 4,481 0,129 1,671 0,129 0,576 169 1 20,078 13 4,481 58,25144,02 1 1 3 3 9 0,768 0,384 4,829 0,140 0,421 1,264 0,678 9 81 23,319 27 43,461 14,48746,88 2 2 2 12 4 0,818 0,409 5,328 0,158 1,899 0,633 0,843 144 16 28,386 48 21,312 63,93548,16 3 1 2 13 4 0,841 0,420 5,550 0,166 2,164 0,666 0,924 169 16 30,807 52 22,202 72,15549,64 2 1 3 7 9 0,866 0,433 5,806 0,176 1,233 1,586 1,023 49 81 33,713 63 52,257 40,644

114


50,60 3 2 1 19 1 0,883 0,442 5,971 0,183 3,470 0,183 1,091 361 1 35,655 19 5,971 113,45251,40 4 1 0 21 0 0,897 0,449 6,108 0,188 3,949 0,000 1,149 441 0 37,305 0 0,000 128,26352,22 4 0 2 16 4 0,911 0,456 6,247 0,194 3,099 0,775 1,210 256 16 39,023 64 24,987 99,94953,38 0 0 4 0 16 0,932 0,466 6,442 0,202 0,000 3,228 1,300 0 256 41,497 0 103,069 0,00056,06 3 2 2 19 4 0,978 0,489 6,883 0,221 4,196 0,883 1,520 361 16 47,372 76 27,531 130,77257,20 3 1 3 13 9 0,998 0,499 7,066 0,229 2,979 2,062 1,619 169 81 49,922 117 63,590 91,85260,16 4 2 0 28 0 1,050 0,525 7,524 0,251 7,034 0,000 1,890 784 0 56,613 0 0,000 210,67661,78 2 1 4 7 16 1,078 0,539 7,764 0,264 1,845 4,217 2,046 49 256 60,280 112 124,225 54,34863,16 5 0 2 25 4 1,102 0,551 7,961 0,274 6,856 1,097 2,183 625 16 63,385 100 31,846 199,03764,20 3 0 4 9 16 1,121 0,560 8,106 0,282 2,541 4,518 2,289 81 256 65,703 144 129,692 72,95265,14 5 1 1 31 1 1,137 0,568 8,233 0,290 8,984 0,290 2,386 961 1 67,776 31 8,233 255,211

Σ 57,080 22,542 24,748 5100 1146 774,850 906 700,510 1778,505


115

Lanjutan


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 22,84 1 1 1 3 1 0,399 0,199 1,507 0,039 0,118 0,039 0,059 9 1 2,270 3 1,507 4,520 25,98 0 0 2 0 4 0,453 0,227 1,919 0,051 0,000 0,202 0,097 0 16 3,682 0 7,676 0,000 28,96 2 1 0 7 0 0,505 0,253 2,344 0,063 0,438 0,000 0,147 49 0 5,497 0 0,000 16,411 31,84 2 1 1 7 1 0,556 0,278 2,783 0,075 0,527 0,075 0,209 49 1 7,746 7 2,783 19,482 32,98 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,963 0,081 0,725 0,000 0,239 81 0 8,780 0 0,000 26,668 34,28 2 0 2 4 4 0,598 0,299 3,172 0,087 0,347 0,347 0,276 16 16 10,064 16 12,689 12,689 35,66 3 0 1 9 1 0,622 0,311 3,399 0,094 0,844 0,094 0,319 81 1 11,550 9 3,399 30,587 39,88 3 1 0 13 0 0,696 0,348 4,111 0,116 1,512 0,000 0,478 169 0 16,901 0 0,000 53,44542,02 3 1 1 13 1 0,733 0,367 4,481 0,129 1,671 0,129 0,576 169 1 20,078 13 4,481 58,251 44,30 4 0 0 16 0 0,773 0,387 4,878 0,142 2,274 0,000 0,693 256 0 23,793 0 0,000 78,045 45,56 2 0 3 4 9 0,795 0,398 5,098 0,150 0,600 1,349 0,764 16 81 25,987 36 45,880 20,391 46,76 2 2 2 12 4 0,816 0,408 5,307 0,157 1,890 0,630 0,836 144 16 28,164 48 21,228 63,684 47,94 3 1 2 13 4 0,837 0,418 5,512 0,165 2,146 0,660 0,910 169 16 30,385 52 22,049 71,659 48,48 3 2 0 19 0 0,846 0,423 5,606 0,169 3,203 0,000 0,945 361 0 31,426 0 0,000 106,512 49,64 2 1 3 7 9 0,866 0,433 5,806 0,176 1,233 1,586 1,023 49 81 33,713 63 52,257 40,644 51,30 4 1 0 21 0 0,895 0,448 6,091 0,187 3,935 0,000 1,141 441 0 37,097 0 0,000 127,905 52,04 4 0 2 16 4 0,908 0,454 6,216 0,192 3,079 0,770 1,196 256 16 38,643 64 24,866 99,462 53,44 0 0 4 0 16 0,933 0,466 6,452 0,202 0,000 3,235 1,304 0 256 41,626 0 103,229 0,000 56,18 3 2 2 19 4 0,981 0,490 6,902 0,222 4,212 0,887 1,530 361 16 47,639 76 27,608 131,140 60,00 4 2 0 28 0 1,047 0,524 7,500 0,250 7,000 0,000 1,875 784 0 56,250 0 0,000 210,000 61,76 2 1 4 7 16 1,078 0,539 7,761 0,263 1,844 4,215 2,044 49 256 60,235 112 124,178 54,32863,13 5 1 0 31 0 1,102 0,551 7,957 0,274 8,495 0,000 2,180 961 0 63,318 0 0,000 246,67564,16 3 0 4 9 16 1,120 0,560 8,100 0,282 2,539 4,513 2,285 81 256 65,614 144 129,604 72,902

Σ 48,630 18,731 21,127 4551 1030 670,459 643 583,433 1545,401

116

Lanjutan Diperoleh nilai: A = 0,000826 B = 0,012307 C = 0,008666 Maka parameter kisi kristal a = b = 9,554 Å c = 6,943 Å


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 21,78 2 0 0 4 0 0,380 0,190 1,377 0,036 0,143 0,000 0,049 16 0 1,895 0 0,000 5,507 25,92 0 0 2 0 4 0,452 0,226 1,911 0,050 0,000 0,201 0,096 0 16 3,651 0 7,643 0,000 28,32 1 0 2 1 4 0,494 0,247 2,251 0,060 0,060 0,239 0,135 1 16 5,065 4 9,002 2,251 28,96 2 1 0 7 0 0,505 0,253 2,344 0,063 0,438 0,000 0,147 49 0 5,497 0 0,000 16,411 31,94 2 1 1 7 1 0,557 0,279 2,799 0,076 0,530 0,076 0,212 49 1 7,833 7 2,799 19,591 32,96 3 0 0 9 0 0,575 0,288 2,960 0,080 0,724 0,000 0,238 81 0 8,761 0 0,000 26,639 34,16 2 0 2 4 4 0,596 0,298 3,153 0,086 0,345 0,345 0,272 16 16 9,941 16 12,612 12,612 35,56 3 0 1 9 1 0,621 0,310 3,382 0,093 0,839 0,093 0,315 81 1 11,438 9 3,382 30,439 39,86 3 1 0 13 0 0,696 0,348 4,108 0,116 1,511 0,000 0,477 169 0 16,873 0 0,000 53,400 42,14 3 1 1 13 1 0,735 0,368 4,502 0,129 1,680 0,129 0,582 169 1 20,265 13 4,502 58,522 44,00 1 1 3 3 9 0,768 0,384 4,826 0,140 0,421 1,263 0,677 9 81 23,285 27 43,430 14,477 45,34 2 0 3 4 9 0,791 0,396 5,059 0,149 0,594 1,337 0,752 16 81 25,597 36 45,534 20,237 46,86 2 2 2 12 4 0,818 0,409 5,324 0,158 1,897 0,632 0,842 144 16 28,349 48 21,298 63,89348,20 3 1 2 13 4 0,841 0,421 5,557 0,167 2,168 0,667 0,927 169 16 30,884 52 22,229 72,245 49,60 2 1 3 7 9 0,866 0,433 5,799 0,176 1,232 1,583 1,020 49 81 33,633 63 52,195 40,596 50,66 3 2 1 19 1 0,884 0,442 5,981 0,183 3,478 0,183 1,095 361 1 35,778 19 5,981 113,647

117


51,38 4 1 0 21 0 0,897 0,448 6,104 0,188 3,946 0,000 1,147 441 0 37,263 0 0,000 128,191 52,18 4 0 2 16 4 0,911 0,455 6,240 0,193 3,095 0,774 1,207 256 16 38,938 64 24,960 99,84153,32 0 0 4 0 16 0,931 0,465 6,432 0,201 0,000 3,221 1,295 0 256 41,368 0 102,909 0,000 55,98 3 2 2 19 4 0,977 0,489 6,870 0,220 4,185 0,881 1,513 361 16 47,194 76 27,479 130,526 57,28 3 1 3 13 9 1,000 0,500 7,078 0,230 2,987 2,068 1,626 169 81 50,101 117 63,704 92,017 60,04 4 2 0 28 0 1,048 0,524 7,506 0,250 7,008 0,000 1,879 784 0 56,341 0 0,000 210,169 61,86 2 1 4 7 16 1,080 0,540 7,776 0,264 1,849 4,227 2,054 49 256 60,461 112 124,411 54,430 63,06 5 0 2 25 4 1,101 0,550 7,947 0,273 6,837 1,094 2,173 625 16 63,161 100 31,790 198,685 65,12 5 1 1 31 1 1,137 0,568 8,230 0,290 8,979 0,290 2,384 961 1 67,732 31 8,230 255,129

Σ 54,945 19,304 23,114 5025 969 731,305 794 614,088 1719,454 Diperoleh nilai: A = 5,2E-06 B = 0,01259 C = 0,00894 Maka parameter kisi kristal a = b = 9,405 Å c = 6,865 Å

118

Lanjutan


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 26,00 0 0 2 0 4 0,454 0,227 1,922 0,051 0,000 0,202 0,097 0 16 3,693 0 7,687 0,000 28,10 1 0 2 1 4 0,490 0,245 2,219 0,059 0,059 0,236 0,131 1 16 4,922 4 8,874 2,219 29,00 2 1 0 7 0 0,506 0,253 2,350 0,063 0,439 0,000 0,147 49 0 5,524 0 0,000 16,453 31,88 2 1 1 7 1 0,556 0,278 2,789 0,075 0,528 0,075 0,210 49 1 7,780 7 2,789 19,525 32,98 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,963 0,081 0,725 0,000 0,239 81 0 8,780 0 0,000 26,668 34,16 2 0 2 4 4 0,596 0,298 3,153 0,086 0,345 0,345 0,272 16 16 9,941 16 12,612 12,612 35,66 3 0 1 9 1 0,622 0,311 3,399 0,094 0,844 0,094 0,319 81 1 11,550 9 3,399 30,587 39,98 3 1 0 13 0 0,698 0,349 4,128 0,117 1,519 0,000 0,482 169 0 17,043 0 0,000 53,66842,16 3 1 1 13 1 0,736 0,368 4,505 0,129 1,682 0,129 0,583 169 1 20,296 13 4,505 58,567 44,04 1 1 3 3 9 0,769 0,384 4,832 0,141 0,422 1,265 0,679 9 81 23,353 27 43,492 14,497 45,46 2 0 3 4 9 0,793 0,397 5,080 0,149 0,597 1,344 0,758 16 81 25,809 36 45,723 20,321 46,88 2 2 2 12 4 0,818 0,409 5,328 0,158 1,899 0,633 0,843 144 16 28,386 48 21,312 63,935 48,10 3 1 2 13 4 0,840 0,420 5,540 0,166 2,159 0,664 0,920 169 16 30,692 52 22,160 72,020 49,58 2 1 3 7 9 0,865 0,433 5,796 0,176 1,231 1,582 1,019 49 81 33,593 63 52,164 40,572 50,56 3 2 1 19 1 0,882 0,441 5,964 0,182 3,465 0,182 1,088 361 1 35,573 19 5,964 113,322 51,32 4 1 0 21 0 0,896 0,448 6,094 0,188 3,938 0,000 1,143 441 0 37,138 0 0,000 127,977

52,10 4 0 2 16 4 0,909 0,455 6,227 0,193 3,086 0,771 1,201 256 16 38,770 64 24,906 99,625 53,24 0 0 4 0 16 0,929 0,465 6,418 0,201 0,000 3,212 1,289 0 256 41,196 0 102,694 0,000 55,94 3 2 2 19 4 0,976 0,488 6,863 0,220 4,179 0,880 1,510 361 16 47,105 76 27,453 130,403 57,24 3 1 3 13 9 0,999 0,500 7,072 0,229 2,983 2,065 1,623 169 81 50,011 117 63,647 91,934 60,00 4 2 0 28 0 1,047 0,524 7,500 0,250 7,000 0,000 1,875 784 0 56,250 0 0,000 210,00061,84 2 1 4 7 16 1,079 0,540 7,773 0,264 1,848 4,225 2,052 49 256 60,416 112 124,364 54,40963,10 5 0 2 25 4 1,101 0,551 7,953 0,274 6,845 1,095 2,177 625 16 63,251 100 31,812 198,826 64,22 5 1 1 31 1 1,121 0,560 8,108 0,283 8,759 0,283 2,291 961 1 65,747 31 8,108 251,363

Σ 54,550 19,283 22,948 5009 969 726,821 794 613,666 1709,502

119

Lanjutan Diperoleh nilai: A = 0,001903 B = 0,011842 C = 0,008364 Maka parameter kisi kristal a = b = 9,725 Å c = 7,078 Å


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 26,04 1 0 2 1 4 0,454 0,227 1,927 0,051 0,051 0,203 0,098 1 16 3,714 4 7,709 1,927 28,96 2 1 0 7 0 0,505 0,253 2,344 0,063 0,438 0,000 0,147 49 0 5,497 0 0,000 16,41131,90 2 1 1 7 1 0,557 0,278 2,792 0,076 0,529 0,076 0,211 49 1 7,798 7 2,792 19,54733,02 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,970 0,081 0,727 0,000 0,240 81 0 8,818 0 0,000 26,726 34,26 2 0 2 4 4 0,598 0,299 3,169 0,087 0,347 0,347 0,275 16 16 10,043 16 12,676 12,676 35,68 3 0 1 9 1 0,623 0,311 3,402 0,094 0,845 0,094 0,319 81 1 11,573 9 3,402 30,617 39,90 3 1 0 13 0 0,696 0,348 4,115 0,116 1,513 0,000 0,479 169 0 16,930 0 0,000 53,489 42,14 3 1 1 13 1 0,735 0,368 4,502 0,129 1,680 0,129 0,582 169 1 20,265 13 4,502 58,522 44,00 1 1 3 3 9 0,768 0,384 4,826 0,140 0,421 1,263 0,677 9 81 23,285 27 43,430 14,477 45,48 2 0 3 4 9 0,794 0,397 5,084 0,149 0,598 1,345 0,760 16 81 25,845 36 45,754 20,335 46,82 2 2 2 12 4 0,817 0,409 5,317 0,158 1,894 0,631 0,839 144 16 28,275 48 21,270 63,809 48,20 3 1 2 13 4 0,841 0,421 5,557 0,167 2,168 0,667 0,927 169 16 30,884 52 22,229 72,245 49,56 2 1 3 7 9 0,865 0,432 5,793 0,176 1,230 1,581 1,018 49 81 33,553 63 52,133 40,548 50,58 3 2 1 19 1 0,883 0,441 5,968 0,182 3,467 0,182 1,089 361 1 35,614 19 5,968 113,387 51,28 4 1 0 21 0 0,895 0,448 6,087 0,187 3,932 0,000 1,140 441 0 37,055 0 0,000 127,833

120


52,16 4 0 2 16 4 0,910 0,455 6,237 0,193 3,092 0,773 1,205 256 16 38,896 64 24,947 99,787 53,30 0 0 4 0 16 0,930 0,465 6,428 0,201 0,000 3,219 1,293 0 256 41,325 0 102,855 0,00056,06 3 2 2 19 4 0,978 0,489 6,883 0,221 4,196 0,883 1,520 361 16 47,372 76 27,531 130,772 57,28 3 1 3 13 9 1,000 0,500 7,078 0,230 2,987 2,068 1,626 169 81 50,101 117 63,704 92,017 60,14 4 2 0 28 0 1,050 0,525 7,521 0,251 7,030 0,000 1,888 784 0 56,567 0 0,000 210,592 61,70 2 1 4 7 16 1,077 0,538 7,752 0,263 1,841 4,207 2,039 49 256 60,100 112 124,038 54,267 63,30 5 1 0 31 0 1,105 0,552 7,981 0,275 8,536 0,000 2,198 961 0 63,698 0 0,000 247,415 64,12 3 0 4 9 16 1,119 0,560 8,095 0,282 2,536 4,508 2,281 81 256 65,526 144 129,517 72,853

Σ 50,055 22,177 22,849 4465 1192 722,735 807 694,456 1580,253


121

Lanjutan


2Ѳ h k l α γ 2Ѳ (rad) Ѳ δ sin2Ѳ αsin2Ѳ γsin2Ѳ δsin2Ѳ α2 γ2 δ2 αγ δγ αδ 26,02 0 0 2 0 4 0,454 0,227 1,924 0,051 0,000 0,203 0,098 0 16 3,703 0 7,698 0,000 29,02 2 1 0 7 0 0,506 0,253 2,353 0,063 0,439 0,000 0,148 49 0 5,538 0 0,000 16,474 31,82 2 1 1 7 1 0,555 0,278 2,780 0,075 0,526 0,075 0,209 49 1 7,728 7 2,780 19,460 33,00 3 0 0 9 0 0,576 0,288 2,966 0,081 0,726 0,000 0,239 81 0 8,799 0 0,000 26,697 34,12 2 0 2 4 4 0,596 0,298 3,146 0,086 0,344 0,344 0,271 16 16 9,900 16 12,586 12,586 39,88 3 1 0 13 0 0,696 0,348 4,111 0,116 1,512 0,000 0,478 169 0 16,901 0 0,000 53,445 41,86 3 1 1 13 1 0,731 0,365 4,453 0,128 1,659 0,128 0,568 169 1 19,830 13 4,453 57,890 46,70 2 2 2 12 4 0,815 0,408 5,297 0,157 1,885 0,628 0,832 144 16 28,053 48 21,186 63,55848,28 3 1 2 13 4 0,843 0,421 5,571 0,167 2,174 0,669 0,932 169 16 31,038 52 22,285 72,426 49,62 2 1 3 7 9 0,866 0,433 5,803 0,176 1,233 1,585 1,022 49 81 33,673 63 52,226 40,620 50,56 3 2 1 19 1 0,882 0,441 5,964 0,182 3,465 0,182 1,088 361 1 35,573 19 5,964 113,322 50,96 4 1 0 21 0 0,889 0,445 6,033 0,185 3,886 0,000 1,116 441 0 36,394 0 0,000 126,687 53,34 0 0 4 0 16 0,931 0,465 6,435 0,201 0,000 3,223 1,296 0 256 41,411 0 102,962 0,000 55,88 3 2 2 19 4 0,975 0,488 6,854 0,220 4,171 0,878 1,505 361 16 46,972 76 27,414 130,218 60,16 4 2 0 28 0 1,050 0,525 7,524 0,251 7,034 0,000 1,890 784 0 56,613 0 0,000 210,676 62,92 5 0 2 25 4 1,098 0,549 7,928 0,272 6,810 1,090 2,159 625 16 62,847 100 31,710 198,190 64,24 3 0 4 9 16 1,121 0,561 8,111 0,283 2,544 4,523 2,293 81 256 65,792 144 129,779 73,001

Σ 38,409 13,528 16,144 3548 692 510,766 538 421,044 1215,250

Diperoleh nilai: Maka parameter kisi kristal A = -2,2E-05 a = b = 9,419 Å B = 0,01263 c = 6,854 Å C = 0,00892

122

Lampiran 13 Perhitungan ukuran kristal untuk komposit kalisum fosfat-kitosan

Kode sampel i Bidang

(h k l) 2θ (o) β (o) 2θ (rad) θ (rad) cos θ β (rad) D (nm)

C1A1 1 0 0 2 25,964 0,400 0,453 0,227 0,974 0,007 20,38 3 0 0 32,983 0,351 0,576 0,288 0,959 0,006 23,60 2 0 0 2 25,980 0,410 0,453 0,227 0,974 0,007 19,89 3 0 0 32,920 0,352 0,575 0,287 0,959 0,006 23,57 C1A2 1 0 0 2 25,958 0,453 0,453 0,227 0,974 0,008 17,98 3 0 0 32,971 0,423 0,575 0,288 0,959 0,007 19,60 2 0 0 2 25,956 0,483 0,453 0,227 0,974 0,008 16,87 3 0 0 32,968 0,424 0,575 0,288 0,959 0,007 19,54 C1A3 1 0 0 2 25,966 0,463 0,453 0,227 0,974 0,008 17,60 3 0 0 32,987 0,452 0,576 0,288 0,959 0,008 18,34 2 0 0 2 25,934 0,500 0,453 0,226 0,974 0,009 16,30 3 0 0 32,950 0,689 0,575 0,288 0,959 0,012 12,02 C1A4 1 0 0 2 26,014 0,620 0,454 0,227 0,974 0,011 13,15 3 0 0 33,056 0,580 0,577 0,288 0,959 0,010 14,29 2 0 0 2 25,984 0,520 0,454 0,227 0,974 0,009 15,68 3 0 0 32,856 0,920 0,573 0,287 0,959 0,016 9,00 C2A1 1 0 0 2 25,981 0,473 0,453 0,227 0,974 0,008 17,23 3 0 0 32,992 0,383 0,576 0,288 0,959 0,007 21,63 2 0 0 2 25,964 0,420 0,453 0,227 0,974 0,007 19,41 3 0 0 32,987 0,410 0,576 0,288 0,959 0,007 20,19 C2A2 1 0 0 2 25,973 0,477 0,453 0,227 0,974 0,008 17,10 3 0 0 32,977 0,381 0,576 0,288 0,959 0,007 21,72 2 0 0 2 25,949 0,430 0,453 0,226 0,974 0,008 18,96 3 0 0 32,968 0,376 0,575 0,288 0,959 0,007 22,03 C2A3 1 0 0 2 25,963 0,422 0,453 0,227 0,974 0,007 19,32 3 0 0 32,986 0,420 0,576 0,288 0,959 0,007 19,73 2 0 0 2 25,951 0,440 0,453 0,226 0,974 0,008 18,53 3 0 0 32,967 0,408 0,575 0,288 0,959 0,007 20,29 C2A4 1 0 0 2 26,039 0,630 0,454 0,227 0,974 0,011 12,94 3 0 0 32,876 0,940 0,574 0,287 0,959 0,016 8,81 2 0 0 2 25,979 0,630 0,453 0,227 0,974 0,011 12,94 3 0 0 32,876 0,853 0,574 0,287 0,959 0,015 9,71

Keterangan: i = Ulangan

123

Lampiran 14 Spektra FTIR untuk kalsium fosfat Hidroksiapatit (HA)

Campuran Hidroksiapatit (HA)-Apatit Karbonat (AK)

124

Lampiran 15 Spektrum FTIR kitosan

125

Lampiran 16 Spektra FTIR untuk komposit kalsium fosfat-kitosan



126

Lanjutan Komposit C1A3: Perbandingan HA 56%, campuran HA-AK 24%, kitosan 20%


127

Lanjutan



128

Lanjutan Komposit C2A3: Perbandingan HA 49%, campuran HA-AK 21%, kitosan 30%


PEMBUATAN KOMPOSIT KALSIUM FOSFAT-KITOSAN … · 2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI...

Documents

Transcript of PEMBUATAN KOMPOSIT KALSIUM FOSFAT-KITOSAN … · 2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI...