Sasaran Penelitian adalah bone graft yang dihasilkan dari bahan dasar kolegen HA kitosan. Lokasi Penelitian
Kegiatan penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia Jurusan Kimia FMIPA UNESA. Beberapa analisa dilakukan di Laboratorium MIPA Terpadu dan di farmasi Unair.
Waktu penelitian
Penelitian ini direncanakan selama 2 tahun (2017-2018), pada tahun pertama penelitian berlangsung direncanakan selama 8 bulan dimulai bulan Mei 2017 sampai Nopember 2017.
Metodologi Penelitian Pada Tahun I Alat dan Bahan
Kitosan diisolasi dari cangkang udang windu dengan metode Hong(1989). Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini cangkang udang windu, HCl, buffer pH 2-7, NaOH, akuades bebas mineral, Na2HPO4, CH3COOH, NH4OH, H3PO4, kitosan standar, kolagen standar, Hidroksiapatit standar, buffer 7-8, cangkang bebek/itik, tulang sapi, air deminaral, etanol
Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: (1) peralatan gelas seperti labu takar, tabung reaksi, gelas pengaduk, pipet volume, corong gelas. (2) peralatan analisis seperti Spektrofotometer UV-vis Lamda bio 20, SEM, BET, XRD, PSA, UTM,. (3) peralatan penunjang seperti: shaker berpenangas, tabung sentrifus, sentrifus merk Fischer scientific dengan kecepatan maksimum 3500 RPM, botol film, pH-meter merk Orion model 710A, kertas saring Whatman 42, neraca analitik Mettler, furnace, kurs porselin. Prosedur penelitian
Sintesis kitosan dari cangkang udang windu
Sintesis kitosan dari cangkang udang windu dilakukan menggunakan metode Hong (1990) dengan 3 tahap yaitu deproteinasi dengan menggunakan NaOH 3,5%, demineralisasi menggunakan HCl 1% dan deasetilasi menggunakan NaOH 50%. Kitosan yang dihasilkan dianalisis dengan FTIR, XRD, BET, dan ditentukan rendemennya.
31
Cangkang telur bebek dibersihkan di air yang mengalir dan bagian membrannya dipisahkan. Setelah itu, cangkang telur dikeringkan pada temperatur ruangan. Selanjutnya kalsinasi dilakukan pada temperatur 1000oC selama 5 jam untuk menghilangkan komponen organik dan mengubah kalsium karbonat (CaCO3) menjadi kalsium oksida (CaO). Cangkang telur hasil kalsinasi dikarakterisasi dengan XRD untuk memastikan bahwa CaCO3 pada cangkang telur bebek telah berubah menjadi CaO. Dihitung rendemen CaO.
Sintesis Hidroksi Apatit
Hidroksi Apatit disintesis dengan metode presipitasi secara in situ, dengan meneteskan larutan KH2PO4 (0,5 M) ke dalam larutan CaO (0,3 M) dan diaduk dengan magnetic
stirrer. Suhu selama presipitasi dan pengadukan dijaga konstan pada temperatur 37oC. Setelah presipitasi, proses pengadukan dilanjutkan selama 30 menit. Selanjutnya, larutan hasil presipitasi diaging (disimpan) selama 12 jam. Larutan hasil aging kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring untuk mendapatkan endapan yang berwarna putih. Setelah itu, endapan hasil penyaringan dipanaskan dalam furnace pada temperatur 110 oC selama 3 jam, sehingga diperoleh serbuk berwarna putih. Serbuk putih tersebut selanjutnya dikarakterisasi dengan XRD dan FT-IR , BET, AFM, SEM dibandingkan dengan HA standar juga ditentukan rendemen HAnya.
Sintesis Kolagen dari tulang tulang sapi
Sintesis kolagen dari tulang sapi dilakukan dengan cara merendam 70 gram tulang dalam 5% HCl selama 24 jam pada suhu 4ºC. Perendaman dilakukan dengan perbandingan b:v 1:20. Setel ah masa perendaman, filtrat hasil perendaman ditambahkan 1N NaOH sampai pH netral. Filtrat didiamkan sampai terbentuk gumpalan putih. Gumpalan yang terbentuk dipisahkan dengan cara disaring menggunaka kertas saring. Kolagen basah yang terbentuk dikeringkan dengan metode freeze drying. Kolagen yang terbentuk dikarakterisasi dengan FTIR, XRD dan BET dibandingkan dengan kolagen standar dan juga ditentukan rendemennya..
Sintesis bone graft dari kolagen hidroksiapatit kitosan
Larutan kolagen dibuat dengan cara melarutkan kolagen dengan asam asetat 1%. Larutan kitosan dibuat dengan cara melarutkan kitosan dalam asam asetat 1%. Latutan hidroksiapatit dibuat dengan cara melarutkan hidroksiapatit dengan asam fosfat. Larutan kitosan dicampur dengan larutan kolagen dan larutan hidroksiapatit dengan perbandingan
32
kitosan : Hidroksiapatit: kolagen yang divariasi 10:50: 40; 20:50:30; 25:50:25 ; 30:50:20; 40:50:10. Larutan yang dihasilkan dinetralkan dengan NH4OH , setelah netral diaduk perlahan-lahan. Kemudian dimasukkan dalam beker glass, dibekuakan pada suhu -10, - 40 dan -80 selama waktu yang bervariasi 2, 4, 6 dan 8 jam. Bone graft yang dihasilkan selanjutnya dikarakterisasi sifat fisika dan kimianya.
Karakterisasi Bone gratt
Material yang dihasilkan selanjutnya dikarakterisasi yaitu : gugus fungsional ; ukuran pori, distribusi pori, surface area; kristalinitas; analisis morfologi permukaan, penampang lintang.
Metodologi penelitian tahun kedua:
Bone graft yang dihasilkan pada tahun pertama dikarakterisasi fisika maupun kimia yaitu a. Analisis morfologi
b. Uji tarik mulur/ sifat mekanik c. Uji kuat tekan
d. Uji degradasi e. Uji laju korosi f. Uji in vitro g. Uji sitotoksisitas
33 Bagan Alir penelitian selama 2 tahun :
Bagan Alir penelitian Keterangan :
Sudah dilakukan Akan dilakukan Tahun pertama -karakterisasi: FTIR, SEM, XRD, rendemen Variabel:Komposisi, pH, suhu pembekuan, waktu pembekuan
-Isolasi hidroksiapatit dari cangkang telur bebek - Isolasi kolagen dari tulang sapi
-
Tahun kedua
Bone graft hasil tahun pertama
Sintesis bone graft: hidroksiapatit kolagen kitosan
-Analisis morfologi - Uji tarik mulur - Uji kuat tekan - Uji degradasi - Uji laju korosi - Uji in vitro - Uji sitotoksisitas. -
1.data kondisi optimum isolasi: a. Hidroksiapatit
b.kolagen
c sintesis bone graft dari kolagen kitosan dan hidroksiapatit
2.hasil analisis FTIR, XRD,BET, rendemen dari:
a. Hidroksiapatit b. Kolagen c. Bone graft
Luaran tahun pertama: a.Produk bone graft
b. hasil kharakteristik bone graft. c.Publikasi pada jurnal nasional bereputasi/ internasional
c. Draft Paten dan buku ajar
bone graf yang sudah terakterisasi dan memenuhi standar
Luaran tahun kedua: a. bone graft yang sudah terkarakterisasi lengkap. b.Publikasi pada jurnal internasional
c.HKI/ paten
d. Inovasi penerapan Ipteks bidang material medis. e. buku ajar
Karakterisasi FTIR, XRD, BET
Isolasi kitosan dari cangkang udang
-karakterisasi: FTIR, SEM, XRD, PSA rendemen
34 Teknik Analisis Data
Data yang diperoleh dari penelitian dianalisis secara deskriptif kuantitatif. Data hasil sintesis kitosan, kolagen, hidroksiapatit dianalisis rendemennya. Spektra IR yang dihasilkan dianalisis gugus fungsionalnya untuk menggambarkan gugus fungsional yang berperan dalam pembentukan bone graft, data defraktogram dianalisis sifat kristalinitas dan kemurnian dari hasil sintesis, data BET dianalisis ukuran pori, distribusi pori dan surface area, data SEM dianalisis untuk menggambarkan morfologi permukaan dan penamapang lintang dari material, data uji mekanik dianalisis untuk menggambarkan tarik mulur dan modulus young yang menjadi indicator kelenturan suatu material, data kuat tekan menggambarkan kemampuan material nmenahan beban, data uji degradasi dianalisis untuk menggambarkan ketahanan terhadap kerusakan, data biokompatibel, ketoksikan diperoleh dari data uji in vitro dan uji toksisistas.
35