SINTESIS DAN PENCIRIAN HIDROGEL BERBAHAN
DASAR SELULOSA BAKTERI-AKRILAMIDA
TYAS CIPTA KATRESNA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Sintesis dan Pencirian Hidrogel Berbahan Dasar Selulosa Bakteri-Akrilamida adalah benar 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.Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
RINGKASAN
TYAS CIPTA KATRESNA. Sintesis dan Pencirian Hidrogel Berbahan Dasar Selulosa Bakteri-Akrilamida. Dibimbing oleh TUN TEDJA IRAWADI dan SRI MULIJANI.
Penelitian dan pengembangan biomaterial khususnya di bidang kesehatan sedang dilakukan secara intensif. Salah satu jenis biomaterial adalah hidrogel. Menurut Peppas et al. (2000) hidrogel merupakan polimer bertautsilang yang bersifat hidrofilik dan mampu menyimpan air atau cairan tubuh. Terkait kegunaannya, maka salah satu aplikasinya sebagai pembalut luka. Bahan untuk membuat hidrogel ini bisa digunakan dari biopolimer, polimer sintetik, atau gabungan dari keduanya. Penggabungan antara biopolimer dan polimer sintetik akan menghasilkan hidrogel yang lebih unggul. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini telah menghasilkan selulosa bakteri dari limbah nanas dengan bantuan bakteri Acetobacter xylinum kemudian ditautsilangkan dengan akrilamida sehingga menghasilkan lembaran hidrogel selulosa bakteri-akrilamida (BC-AAm) untuk aplikasi bahan pembalut luka. Hidrogel BC-AAm dibuat menggunakan bantuan iradiasi, diawali dengan perendaman masing-masing lembaran BC 10x10cm2 di dalam larutan AAm dengan komposisi secara berurutan 10, 12,5, dan 15%. Larutan campuran diiradiasi dengan sinar gamma menggunakan ragam dosis iradiasi 10, 20, 30, 40, dan 50 kGy.
Analisis penautansilang dalam hidrogel BC-AAm menunjukkan bahwa dosis iradiasi 40 kGy memberikan nilai fraksi gel dan kinerja hidrogel BC-AAm dengan nilai tertinggi. Nilai fraksi gel tertinggi, yaitu 93% diperoleh pada penambahan AAm 12,5%. Kinerja hidrogel dilihat dari nisbah daya mengembang di dalam air dan larutan NaCl serta sifat mekaniknya. Nisbah daya mengembang hidrogel BC-AAm pada dosis iradiasi tertinggi lebih besar dan tercapai lebih cepat dibandingkan BC baik di dalam air maupun di dalam larutan NaCl. Pengembangan hidrogel dengan dosis iradiasi optimum di dalam air dan di dalam larutan NaCl berturut-turut adalah 432,46 dan 376.34% tercapai setelah sekitar 10 jam. Uji sifat mekanik menunjukkan bahwa perlakuan sebelum dan sesudah perendaman menghasilkan perbedaan yang tidak terlalu signifikan. Hidrogel BC-AAm memiliki nilai tegangan dan regangan (46,3 MPa dan 36.6%) yang lebih tinggi dibandingkan BC (5,5 MPa dan 20,0%).
Pencirian hidrogel menggunakan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) menunjukkan bahwa AAm dapat tertautsilang pada BC menggunakan bantuan iradiasi. Pencirian hidrogel menggunakan mikroskop gaya atomik (AFM) menunjukkan bahwa terlihat dari segi morfologi AAm tertautsilang di dalam BC tidak merata dan hidrogel BC-AAm yang dihasilkan lebih elastis. Hal ini sejalan dengan data kinerja hidrogel. Hasil kalorimetri susuran diferensial (DSC) menunjukkan bahwa BC-AAm memiliki titik leleh dan transisi gelas (371.7 dan 325.8°C) yang lebih baik dibandingkan dengan BC (367.1 dan 371.7°C).
SUMMARY
TYAS CIPTA KATRESNA. Synthesis and Characterization of Bacterial Cellulose-Acrylamide Hydrogel. Supervised by TUN TEDJA IRAWADI and SRI MULIJANI.
Research and development of biomaterials, especially in areas of health are being conducted intensively. One type of biomaterials is hydrogel. Hydrogel are crosslinked hydrophilic polymers that can imbibe water or biological fluids. Related to the utilizing, development of hydrogels could be conducted, as a wound dressing application. The materials can be used to create the hydrogel are biopolymers, synthetic polymers, or it combination of both. The composite hydrogel between biopolymer and synthetic polymer will produce a superior material. The purpose of the research is to produce bacterial cellulose from pineapple waste matrices crosslinked with acrylamide to produce sheets of bacterial cellulose-acrylamide hydrogel (BC-AAm) for wound dressing application. BC-AAm hydrogels were made using irradiation methods, and it was initiated with the immersion of each BC sheets 10×10 cm2 in a solution of AAm with a composition in sequence 10, 12.5, and 15%. Mixed solution was irradiated through by gamma rays using various doses of 10, 20, 30, 40, and 50 kGy.
Analysis crosslinking of BC-AAm hydrogels showed that the irradiation dose 40 kGy deliver value and performance gel fraction BC-AAm hydrogels the highest value. The highest value of gel fraction is 93% on the addition of AAm 12.5%. Performance of hydrogel was evaluated from the ratio of the swelling degree of water, NaCL solution, and mechanical properties. The swelling degree of BC-AAM hydrogel expands on the highest dose of irradiation is larger and faster than BC achieved either in the water or in a solution of NaCl. The swelling BC-AAm hydrogels at optimum irradiation dose in the water and in NaCl solution after the tenth hours was 432 and 376%, respectively. The mechanical properties of composite hydrogels was determined by treatment before and after immersion and its resulted differences is not too significant. BC-AAm hydrogels value of tensile strength and strain (46.3MPa and 36.6%) higher than BC (5,5 MPa dan 20.0%).
Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) spectrum of hydrogel showed that AAm has been crosslinked in BC by irradiation gamma. Atomic force microscopy (AFM) topograph showed that AAm are crosslinked in the BC is heterogeneous and hydrogels BC-AAm more than elastic. This is consistent with the data in the hydrogel performance. From the results of DSC shows that melting point and transition glass BC-AAm (371.7 dan 325.8°C) better than BC (367.1 dan 371.7°C).
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
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 suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
SINTESIS DAN PENCIRIAN HIDROGEL BERBAHAN
DASAR SELULOSA BAKTERI-AKRILAMIDA
TYAS CIPTA KATRESNA
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
Pada
Program Studi Kimia
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul “Sintesis dan Pencirian Hidrogel Berbahan Dasar Selulosa Bakteri-Akrilamida”. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan Agustus 2012 hingga Januari 2013 di Laboratorium BATAN Patir, Jakarta Selatan dan Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih atas semua bimbingan, dukungan, dan kerjasama yang telah diberikan oleh Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS, Dr Sri Mulijani, MS, dan Drs Erizal, APU. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Andriawan Subekti, SSi, Ivan R Nugraha, SSi, Lia Anggraini, SSi, dan Nafiul Umam, SSi, atas segala diskusi dan saran berkaitan dengan penelitian. Terima kasih juga saya sampaikan kepada Bapak Sabur, Lia, Lestia, Kartika, Indra, Ami, dan Rivai atas bantuan yang telah diberikan selama penulis melakukan penelitian di Laboratorium Kimia Organik dan BATAN Patir. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Bunda, Muti, Dimas, Mamah, Raga, dan Taufik atas segala doa, bantuan materi, dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Terima kasih.
Bogor, Februari 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR (vi)
DAFTAR LAMPIRAN (vi)
PENDAHULUAN 1
METODE 2
Pembuatan Selulosa Bakteri dari Limbah Nanas 3 Penyiapan Contoh Kering Selulosa Bakteri 3
Pembuatan Hidrogel Selulosa Bakteri-Akrilamida 4
Penentuan Fraski Gel 4 Penentuan Kinerja Hidrogel 4 Pencirian Hidrogel Selulosa Bakteri-Akrilamida 5 HASIL DAN PEMBAHASAN 6 Kopolimer Tautsilang 6 Fraksi Gel 6
Daya Mengembang dan Sifat Mekanik Hidrogel 7 Pencirian Hidrogel 11
SIMPULAN DAN SARAN 14
Simpulan 14
Saran 15
DAFTAR PUSTAKA 15
LAMPIRAN 17
1
DAFTAR GAMBAR
1 Penampilan fisik BC 6
2 Pengaruh dosis iradiasi terhadap rerata fraksi gel hidrogel BC-AAm 7
3 Nisbah pengembangan BC dan hidrogel BC-AAm di dalam air 8
4 Nisbah pengembangan BC dan hidrogel BC-AAm di dalam NaCl 9
5 Uji tegangan BC-AAm ragam dosis iradiasi sebelum perendaman 10
6 Uji regangan BC-AAm ragam dosis iradiasi sebelum perendaman 11
7 Spektrum inframerah 12
8 Topografi AFM BC dosis iradiasi 12
9 Kekasaran BC dan hidrogel BC-AAm 13
10 Kurva DSC BC-AAm dosis iradiasi 13
11 Kurva transisi gelas dan titik leleh hidrogel BC-AAm 14
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian 172 Diagram alir pembuatan BC 18
3 Data bobot AAm yang tertaut silang di dalam BC 19
4 Data pengaruh dosis iradiasi terhadap fraksi gel hidrogel BC-AAm 19
5 Data daya mengembang hidrogel BC-AAmdi dalamair 21 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAmdi dalamlarutan NaCl 25
1
PENDAHULUAN
Penelitian dan pengembangan biomaterial khususnya di bidang kesehatan sedang dilakukan secara intensif. Biomaterial merupakan bahan sintetik maupun bahan alami yang digunakan untuk mengganti atau mengembalikan fungsi jaringan tubuh (Ratner & Briant 2004). Salah satu jenis biomaterial adalah hidrogel. Menurut Peppas et al. (2000) hidrogel merupakan polimer bertautsilang yang bersifat hidrofilik dan mampu menyimpan air atau cairan tubuh. Hidrogel memiliki kemampuan untuk mengembang serta menahan cairan dalam volume besar hingga 1000−100.000% (Zohuriaan-Mehr & Kabiri 2008). Terkait kegunaannya, maka salah satu aplikasi hidrogel digunakan dalam bidang kesehatan sebagai pembalut luka.
Penggunaan pembalut luka pada masa sekarang, fungsinya tidak hanya digunakan untuk menutupi luka tetapi juga membantu dalam proses penyembuhan. Pembalut luka dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu pembalut lembam dan bioaktif. Penggunaan pembalut luka lembam (bahan kasa, serat antilengket, kain, dan modifikasi film plastik berpori) dilakukan dengan cara pasif, yaitu disumbat dan tertutup. Namun, sifat bahan tersebut hanya sedikit yang memenuhi dari syarat ideal karena daya serap rendah, tidak bisa mengatasi radang atau inflamasi akibat infeksi bakteri (eksudat), dan tidak memiliki kemampuan untuk mengubah lingkungan luka menjadi kondusif, sedangkan pembalut luka bioaktif seperti hidrogel, mampu mengubah lingkungan luka dan berinteraksi dengan permukaan luka untuk mengoptimalkan penyembuhan (Weller & Sussman 2006). Hidrogel untuk pembalut luka dapat dibuat dalam bentuk gel kental maupun lembaran. Hidrogel lembaran lebih disukai dibandingkan dengan gel kental karena dapat meminimalisasi eksudat dari luka bakar (Weller & Sussman 2006), menyerap air dan cairan luka dalam volume yang cukup besar, tidak dapat ditembus oleh bakteri tanpa merusak bahan (Muthia 2009), dan dapat digunakan untuk luka yang terlokalisasi (Beldon 2010). Bahan untuk membuat hidrogel ini bisa digunakan dari biopolimer, polimer sintetik, atau gabungan keduanya.
2
Selulosa bakteri memiliki kekuatan tarik tinggi baik dalam keadaan kering maupun basah, ramah lingkungan, memiliki stabilitas termal (Brown 2007), struktur BC yang berpori dapat mempercepat penyembuhan luka, mempunyai daya serap tinggi terhadap cairan (albumin), dan dapat menyerap cairan yang dikeluarkan dari luka kronis (Muthia 2009). Namun, sifat BC yang tidak elastis (Brown 2007), dan terurai-hayati menyebabkan penggunaannya menjadi tidak tahan lama (Rimdusit et al. 2012). Penambahan polimer lain yang kompatibel pada suatu jenis homopolimer akan menaikkan sifat fisiknya untuk mendapatkan suatu hidrogel baru dengan kemampuan daya serap yang relatif besar (Erlizal et al. 2008). Hidrogel dari polimer sintetik seperti poliakrilamida (PAAm) dapat digunakan untuk matriks penyimpanan air, elastis, tahan lama (Qinzue et al. 2010) walaupun penyerapan airnya terbatas (Erlizal et al. 2008), PAAm mempunyai sifat biokompatibel dengan tubuh dan tidak menyebabkan sensitivitas pada kulit (Gibas & Janik 2010) sehingga PAAm ini dapat ditautsilangkan di dalam BC.
Buyanov et al. (2010) telah menggabungkan BC (VKM 880) dan PAAM dalam bentuk gel kental. Dalam penelitian tersebut dilaporkan bahwa gel kental BC-PAAm memiliki daya mengembang di dalam air dan larutan NaCl 0,5 M berturut-turut sebesar 682 dan 1.340%, serta memiliki kemampuan menahan tegangan 10 MPa. Penelitian lainnya yang dilakukan oleh Zhang (2011) menyatakan bahwa hidrogel akrilamida (AAm) pada BC yang di sintesis secara kimia dapat bertautsilang dan tersebar merata, daya mengembang air sebesar 1.390% tercapai setelah 20 jam, dapat meningkatkan kestabilan termal dari 320 (BC) menjadi 385ºC (hidrogel), dan kekuatan tarik dari 130 kPa (BC) menjadi 2350 kPa (hidrogel).
Cara lain yang digunakan untuk menyintesis hidrogel dapat dilakukan dengan cara iradiasi. Rimdusit et al. (2012) telah membandingkan hidrogel selulosa-AAm dari hasil pembentukan secara kimia dan iradiasi. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa sintesis secara iradiasi ini tidak memberikan keseragaman struktur hidrogel yang lebih baik dibandingkan secara kimia. Namun, keunggulan hidrogel hasil iradiasi memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan hasil secara kimia (Rimdusit et al. 2012). Pengerjaan secara iradiasi relatif lebih cepat, tidak membutuhkan katalis dan inisiator, serta pembentukan dan sterilisasi bisa dilakukan secara serentak (Erizal & Redja 2010). Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dilakukan untuk menghasilkan hidrogel dari selulosa bakteri berbahan baku limbah nanas yang ditautsilangkan dengan akrilamida secara iradiasi. Keberhasilan penautansilang ditentukan dari nilai fraksi gel dan hidrogel dengan kinerja yang paling baik ditentukan dengan membandingkan daya mengembang dan sifat mekanik dalam ragam % AAm dan dosis iradiasi.
METODE
3 pembuatan selulosa bakteri, penyiapan selulosa bakteri kering, penautansilang akrilamida di dalam selulosa bakteri menggunakan iradiator CO60 (iradiator karet, IRKA) BATAN Patir, penentuan fraksi gel, penentuan kinerja daya mengembang hidrogel dan sifat mekanik memakai Karl Frank Tensometer dan Dumb Bell Saitama Strograph-R1 di BATAN Patir, serta pencirian hidrogel. Pencirian hidrogel menggunakan AFM Nanosurf Easyscan 2 di Universitas Syiah Kuala Aceh, DSC-60 Shimadzu, dan FTIR Shimadzu Prestige-21 di BATAN Patir. Bahan yang digunakan ialah limbah nanas Queen Bogor yang didapat dari pasar Ramayana Bogor dengan tingkat kematangan 25% dari warna kuning buahnya (dari total permukaan buah 100%), Acetobacter xylinum yang di peroleh dari Pabrik Tricoco Cibanteng Bogor, (NH4)2SO4Fisher scientific, asam asetat 98%,
akrilamida Merck.
Pembuatan Selulosa Bakteri dari Limbah Nanas (Nata de pina) (Fasla 2006).
Limbah nanas dihancurkan sehingga didapatkan bubur limbah nanas, lalu bubur diperas menggunakan kain kasa sehingga didapatkan sarinya. Sari nanas tersebut masih banyak mengandung endapan atau pengotor sehingga untuk mendapatkan sari nanas yang baik perlu disaring menggunakan kertas saring dengan bantuan pompa vakum menggunakan corong-Büchner.
Tahap selanjutnya sari nanas diencerkan menggunakan air dengan nisbah sari nanas:air adalah 1:4, lalu larutan tersebut dididihkan. Setelah mendidih, ditambahkan gula pasir sebagai sumber karbon sebanyak 7,5g dan ditambahkan (NH4)2SO4 0,5g. Larutan diaduk sampai homogen, kemudian diatur pHnya
menjadi 4,5 dengan penambahan asam asetat 98%. Larutan yang telah disesuaikan pH-nya dimasukan ke dalam tiap wadah kemudian ditutup. Keesokan harinya ditambahkan Acetobacter xylinum dan diinkubasikan selama 8-15 hari pada suhu 32ºC. Pada hari ke-8, selulosa bakteri (BC) siap dipanen dengan ketebalan 0,5-1cm.
Penyiapan Contoh Kering Selulosa Bakteri (Fasla 2006).
Lembaran BC selanjutnya dicuci dengan air, kemudian dipotong-potong dengan pisau, sehingga berbentuk lembaran kecil dengan ukuran 10x10cm2. Lembaran tersebut direbus mendidih selama 20 menit untuk menghilangkan bakteri yang tersisa atau menempel pada lembaran BC. Selama belum digunakan, lembaran BC kecil ini dapat disimpan dalam kantong plastik di lemari pendingin.
4
Pembuatan Hidrogel Selulosa Bakteri-Akrilamida (Rimdusit et al. 2012).
Pembuatan hidrogel menggunakan metode iradiasi dilakukan dengan memodifikasi prosedur Rimdusit et al. (2012). Tahap pertama diawali dengan perendaman masing-masing lembaran BC 10x10cm2 di dalam larutan akrilamida dengan komposisi secara berurutan 10, 12,5, dan 15% menggunakan pelarut air selama 2-3 jam. Selanjutnya, masing-masing lembaran BC-AAm dikemas tertutup dalam kantong plastik polietilena dengan ukuran 10x15cm2 dengan ketebalan 0,5cm. Setelah itu, larutan campuran tersebut diiradiasi dengan sinar gamma menggunakan dosis iradiasi 10-50kGy dengan laju dosis 10kGy/jam dengan detektor sintilasi.
Penentuan Fraksi Gel (Rimdusit et al. 2012).
Tiga lembar hidrogel BC-AAm hasil iradiasi dengan ukuran (1x1)cm2 dikeringkan pada suhu 60oC hingga bobot konstan, lalu ditimbang (W0).
Selanjutnya, hidrogel direndam dan dikocok di dalam aquades dengan kecepatan 100 rpm selama 24 jam pada suhu kamar untuk menghilangkan zat-zat yang tidak bereaksi. Setelah itu, hidrogel dikeluarkan dan dikeringkan di dalam oven pada suhu 60ºC sampai berat konstan. Kemudian hidrogel ditimbang kembali (W1).
Fraksi gel dihitung dengan persamaan : Fraksi gel (%) = W1/W0
W1 = Bobot kering hidrogel BC-AAm hasil perendaman selama 24 jam (g)
W0 = Bobot kering hidrogel BC-AAm sebelum perendaman (g)
Penentuan Kinerja Hidrogel
Pengukuran Nisbah Pengembangan Hidrogel di dalam Air (Erizal et al. 2008).
Tiga lembar hidrogel BC-AAm hasil iradiasi dengan ukuran (1x1)cm2 dikeringkan dalam oven pada suhu 60ºC hingga bobot konstan, lalu ditimbang (Wd). Selanjutnya, hidrogel kering direndam dalam 50 mL air selama 60 menit.
Setelah itu, hidrogel dikeluarkan dan air dipermukaan hidrogel dilap dengan kertas saring, lalu hidrogel ditimbang kembali (Ws). Pengukuran dilakukan pada lembaran BC sebagai kontrol dan lembaran BC-AAm hasil iradiasi berbagai dosis selama 24 dengan interval 60 menit. Pengukuran nisbah daya mengembang hidrogel hasil pengujian pada masing-masing waktu perendaman dihitung dengan menggunakan persamaan :
Q = Nisbah daya mengembang
Ws = Bobot basah hidrogel BC-AAm (g)
5 Pengukuran Nisbah Pengembangan Hidrogel di dalam NaCl (Erizal et al. 2008).
Tiga lembar hidrogel BC-AAm hasil iradiasi dengan ukuran (1x1)cm2 dikeringkan dalam oven pada suhu 60ºC hingga bobot konstan, lalu ditimbang (Wd). Selanjutnya, hidrogel kering direndam dalam larutan NaCl 0,5 M selama 60
menit. Setelah itu hidrogel dikeluarkan dan larutan NaCl dipermukaan hidrogel dilap dengan kertas saring, lalu hidrogel ditimbang kembali (Ws). Pengukuran dilakukan pada lembaran BC sebagai kontrol dan BC-AAm hasil iradiasi berbagai dosis selama 24 dengan interval 60 menit. Pengukuran nisbah daya mengembang hidrogel hasil pengujian pada masing-masing waktu perendaman dihitung dengan menggunakan persamaan:
Q = Nisbah daya mengembang
Ws = Bobot basah hidrogel BC-AAm (g) Wd = Bobot kering hidrogel BC-AAm (g)
Uji Sifat Mekanik (Hutapea et al. 2012).
Uji sifat mekanik diukur melalui uji tegangan dan regangan dengan standardisasi ASTM D 412 Test method A, yaitu dengan menggunakan Karl Frank Tensometer melalui pembacaan kekuatan tarik dan persentasi pemanjangan pada saat putus yang terekam dalam tampilan dari Strograph-R1 pada akhir setiap pengujian. Sebanyak 5 buah lembaran BC dan hidrogel BC-AAm hasil iradiasi dicetak menggunakan dumb bell. Uji mekanik pada keduanya dibedakan berdasarkan perlakuan sebelum dan sesudah perendaman di dalam air.
Pencirian Hidrogel Selulosa Bakteri-Akrilamida
Analisis dengan menggunakan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR).
Sampel hidrogel 10 mg dalam bentuk serbuk dan 100 mg KBr dicampur hingga seragam sampai menjadi bentuk pelet. Selanjutnya, pelet ditempatkan dalam kompartemen sampel.
Analisis dengan menggunakan mikroskop gaya atomik (AFM).
AFM dapat memberikan gambar dengan resolusi tinggi dan keterulangannya baik hingga skala subseluler pada hidrogel. Sampel hidrogel ukuran 1x1cm2 selanjutnya dianalisis menggunakan AFM NANOS Scan Panel. Mode yang digunakan adalah mode tanpa kontak (non contact mode), dimana tip tidak menyentuh sampel.
Analisis dengan menggunakan kalorimetri susuran diferensial (DSC).
6
DSC dengan menggunakan pembanding α-Al2O3 (Shimazdu). Keduanya
ditambahkan N2 cair, kenaikan suhu diatur 10°C/ menit.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kopolimer Tautsilang
Selulosa bakteri (BC) digunakan sebagai kerangka utama hidrogel di dalam kopolimerisasi tautsilang dengan monomer akrilamida (AAm). Penampilan fisik BC yang dihasilkan adalah berwarna kuning (Gambar 1a) yang berasal dari warna nanas. Warna kuning dari BC akan memengaruhi proses pencirian hidrogel BC-AAm sehingga BC direndam di dalam air selama 3 hari untuk menghilangkan warnanya. Hasil perendaman tersebut ditunjukkan pada Gambar 1b. Penampilan BC (Gambar 1c) secara visual tidak ada perbedaan dengan hidrogel BC-AAm hasil iradiasi sinar gamma (Gambar 1d). Namun, hasil BC-AAm berbagai dosis iradiasi lebih elastis dibandingkan BC kering. Hal ini disebabkan oleh adanya penambahan AAm yang bersifat elastis (Qinzue et al. 2010). Kinerja keduanya bisa dibedakan menggunakan parameter pengukuran kinerja hidrogel.
a b c d
Gambar 1 Penampilan fisik BC (a), BC setelah direndam air selama 3 hari (b), BC sebelum iradiasi (c), dan BC-AAm setelah iradiasi (d).
Fraksi Gel
Fraksi gel merupakan parameter yang digunakan dalam sintesis hidrogel yang mencerminkan jumlah fraksi bahan awal baik monomer maupun polimer yang diubah menjadi hidrogel pada proses sintesis (Rimdusit et al. 2012). Parameter ini juga menunjukkan nilai efisiensi dari proses dalam sintesis hidrogel yang bergantung pada kepekaan dari bahan terhadap iradiasi yang dipaparkan (Erizal et al. 2008). Keberhasilan penautansilang membentuk hidrogel BC-AAm dapat dilihat dari nilai fraksi gel berdasarkan pengaruh ragam konsentrasi AAm (10, 12,5, dan 15% b/v) dan dosis iradiasi (10-50 kGy).
7 jumlah yang sama tersebut tidak menunjukkan bahwa semua AAm tertautsilang pada BC membentuk hidrogel BC-AAm. Hal ini ditunjukkan dari nilai fraksi gel setelah perendaman di dalam air selama 24 jam. Fraksi gel menunjukkan nisbah bobot BC-AAm terhadap bobot BC sehingga dari nilai tersebut dapat diketahui jumlah AAm di dalam hidrogel BC-AAm. Pengaruh dosis iradiasi dan konsentrasi AAm terhadap nilai fraksi gel BC-AAm disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2 Pengaruh dosis iradiasi terhadap rerata fraksi gel hidrogel BC tertautsilang AAm 10 (♦), 12,5 (■), 15 (▲)%.
Gambar 2 memperlihatkan nilai fraksi gel pada semua ragam konsentrasi. Fraksi gel meningkat dengan peningkatan dosis iradiasi hingga menunjukkan nilai optimum pada pemberian dosis iradiasi 40 kGy dan menurun kembali pada dosis iradiasi yang lebih besar (50 kGy). Hal ini disebabkan oleh terdapatnya tautsilang BC-AAm yang terdegradasi dengan dosis iradiasi yang lebih besar dari 40 kGy (Erizal et al. 2012). Nilai fraksi gel yang paling tinggi dari semua ragam konsentrasi dan dosis iradiasi dimiliki oleh sampel dengan konsentrasi AAm 12,5% dan dosis iradiasi 40 kGy, yaitu sebesar 93%. Dengan demikian penautansilang terjadi secara optimum pada kondisi tersebut. Oleh sebab itu, penambahan konsentrasi AAm 12,5% pada BC digunakan untuk analisis selanjutnya.
Daya Mengembang dan Sifat Mekanik Hidrogel
8
Gambar 3 Nisbah pengembangan BC (♦), hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10 (■), 20 (▲), 30 (x), 40 (*), dan 50 (●) kGy di dalam air.
Gambar 3 menunjukkan bahwa keberhasilan tautsilang pada hidrogel BC-AAm memberikan kemampuan daya mengembang yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang sebelum ditautsilang (BC). Hal ini disebabkan oleh adanya gugus amida (-CONH2) dari AAm yang tertautsilang pada gugus hidroksi
(-OH) pada BC yang akan meningkatkan hidrofilitas dan dapat mengikat air lebih banyak (Billmayer 1984). Selain itu, pada Gambar 3 terlihat pula bahwa semakin panjang waktu perendaman maka daya mengembang semakin tinggi hingga mencapai nilai optimum setelah sekitar 10 jam untuk hampir semua hidrogel BC-AAm dengan ragam dosis iradiasi. Daya mengembang hidrogel BC-BC-AAm pada berbagai dosis iradiasi meningkat ± dua kali lipat dari awal sampai titik optimum, kecuali pada hidrogel BC-AAm yang diiradiasi dengan dosis 40 kGy, yaitu meningkat ± empat kalinya (Lampiran 5). Hal ini disebabkan oleh nilai fraksi gel pada hidrogel dengan pemberian dosis iradiasi tersebut merupakan nilai yang tertinggi. Nilai fraksi gel yang tertinggi menunjukkan bahwa jumlah AAm di dalam hidrogel tersebut adalah yang paling banyak.
Hal ini sejalan dengan yang dilaporkan Buyanov et al. (2010) dan Zhang (2011) bahwa daya mengembang hidrogel BC-AAm lebih besar dibandingkan dengan BC. Namun, dalam penelitian tersebut menunjukkan bahwa daya mengembang hidrogel baik Buyanov et al. (2010) maupun Zhang (2011) lebih besar dibandingkan dengan hasil penelitian ini, berturut-turut adalah 682 dan 1.390%. Hal ini disebabkan oleh adanya proses pengeringan dan pengepresan pada BC untuk menghilangkan airnya yang dilakukan pada penelitian ini. Proses tersebut akan mengakibatkan jarak interaksi hidrogen intermolekul BC semakin dekat sehingga porinya pun menjadi lebih kecil dibandingkan dengan Buyanov et al. (2010) dan Zhang (2011) yang masih mengandung kadar air sekitar 86%. Ukuran pori yang semakin kecil menunjukkan bahwa tempat terserapnya air akan semakin sedikit sehingga akan menurunkan daya mengembangnya.
9 mengembang hidrogel terhadap air yang akan digunakan sebagai absorben (Erizal & Redja 2010). Penggunaan NaCl 0,5 M disesuaikan dengan kandungan normal garam pada darah. Hubungan antara nisbah pengembangan hidrogel di dalam larutan NaCL 0,5 M dan fungsi waktu disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4 Nisbah pengembangan BC (♦), hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10 (■), 20 (▲), 30 (x), 40 (*), dan 50 (●) kGy di dalam larutan NaCl.
Sejalan dengan hasil pengembangan hidrogel di dalam air gambar tersebut menunjukkan bahwa keberhasilan tautsilang pada hidrogel BC-AAm memberikan kemampuan daya mengembang yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang sebelum ditautsilang (BC). Selain itu, pada Gambar 4 terlihat bahwa semakin panjang waktu perendaman maka daya mengembang semakin tinggi hingga mencapai nilai optimum setelah sekitar 11 jam untuk hampir semua hidrogel BC-AAm dengan ragam dosis iradiasi. Daya mengembang hidrogel BC-BC-AAm pada berbagai dosis iradiasi meningkat ± dua kali lipat dari awal sampai titik optimum, kecuali pada hidrogel BC-AAm yang diiradiasi dengan dosis 40 kGy, yaitu meningkat ± empat kalinya (Lampiran 6). Namun, daya mengembang hidrogel di dalam larutan NaCl relatif lebih kecil dibandingkan di dalam air. Hal ini disebabkan adanya pengaruh tekanan osmosis yang sangat rendah akibat adanya ion-ion Na+ dan Cl- yang terikat pada hidrogel (Erizal & Redja 2010).
10
Gambar 5 Uji tegangan BC-AAm berbagai ragam dosis iradiasi sebelum (♦), sesudah (■) perendaman di dalam air selama 10 jam.
Nilai tegangan menunjukkan seberapa kuat sampel menahan ketika di tarik hingga rusak atau putus. Gambar 5 menjelaskan bahwa keberhasilan tautsilang pada hidrogel BC-AAm juga akan memberikan nilai tegangan yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang sebelum ditautsilang (BC). Selain itu, nilai tegangan hidrogel BC-AAm pada semua ragam dosis iradiasi sebelum perendaman lebih besar dibandingkan sesudah di rendam. Hal ini menunjukkan ada pengaruh interaksi hidrogen antarmolekul hidrogel BC-AAm dengan air. Adanya gugus amida (-CONH2) yang tertautsilang pada BC dapat berinteraksi hidrogen dengan
air yang akan meningkatkan hidrofilitas dan lebih mudah ketika ditarik (Billmayer 1984).
Nilai tegangan hidrogel BC-AAm pada penelitian ini lebih tinggi (46,3 MPa) dibandingkan hidrogel BC-AAm yang dilaporkan oleh Buyanov et al. (2010) dan Zhang (2011), berturut-turut sebesar 10 MPa dan 2350 kPa. Hal ini disebabkan oleh bahan baku untuk menghasilkan BC (Panesar et al. 2009) dan preparasi BC-AAm (Buyanov et al. 2010) yang berbeda dapat memengaruhi kekuatan tegangannya.
11 Gambar 6 Uji regangan BC-AAm berbagai ragam dosis iradiasi sebelum (♦),
sesudah (■) perendaman di dalam air selama 10 jam.
Adanya pengaruh interaksi hidrogen antarmolekul hidrogel BC-AAm dengan air pada semua ragam dosis iradiasi sebelum perendaman memiliki regangan lebih rendah dibandingkan setelah perendaman. Namun, perbedaannya tidak terlalu signifikan. Sama seperti yang dilaporkan Brown (2007) bahwa BC kering maupun basah memiliki mekanik yang tinggi.
Pencirian Hidrogel
Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier (FTIR) Hidrogel BC-AAm
Keberhasilan proses penautansilang BC-AAM dianalisis berdasarkan gugus fungsi pada sampel BC-AAm dosis 40 kGy. FTIR pada Gambar 7 merupakan spektrum FTIR dari hidrogel BC-AAM, AAM, dan BC. Gambar 7b merupakan spektrum BC dan menunjukkan puncak serapan ulur OH pada daerah bilangan gelombang 3.482cm-1, ulur C-H pada 2.942 cm-1, tekuk C-H pada 1.443 cm-1, ulur C-O-C pada 1.132cm-1,serta serapan tajam dan lemah β-glikosida pada 897 cm-1 (Pavia et. al 2001). Spektrum FTIR BC-AAm tidak menunjukkan perbedaan signifikan dengan BC. Hal ini disebabkan oleh unit gugus fungsi yang relatif sama antara BC dengan BC-AAm. Perbedaan terletak pada munculnya serapan khas gugus amida (-CONH2) dari AAm, yaitu ulur C=O yang tajam dari AAm pada
12
Gambar 7 Spektrum inframerah (a) AAm, (b) BC, (c) BC-AAm dosis iradiasi 40 kGy.
Kajian Topografi Hidrogel
Kajian topografi hidrogel dilakukan menggunakan AFM. Gambar 8 memperlihatkan topografi BC, hidrogel BC-AAm kering dan BC-AAM hasil rendaman di dalam air. Tofografinya menunjukkan AAm yang tertautsilang di dalam BC tidak merata. Hal ini ditunjukkan dari daerah gelap hasil iradiasi yang berada di daerah tertentu saja. Sejalan dengan yang dilaporkan Rimdusit et al. (2012) bahwa metode iradiasi menghasilkan anisotropik hidrogel.
Gambar 8 Topografi AFM BC (a), BC-AAm kering dosis iradiasi 40 kGy (b), dan BC-AAm direndam di dalam air dosis iradiasi 40 kGy (c).
a b c
c
b
a C=O
13 Analisis AFM juga dapat menunjukkan kekasaran dari permukaan sampel hidrogel melalui nilai Ra. Nilai Ra mengindikasikan bahwa semakin besar nilai Ra yang dihasilkan pada area yang di analisis maka permukaan hidrogel yang dihasilkan semakin kasar dan kristanilitas semakin tinggi (Lira et.al 2007). Hubungan antara nilai Ra dengan area disajikan pada Gambar 9. Berdasarkan Gambar 9 terlihat bahwa penautansilang AAm pada BC dan proses perendaman hidrogel di dalam air akan menurunkan nilai Ra. Hal ini menunjukkan bahwa penautasilangan AAm akan menghasilkan hidrogel BC-AAm yang bersifat hidrofilik dan lebih elastis dibandingkan dengan BC. Air dapat terserap di dalam hidrogel BC-AAm karena keduanya bersifat hidrofilik dan dapat menyebabkan elastisitas bertambah. Hal ini sejalan dengan data dari kinerja hidrogel.
Gambar 9 Kekasaran BC (─), BC-AAm kering dosis iradiasi 40 kGy (─), dan BC-AAm direndam di dalam air dosis iradiasi 40 kGy (─).
Kajian Kalorimetri Susuran Diferensial (DSC)
Kajian DSC merupakan analisis suhu yang dapat mengukur sifat termoplastik polimer dari dekomposisi, titik leleh, dan transisi gelas sebagai akibat dari perubahan entalpi (reaksi endoterm atau eksoterm) yang terjadi dalam sampel (Billmayer 1984). Kajian DSC mengukur perubahan entalpi dari bahan sebagai fungsi suhu diujikan untuk BC dan BC-AAm berbagai ragam dosis yang disajikan pada gambar 10 :
14
Besarnya perubahan entalpi terhadap suhu dapat memberikan informasi mengenai titik leleh dan transisi gelas hidrogel BC-AAm. Pergeseran daerah endoterm ke arah kanan terhadap BC sebagai kontrol mengindikasikan bahwa AAm tertautsilang pada BC pada berbagai dosis iradiasi (20-40 kGy) sedangkan pergeseran kearah kiri (dosis iradiasi 10 dan 50 kGy) disebabkan oleh hidrogel BC-AAm terdekomposisi paparan iradiasi (Gambar 10). Oleh sebab itu, AAm yang tertaut silang secara optimum akan meningkatkan titik leleh dan memengaruhi keadaan transisi gelas pada hidrogel (Rimdusit et al. 2012). Titik leleh hidrogel tertinggi didapat pada dosis iradiasi 40 kGy (Gambar 11).
Gambar 11 Kurva transisi gelas (─) dan titik leleh (─) hidrogel BC-AAm berbagai dosis iradiasi.
Transisi gelas merupakan suhu transisi dari polimer termoplastik yang akan mengubah keadaaan dan perilakunya dari kaku, getas, padat seperti gelas menjadi fleksibel, lunak, elastis (Billmayer 1984). Transisi gelas pada hidrogel dosis optimum 40 kGy lebih rendah dibandingkan BC (Gambar 11) sehingga keadaan transisinya lebih cepat dicapai. Pada penelitian, hidrogel BC-AAm menggunakan dosis iradiasi menghasilkan polimer yang lebih elastis dengan kestabilan tinggi. Sama seperti yang dilaporkan Zhang (2011) kestabilan suhu pada BC meningkat dari 320 menjadi 385°C pada BC-AAm.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
15 dalam BC. Hidrogel BC-AAm yang dihasilkan memiliki sifat lebih elastis dibandingkan BC. Daya mengembang hidrogel BC-AAm baik di dalam air maupun di dalam larutan NaCL 0,5 M lebih tinggi (4 kali) dan sifat mekaniknya (46,4 MPa dan 36,6 %) lebih tinggi dibandingkan BC.
Saran
Hidrogel BC-AAm perlu dicirikan lebih lanjut seperti penentuan derajat polimerisasi dan bobot molekul.
DAFTAR PUSTAKA
Barud HS et al. 2011. Antimicrobial bacterial cellulose-silver nanoparticles composite membranes. J Nanomaterials. 2011:8. doi:10.1155/2011/721631. Beldon P. 2010. How to choose the appropriate dressing for each wound type.
Wound Essential. 5:140-44.
Billmayer FW. 1984. Textbook of Polymer Science. 3th Ed. New York: John Wiley & Sons.
Brown EE. 2007. Bacterial cellulose/thermoplastic polymer nanocomposites. [Thesis]. Washington: Department of Chemical Engineering, Washington state university.
Buyanov AL, Gofmana IV, Revel’skayaa LG, Khripunova AK, Tkachenko AA. 2010. Anisotropic swelling and mechanical behavior of composite bacterial cellulose–poly(acrylamide or acrylamide–sodium acrylate) hydrogels. J Biomed Material. 3:102-11. Tersedia pada: http/ www.elsevier.com/locate/jmbbm.
Erizal dan Redja IW. 2010. Sintesis hidrogel superabsorbent polietilen oksida-alginat dengan teknik radiasi gamma dan karakterisasinya. J ilmu kefarmasian Indonesia. 8:11-17.
Erlizal, Tita, Dewi. 2008. S intesis hidrogel poliakrilamida (PAAM)-ko-alginat dengan iradiasi sinar gamma dan karakterisasinya. Indo J Material sci. 536:13-20.
Fasla FR. 2006. Pencirian membran selulosa asetat berbahan dasar selulosa bakteri dari limbah nanas. [Skripsi]. Bogor: Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor.
Gibas, Janik. 2010. Review: synthetic polymer hydrogels gor biomedical applications. Chem. 4:4.
Hutapea DS, Tampubolon HL, Surya I. 2012. Pengaruh penambahan alkanolamida turunan minyak kelapa sawit terhadap sifat-sifat uji tarik vulkanisat karet alam berpengisi silica. J Tek Kim USU. 1: 1.
16
Liang R, Yuan H, Xi G, Zhou Q. 2009. Synthesis of wheat straw-g-poly(acrylic acid) superabsorbent composites and release urea from it. Carbohydr Polym. 77:181-87. Tersedia pada: http/www.elsevier.com/locate/carbpol.
Lira et.al. 2007. comparative study of silicone-hydrogel contact lenses surfaces before and after wear using atomic force microscopy.J of Biomed Materiails. Part B : appl biomaterials. DOI: 10.1002/jbm.b.30954
Muthia T. 2009. Peranan serat alam untuk bahan baku tekstil medis pembalut luka. Arena Tekstil. 24:60-112.
Peppas NA, Huang Y, Torres-Lugo M, Ward JH, Jang J. 2000. Physicochemical Foundations and Structural desain of hydrogels in medicine and biology. Indiana : Purdue University.
Panesar PS, Chavan YV, Bera MB, Chand O, Kumar H. 2009. Evaluation of acetobacter strain for the production of microbial cellulose. Asian J Chem. 21:099-102.
Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS. 2001. Introduction To Spectroscopy.3th Ed. A Guide For Students of Organic Chemistry. Washington : Thomson Learning, Inc.
Qinzue W et al. 2010. Biodegradation of polyacrylamide by bacteria isolated from activated sludge and oil-contaminated soil. J Hazard Matt 175:955-9.
Ratner BD, Bryant SJ. 2004. Biomaterials: Where We Have Been and Where We Are Going. Annu. Rev. Biomed. Eng. 6:41–75. doi: 10.1146/annurev.bioeng.6.040803.140027.
Rimdusit S, Somsaeng K, Kewsuwan P, Jubsilp C, Tiptipakorn C. 2012. Comparison of Gamma Radiation Crosslinking and Chemical Crosslinking on Properties of Methylcellulose Hydrogel. J Eng. 16:4.
Rulianah S. 2002. Studi pemanfaatan kulit buah nanas sebagai nata de pina. Bisnis dan Teknologi 10:20-25.
Sannino A, Demitri C, Madaghiele M. 2009. Review biodegradable cellulose-based hydrogels: design and applications. Materials. 2:353-73. doi:10.3390/ma2020353.
Weller C, Sussman F. 2006. Wound dressings update. J Pharmacy Practice and Research. 36: 4.
Zhang J, Rong J, Li W, Lin Z, Zhang X. 2011. Preparation and characterization of bacterial cellulose/ polyacrylamide hydrogel. Acta Poymerica Sinica. 6: 602-07.
17 Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Iradiasi dengan dosis 0; 10; 20; 30; 40; 50 kGy Selulosa bakteri 10x10 cm2
Selulosa bakteri 10 x 10 cm2 + masing-masing akrilamida 10; 12,5; 15 % b/v di dalam air
Kinerja hidrogel Uji fraksi gel
Uji pengembangan di dalam air dan NaCl
Sifat mekanik Regangan dan
tegangan
18
Lampiran 2 Diagram alir pembuatan BC
diaduk
dipanen
pengeringan BC
Dipanaskan dengan perbandingan (1:4) didalam 600 mL
+ gula pasir 7,5% (b/v) + (NH4)2SO40,5% (b/v)
Filtrat kulit nanas
air
Cek pH sampai 4,5 (+ asam asetat bila perlu)
+ acetobacterxylinum 10% (v/v)
Inkubasi 8-15 hari
Bentuk 10 x 10 cm2, direbus 20 menit
19 Lampiran 3 Data bobot AAm yang tertautsilang di dalam BC (b/b)
Dosis
Bobot AAm = bobot BC-AAm–bobot BC
Lampiran 4 Data pengaruh dosis iradiasi terhadap rerata fraksi gel hidrogel BC tertaut silang AAm
Dosis
0.0106 0.0096 90,5660 0.0255 0.0237 92.9411 0.0231 0.0208 90.0432
0.0103 0.0138 91.2621 0.0203 0.0182 89.6551 0.0154 0.0139 90.2597
0.0156 0.0142 91.0256 0.0177 0.0153 86.8421 0.0155 0.0139 89.6774
90.9512 89.8128 89.9934
20 0.0212 0.0201 94.8113 0.0250 0.0231 92.4000 0.0214 0.0199 92.9906
0.0222 0.0198 89.1891 0.0240 0.0215 89.5833 0.0201 0.0183 91.0447
20
Lanjutan lampiran 4 Data pengaruh dosis iradiasi terhadap rerata fraksi gel hidrogel BC tertaut silang AAm
0.0177 0.0153 86.4406 0.0220 0.0195 88.6363 0.0181 0.0160 88.3997
90.1470 90.2065 90.8117
30
0.0193 0.0178 92.2279 0.0181 0.0166 90.6077 0.0209 0.0191 91.3875
0.0192 0.0176 91.6666 0.0150 0.0142 94.6666 0.0165 0.0148 89.6969
0.0197 0.0174 88.3248 0.0136 0.0123 90.4411 0.0169 0.0156 92.3076
90.7398 91.9051 91.1307
40
0.0075 0.0070 93.3330 0.0171 0.0159 92.9824 0.0203 0.0189 93.1034
0.0140 0.0127 90.1742 0.0147 0.0138 93.8775 0.0268 0.0242 90.2985
0.0090 0.0083 92.2222 0.0148 0.0137 92.5675 0.0281 0.0255 90.7473
91.9098 93.1425 91.3831
50
0.0211 0.0197 93.3649 0.0230 0.0211 93.3649 0.0139 0.0129 92.8057
0.0176 0.0156 88.6363 0.0257 0.0230 89.4941 0.0280 0.0252 89.2877
0.0203 0.0176 86.6995 0.0227 0.0245 88.4476 0.0344 0.0314 91.2790
89.5669 90.4355 91.1241
Fraksi gel (%) = W1/W0
Keterangan W1 = bobot BC-AAm
W2 = bobot BC
21 Lampiran 5 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGydi dalamair
jam ke-
Blanko 10 kGy
Ulangan nisbah pengembangan Ulangan nisbah pengembangan
1 2 3 1 2 3 rerata % 1 2 3 1 2 3 Rerata %
0 0.0079 0.0085 0.0083 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.0116 0.0145 0.0115 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 1 0.0142 0.0129 0.0145 0.7975 0,5176 0.7470 0.6874 68.74 0.0260 0.0295 0.0184 1.2414 1.0345 0.6000 0.9586 95.86 2 0.0142 0.0131 0.0147 0.7975 0,5412 0.7711 0.7032 70.32 0.0274 0.0255 0.0209 1.3621 0.7586 0.8174 0.9794 97.94 3 0.0144 0.0132 0.0148 0.8228 0,5529 0.7831 0.7196 71.96 0.0299 0.0259 0.0187 1.5776 0.7862 0.6261 0.9966 99.66 4 0.0144 0.0132 0.0148 0.8228 0,5529 0.7831 0.7196 71.96 0.0300 0.0247 0.0225 1.5862 0.7034 0.9565 1.0821 108.21 5 0.0147 0.0133 0.0149 0.8608 0,5647 0.7952 0.7402 74.02 0.0299 0.0281 0.0216 1.5776 0.9379 0.8783 1.1313 113.13 6 0.0151 0.0136 0.0151 0.9114 0.6000 0.8193 0.7769 77.69 0.0288 0.0296 0.0226 1.4828 1.0414 0.9652 1.1631 116.31 7 0.0154 0.0137 0.0153 0.9494 0.6118 0.8434 0.8015 80.15 0.0255 0.0329 0.0243 1.1983 1.2690 1.1130 1.1934 119.34 8 0.0156 0.0137 0.0156 0.9747 0.6118 0.8795 0.8220 82.20 0.0300 0.0308 0.0227 1.5862 1.1241 0.9739 1.2281 122.81 9 0.0156 0.0139 0.0157 0.9747 0.6353 0.8916 0.8338 83.38 0.0307 0.0318 0.0236 1.6466 1.1931 1.0522 1.2973 129.73 10 0.0158 0.0140 0.0159 1.0000 0.6471 0.9157 0.8542 85.42 0.0321 0.0300 0.0243 1.7672 1.0690 1.1130 1.3164 131.64 11 0.0159 0.0143 0.0163 1.0127 0.6824 0.9639 0.8863 88.63 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 12 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 13 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 14 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 15 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 16 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 17 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 18 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 19 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 20 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66
22
Lanjutan lampiran 5 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalam air
21 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 22 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 23 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 24 0.0161 0.0146 0.0167 1.0380 0.7176 1.0120 0.9226 92.26 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66
Lanjutan Lampiran 5 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGydi dalamair
jam ke-
20 kGy 30kGy
ulangan nisbah pengembangan Ulangan nisbah pengembangan
1 2 3 1 2 3 rerata % 1 2 3 1 2 3 Rerata %
0 0.0162 0.0131 0.0179 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.0115 0.0116 0.0140 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 1 0.0334 0.0356 0.0424 1.0617 1.7176 1.3687 1.3827 138.27 0.0277 0.0231 0.0302 1.4087 0.9914 1.1571 1.1857 118.57 2 0.0357 0.0347 0.0470 1.2037 1.6489 1.6257 1.4928 149.28 0.028 0.0235 0.0313 1.4348 1.0259 1.2357 1.2321 123.21 3 0.0385 0.0336 0.0467 1.3765 1.5649 1.6089 1.5168 151.68 0.0296 0.0247 0.0313 1.5739 1.1293 1.2357 1.3130 131.30 4 0.0389 0.0345 0.0477 1.4012 1.6336 1.6648 1.5665 156.65 0.0301 0.0242 0.0324 1.6174 1.0862 1.3143 1.3393 133.93 5 0.0443 0.0352 0.0429 1.7346 1.6870 1.3966 1.6061 160.61 0.0297 0.0248 0.0334 1.5826 1.1379 1.3857 1.3688 136.88 6 0.0402 0.0347 0.0493 1.4815 1.6489 1.7542 1.6282 162.82 0.0298 0.0251 0.0341 1.5913 1.1638 1.4357 1.3969 139.69 7 0.0414 0.0365 0.0488 1.5556 1.7863 1.7263 1.6894 168.94 0.0312 0.0242 0.0348 1.7130 1.0862 1.4857 1.4283 142.83 8 0.0421 0.0361 0.0510 1.5988 1.7557 1.8492 1.7346 173.46 0.0291 0.0269 0.0380 1.5304 1.3190 1.7143 1.5212 152.12 9 0.0430 0.0398 0.0490 1.6543 2.0382 1.7374 1.8100 181.00 0.0321 0.0261 0.0360 1.7913 1.2500 1.5714 1.5376 153.76 10 0.0450 0.0421 0.0508 1.7778 2.2137 1.8380 1.9432 194.32 0.0338 0.0284 0.0390 1.9391 1.4483 1.7857 1.7244 172.44 11 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 12 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 13 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37
23 Lanjutan lampiran 5 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalam air
14 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 15 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 16 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 17 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 18 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 19 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 20 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 21 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 22 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 23 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37 24 0.0533 0.0708 0.0570 2.2901 4.4046 2.1844 2.9597 295.97 0.0401 0.0402 0.0704 2.4870 2.4655 4.0286 2.9937 299.37
Lanjutan lampiran 5
jam ke-
40kGy 50kGy
ulangan nisbah pengembangan ulangan nisbah pengembangan
1 2 3 1 2 3 rerata % 1 2 3 1 2 3 rerata %
0 0.0113 0.0088 0.0187 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.0156 0.0102 0.0099 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 1 0.0333 0.0100 0.0207 1.9469 0.1364 0.1070 0.7301 73.01 0.0269 0.0236 0.0200 0.7244 1.3137 1.0202 1.0194 101.94 2 0.0238 0.0220 0.0384 1.1062 1.5000 1.0535 1.2199 121.99 0.0258 0.0229 0.0225 0.6538 1.2451 1.2727 1.0572 105.72 3 0.0242 0.0230 0.0396 1.1416 1.6136 1.1176 1.2910 129.10 0.0304 0.0234 0.0198 0.9487 1.2941 1.0000 1.0809 108.09 4 0.0251 0.0236 0.0402 1.2212 1.6818 1.1497 1.3509 135.09 0.0308 0.0237 0.0194 0.9744 1.3235 0.9596 1.0858 108.58 5 0.0341 0.0269 0.0222 2.0177 2.0568 0.1872 1.4206 142.06 0.0318 0.0242 0.0207 1.0385 1.3725 1.0909 1.1673 116.73 6 0.0381 0.0269 0.0230 2.3717 2.0568 0.2299 1.5528 155.28 0.0329 0.0240 0.0205 1.1090 1.3529 1.0707 1.1775 117.75
24
Lanjutan lampiran 5 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalam air
7 0.0349 0.0214 0.0441 2.0885 1.4318 1.3583 1.6262 162.62 0.0327 0.0252 0.0207 1.0962 1.4706 1.0909 1.2192 121.92 8 0.0417 0.0243 0.0477 2.6903 1.7614 1.5508 2.0008 200.08 0.0327 0.0234 0.0273 1.0962 1.2941 1.7576 1.3826 138.26 9 0.0369 0.0388 0.0704 2.2655 3.4091 2.7647 2.8131 281.31 0.0257 0.0229 0.0400 0.6474 1.2451 3.0404 1.6443 164.43 10 0.0343 0.0583 0.0432 2.0354 5.6250 1.3102 2.9902 299.02 0.0251 0.0243 0.0422 0.6090 1.3824 3.2626 1.7513 175.13 11 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0271 0.0265 0.0467 0.7372 1.5980 3.7172 2.0175 201.75 12 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0338 0.0302 0.0524 1.1667 1.9608 4.2929 2.4735 247.35 13 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 14 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 15 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 16 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 17 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 18 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 19 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 20 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 21 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 22 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 23 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25 24 0.0380 0.0682 0.0909 2.3628 6.7500 3.8610 4.3246 432,46 0.0277 0.0528 0.0450 0.7756 4.1765 3.5455 2.8325 283.25
Keterangan : Q : Nisbah pengembangan
Ws : Bobot hidrogel dalam keadaan pengembangan (jam ke 1-24) (g)
Wd : Bobot hidrogel dalam keadaan kering (jam ke nol) (g)
25 Lampiran 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalama larutan NaCl
jam ke-
Blanko 10 kGy
Ulangan nisbah pengembangan ulangan nisbah pengembangan
1 2 3 1 2 3 rerata % 1 2 3 1 2 3 rerata %
0 0.0069 0.0067 0.0067 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.0116 0.0145 0.0115 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 1 0.0099 0.0110 0.0107 0.4348 0.6418 0.5970 0.5579 55.79 0.0260 0.0295 0.0184 1.2414 1.0345 0.6000 0.9586 95.86 2 0.0101 0.0115 0.0110 0.4638 0.7164 0.6418 0.6073 60.73 0.0274 0.0255 0.0209 1.3621 0.7586 0.8174 0.9794 97.94 3 0.0101 0.0116 0.0113 0.4638 0.7313 0.6866 0.6272 62.72 0.0299 0.0259 0.0187 1.5776 0.7862 0.6261 0.9966 99.66 4 0.0105 0.0119 0.0116 0.5217 0.7761 0.7313 0.6764 67.64 0.0300 0.0247 0.0225 1.5862 0.7034 0.9565 1.0821 108.21 5 0.0108 0.0120 0.0116 0.5652 0.7910 0.7313 0.6959 69.59 0.0299 0.0281 0.0216 1.5776 0.9379 0.8783 1.1313 113.13 6 0.0109 0.0121 0.0117 0.5797 0.8060 0.7463 0.7106 71.06 0.0288 0.0296 0.0226 1.4828 1.0414 0.9652 1.1631 116.31 7 0.0111 0.0123 0.0120 0.6087 0.8358 0.7910 0.7452 74.52 0.0255 0.0329 0.0243 1.1983 1.2690 1.1130 1.1934 119.34 8 0.0116 0.0123 0.0123 0.6812 0.8358 0.8358 0.7843 78.43 0.0284 0.0313 0.0231 1.4483 1.1586 1.0087 1.2052 120,52 9 0.0119 0.0125 0.0127 0.7246 0.8657 0.8955 0.8286 82.86 0.0290 0.0330 0.0226 1.5000 1.2759 0.9652 1.2470 124.70 10 0.0120 0.0126 0.0130 0.7391 0.8806 0.9403 0.8533 85.33 0.0307 0.0318 0.0236 1.6466 1.1931 1.0522 1.2973 129.73 11 0.0122 0.0127 0.0130 0.7681 0.8955 0.9403 0.8680 86.80 0.0339 0.0414 0.0217 1.9224 1.8552 0.8870 1.5548 155.48 12 0.0124 0.0129 0.0132 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 13 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 14 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 15 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 16 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 17 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 18 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 19 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 20 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66
26
Lanjutan lampiran 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalama larutan NaCl
21 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 22 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 23 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66 24 0.0124 0.0129 0.0586 0.7971 0.9254 0.9701 0.8975 89.75 0.0240 0.0254 0.0453 1.0690 0.7517 2.9391 1.5866 158.66
Lanjutan lampiran 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalama larutan NaCl
jam ke-
20 kGy 30kGy
ulangan nisbah pengembangan ulangan nisbah pengembangan
1 2 3 1 2 3 rerata % 1 2 3 1 2 3 rerata %
0 0.0143 0.0102 0.0160 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.0175 0.0136 0.0125 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 1 0.0461 0.0356 0.0298 2.2238 2.4902 0.8625 1.8588 185.88 0.0347 0.0321 0.0203 0.9829 1.3603 0.6240 0.9891 98.91 2 0.0480 0.0352 0.0300 2.3566 2.4510 0.8750 1.8942 189.42 0.0360 0.0325 0.0220 1.0571 1.3897 0.7600 1.0689 106.89 3 0.0474 0.0358 0.0300 2.3147 2.5098 0.8750 1.8998 189.98 0.0361 0.0327 0.0224 1.0629 1.4044 0.7920 1.0864 108.64 4 0.0283 0.0457 0.0364 0.9790 3.4804 1.2750 1.9115 191.15 0.0381 0.0328 0.0226 1.1771 1.4118 0.8080 1.1323 113.23 5 0.0488 0.0362 0.0307 2.4126 2.5490 0.9188 1.9601 196.01 0.0386 0.0330 0.0226 1.2057 1.4265 0.8080 1.1467 114.67 6 0.0502 0.0369 0.0314 2.5105 2.6176 0.9625 2.0302 203.02 0.0400 0.0334 0.0229 1.2857 1.4559 0.8320 1.1912 119.12 7 0.0517 0.0385 0.0327 2.6154 2.7745 1.0438 2.1445 214.45 0.0411 0.0356 0.0230 1.3486 1.6176 0.8400 1.2687 126.87 8 0.0540 0.0382 0.0330 2.7762 2.7451 1.0625 2.1946 219.46 0.0412 0.0362 0.0231 1.3543 1.6618 0.8480 1.2880 128.80 9 0.0553 0.0394 0.0332 2.8671 2.8627 1.0750 2.2683 226.83 0.0417 0.0365 0.0236 1.3829 1.6838 0.8880 1.3182 131.82 10 0.0570 0.0429 0.0330 2.9860 3.2059 1.0625 2.4181 241.81 0.0435 0.0379 0.0246 1.4857 1.7868 0.9680 1.4135 141.35 11 0.0650 0.0422 0.0336 3.5455 3.1373 1.1000 2.5942 259.42 0.0534 0.0406 0.0247 2.0514 1.9853 0.9760 1.6709 167.09 12 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49
27 Lanjutan lampiran 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalama larutan NaCl
13 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 14 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 15 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 16 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 17 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 18 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 19 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 20 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 21 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 22 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49 23 0.0724 0.0397 0.0294 4.0629 2.8922 0.8375 2.5975 259.75 0.0691 0.0442 0.0347 2.9486 2.2500 1.7760 2.3249 232.49
Lanjutan lampiran 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalama larutan NaCl
jam ke-
40kGy 50kGy
ulangan nisbah pengembangan ulangan nisbah pengembangan
1 2 3 1 2 3 rerata % 1 2 3 1 2 3 rerata %
0 0.014 0.0147 0.011 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 0.016 0.011 0.01 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00 1 0.0210 0.0214 0.0193 0.4894 0.4558 0.8208 0,5886 58.86 0.0321 0.0243 0.0193 1.0316 1.2925 0.8738 1.0660 106.60 2 0.0197 0.0467 0.0201 0.3901 2.0000 0.8113 1.0671 106.71 0.0392 0.0227 0.0254 1.4557 0.9717 1.4951 1.3075 130.75 3 0.0196 0.0441 0.0192 0.3972 2.1769 0.8962 1.1568 115.68 0.0388 0.0209 0.0257 1.4810 1.1415 1.4660 1.3628 136.28 4 0.0211 0.0225 0.0461 0.4113 2.2517 1.0189 1.2273 122.73 0.0419 0.0242 0.0269 1.5570 1.1981 1.5437 1.4329 143.29 5 0.0237 0.0245 0.0813 0.7376 0,5306 2.6981 1.3221 132.21 0.0457 0.0258 0.0285 1.5949 1.2170 1.5243 1.4454 144,54 6 0.0199 0.0478 0.0214 0.4965 0,5306 3.3491 1.4587 145.87 0.0404 0.0233 0.0262 1.6519 1.2830 1.6117 1.5155 151.55
28
Lanjutan lampiran 6 Data daya mengembang hidrogel BC-AAm dosis iradiasi 10-50 kGy di dalama larutan NaCl
7 0.0245 0.0225 0.0392 0,5390 0.4694 3.4811 1.4965 149.65 0.0410 0.0235 0.0260 1.7595 1.2642 1.8252 1.6163 161.63 8 0.0217 0.0216 0.0475 0,5177 0,5306 4.0189 1.6891 168.91 0.0436 0.0240 0.0291 1.4684 1.3302 2.1845 1.6610 166.10 9 0.0239 0.0270 0.0550 0.6950 0.8367 4.1887 1.9068 190.68 0.0453 0.0254 0.0290 1.8671 1.3962 1.8155 1.6929 169.29 10 0.0214 0.0225 0.0532 0.6809 0.6667 6.6698 2.6724 267.24 0.0390 0.0247 0.0328 1.8924 1.4340 1.7670 1.6978 169.78 11 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7634 376.34 0.0435 0.0253 0.0330 1.7532 1.3868 2.2039 1.7813 178.13 12 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.0479 0.0279 0.0317 2.0316 1.6321 2.0777 1.9138 191.38 13 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.058 0.026 0.031 2.6456 1.4717 1.9806 2.0326 203.26 14 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.0637 306.37 15 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 16 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 17 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 18 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 19 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 20 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 21 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 22 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 23 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37 24 0.0836 0.0587 0.0463 4.9291 2.9932 3.3679 3.7643 376.43 0.052 0.046 0.047 2.3165 3.3019 3.5728 3.064 306.37
Keterangan: Q : Nisbah pengembangan
Ws : Bobot hidrogel dalam keadaan pengembangan (jam ke 1-24) (g)
Wd : Bobot hidrogel dalam keadaan kering (jam ke nol) (g)
29 Lampiran 7 Data uji mekanik hidrogel BC-AAm sebelum perendaman
Dosis
Ulangan
sebelum perendaman
iradiasi Tebal tegangan regangan (%)
(kGy) bagian bagian Bagian rerata rerata
(kg) (kg/cm2) rerata rerata rerata
30
Lampiran 8 Data uji mekanik hidrogel BC-AAm setelah perendaman Dosis
Ulangan
setelah perendaman
iradiasi Tebal tegangan regangan (%)
(kGy) bagian bagian bagian rerata rerata
(kg) (kg/cm2) rerata rerata Rerata
31 Lanjutan lampiran 8 Data uji mekanik hidrogel BC-AAm setelah perendaman
30
1 0.110 0.120 0.120 0.117 0.0117 0.70 200.0000
201.9738 19.8070
60
46.6667
2 0.210 0.180 0.200 0.197 0.0197 1.20 203.3898 40
3 0.260 0.280 0.250 0.263 0.0263 1.60 202.5316 40
40
1 0.270 0.260 0.280 0.270 0.0270 3.10 382.7160
404.6805 39.6858
40
43.3333
2 0.290 0.250 0.290 0.277 0.0277 3.50 421.6867 40
3 0.270 0.280 0.280 0.277 0.0277 3.40 409.6386 50
50
1 0.600 0.430 0.400 0.477 0.0477 0.90 62.9371
66.0944 6.4817
40
40.0000
2 0.480 0.400 0.440 0.440 0.0440 0.90 68.1818 40
3 0,570 0.300 0.470 0.447 0.0447 0.90 67.1642 40
X0 = (A+B+C) / 3 X = X0 / 10
Keterangan : X0 : tebal BC-AAm (mm) TS : tegangan rerata (kg/cm2); 1 Kg/cm2 = 0.098067 MPa
A : tebal bagian atas a : kekuatan (kg)
B : tebal bagian tengah Y : lebar BC-AAm ( 0.3 cm ) C : tebal bagian bawah % EB : regangan rerata (%)
X : tebal rerata (cm) La : panjang awal (1 cm)
Lb : panjang ulur (cm)
32
Lampiran 9 Data hasil DSC BC dan Hidrogel BC-AAm pada berbagai dosis iradiasi
Dosis Iradiasi Transisi glass Titik leleh
(kGy) (°C) (°C)
50 264.71 366.65
40 325.87 371.75
30 332.26 371.73
20 281.40 368.56
10 274.06 362.84
33
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Garut pada tanggal 6 April 1989 dari Ayah Tatang Suryana, SPd dan Ibu Yiyi Lasmini, SPd. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara.
1
PENDAHULUAN
Penelitian dan pengembangan biomaterial khususnya di bidang kesehatan sedang dilakukan secara intensif. Biomaterial merupakan bahan sintetik maupun bahan alami yang digunakan untuk mengganti atau mengembalikan fungsi jaringan tubuh (Ratner & Briant 2004). Salah satu jenis biomaterial adalah hidrogel. Menurut Peppas et al. (2000) hidrogel merupakan polimer bertautsilang yang bersifat hidrofilik dan mampu menyimpan air atau cairan tubuh. Hidrogel memiliki kemampuan untuk mengembang serta menahan cairan dalam volume besar hingga 1000−100.000% (Zohuriaan-Mehr & Kabiri 2008). Terkait kegunaannya, maka salah satu aplikasi hidrogel digunakan dalam bidang kesehatan sebagai pembalut luka.
Penggunaan pembalut luka pada masa sekarang, fungsinya tidak hanya digunakan untuk menutupi luka tetapi juga membantu dalam proses penyembuhan. Pembalut luka dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu pembalut lembam dan bioaktif. Penggunaan pembalut luka lembam (bahan kasa, serat antilengket, kain, dan modifikasi film plastik berpori) dilakukan dengan cara pasif, yaitu disumbat dan tertutup. Namun, sifat bahan tersebut hanya sedikit yang memenuhi dari syarat ideal karena daya serap rendah, tidak bisa mengatasi radang atau inflamasi akibat infeksi bakteri (eksudat), dan tidak memiliki kemampuan untuk mengubah lingkungan luka menjadi kondusif, sedangkan pembalut luka bioaktif seperti hidrogel, mampu mengubah lingkungan luka dan berinteraksi dengan permukaan luka untuk mengoptimalkan penyembuhan (Weller & Sussman 2006). Hidrogel untuk pembalut luka dapat dibuat dalam bentuk gel kental maupun lembaran. Hidrogel lembaran lebih disukai dibandingkan dengan gel kental karena dapat meminimalisasi eksudat dari luka bakar (Weller & Sussman 2006), menyerap air dan cairan luka dalam volume yang cukup besar, tidak dapat ditembus oleh bakteri tanpa merusak bahan (Muthia 2009), dan dapat digunakan untuk luka yang terlokalisasi (Beldon 2010). Bahan untuk membuat hidrogel ini bisa digunakan dari biopolimer, polimer sintetik, atau gabungan keduanya.
2
Selulosa bakteri memiliki kekuatan tarik tinggi baik dalam keadaan kering maupun basah, ramah lingkungan, memiliki stabilitas termal (Brown 2007), struktur BC yang berpori dapat mempercepat penyembuhan luka, mempunyai daya serap tinggi terhadap cairan (albumin), dan dapat menyerap cairan yang dikeluarkan dari luka kronis (Muthia 2009). Namun, sifat BC yang tidak elastis (Brown 2007), dan terurai-hayati menyebabkan penggunaannya menjadi tidak tahan lama (Rimdusit et al. 2012). Penambahan polimer lain yang kompatibel pada suatu jenis homopolimer akan menaikkan sifat fisiknya untuk mendapatkan suatu hidrogel baru dengan kemampuan daya serap yang relatif besar (Erlizal et al. 2008). Hidrogel dari polimer sintetik seperti poliakrilamida (PAAm) dapat digunakan untuk matriks penyimpanan air, elastis, tahan lama (Qinzue et al. 2010) walaupun penyerapan airnya terbatas (Erlizal et al. 2008), PAAm mempunyai sifat biokompatibel dengan tubuh dan tidak menyebabkan sensitivitas pada kulit (Gibas & Janik 2010) sehingga PAAm ini dapat ditautsilangkan di dalam BC.
Buyanov et al. (2010) telah menggabungkan BC (VKM 880) dan PAAM dalam bentuk gel kental. Dalam penelitian tersebut dilaporkan bahwa gel kental BC-PAAm memiliki daya mengembang di dalam air dan larutan NaCl 0,5 M berturut-turut sebesar 682 dan 1.340%, serta memiliki kemampuan menahan tegangan 10 MPa. Penelitian lainnya yang dilakukan oleh Zhang (2011) menyatakan bahwa hidrogel akrilamida (AAm) pada BC yang di sintesis secara kimia dapat bertautsilang dan tersebar merata, daya mengembang air sebesar 1.390% tercapai setelah 20 jam, dapat meningkatkan kestabilan termal dari 320 (BC) menjadi 385ºC (hidrogel), dan kekuatan tarik dari 130 kPa (BC) menjadi 2350 kPa (hidrogel).
Cara lain yang digunakan untuk menyintesis hidrogel dapat dilakukan dengan cara iradiasi. Rimdusit et al. (2012) telah membandingkan hidrogel selulosa-AAm dari hasil pembentukan secara kimia dan iradiasi. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa sintesis secara iradiasi ini tidak memberikan keseragaman struktur hidrogel yang lebih baik dibandingkan secara kimia. Namun, keunggulan hidrogel hasil iradiasi memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan hasil secara kimia (Rimdusit et al. 2012). Pengerjaan secara iradiasi relatif lebih cepat, tidak membutuhkan katalis dan inisiator, serta pembentukan dan sterilisasi bisa dilakukan secara serentak (Erizal & Redja 2010). Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dilakukan untuk menghasilkan hidrogel dari selulosa bakteri berbahan baku limbah nanas yang ditautsilangkan dengan akrilamida secara iradiasi. Keberhasilan penautansilang ditentukan dari nilai fraksi gel dan hidrogel dengan kinerja yang paling baik ditentukan dengan membandingkan daya mengembang dan sifat mekanik dalam ragam % AAm dan dosis iradiasi.
METODE
3 pembuatan selulosa bakteri, penyiapan selulosa bakteri kering, penautansilang akrilamida di dalam selulosa bakteri menggunakan iradiator CO60 (iradiator karet, IRKA) BATAN Patir, penentuan fraksi gel, penentuan kinerja daya mengembang hidrogel dan sifat mekanik memakai Karl Frank Tensometer dan Dumb Bell Saitama Strograph-R1 di BATAN Patir, serta pencirian hidrogel. Pencirian hidrogel menggunakan AFM Nanosurf Easyscan 2 di Universitas Syiah Kuala Aceh, DSC-60 Shimadzu, dan FTIR Shimadzu Prestige-21 di BATAN Patir. Bahan yang digunakan ialah limbah nanas Queen Bogor yang didapat dari pasar Ramayana Bogor dengan tingkat kematangan 25% dari warna kuning buahnya (dari total permukaan buah 100%), Acetobacter xylinum yang di peroleh dari Pabrik Tricoco Cibanteng Bogor, (NH4)2SO4Fisher scientific, asam asetat 98%,
akrilamida Merck.
Pembuatan Selulosa Bakteri dari Limbah Nanas (Nata de pina) (Fasla 2006).
Limbah nanas dihancurkan sehingga didapatkan bubur limbah nanas, lalu bubur diperas menggunakan kain kasa sehingga didapatkan sarinya. Sari nanas tersebut masih banyak mengandung endapan atau pengotor sehingga untuk mendapatkan sari nanas yang baik perlu disaring menggunakan kertas saring dengan bantuan pompa vakum menggunakan corong-Büchner.
Tahap selanjutnya sari nanas diencerkan menggunakan air dengan nisbah sari nanas:air adalah 1:4, lalu larutan tersebut dididihkan. Setelah mendidih, ditambahkan gula pasir sebagai sumber karbon sebanyak 7,5g dan ditambahkan (NH4)2SO4 0,5g. Larutan diaduk sampai homogen, kemudian diatur pHnya
menjadi 4,5 dengan penambahan asam asetat 98%. Larutan yang telah disesuaikan pH-nya dimasukan ke dalam tiap wadah kemudian ditutup. Keesokan harinya ditambahkan Acetobacter xylinum dan diinkubasikan selama 8-15 hari pada suhu 32ºC. Pada hari ke-8, selulosa bakteri (BC) siap dipanen dengan ketebalan 0,5-1cm.
Penyiapan Contoh Kering Selulosa Bakteri (Fasla 2006).
Lembaran BC selanjutnya dicuci dengan air, kemudian dipotong-potong dengan pisau, sehingga berbentuk lembaran kecil dengan ukuran 10x10cm2. Lembaran tersebut direbus mendidih selama 20 menit untuk menghilangkan bakteri yang tersisa atau menempel pada lembaran BC. Selama belum digunakan, lembaran BC kecil ini dapat disimpan dalam kantong plastik di lemari pendingin.
