BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan dimulai pada bulan Agustus 2011 sampai bulan Januari tahun 2012. Tempat penelitian dilaksanakan di Laboratorium Fisika Material Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Laboratorium Kimia Fisik-Analitik Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Laboratorium Farmasi Analisis Fakultas Farmasi Universitas Airlangga , Laboratorium Sentral FMIPA UNM serta Pusat Penelitian (Research Center) ITS.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Nanopartikel hidroksiapatit dalam bentuk serbuk (Nanoparticles of
hydroxyapatite powder) ukuran 20nm.
2. Kitosan serbuk (Chitosan from shrimp shells) dari Sigma-Aldrich Chemical. 3. Orthophosphoric acid 85% (H3PO4) dari Merck Chemical.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari dua kelompok, yaitu peralatan untuk pembuatan sampel dan pengujian sampel.
1. Peralatan pembuatan sampel terdiri dari botol tiga leher (three naked-round
bottomed flask equipped with a stirrer, condenser, thermometer and
nitrogen gas inlet tube), mechanical stirrer, thermometer digital, pipette, vacuum desiccator, vaccum oven, tabung reaksi, labu ukur, gelas kimia, gelas petri, gelas beker, labu erlenmeyer, selang dan neraca digital dengan keletilian 0,1 mg.
3.3 Prosedur Penelitian
Penelitian tentang ”Sintesis dan karakterisasi sifat mikroskopik nano-komposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) untuk aplikasi jaringan tulang” ini dilakukan dalam beberapa tahap pelaksanaan. Skema pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Proses Sintesis Kitosan (CS)
Proses Sintesis nano-komposit n-HA/CS
Sampel Uji
Uji XRD
Analisis Data
Uji FTIR Observasi SEM Persiapan Alat dan Bahan
3.4 Tahap Persiapan Alat dan Bahan
Pertama kali yang dilakukan pada penelitian ini adalah persiapan alat dan bahan yang digunakan serta penentuan komposisi bahan-bahan yang dibutuhkan. Penentuan komposisi bahan-bahan yang dibutuhkan dalam sintesis nanokomposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) adalah dengan melihat perbandingan variasi massa (w/w)% antara nanopartikel hidroksiapatit (n-HA) dan kitosan. Dengan mengetahui variasi massa (w/w)% dapat diketahui berapa gram yang dibutuhkan dalam pembuatan sampel uji.
(a) (b)
Gambar 3.2 Bahan Dasar Nanokomposit Hidrosiapatit/Kitosan (nHA/CS); (a) Nanoparticles of hydroxyapatite powder; (b) Chitosan from shrimp shells
Rumus umum yang digunakan dalam penentuan massa adalah :
Tabel 3.1 Variasi Massa (w/w)% n-HA/CS
Tahapan lanjutan sebelum dilakukan proses sintesis nanokomposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) adalah proses sintesis kitosan (CS). Langkah yang dilakukan adalah kitosan diperoleh dengan melarutkan 2 gram chitosan
Gambar 3.3 Skematis Proses Reflux
Hasil dari sintesis kemudian didinginkan dan diendapkan dalam larutan methanol berlebih. Proses pengendapan dalam methanol merupakan proses pengendapan berulang untuk menghapus semua H3PO4 dan asam asetat yang tidak bereaksi (pada proses pengendapan kedua endapan gel dilarutkan dalam aquades kemudian dalam larutan methanol berlebih). Gel yang terbentuk dikumpulkan dan dikeringkan dalam vaccum oven pada suhu 80oC selama lebih dari semalam.
3.6 Proses Sintesis Nano-komposit Hidroksiapatit/Kitosan (n-HA/CS)
Proses sintesis nanokomposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) dilakukan dengan metode pencampuran sederhana. Pertama, kitosan dilarutkan dalam 100 ml air panas 80oC dan kemudian secara perlahan-lahan serbuk nanopartikel hidroksiapatit (n-HA) ditambahkan. Enam sampel uji nanokomposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) dibuat dengan menambahkan serbuk n-HA masing-masing (wt)% yaitu 10%, 20%, 30%, 40%, 50% dan 60% pada enam sampel uji larutan kitosan. Campuran tersebut diaduk dengan bantuan mechanical
stirrer dengan kecepatan 3000 rpm selama 1 jam. Setelah semua serbuk nanopartikel hidroksiapatit ditambahkan ke dalam larutan polimer (kitosan), solusi yang dihasilkan disimpan dalam vaccum desiccator untuk menghilangkan gelembung-gelembung udara. Bubur yang dihasilkan dari proses tersebut kemudian dituangkan ke dalam cawan petri dan dikeringkan dalam vaccum oven pada suhu 90oC selama lebih dari semalam. Hasil akhir dari sintesis ini berupa komposit yang masing-masing sampel diuji karakterisktik mikroskopiknya.
3.7 Karakterisasi Mikroskopik
3.7.1 Pengamatan X-Ray Diffraction (XRD)
Analisis XRD menggunakan 35 mA sekon dan tegangan sebesar 40 kV. Radiasi spektrum monokromatik Cukα (sumber target) dengan panjang gelombang λ = 1.5405 Å dengan step size 0,04o2θ, scan rate 0,02o2θ/s, dan scan range dari 2θ = 10 sampai 60o. Sampel yang akan dikarakterisasi berbentuk nano-komposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) yang diletakkan dalam holder yang berukuran 2x2 cm2 pada difraktometer.
Pendeteksian sampel XRD menghasilkan spektrum dengan puncak-puncak intensitas pada sudut 2θ tertentu. Spektrum yang dihasilkan kemudian dicocokkan dengan data referensi (data standart) yang sudah baku, selanjutnya dapat diidentifikasi puncak-puncak difraksi oleh fase-fase tertentu dan analisa dilakukan pada puncak yang paling dominan.
3.7.2 Pengamatan Fourier Transform Infrared (FTIR)
3.7.3 Pengamatan Scanning Electron Microscopy (SEM)
Karakterisasi uji SEM untuk sampel dilakukan pada tegangan 22 kV dan perbesaran 5.000X, 10000x dan 30.000x. Rasio molaritas Ca dan P yang dimiliki pada sampel n-HA dan nano-komposit hidroksiapatit/kitosan (n-HA/CS) dilakukan bersamaan pengukuran EDAX (Energy Dispersive X-Ray Analysis). Rumus penentuan komposisi unsur-unsur dalam sampel hasil karakterisasi EDAX sebagai berikut :
