PEMBUATAN DAN PENCIRIAN KOPOLIMER POLI(ASAM LAKTAT)-POLI(ASAM GLIKOLAT) MENGGUNAKAN KATALIS TIMAH OKTOAT FAJAR KURNIAWAN

(1)

PEMBUATAN DAN PENCIRIAN

KOPOLIMER POLI(ASAM LAKTAT)-POLI(ASAM

GLIKOLAT) MENGGUNAKAN KATALIS TIMAH OKTOAT

FAJAR KURNIAWAN

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2007

(2)

ABSTRAK

FAJAR. Pembuatan dan Pencirian Kopolimer Poli(asam laktat)-Poli(asam glikolat) dengan Menggunakan Katalis Timah Oktoat. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan. AHMAD SJAHRIZA

Polimer biodegradabel dan biokompatibel sintetik terus dikembangkan

untuk mendapatkan sifat yang sesuai dengan kebutuhan. Polimer tersebut di

antaranya adalah kopolimer poli(asam laktat)-poli(asam glikolat) (PLGA). PLGA

merupakan polimer yang dapat diuraikan secara hayati. Kopolimer PLGA dapat

disintesis melalui pembukaan cincin D,L laktida dan glikolida yang

dikarakterisasi menggunakan

Fourier transformed infrared

(FTIR),

X-ray

Difraktion

(XRD), dan viskositas intrinsik melalui viskometri. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa suhu pemanasan memiliki pengaruh terhadap PLGA yang

dihasilkan. Viskositas intrinsik tertinggi pada PLGA didapatkan pada pemanasan

dengan suhu 180

o

C selama 23 jam dengan menggunakan katalis timah oktoat.

Pola spektrum FTIR

menunjukkan adanya gugus –OH ulur pada bilangan

gelombang 3514.1 cm

-1

, vibrasi ulur C–H pada 2947.0 cm

-1

dan 2997.2

cm

-1

,

gugus karbonil (C=O) pada 1755.1 cm

-1

dan (C-O) pada bilangan gelombang

1188.1 cm

-1

. Analisis kristalinitas menunjukkan bahwa PLGA bersifat amorf.

ABSTRACT

FAJAR. Synthesis and Characterization of Poly(lactic-co-glycolic acid) with Stannous Octoate Catalyst. Supervised by TETTY KEMALA and AHMAD SJAHRIZA.

Synthetic biodegradable and biocompatible polymers is developing to

obtain the desired properties. These polymers are poly(lactic-co-glycolic acid)

(PLGA). PLGA is a polymer that can be degraded biologically. PLGA were

prepared by bulk ring opening polimerization of D,L-lactide and glycolide, PLGA

were characterized by

X-ray Difraktion

(XRD),

Fourier transformed infrared

(FTIR) and intrinsic viscosity were measured by viscometry. The result showed

that the temperature have different effect to PLGA production. The highest

intrinsic viscosity of PLGA was obtained by heating at 180°C for 23 hour with

SnOct2

catalyst. FTIR spectrum showed the existence of (–OH ) stretching

vibration at 3514.1 cm

-1

wavenumber, methyl group (C–H) stretching vibration at

2947.0 cm

-1

and at 2997.2 cm

-1

, carbonyl group (C=O) at 1755.1 cm

-1

, and (C-O)

at 1188.1 cm

-1

. Crystalinity analysis showed that PLGA was amorphous.

(3)

PEMBUATAN DAN PENCIRIAN

KOPOLIMER POLI(ASAM LAKTAT)-POLI(ASAM

GLIKOLAT) MENGGUNAKAN KATALIS TIMAH OKTOAT

FAJAR KURNIAWAN

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2007

(4)

Judul : Pembuatan dan Pencirian Kopolimer Poli(asam laktat)-Poli(asam glikolat) Menggunakan Katalis Timah Oktoat

Nama Fajar Kurniawan NIM G44202052

Menyetujui:

Pembimbing I, Pembimbing II,

Tetty Kemala, MSi

NIP 132 232 787 Drs. Achmad Sjahriza NIP 131 842 413

Mengetahui:

Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS

(5)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas ridho, rahmat, nikmat, dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian ini ialah Pembuatan dan Pencirian Kopolimer Poli(asam laktat)-Poli(asam glikolat) Menggunakan Katalis Timah Oktoat. Penelitian ini didanai oleh Hibah

Kompetisi A2 Departemen Kimia IPB.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Tetty Kemala M.Si dan Drs Achmad Sjahriza selaku pembimbing atas bimbingan, dorongan semangat, dan ilmu yang diberikan kepada peneliti selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Terima kasih tak terhingga juga disampaikan kepada kedua orang tua (H. Suratal dan Hj. Khadijah), istri tercinta Arina Miardini, Anakku yang hebat Althaaf Arullah Kurniawan, Kak Dian, Kak Nurjaman, dan Dek Aji serta seluruh keluarga yang memberikan dorongan semangat, bantuan materi, kesabaran, dan kasih sayang kepada penulis.

Terima kasih juga tak lupa penulis ucapkan kepada Bapak Ismail, Pak Nano, Ibu Ai, Pak Sawal, dan Ibu Nur atas segala fasilitas dan kemudahan yang telah diberikan. Teman-teman Tim Polimer (Yudi, Ana, Lukmana, Reko, Fifi, dan Yogi) dan teman-teman di Wisma Panti Jomblo, Dadang, Tri, Wahid, Dani, Topan, Jaka, dan teman-teman-teman-teman kimia 39 terima kasih atas persahabatan dan kenangan indah, semoga Allah senantiasa membalas kebaikan semuanya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2007 Faja.Kurniawan

(6)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 22 September 1983 dari ayah H. Suratal, dan ibu Hj. Khadijah. Penulis merupakan putra ke dua dari tiga bersaudara.

Tahun 2002 penulis lulus dari SMU Negeri 5 Jakarta dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Tahun 2004 penulis melaksanakan kegiatan praktik lapangan di PT Kalbe Farma dengan judul Validasi Penetapan Kadar Amoksisilin Anhidrat Dalam Sirup Kering Kalmoksilin 250 mg Secara Spektrofotometri UV-VIS. Pada tahun 2006 penulis melaksanakan penelitian yang didanai Hibah Kompetisi A2 Departemen Kimia mengenai Pembuatan dan Pencirian Kopolimer Poliasamlaktat-Poliasamglikolat Menggunakan Katalis SnOct2.

(7)

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR GAMBAR ... vi DAFTAR TABEL ... vi DAFTAR LAMPIRAN ... vi PENDAHULUAN ... 1 TINJAUAN PUSTAKA Kopolimer Poliasamlaktat-Poliasamglikolat (PLGA) ... 1

Spektroskopi Infra Merah (FTIR) ... 2

Difraksi Sinar-X (XRD) ... 2

Viskometri ... 3

BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan ... 3

Metode Penelitian ... 3

HASIL DAN PEMBAHASAN PLGA Hasil Sintesis... 4

Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR... 5

Kristalinitas PLGA Hasil Sintesis ... 6

Penentuan Viskositas Intrinsik ... 6

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ... 7

Saran ... 7

DAFTAR PUSTAKA ... 7

(8)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Struktur kimia SnOct2... 1

2 Struktur kimia PDLGA dan PLLGA... 2

3 Spektrum FTIR PLGA ... 2

4 Spektrum XRD semikristalin dan amorf ... 3

5 PLGA hasil sintesis ... 4

6 Spektrum FTIR PLGA 75:25 pada suhu (a) 160o_{C dan (b) 180}o_{C... 6}

7 Kurva uji kristalinitas PLGA dengan XRD... 6

DAFTAR TABEL

Halaman 1 Susunan modifikasi pembuatan PLGA ... 3

2 Bobot PLGA yang dihasilkan pada berbagai perlakuan... 5

3 Hasil pengukuran viskositas intrinsik pada PLGA... 7

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1 Diagram alir Pembuatan PLGA pada suhu 160°C dan180°C ... 9

2 Data hasil pengukuran viskositas intrinsik pada berbagai sampel... 10

3 Spektrum FTIR PLGA pada berbagai komposisi dan suhu ... 16

(9)

9 PENDAHULUAN

Polimer biodegradabel merupakan polimer yang dapat terdegradasi secara biologis. Proses biodegradasi dapat terjadi baik secara hidrolitik atau enzimatik untuk menghasilkan produk samping yang biokompatibel dan tidak bersifat racun. Produk samping tersebut dapat dihilangkan dengan jalur metabolik normal (Meddleton et al. 1998). Penggunaan polimer biodegradabel sintetik sekarang ini telah dikembangkan dan diaplikasikan dalam kebutuhan klinis, seperti benang operasi untuk pembedahan, bahan pengukung obat, media transplantasi jaringan atau peralatan ortopedik (Wikipedia 2006). Hal tersebut dikarenakan polimer dapat terurai dengan baik di dalam tubuh menjadi bahan-bahan yang tidak berbahaya. Polimer tersebut di antaranya adalah, poli(kaprolakton), poli(asam glikolat), poli(asam laktat), dan kopolimer poli(asam laktat-asam glikolat) yang menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan polimer lain dalam pengembangan rekayasa jaringan. Kuncinya adalah kemampuan untuk menyesuaikan sifat mekanika dan kinetika degradasi yang dimiliki untuk digunakan dalam beberapa aplikasi (Gunatillake & Adhikari 2003).

Biomaterial dibuat dari polimer biodegradabel yang berasal dari monomer asam laktat dan asam glikolat (Cutright et al. 1974). Poli(asam glikolat) (PGA), poli(asam laktat) (PLA), dan kopolimernya adalah golongan poliester alifatik linear yang sering digunakan dalam rekayasa jaringan. Degradasi terjadi melalui hidrolisis ikatan esternya. Polimer ini termasuk di antara sedikit polimer sintetik yang disetujui oleh Badan Pangan dan Obat-obatan (FDA) Amerika Serikat untuk aplikasi klinis tertentu pada manusia (Wu & Ding 2004).

Penelitian terhadap pembuatan kopolimer poli(asam laktat)-poli(asam glikolat) (PLGA) dan untuk keperluan medis telah banyak dilakukan. Penelitian-penelitian tersebut menggunakan PLGA komersial dan PLGA hasil pembuatan (Xudong 1997; Zhou et al. 2004; Zong et al. 2005). Pembuatan PLGA pada penelitian sebelumnya menggunakan monomer D,L-laktida dan glikolida dengan beberapa variasi komposisi dan tidak dilakukannya variasi suhu, padahal suhu juga berpengaruh terhadap bobot molekul yang dihasilkan (Zhou et al. 2004).

Penelitian terhadap pembuatan PLGA dilakukan karena faktor mahalnya harga

PLGA komersial, juga manfaatnya bermacam-macam seperti untuk pengukung obat, teknik jaringan. Untuk itu dilakukan pembuatan kopolimer untuk mengetahui bobot molekul maksimun yang dihasilkan, sehingga penggunaannya lebih efisien. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode Zhou et al (2004). dengan beberapa perubahan, yaitu komposisi dan suhu. Penelitian ini bertujuan melihat pengaruh komposisi dan suhu polimerisasi terhadap pembuatan PLGA dengan menggunakan katalis timah oktoat sehingga tidak terjadi pemborosan komposisi dan suhu.

TINJAUAN PUSTAKA

PLGA

Polimer biodegradabel seperti kopolimer poli(asam laktat)-poli(asam glikolat) (PLGA) biasanya dibuat melalui kopolimerisasi pembukaan cincin D,L-laktida dan glikolida menggunakan timah oktoat (SnOct2) sebagai

katalis pada suhu tinggi (130-220o_{C), karena}

SnOct2 adalah katalis komersial yang sangat

efisien dan zat aditif makanan yang diizinkan di sejumlah negara. PLGA dibuat dengan perbandingan monomer D,L-asam laktat dan asam glikolat yang bervariasi dengan penambahan timah oktoat melalui polikondensasi langsung (Zhou et al. 2004). Kopolimer yang mengandung asam laktat 25-70% dengan asam glikolat bentuknya amorf karena gangguan dari sifat beraturan rantai polimer oleh monomer lain. Katalis yang digunakan pada penelitian ini adalah SnOct2.

Rumus molekul SnOct2 disajikan pada

Gambar 1. O Sn O O O

Gambar 1 Struktur kimia SnOct2 (Badami

2004).

PDLLGA dan PLLGA merupakan polimer yang berbentuk amorf. PDLLGA mempunyai transisi kaca sekitar 40-41ºC, sedangkan PLLGA mempunyai transisi kaca sebesar 47ºC. Degradasi pada PDLLGA akan lebih lama di bandingkan dengan PLLGA (Porjazoska 2004). Struktur PLGA ditunjukkan pada Gambar 2.

(10)

10

C H2 C O O C

m

C O O

n

PDLGA

H3C H C H2 C O O C

m

C O O

n

PLLGA

H CH3

Gambar 2 Struktur kimia PDLGA dan PLLGA

Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR)

Spektrokopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR) merupakan suatu teknik pengukuran spektrum berdasarkan pada respons bahan terhadap radiasi elektromagnetik. FTIR digunakan terutama untuk analisis kualitatif dan kuantitatif suatu senyawa organik dan dapat pula digunakan untuk penentuan struktur molekul suatu senyawa anorganik (Steven 2001).

Spektrofotometer inframerah biasanya merupakan spektrofotometer berkas ganda dan terdiri dari 5 bagian utama yaitu, sumber radiasi, daerah cuplikan, kisi difraksi, dan detektor (Sudjadi 1983). Prinsip kerja instrumen ini adalah mengukur energi inframerah yang diserap oleh ikatan kimia pada frekuensi atau panjang gelombang tertentu. Energi radiasi tersebut bervariasi dalam jarak tertentu dan responnya diplot dalam suatu fungsi radiasi energi. Walaupun energi radiasi tersebut bervariasi, dengan transformasi fourier, sampel yang diradiasi bisa dinyatakan dalam satu pulsa tunggal. Struktur dasar suatu senyawa dapat ditentukan berdasarkan letak absorpsi inframerahnya.

FTIR dapat digunakan untuk mengetahui gugus pada suatu senyawa organik maupun senyawa anorganik. Salah satu penggunaan FTIR adalah penentuan gugus molekul pada kopolimer poli(asam laktat-asam glikolat) (Gambar 3).

Gambar 3 Spektrum FTIR PLGA (Porjazoska 2004).

Difraksi Sinar-X (XRD)

Sinar-X dihasilkan dalam tabung sinar katoda ketika elektron-elektron berenergi mengenai target-target logam. Ketika Sinar-X difokuskan ke suatu sampel polimer dalam bentuk pelet atau silinder, maka akan terjadi dua hamburan. Jika sampel tersebut kristal, Sinar-X akan dihamburkan secara koheren. Hal ini berarti bahwa tidak ada perubahan panjang gelombang atau fasa antara sinar-sinar insiden dan yang dihamburkan. Hamburan koheren biasanya disebut sebagai difraksi Sinar-X. Jika sampel memiliki morfologi yang nonhomogen, maka hamburan tersebut tak koheren, yang berarti bahwa panjang gelombang dan fasa tidak mengalami perubahan. Hamburan tak koheren (hamburan Compton) dinyatakan sebagai difraksi difusi. Hamburan koheren ditetapkan dengan pengukuran sudut lebar dan hamburan tak koheren dengan pengukuran sudut kecil (Steven 2001).

Hasil spektum XRD merupakan suatu grafik hubungan antara intensitas dengan sudut pantul (2θ). XRD sangat penting untuk analisis polimer karena XRD dapat memperlihatkan morfologi contoh (kristalin, semikristalin atau amorf) dan kristalinitas suatu polimer. Morfologi contoh ditentukan oleh spektrum yang dihasilkan. Spektrum suatu sampel polimer yang memiliki puncak-puncak yang tajam digolongkan ke dalam kristalin, polimer yang memiliki puncak yang tajam dan tidak tajam digolongkan ke dalam semikristalin, sedangkan spektrum yang tidak memiliki puncak-puncak tajam digolongkan ke dalam polimer amorf (Stuart 2003) (Gambar 4).

(11)

11

Gambar 4 Spektrum XRD (a) semikristalin dan (b) amorf (Stuart 2003).

Viskometri

Viskometri merupakan metode yang digunakan untuk menentukan ketahanan suatu cairan terhadap aliran (deformasi). Pengukuran-pengukuran viskositas larutan encer memberikan teknik yang paling sederhana dan paling banyak dipakai untuk menetapkan bobot molekul secara rutin. Viskositas diukur dengan cara menetapkan lamanya aliran sejumlah volume larutan melalui kapiler yang panjangnya tetap. Waktu alir dalam detik dicatat sebagai waktu untuk meniskuslewat antara dua tanda batas pada viskometer (Steven 2001). Selain itu, teknik ini dapat digunakan untuk menentukan massa molekul nisbi polimer dengan cara membandingkan viskositas larutan polimer terhadap viskositas pelarut. Metode yang biasa digunakan untuk pengukuran viskositas adalah viskometer Ostwald dan viskometer Ubbelohde. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah viskometer Ostwald.

Metode ini mengukur viskositas dengan cara membandingkan waktu alir pelarut dan larutan polimer pada berbagai kepekatan atau konsentrasi. Viskometri memiliki keunggulan, yaitu analisisnya cepat dan tidak menggunakan bahan organik yang banyak. Dalam viskometer untuk mencapai berbagai konsentrasi, larutan polimer dapat diencerkan dalam viskometer dengan menambahkan sejumlah terukur pelarut. Pengukuran dilakukan dengan viskometer dalam penangas air bersuhu tetap untuk mencegah naik turunnya viskositas akibat perubahan suhu ( Steven 2001).

BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah alat-alat gelas, pompa vakum, pemanas, spektrofotometer FTIR Shimadzu 8400, XRD tipe Shimadzu XD-610, dan viskometer Ostwald.

Bahan-bahan yang digunakan adalah asam laktat, asam glikolat, minyak nabati, gas nitrogen, timah oktoat (SnOct2), dan

kloroform.

Metode Penelitian

Penelitian dibagi menjadi dua tahap, yaitu pembuatan PLGA dan pencirian PLGA. Pencirian yang dilakukan meliputi pencirian gugus fungsi dengan FTIR, penentuan viskositas intrinsik dengan metode viskometri, dan uji kristalinitas dengan XRD.

Pembuatan PLGA (Zhou et al. 2002)

PLGA dibuat dengan cara polikondensasi. PLGA dibuat dengan beberapa modifikasi suhu dan komposisi. Pembuatan PLGA dilakukan dengan beberapa konsentrasi dengan berbagai komposisi antara asam laktat:asam glikolat yaitu 75:25, 85:15, 90:10, yang dilakukan pada suhu 160 atau 180ºC. Tabung reaksi dibersihkan, dikeringkan, dan ditimbang bobotnya. Setelah itu, asam laktat dan asam glikolat dengan berbagai komposisi dimasukkan ke dalam tabung reaksi tersebut dan ditimbang. Selanjutnya tabung reaksi di tambahkan SnOct2, lalu gas nitrogen dialirkan

ke dalam campuran. Erlenmeyer direndam dalam minyak nabati yang dijaga pada suhu 160°C selama 23 jam. Kemudian hasilnya didinginkan pada suhu ruang dan di timbang bobotnya. Susunan modifikasi disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Susunan modifikasi pembuatan PLGA dengan waktu 23 jam Komposisi (%) Asam laktat Asam glikolat Suhu (ºC) 75:25 160 85:15 160 90:10 160 75:25 180 85:15 180 90:10 180

(12)

12

Pencirian PLGA Analisis Gugus Fungsi FTIR

Sampel ditempatkan dalam pemegang sel, kemudian dicari spektrum yang sesuai. Hasilnya didapat berupa difraktogram hubungan antara bilangan gelombang dengan transmitans (%). Spektrum FTIR dari PLGA direkam dengan menggunakan spektrometer pada suhu ruang.

Uji kristalinitas dengan Difraksi Sinar-X

Sampel dipasang pada tempat sampel dan dirotasikan agar benar-benar terorientasi secara acak. Pengukuran ini menggunakan alat difraksi sinar-X tipe Shimadzu XD-610 dengan sudut putaran (θ) 60° sampai 5° dan dengan laju putaran 2°/menit. Hasil uji ini berupa difraktrogram yang berupa hubungan antara intensitas dan sudut 2θ.

Pengukuran Viskositas Intrinsik

PLGA sebanyak 0.25% (b/v) hasil sintesis dilarutkan dalam kloroform dengan variasi konsentrasi 0.25; 0.20; 0.16; 0.13 % (b/v) dan diukur viskositasnya dengan viskometer Ostwald pada suhu 25°C (suhu konstan) dengan cara menghitung waktu alir pelarut tanpa sampel dan waktu alir sampel PLGA dengan berbagai konsentrasi. Setelah itu, viskositas relatif (ηr) ditentukan dengan cara

membandingkan waktu alir pelarut dengan waktu alir larutan polimer (t0/t). Viskositas

spesifik dihitung dengan cara ηrelatif - 1.

Viskositas intrinsik [η] dicari dengan cara memplotkan ηreduktif/[PLGA] sebagai sumbu

y dan konsentrasi sebagai sumbu x.

HASIL DAN PEMBAHASAN

PLGA Hasil Sintesis

Pembuatan PLGA yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan metode polikondensasi. Reaksi yang terjadi pada pembuatan PLGA adalah:

OH O HO O O H3C - H2O C H2 OH O HO O O O O

Asam glikolat Glikolida

- H2O O O O O H3C CH3 _O O O O + Pemanasan Katalis laktida _glikolida O C H CH3 C O O C O C H2 m n + H₂_{O .}

Reaksi di atas merupakan reaksi dapat balik. Oleh karena itu, air yang dihasilkan harus dihilangkan dengan menggunakan pemanasan. Adanya molekul air tersebut dapat mengganggu proses polimerisasi sehingga PLGA yang dihasilkan akan memiliki bobot molekul yang lebih rendah (Kaitian et al. 1995). Selain itu, air juga dapat menurunkan laju polimerisasi (Steven 2001). Pada penelitian ini digunakan gas nitrogen yang berfungsi untuk menghilangkan gas O2 karena gas tersebut

juga dapat menurunkan laju polimerisasi. PLGA yang dihasilkan dari pemanasan asam laktat dan asam glikolat pada suhu 180ºC memiliki warna kuning yang lebih pekat daripada pemanasan pada suhu 160ºC (Gambar 5). Proses pemanasan lebih lanjut dapat mengakibatkan bertambah pekatnya warna PLGA yang dihasilkan dan akan menghasilkan warna coklat.

75:25 160 85:15 160 90:10 160

(13)

13

tidak larut dalam air. Suhu memainkan peranan terhadap bobot PLGA yang dihasilkan pada akhir proses. Hal ini dapat terlihat pada Tabel 2.

Tabel 2 Bobot PLGA yang dihasilkan pada berbagai perlakuan Komposisi (%) Asam laktat Asam glikolat Suhu (ºC) Bobot awal (g) Bobot akhir (g) 75:25 160 18.3443 8.1159 85:15 160 18.2469 11.8534 90:10 160 18.3583 12.9112 75:25 180 18.4715 11.3675 85:15 180 18.4638 12.4462 90:10 180 18.3981 13.2424

Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR

Uji FTIR ini dilakukan pada sampel dengan komposisi 75:25 pada suhu 160o_C

(Gambar 6a) dan komposisi 75:25 pada suhu 180oC(Gambar 6b). Pita yang tajam pada bilangan gelombang 2947.0 dan 2997.2 cm-1

menunjukkan vibrasi ulur gugus C–H dan pada bilangan gelombang 1458.1 dan 1384.8 cm-1 _{dengan puncak yang lebar merupakan ciri}

khas dari serapan vibrasi C–C. Pita yang tajam juga terlihat pada bilangan gelombang 1755.1 cm-1_{yang memperlihatkan bahwa}

sampel yang dianalisis memiliki gugus karbonil (C=O). Pita lebar lain juga terlihat pada daerah bilangan gelombang 1188.1 cm-1

yang menunjukkan C–O. Adanya serapan yang lebar pada bilangan gelombang 3514.1 cm-1_{menunjukkan gugus –OH yang dapat}

berasal dari gugus karboksil. FTIR pada PLGA literatur juga didapatkan puncak serapan pada bilangan gelombang 3510.0 (-OH), 2965.0, 2997.0 (CH2, CH3), 1759.0

(C=O), 1360, 1450 (CH3), 750 (CH), dan

1181.1 (C-O) cm-1_{(Porjazoska 2004)}

(Gambar 2). Spektrum untuk monomer asam laktat di dapatkan bilangan gelombang pada 3650 (-OH), 1760 (C=O), 1275, 1100 (C-O), 940 (CH) cm-1_{(Clark 2000). Sedangkan untuk}

monomer asam glikolat terdapat puncak spektrum pada bilangan gelombang 3655 (-OH), 1750 (C=O), 1540, 1430 (CH), 1265, 1050 (C-O) cm-1_{(Kiremitci 1998). Spektrum}

pada komposisi 75:25 (suhu 160o_{C dan}

180o_{C) memiliki puncak-puncak yang lebih}

lebar. Hal ini kemungkinan disebabkan karena preparasi sampel yang kurang sempurna sehingga masih ada air yang terperangkap dalam sampel.

(14)

14

Kristalinitas PLGA Hasil Sintesis

Bentuk kristalinitas PLGA pada ragam komposisi dapat diketahui dari difraktogram XRD. Pola difraksi suatu polimer yang bersifat kristalin pada difraktogramnya akan tampak puncak tajam, sedangkan untuk polimer yang bersifat amorf akan muncul puncak lebar pada difraktogram yang dihasilkan. Uji kristalinitas dengan XRD dilakukan pada sampel dengan komposisi 75:25, 85:15, dan 90:10 pada suhu 160ºC (Gambar 9a, b, dan c). Ketiga hasil tersebut menunjukkan bahwa kurva hubungan intensitas dengan 2θ tidak memiliki puncak yang tajam. Hal ini menandakan bahwa PLGA yang dihasilkan cenderung bersifat amorf. Sifat amorf PLGA yang dihasilkan disebabkan oleh struktur rantai polimernya yang tidak teratur pada susunan antara asam laktat dengan asam glikolat (Petrucci 1993).

50 100 150 200 250 300 350 in te n s it a s 0 50 100 150 200 250 300 20 30 40 50 60 70 80 90 2 tetha in te n s it a s (b) (c)

Gambar 6 Kurva uji kristalinitas PLGA pada komposisi 75:25 (a), 85:15 (b)90:10 (c) pada suhu 160o_{C dengan XRD}

Penentuan Viskositas Intrinsik

Penentuan viskositas intrinsik dilakukan dengan metode viskometri. Pengukuran terhadap viskositas intrinsik [η] secara umum Gambar 6 Spektrum FTIR pada perbandingan komposisi 75:25 pada suhu (a) 160o_{C dan}

(b) 180o_C.

(15)

15

pemanasan terhadap asam laktat dan asam glikolat pada berbagai komposisi mampu meningkatkan jumlah monomer yang bereaksi membentuk polimer.

Secara umum bobot molekul PLGA terbesar diperoleh dari polikondensasi antara asam laktat dengan asam glikolat pada komposisi 75:25 pada suhu 180o_{C. Hal}

tersebut dapat dilihat pada Tabel 4 dimana hasil yang didapatkan sebesar 0.2077. Secara teori jika suhu semakin tinggi maka laju polimerisasi akan semakin besar, sehingga bobot molekul yang dihasilkan akan semakin besar (Billmayer 1984). Komposisi juga berpengaruh terhadap bobot molekul yang dihasilkan, semakin banyak konsentrasi asam glikolat dalam larutan, maka bobot molekul yang dihasilkan akan semakin besar. Hal tersebut dikarenakan asam glikolat akan lebih banyak bereaksi dengan asam laktat (Zhou et al. 2004).

Tabel 4 Hasil pengukuran viskositas intrinsik pada PLGA

Komposisi (%) Asam

laktat glikolat Asam

Suhu (o_C) Viskositas _intrinsik [η] 75:25 160 0.1470 85:15 160 0.0188 90:10 160 0.0032 75:25 180 0.2077 85:15 180 0.2791 90:10 180 0.1794

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Dari hasil pengujian terhadap kristalinitas dengan XRD dapat disimpulkan bahwa PLGA yang dihasilkan bersifat amorf. Pada penentuan viskositas intrinsik sampel yang dilakukan pada suhu 180o_{C mempunyai}

viskositas intrinsik yang lebih besar dan secara teori memiliki bobot molekul yang besar dibandingkan pada suhu 160o_C.

Saran

Pemurnian PLGA sangat diperlukan agar diperoleh PLGA dengan bobot molekul yang tinggi, serta perlu dilakukan pengadukan dengan stirer pada saat pembuatan PLGA agar pemanasan merata sehingga konversi larutan asam laktat dan asam glikolat menjadi PLGA menjadi lebih baik. Perlu dilakukan pencirian

lebih lanjut dengan differential scanning calorimetry (DSC).

DAFTAR PUSTAKA

Arches. 2006. What is PLGA?.

http://www.arches.uga.edu/%7Edbagal/r eferences.htm [26 Maret 2006].

Billmayer FW. 1984. Textbook of Polymer science. New York: Resslear Polytechnique Institute Troy

Badami AS. 2004. Bioresorbable electrospun tissue scaffolds of poly(ethylene glycol-b-lactide) copolymers for bone tissue engineering. [thesis]. Virginia. Virginia Polytechnic Institute and State University.

Clark J. 2000. Interpreting an infrared spectrum.//www.chemguide.co.uk.html [26 Maret 2006].

Cutright et al. 1974. Degradation rates of polymers and copolymer of poly(lactic) acid and poly(glycolic) acid. Oral Pathol 37: 142.

Gunatillake PA, Adhikari R. 2003. Biodegradable synthetic polymers for tissue enginerring. European Cells and Materials 5:1-16.

Kaitian X et al. 1996. Poly (D,L-lactic acid) homopolimers: synthesis and characterization. Turkey Journal of Chemistry 20:43-53.

Kiremitci, Deniz G. 1998. Synthesis, characterization and in vitro degradation of poly(DL-Lactide)/ poly(DL-Lactide-co Glypoly(DL-Lactide-colide) films. Turkey Journal of Chemistry 23:153 - 161.

Middleton et al. 1998. Synthetic Biodegradable Polymers as Medical Devices. Medical Plastics and Biomaterials Magazine.

Petrucci RH. 1993. Kimia Dasar. Jilid ke-4. Ahmadi S, penerjemah; Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: General Chemistry: Principles and Modern Application.

Porjazoska A et al. 2004. Synthesis and characterization of biocompatible

(16)

16

Multicomponent Polymer Systems As Supports for Cell Cultures. CCAACAA 77:545-551.

Robani MN. 2004. Biodegradasi struktur dan morfologi mikrosfer polilaktat. [skripsi]. Bogor: Departemen Kimia, FMIPA, Institut Pertanian Bogor. Steven MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan I,

penerjemah: Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari Polymer Chemistry: An Introduction.

Stuart BH. 2003. Polymer Analysis. Sydney. John Wilwey & Sons.

Sudjadi. 1983. Penentuan Struktur Senyawa Organik. Bandung: Ghalia Indonesia. Wikipedia. 2006. Polymer of PLGA.

http://www.wikipedia.org/wiki/Lactic acid.htm. [30 Desember 2006]. Wu L & Ding J. 2004. In vitro degradation of

three dimentional porous poly(lactide-co-glycolide) scaffold for tissue enginereing. Biomaterials 25: 5821-5830.

Xudong C. 1997. Delivery of Neuroactive Molecules from Biodegradable Microspheres. [tesis]. Toronto: Universitas Toronto.

Zhou S,

Deng X, Li X, Jia W, Liu L

. 2004. Synthesis and characterization of biodegradabel low molecular weight aliphatic polyesters and Their use in protein-delivery systems.

Journal of Applied Polymer Science

91:1848-185.

Zong S et al. 2005. Electrospun Fine-Textured Scaffolds for Heart Tissue Constructs. Biomaterials. 26:5330-5338.

(17)

17

(18)

18

Lampiran 1 Diagram alir Pembuatan PLGA dengan metode polikondensasi pada suhu 160°C

Lampiran 2 Diagram alir pembuatan PLGA dengan metode polikondensasi pada suhu 180°C Dipanaskan T = 120°C

t = 2 jam

Dipanaskan T = 160°C + Katalis

t = 23 jam Asam Laktat + Asam Glikolat

PLGA

Pencirian PLGA

Penentuan viskositas intrinsik

dg Viskometer Ostwald

XRD

FTIR

Asam Laktat + Asam Glikolat

Dipanaskan T = 120°C t = 2 jam

PLGA

Pencirian PLGA

Penentuan viskositas intrinsik

dg Viskometer Ostwald

XRD

Dipanaskan T = 180°C + Katalis

(19)

19

Lampiran 3 Data hasil pengukuran viskositas intrinsik pada berbagai sampel Hasil pengukuran viskositas PLGA dengan variasi komposisi 75:25 pada suhu 160o_C

[PLGA] (%) t (detik) ηrelatif ηspesifik ηreduktif (dL/g)

0.0000 31.23 - - - 0.2592 32.70 1.0469 0.0469 0.1809 0.2074 32.38 1.0368 0.0368 0.1775 0.1659 32.12 1.0284 0.0284 0.1715 0.1327 31.91 1.0216 0.0216 0.1631 Contoh perhitungan:

η

relatif =

tpelarut

tsampel

=

ik

det

23 .

32 det

70 .

32

= 1.0469

η

spesifik =

η

relatif - 1 = 1.0469 - 1 = 0.0469

η

reduktif =

]

[

PLGA

spesifik

η

=

dL

g

/

2592

.

0 0469

.

0

= 0.1808 dL/g y = 0.1369x + 0.147 R2_{= 0.9205} 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 [PLGA] (%) η r e du kt if ( d L/ g)

Grafik hubungan [PLGA] terhadap Vikositas reduktif Penentuan bobot molekul

Persamaan garis : y = 0.1369x + 0.147 Viskositas intrinsik ([η]) = 0.147

(20)

20

Hasil pengukuran viskositas PLGA dengan variasi komposisi 85:15 pada suhu 160o_C

η

relatif =

tpelarut

tsampel

=

ik

det

23 .

31 det

22 .

32

= 1.0317

η

spesifik =

η

relatif - 1 = 1.0317 - 1 = 0.0317

η

reduktif =

]

[

PLGA

spesifik

η

=

dL

g

/

2565

.

0 0317

.

0

= 0.1236 dL/g y = 0.4285x + 0.0188 R2_{= 0.9283} 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 [PLGA] (%) η re du kt if ( d L/ g)

Grafik hubungan [PLGA] terhadap Vikositas reduktif Penentuan bobot molekul

(21)

21

[PLGA] (%) t (detik)

η

relatif

η

spesifik

η

reduktif(dL/g)

0.0000 31.23

- -

-

0.2528 31.87 1.0206 0.0206 0.0813 0.2022 31.68 1.0145 0.0145 0.0716 0.1618 31.52 1.0092 0.0092 0.0570 0.1294 31.40 1.0054 0.0054 0.0416 Contoh perhitungan:

η

relatif =

tpelarut

tsampel

=

ik

det

23 .

31 det

87 .

31

= 1.0206

η

spesifik =

η

relatif - 1 = 1.0206 - 1 = 0.0206

η

reduktif =

]

[

PLGA

spesifik

η

=

dL

g

/

2528

.

0 0206

.

0

= 0.0813 dL/g y = 0.3197x + 0.0032 R2_{= 0.9619} 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 [PLGA] (%) η re du kt if ( d L/ g)

Grafik hubungan [PLGA] terhadap Viskositas reduktif Penentuan bobot molekul

(22)

22 η

relatif =

tpelarut

tsampel

=

ik

det

23 .

31 det

05 .

33

= 1.0582

η

spesifik =

η

relatif - 1 = 1.0582 - 1 = 0.0582

η

reduktif =

]

[

PLGA

spesifik

η

=

dL

g

/

2583

.

0 0582

.

0

= 0.2243 dL/g y = 0.0664x + 0.2077 R2 = 0.9174 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 [PLGA] (%) η re d u kt if (d L /g )

(23)

23 η

relatif =

tpelarut

tsampel

=

ik

det

23 .

31 det

61 .

33

= 1.0761

η

spesifik =

η

relatif - 1 = 1.0761 - 1 = 0.0761

η

reduktif =

]

[

PLGA

spesifik

η

=

₀

_.

₂₅₃₀

_g

_/

_dL

0761

.

0

= 0.3010 dL/g y = 0.0918x + 0.2791 R2_{= 0.8206} 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 [PLGA] (%) η re du kt if ( d L/ g)

(24)

24

[PLGA] (%) t (detik)

η

relatif

η

spesifik

η

reduktif (dL/g)

η

relatif =

tpelarut

tsampel

=

ik

det

23 .

31 det

93 .

32

= 1.0544

η

spesifik =

η

relatif - 1 = 1.0544 - 1 = 0.0544

η

reduktif =

]

[

PLGA

spesifik

η

=

dL

g

/

2580

.

0 0544

.

0

= 0.2110 dL/g y = 0.1178x + 0.1794 R2_{= 0.9418} 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 [PLGA] (%) η re du kt if ( d L/ g)

(25)

25

Lampiran 4 Spektrum FTIR PLGA dengan komposisi (a dan b) 85:15 dan 90:10 pada suhu 160o_C

dan (c) 90:10 pada suhu 180o_C

(a)

(b)

(26)

26

Lampiran 5 Kurva uji kristalinitas dengan komposisi 90:10 pada suhu 180o_{C menggunakan XRD}