APLIKASI LOW LEVEL LASER THERAPY (LLLT) dengan GOLD NANOPARTICLE sebagai EKSOGEN FOTOSENSITIZER untuk MENGHILANGKAN KARIES GIGI Repository - UNAIR REPOSITORY

(1)

ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

APLIKASI

LOW

LEVEL LASER THERAPY

(LLLT) dengan

GOLD

NANOPARTICLE

sebagai EKSOGEN

FOTOSENSITIZER untuk MENGHILANGKAN KARIES GIGI

SKRIPSI

MAULIDIANTI DWI KURNIASARI

PROGRAM STUDI S-1 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

(2)

(3)

(4)

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi

kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan

sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.

(5)

(6)

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT Tuhan semesta alam, atas segala limpahan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul ―Aplikasi LowLevel Laser Therapy (LLLT) dengan Gold Nanoparticle sebagai Eksogen Fotosensitizer untuk Menghilangkan Karies

Gigi‖ dengan baik dan tepat waktu. Tidak lupa sholawat dan salam penulis

tujukan kepada Nabi Muhammad SAW sebagai suri tauladan yang baik serta memberikan cahaya terang bagi umatnya di dunia.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada :

1. Kedua orang tua, kakak dan adik-adik penulis yang selalu memberikan dukungan moril maupun materil sebagai motivator penulis untuk terselesaikannya skripsi ini.

2. Ibu Prof. Dr. Retna Apsari, M.Si selaku dosen pembimbing I dan dosen wali, atas kesediaan bimbingan, motivasi, dan waktu yang diberikan kepada penulis demi tercapainya hasil yang maksimal dengan terselesaikannya skripsi ini.

3. Ibu Dr. Aminatun, Ir. M.Si selaku dosen pembimbing II, atas kesediaan, waktu, koreksi dan saran yang diberikan kepada penulis demi tercapainya hasil yang maksimal dengan terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak Drs. Pujiyanto, M.Si selaku dosen penguji I, atas kesediaan, waktu dan saran yang diberikan kepada penulis demi tercapainya hasi maksimal dengan terselesaikannya skripsi ini.

5. Bapak Andi Hamim Zaidan, M.Si, Ph.D, selaku dosen penguji II, atas kesediaan, waktu, ilmu dan saran yang bersifat membangun demi maksimalnya hasil tulisan skripsi penulis.

(7)

7. Seluruh dosen dan karyawan Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga yang senantiasa memberikan motivasi dalam berilmu.

8. Seluruh teman-teman Fisika 2011, teman-teman Laboratorium Fotonika, Laboratorium Material, Laboratorium Biofisika, Laboratorium Intrumentasi serta teman-teman KKN BBM 50 yang selalu menjadi motivasi dan semangat penulis untuk terselesaikannya skripsi ini.

9. Teman – teman, Kiki Fatmawati, Annisa Fardhani, Vinanti Chumairoh, Maulia Yuvi Neselinda, Aditya Budi Fauzi, Risayuni Astuti, Ivana Rosyta, Winda Aprilliani, Fiona Setyo Resmawati, Deriyan Senjaya, Tirta Amerta, Desy Herlina dan Fitri Kurniasari.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi perbaikan di masa mendatang.

Surabaya, Februari 2016

Penulis,

(8)

Maulidianti Dwi Kurniasari. 2016. Aplikasi Low Level Laser Therapy (LLLT) dengan Gold Nanoparticle sebagai Eksogen Fotosensitizer untuk Menghilangkan Karies Gigi. Skripsi ini di bawah bimbingan Prof. Dr. Retna

Apsari, M.Si dan Dr. Aminatun, Ir. M.Si. Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui interaksi cahaya laser dioda hijau dengan fotosensitizer yang digunakan dalam terapi terhadap karies gigi. Fotosensitizer yang digunakan adalah Gold Nanoparticle (GNP) yang dihasilkan dari dua bahan yaitu asam chloroauric (25mM) dan trisodium sitrat (2,2mM). Hasil karakterisasi panjang gelombang GNP menggunakan Uv-Vis Spektrofotometer adalah 525 nm dan uji TEM memberikan hasil ukuran pada GNP yaitu 20 nm. Pengaturan jarak laser terhadap sampel sejauh 4 cm sesuai dengan karakterisasi jarak laser. Dosis energi yang diberikan adalah 15 J/cm2_dan waktu penyinaran sampel selama 9 menit 16 detik. Penyinaran laser dengan penambahan fotosensitizer GNP menghasilkan peningkatan terhadap nilai Ca/P, persentase kristalinitas dan kekerasan gigi. Berdasarkan hasil uji dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa pemberian GNP dan penyinaran laser belum optimal untuk menghilangkan karies gigi, oleh karena itu perlu dilakukan penelitian selanjutnya untuk mengoptimasi dosis laser dioda hijau dan lama waktu pemberian GNP.

(9)

Maulidianti Dwi Kurniasari. 2016. Application of Low Level Laser Therapy

(LLLT) with Gold Nanoparticle for Fotosentizer Eksogen for Removing Dental Caries. This research was under guidance ofProf. Dr. Retna Apsari, M.Si

and Dr. Ir. Aminatun, M.Si. Departement of Physics Faculty of Science and Technology Airlangga University.

ABSTRACT

This research was conducted to know interaction radiation green diode laser with photosensitizer for therapy of dental caries. Photosensitizer used in this research is Gold Nanoparticle (GNP) produce with chloroauric acid (25mM) and trisodium citrate (2,2mM). The result of wavelength characterization with UV-Vis spectrofotometer is 525 nm dan TEM result to know shapes of Gold Nanoparticle (GNP) is 20 nm. The distance between diode laser and sample was 4 cm appropiated result of beam area diode laser characterization. The dosage of radiated energy was 15 J/cm2_{and time for radiation was 9 minute 16 second. The} radiation of diode laser with photosensitizer GNP produced increasing amount of Ca/P, crystalinitation of hydroxyapatite and hardness of enamel dental caries. Based on the result of this research, it can be concluded that given GNP and radiation of diode laser still not optimal for removing dental caries, thats way on the next research can optimum dosage of green diode laser and addition time for GNP.

(10)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ... iv

LEMBAR ORISINALITAS ... v

KATA PENGANTAR ... vi

2.3. Surface Plasmon Resonance (SPR) ... 13

2.4. Fotosensitizer Gold Nanoparticle (GNP) ... 16

2.5. Mekanisme Interaksi Laser terhadap Jaringan ... 18

2.5.1. Fotokimia ... 19

2.5.2. Fototermal ... 19

2.5.3. Fotoablasi ... 20

2.5.4. Interaksi Produksi Plasma ... 21

2.5.5. Fotoakustik ... 22

2.6. Gigi Manusia ... 23

2.7. Enamel Gigi ... 24

2.8. Hidroksiapatit ... 25

2.9. Gigi Karies ... 26

2.10. Uji SEM-EDAX (Scanning Energy Dispersive X-Ray Analysis) ... 29

2.11. Uji XRD (X-Ray Diffraction) ... 30

(11)

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 36

3.2. Bahan dan Alat Penelitian ... 37

3.2.1. Bahan Penelitian ... 37

3.2.2. Alat Penelitian ... 37

3.3. Variabel Penelitian ... 38

3.4. Prosedur Penelitian ... 38

3.4.1. Penentuan Jenis Karies ... 40

3.4.2. Preparasi Sampel ... 40

3.4.3. Karakterisasi Laser Dioda ... 41

3.4.4. Pembuatan Larutan GNP ... 43

3.4.5. Penyinaran Sampel dengan Laser Dioda Hijau dengan dan tanpa GNP ... 46

3.4.6. Karakterisasi Sampel ... 46

3.4.7. Analisis Data ... 47

3.4.7.1. Analisis Hasil Uji SEM-EDAX ... 47

3.4.7.2. Analisis Hasil Uji XRD ... 48

3.4.7.3. Analisis Hasil Uji Vickers Microhardness ... 48

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Hasil Sintesis dan Karakterisasi GNP Sebagai Fotosensitizer ... 50

4.2. Hasil Karakterisasi Laser Dioda ... 53

4.3. Hasil Uji Radiologi Gigi Karies ... 57

4.4. Hasil Uji Pemaparan Laser Dioda Hijau dengan dan Tanpa GNP Terhadap Gigi Karies ... 59

4.4.1. Uji SEM-EDAX ... 59

4.4.2. Uji XRD ... 63

4.4.3. Uji Kekerasan Vickers ... 69

4.5. Aplikasi Laser Dioda Hijau dan GNP Sebagai Kandidat Terapi Enamel Gigi Karies ... 73

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 77

5.2. Saran ... 78

DAFTAR PUSTAKA ... 79

(12)

DAFTAR TABEL

No. Judul Tabel Halaman

2.1. Efek termal akibat paparan laser (Niemz, 2007) 20 3.1. Karakterisasi variasi jarak laser 43 4.1. Pengukuran stabilitas daya laser terhadap jarak 56

4.2. Penamaan sampel 58

4.3. Persentase unsur penyususn hidroksiapatit 61 4.4. Persentase unsur Ca/P enamel gigi karies 61

4.5. Komposisi Sampel 66

(13)

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Gambar Halaman

2.1. Karakteristik Luasan dari Berkas Laser Dioda (Sun, 2012) 13 2.2. Osilasi Elektron pada GNP (Voliani, 2013) 15 2.3. Perbandingan Nano Partikel dengan Rasio r 2:3

(Voliani, 2013) 16

2.4. Hasil Pengukuran UV-vis-NIR dari 9 Sampel Campuran antara HauCl4.3H2O (1,71 mM) dengan

Na2S2O3.5H2O 99,9% ( 3mM ) Zhang, et.al (2012) 18 2.5. Efek Interaksi Laser terhadap Jaringan (Niemz, 2007) 19 2.6. Bagian Molar Gigi (Sinuhaji, 2010) 23 2.7. Unit Sel Hidroksiapatit (Nikifaruk, 1985 hal 101) 26

2.8. Peristiwa Difraksi Sinar-X 31

2.9. Spektrum Hasil Uji XRD QS 680-10 Hz setelah Search Match, S/M (Apsari et al., 2011) 32 2.10. Bentuk Lekukan Piramida (a. Tampak bawah; b. Tampak

samping) (Apsari, 2009) 34

3.1. Diagram Alir Penelitian 40 3.9. Set Up Pengukuran Uji Vickers Microhardness Sampel

Gigi Karies 49

4.1 Larutan Gold Nanoparticle (GNP) 51

4.2 Hasil Uji TEM GNP 52

4.3 Hasil Uji Spektrofotometri UV-Vis GNP 53 4.4 Hasil Karakterisasi Panjang Gelombang terhadap Daya

Laser Dioda Hijau 54

4.5 Hasil Karakterisasi Daya Laser terhadap Waktu Laser

Dioda Hijau 55

4.6 Hasil Karakterisasi Jarak Laser Dioda Hijau 57

4.7 Hasil Radiologi Karies Gigi 58

4.8 Hasil SEM-EDAX Morfologi Permukaan Enamel Gigi

Karies 60

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Gambar Halaman

1. Hasil Uji X-Ray Gigi Karies 84

2. Tahapan Sintesis dan Karakterisasi Gold Nanoparticle

(GNP) 85

3. Hasil Uji Absorbansi Gold Nanoparticle (GNP) 87 4. Hasil Pengukuran Daya pada Tiap Rentang Panjang

Gelombang Laser Dioda Hijau 89

5. Karakterisasi Laser Dioda 90

6. Hasil Uji SEM-EDAX 93

7. Perhitungan Persentase Rasio Ca/P 97