issn 1978-2497 iteks intuisi teknologi dan seni edisi 7 · pdf fileedisi 7 no 1 april 2015 1...

9
ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 PEMBUATAN MATERIAL SINTESIS NANO HYDROXYAPATITE UNTUK APLIKASI SCAFFOLDS TULANG MANDIBULA DARI TULANG CUMI SONTONG MENGGUNAKAN METODE KALSINASI Solechan, Rubijanto JP Teknik Mesin-Fakultas Teknik- Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah no.12 Semarang 50254 e-mail : [email protected] Abstrak Bioceramik dapat digunakan untuk aplikasi medik, seperti restorasi kerusakan jaringan keras. Kerusakan jaringan keras tubuh berupa kecacatan struktur tulang. Di indonesia sekitar 40 % cacat bawaan dan penyakit, sisanya cacat kecelakaan. Kasus tumor tulang sendiri, kasusnya kurang dari 1% dari semua jenis kanker di dunia. Untuk Tumor mandibula berpotensi menimbulkan gangguan pengunyahan, saluran napas, penelanan dan berbicara. Pengangkatan tumor mandibula menimbulkan cacat, maka perlu rekonstruksi mandibula dengan transplantasi implan scaffolds. Material HA untuk pembuatan scaffolds sangat mahal karena produk impor. Tulang cumi sotong (cuttlefish) mengandung kalsium karbonat, dengan proses kalsinasi akan terbentuk sintesis HA untuk pembuatan scaffolds. Diharapkan material HA ini, harganya lebih murah dan kwalitasnya sama dengan HA komersil. Riset ini, membuat sintesis nano HA untuk material scaffolds implan mandibula dari tulang cumi sotong menggunakan proses kalsinasi temperatur rendah. serbuk diambil dari tulang cumi sotong dengan cara menggarukan spatula pada permukaan tulang. Bubuk kapur tulang cumi sotong di kalsinasi dengan variasi suhu 900, 1000, dan 1100 o C untuk mendapatkan sintesis HA yang terbaik menurut uji karakteristik. Sedangkan mendapatkan sintesis nano HA dilakukan proses penghancuran menggunakan mesin ball milling. Waktu variasi penghancuran HA mulai dari 1, 2 dan 3 jam operasional. Material sintesis HA di uji karakteristik sesudah di ball milling. Uji karakterstik sintesis nano HA mulai dari uji XRD, FTIR, dan SEM. Hasil uji XRD menunjukan meningkatnya temperatur kalsinasi akan merusak gugus fungsi dari material sintesis HA nanomaterial dengan bentuk fase semi kristal. Temperatur kalsinasi yang optimal pada suhu 900 o C. Proses ball milling semakin lama menjadikan ukuran butir semakin kecil, tetapi waktu proses ball milling 3 jam belum mampu menjadikan material HA berukuran nano. Secara karakterisasi material sisntesis HA nanomaterial TK-900/BL-1 menyamai karakteristik HA komersil (Sigma Aldrith), tetapi fase ketinggian puncak masih dibawahnya, sehingga material sintesis HA nanomaterial untuk kristalnya masih rendah. Kata kunci: Hydroxyapatite, kalsinasi, nanometer, scaffold, tulang cumi sotong. 1. PENADAHULUAN Bioceramik dapat digunakan untuk aplikasi medik, seperti restorasi kerusakan jaringan keras (Karageorgiou., 2005). Kerusakan jaringan keras tubuh yang berupa kecacatan struktur tulang banyak terjadi di Indonesia. Sekitar 40 % cacat bawaan dan penyakit, sisanya cacat kecelakaan (Chen et al., 2008). Kasus tumor tulang sendiri, kasusnya kurang dari 1% dari semua jenis kanker di dunia (salter RB., 1984). Lokasi tumor paling banyak ditibia 41%, tulang femur 33%, tulang maxillofacial dan mandibular 3%, tulang radius 2% dan tulang fibula 2 % (Nacomical survellience system data., 2011). Tumor mandibula berpotensi menimbulkan gangguan pengunyahan, saluran napas, penelanan dan berbicara (Fonseca RJ., 2000). Pengangkatan tumor mandibula sering menimbulkan cacat, mulai dari celah pada tulang alveolus sampai diskontinuitas tulang mandibula (Smith., 2006). Maka perlu rekonstruksi mandibula untuk pembentukan kontinuitas dengan transplantasi implan (Stošić S., 2008). Teknik rekonstruksi mandibular banyak mengunakan tulang autogenous, osteogenetik, plat logam, dan cangkok rekayasa jaringan (Stošić, 2008). Rekonstruksi mandibular dengan tulang autogeneous pada cacat besar menjadi sulit dibentuk secara klinis karena morbiditi dari pendonor dan waktu pembedahan yang panjang. Plat logam rekonstruksi dengan pengembangan pendekatan alternatif, kekuranganya sulit dibentuk anatomi mandibular dan ada kerusakan pada area tekuk dan

Upload: trinhhanh

Post on 04-Mar-2018

222 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

1

PEMBUATAN MATERIAL SINTESIS NANO HYDROXYAPATITE UNTUK APLIKASI

SCAFFOLDS TULANG MANDIBULA DARI TULANG CUMI SONTONG

MENGGUNAKAN METODE KALSINASI

Solechan, Rubijanto JP

Teknik Mesin-Fakultas Teknik- Universitas Muhammadiyah Semarang

Jl. Kasipah no.12 Semarang 50254 e-mail : [email protected]

Abstrak

Bioceramik dapat digunakan untuk aplikasi medik, seperti restorasi kerusakan jaringan keras.

Kerusakan jaringan keras tubuh berupa kecacatan struktur tulang. Di indonesia sekitar 40 %

cacat bawaan dan penyakit, sisanya cacat kecelakaan. Kasus tumor tulang sendiri, kasusnya

kurang dari 1% dari semua jenis kanker di dunia. Untuk Tumor mandibula berpotensi

menimbulkan gangguan pengunyahan, saluran napas, penelanan dan berbicara.

Pengangkatan tumor mandibula menimbulkan cacat, maka perlu rekonstruksi mandibula

dengan transplantasi implan scaffolds. Material HA untuk pembuatan scaffolds sangat mahal

karena produk impor. Tulang cumi sotong (cuttlefish) mengandung kalsium karbonat, dengan

proses kalsinasi akan terbentuk sintesis HA untuk pembuatan scaffolds. Diharapkan material

HA ini, harganya lebih murah dan kwalitasnya sama dengan HA komersil. Riset ini, membuat

sintesis nano HA untuk material scaffolds implan mandibula dari tulang cumi sotong

menggunakan proses kalsinasi temperatur rendah. serbuk diambil dari tulang cumi sotong

dengan cara menggarukan spatula pada permukaan tulang. Bubuk kapur tulang cumi sotong

di kalsinasi dengan variasi suhu 900, 1000, dan 1100oC untuk mendapatkan sintesis HA yang

terbaik menurut uji karakteristik. Sedangkan mendapatkan sintesis nano HA dilakukan proses

penghancuran menggunakan mesin ball milling. Waktu variasi penghancuran HA mulai dari

1, 2 dan 3 jam operasional. Material sintesis HA di uji karakteristik sesudah di ball milling.

Uji karakterstik sintesis nano HA mulai dari uji XRD, FTIR, dan SEM. Hasil uji XRD

menunjukan meningkatnya temperatur kalsinasi akan merusak gugus fungsi dari material

sintesis HA nanomaterial dengan bentuk fase semi kristal. Temperatur kalsinasi yang optimal

pada suhu 900oC. Proses ball milling semakin lama menjadikan ukuran butir semakin kecil,

tetapi waktu proses ball milling 3 jam belum mampu menjadikan material HA berukuran nano.

Secara karakterisasi material sisntesis HA nanomaterial TK-900/BL-1 menyamai karakteristik

HA komersil (Sigma Aldrith), tetapi fase ketinggian puncak masih dibawahnya, sehingga

material sintesis HA nanomaterial untuk kristalnya masih rendah.

Kata kunci: Hydroxyapatite, kalsinasi, nanometer, scaffold, tulang cumi sotong.

1. PENADAHULUAN

Bioceramik dapat digunakan untuk aplikasi medik, seperti restorasi kerusakan jaringan keras

(Karageorgiou., 2005). Kerusakan jaringan keras tubuh yang berupa kecacatan struktur tulang

banyak terjadi di Indonesia. Sekitar 40 % cacat bawaan dan penyakit, sisanya cacat kecelakaan

(Chen et al., 2008). Kasus tumor tulang sendiri, kasusnya kurang dari 1% dari semua jenis kanker

di dunia (salter RB., 1984). Lokasi tumor paling banyak ditibia 41%, tulang femur 33%, tulang

maxillofacial dan mandibular 3%, tulang radius 2% dan tulang fibula 2 % (Nacomical survellience

system data., 2011). Tumor mandibula berpotensi menimbulkan gangguan pengunyahan, saluran

napas, penelanan dan berbicara (Fonseca RJ., 2000). Pengangkatan tumor mandibula sering

menimbulkan cacat, mulai dari celah pada tulang alveolus sampai diskontinuitas tulang mandibula

(Smith., 2006). Maka perlu rekonstruksi mandibula untuk pembentukan kontinuitas dengan

transplantasi implan (Stošić S., 2008).

Teknik rekonstruksi mandibular banyak mengunakan tulang autogenous, osteogenetik, plat

logam, dan cangkok rekayasa jaringan (Stošić, 2008). Rekonstruksi mandibular dengan tulang

autogeneous pada cacat besar menjadi sulit dibentuk secara klinis karena morbiditi dari pendonor

dan waktu pembedahan yang panjang. Plat logam rekonstruksi dengan pengembangan pendekatan

alternatif, kekuranganya sulit dibentuk anatomi mandibular dan ada kerusakan pada area tekuk dan

Page 2: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

2

biasanya mengacu pada hasil fungsi tidak bagus. (Singare S, 2004). Rumah Sakit telah

mengembangkan pendekatan alternatif untuk pengganti tulang dengan meniadakan operasi panen

tulang dengan scaffolds prothesisis (Sandia National Laboratories dan Carle Foundation Hospital,

2010). Beberapa material scaffolds telah dikaji untuk dikembangkan menjadi bahan bioaktif yang

akan memacu terjadinya biomineralisasi pada tulang adalah material berbasis bioceramic seperti

Calcium Phosphate atau Tricalcium phosphate (TCP). Material hasil sintesisnya berupa

Hydroxyapatite (HA) yang memiliki sifat bioaktif dan mampu memacu terbentuknya lingkungan

yang sesuai pada proses osteogenesis atau pertumbuhan tulang dengan adanya lapisan mineralisasi

sebagai penghubung antara bahan dan jaringan (Sopyan, 2004). Material HA dipatentkan oleh Etex

Corp umumnya berbentuk powder dan cara manufakturnya (Hench., 1991), tetapi mahal untuk

pasien Indonesia karena produk impor. Sementara HA sintesis dari bahan alam seperti gypsum,

calcite, tulang sapi, dan kitin bisa dikonversi berbentuk serbuk HA dengan harga relatif mahal

(Tontowi, A.E dkk, 2006).

Kitin dihasilkan dari binatang berkulit keras seperti udang, kepiting, rajungan, lobster, kerang,

tulang cumi sotong dan lain-lain. Kitin memiliki senyawa yang stabil terhadap reaksi kimia, tidak

beracun (non toxic) dan bersifat biodegradable (Deng et al, 2010). Untuk tulang cumi sotong

(cuttlefish) pada Gambar 1 memiliki kandungan kalsium karbonat, sodium klorida, kalsium fosfat

dan garam magnesium (Bihan et al, 2006). Dengan proses pemanasanan (kalsinasi) akan

membentuk sintesis HA (Fu Q, et al, 2008) yang memiliki kesamaan komposisi kimia dengan

jaringan tulang asli (Javidi et al. 2008). Kalsinasi dilakukan dengan suhu berkisar 900-1300oC

(Nazarpak, et al, 2009). Material HA dibentuk scaffold untuk mengisi kekurangan tulang akibat

reseksi pada tulang mandibula. Oleh karena itu, pada riset ini, ingin melakukan studi awal

pembuatan sintesisi nano hydroxyapatit untuk scaffolds tulang mandibula dari tulang cumi sotong

dengan proses klasinasi. Keberhasilan riset awal ini, membuka jalan untuk fabrikasi material

scaffold dengan jumlah banyak (skala industri) untuk mencukupi pasien tumor mandibula dengan

biaya yang terjangkau pasien Indonesia.

Gambar 1. (a) Sotong utuh, (b) Cangkang Sotong

2. METODOLOGI

Riset yang diusulkan ini akan dilakukan mengikuti diagram alir pada Gambar 2 untuk

memudahkan pengambilan data penelitian. Material yang digunakan dalam riset ini adalah tulang

cumi sontong, dan HA komersial buatan Sigma Aldrich sebagai pembanding. Dalam riset ini,

spesimen dibuat sesudah di ball milling atau diperhalus dengan waktu 1, 2, dan 3 jam. Langkah-

langkah pembuatan sintesis HA mulai pembersihan tulang cumi sotong dengan cara merendamkan

didalam aquadesh untuk membersihkan dari kotoran. Hasil pembersihan tulang cumi sotong

dikeringkan didalam microwave pada suhu 100oC selama 2 jam. Setelah kering diambil bubuk

kapur yang menempel pada tulang cumi sotong dengan cara menggarukan spatula ke permukaan

tulang. Bubuk kapur hasil pengambilan dari tulang cumi sotong diayak dengan ukuran mesh 200

menghasilkan ukuran butir yang keluar 76 µm. Bubuk kapur cumi sotong dikalsinasi kedalam

muffle atau dapur induksi untuk mendapatkan sintesis HA. Temperatur kalsinasi 900, 1000 dan

1100oC dengan penahanan waktu 1,2, dan 3 jam. Pengambilan bubuk sintesi HA menggunakan

pendinginan alami, dengan cara menurunkan temperatur kontrol pada suhu 27oC baru diambil.

(a) (b)

Page 3: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

3

Hasil pengambilan dari muffle diberi kode TK-900/BL-0, TK-1000/BL-0, dan TK-1100/BL-

0. Proses selanjutnya pembuatan sintesis HA dengan ukuran nanonmeter menggunakan mesin ball

milling sebagai penghancur. Variasi waktu operasional proses ball milling mulai dari1, 2, dan 3

jam. Hasil proses ball milling diberi kode TK-900/BL-1, TK-1000/BL-2, dan TK-1100/BL-3,

sedangkan sebagai pembanding diberi kode HA-OG. Kode TK-900 menunjukan temperatur

kalsinasi 900oC dan BL-1 menunjukan waktu ball milling 1 jam. Spesimen pengujian berbentuk

powder atau bubuk mulai dari pengujian XRD, FTIR, dan SEM untuk mengkarakterisasi sintesis

HA nanomaterial. Hasil pengujian sintesis HA nanomaterial dikomparasi dengan HA original merk

Sigma Aldrich.

Gambar 2. Diagram alir penelitian

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Uji X-Ray Diffractometer (XRD)

Material sintesis nano HA berbentuk serbuk (powder) yang diperlihatkan pada Gambar 3

dilakukan pengujian XRD. Sampel berbentuk serbuk ditaruh dalam anvil (landasan) pada mesin

XRD merk Philips-binary. Penembakan dilakukan di daerah permukaan butir, sehingga dapat

mengidentifikasi jenis mineral yang terkandung dalam permukaan butiran. Hasil pengujian sebuah

sampel diprint-out dan dapat dicopy dengan perangkat pengcopy (flashdisk) untuk dapat diolah

datanya dengan software lain semacam Origin-50. Hasil data berbentuk grafik yang menampilkan

unsur senyawa dan bentuk kristal.

Gambar 3. Material serbuk sintesis nano HA

Page 4: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

4

Material sintesis HA nanomaterial dari tulang cumi sontong di ball miiling untuk

mendapatkan butiran yang lebih halus. Waktu penghalusan selama 1, 2, dan 3 jam menggunakan

mesin ball milling. Temperatur kalsinasi dengan variasi 900oC. 1000

oC, dan 1100

oC. Pengaruh

temperatur kalsinasi terhadap waktu proses ball milling disajikan dalam Gambar 4a, b, c.

a. Pola difraksi sinar-X spesimen TK-900/BL-1

b. Pola difraksi sinar-X spesimen TK-1000/BL-2

c. Pola difraksi sinar-X spesimen TK-1100/BL-3

Gambar 4. Pola difraksi sinar-X dari produk kalsinasi pada berbagai temperatur dan waktu ball

milling

Posit ion [°2The ta ] (Copper (Cu))

20 30 40 50 60 70 80

Counts

0

200

400

600

800

Se sudah TK.900 BL.1

P o s it i on [ ° 2 T h e ta ] ( C o p p e r ( C u ) )

2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0

C o u n t s

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

S e s u d a h T K .1 0 0 0 B L _ 2

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

20 30 40 50 60 70 80

Counts

0

200

400

600

800 Sesudah TK.1100 BL.3

Page 5: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

5

Gambar 4 menunjukkan secara umum bahwa kenaikkan temperatur kalsinasi memberikan

difraktogram dengan pola yang serupa namun puncak-puncaknya semakin rendah. Pada puncak

tertinggi dimiliki spesimen sintetetis nano HA TK-900/BL-1 dengan puncak tertinggi sudut °2Th

di 34.0744o dengan ketinggian 918.74 cts. Naiknya temperatur kalsinasi menurunkan ketinggian

puncak, bagaimana dimiliki spesimen TK-1100/BL-3 pada sudut 34.1457o memiliki tinggi

puncak 819.92 cts. Tingginya temperatur kalsinasi menurunkan tinggi puncak dan mempengaruhi

terbentuknya kristal (Tontowi, A.E., Ana, I.D., dan Siswomihardjo, W., 2006). Gambar 4a, b, c

memberikan difraktogram dengan puncak-puncak yang tajam dan intensitas tinggi. Pola seperti

ini menggambarkan bahwa sampel tersebut berfase semi kristal dan mempunyai kristalinitas yang

masih rendah (Pujianto dkk, 2005). Pada temperatur 900oC memberikan kristalinitas yang sedikit

lebih tinggi dari pada temperatur 1000oC. Temperatur kalsinasi pada 900

oC pada Gambar 4a

memberikan difraktogram dengan puncak-puncak yang tajam dengan intensitas yang tinggi

(Nasution, D., 2006). Hal ini menandakan bahwa sampel telah berbentuk kristal dengan tingkat

kristalinitas yang tinggi atau kristal yang sempurna. Penurunan kristalinitas dapat disebabkan oleh

kerusakan kristal dari sampel tersebut, akibat temperatur kalsinasi yang relatif tinggi (Solechan,

2014).

Gambar 5. Pola difraksi sinar-X pada HA komersil (merk Sigma Aldrith)

Pola kristalinitas sampel mengindikasikan bahwa temperatur menentukan proses

kristalisasi bahan tersebut. Dari data diketahui bahwa kalsinasi pada temperatur 900oC

memberikan hasil yang terbaik, atau menunjukkan temperatur yang optimum. Apabila pola

difraksi sampel hasil kalsinasi, pada temperatur 900oC memiliki kesamaan pola difraksi

hidroksiapatit komersil dari Sigma Aldrith. Kesamaan pola difraksi ini mengindikasikan bahwa

sampel hasil kalsinasi hidroksiapatit, untuk ketinggian puncak masih dibawahnya, sehingga

material sintesis nano HA untuk kristalnya masih rendah. Puncak tertinggi pada HA komersil

mencapai 1.230 cts terjadi perbedaan 311,26 cts ditampilkan pada Gambar 5.

3.2 Hasil Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

Karakterisasi gugus fungsi material sinstesis nano HA dari tulang cumi sotong dari pengaruh

temperatur kalsinasi dan waktu ball milling di uji FTIR. Spesimen uji FTIR berbentuk spesimen

serbuk. Spesimen uji dengan kode TK-900/BL-1, TK-1000/BL-2, dan TK-1100/BL-3. Hasil uji

FTIR memperkuat data pada uji XRD dimana HA nanomaterial dari cumi sontong yang dihasilkan

dengan metode kalsinasi memiliki kemurnian yang tinggi. Gugus fungsi partikel HA setiap ikatan

memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga berguna untuk identifikasi gugus fungsi

senyawa. Hasil uji FTIR HA nanomaterial dengan variasi temperatur kalsinasi dan waktu ball

milling ditunjukan pada Gambar 6a, b, dan c. Hasil uji spesimen kode TK-900/BL-1

memperlihatkan pada Gambar 6a untuk material HA dari gugus fungsi Ca10(PO4)6(OH) , yaitu

pada wave number 874,50; 1096,82 cm-1

dimiliki gugus fungsi PO4-3

. Gugus fungsi CaCo3 (calcium

carbonat) pada wave number 1468.81 cm-1. Wave number 3639,52 cm-1 dimiliki gugus fungsi OH.

Hasil uji FTIR menunjukan material sintesis HA nanomaterial memiliki unsur yang dimiliki

Page 6: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

6

material hydroxyapatite komersil. Uji FTIR ini memperkuat data pada uji XRD. Gambar 6b pada

spesimen TK-1000/BL-2 menunjukan gugus yang sama dengan TK-900/BL-1. Unsur yang terdapat

gugus PO4-3

terdapat pada wave number 854,07; 875,00; 1082,76 cm-1

. Gugus CaCo3 pada wave

number 1472,23 cm-1 dan gugus OH pada wave number 3639,62 cm-1.

a. Pola FTIR spesimen TK-900/BL-1

b. Pola FTIR spesimen TK-1000/BL-2

c. Pola FTIR spesimen TK-1100/BL-3

Gambar 6. Pola FTIR sampel variabel temperatur dan waktu ball milling

Spesimen TK-1100/BL-3 menunjukan gugus yang sama dengan spesimen lainya. Hasil uji

FTIR diperlihatkan pada Gambar 6c. Unsur yang terdapat gugus PO4-3

terdapat pada wave

Page 7: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

7

number 712,80; 854,53; 873,21; 1082,50 cm-1. Gugus CaCo3 pada wave number 1455,55 cm-1

dan gugus OH pada wave number 3640,55 cm-1. Bertambahnya temperatur kalsinasi dan waktu

ball milling tidak berpengaruh terhadap bentuk gugus senyawa yang dimiliki oleh sintesis HA

nanomaterial dibuktikan dengan uji FTIR. Temperatur kalsinasi 1000oC dan 1100oC untuk

senyawa PO4-3 lebih banyak terdeteksi dengan transmitansi lebih rendah, ini menunjukan

senyawa PO4-3

tidak murni dikarenakan rusaknya gugus fungsi yang diakibatkan tingginya

temperatur kalsinasi (Herliansyah, M.K., M, Hamdi., 2009).

3.3 Hasil Uji Scanning Electron Microscope (SEM)

Spesimen uji SEM berbentuk serbuk. Uji SEM untuk mengetahui morfologi bentuk

butiran dan unsur material. Spesimen yang diuji dengan kode TK-900/BL-1, TK-1000/BL-2,

dan TK-1100/BL-3. Pengujian SEM dengan pembesaran 2500x dan 10.000x. Posisi pemotretan

pada permukaan butir HA nonomaterial. Hasil uji SEM spesimen TK-900/BL-1 atau temperatur

kalsinasi 900oC dan waktu ball milling 1 jam ditampilkan pada Gambar 7. Bentuk butiran HA

berbentuk kristal, berwarna putih, butiran terpisah satu sama lainya dengan ukuran butir

berdiameter ± 17-18 µm (0,017-0,020 nm). HA dengan senyawa Ca10(PO4)6(OH) pada gambar

berwarna putih menunjukan unsur Ca dan berbentuk kristal (Herliansyah,M.K, M, Hamdi.,

2009).

a) Pembesaran 2500 x b) Pembesaran 10.000 x

Gambar 7. Struktur mikro spesimen TK-900/BL-1: a) pembesaran 2500x dan b) pembesaran

10.000x

Gambar 8 memperlihatkan hasil uji SEM TK-1000/BL-2 atau temperatur kalsinasi 1000oC dan

waktu ball milling 2 jam. Ukuran butir HA berdiameter ± 13-16 µm (0,013-0,016 nm) dengan

warna lebih hitam dan butiran berbentuk mengumpal atau agglomerate. Bertambanya temperatur

kalsinasi menjadikan bentuk butiran sudah berbeda dan waktu proses ball milling menjadikan

butiran HA semakin kecil.

a) Pembesaran 2500 x b) Pembesaran 10.000 x

Gambar 8. Struktur mikro spesimen TK-1000/BL-2: a) pembesaran 2500x dan b) pembesaran

10.000x

Page 8: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

8

Spesimen sintesi HA nonomaterial dengan TK-1100/BL-3 atau temperatur kalsinasi 1100oC dan

waktu ball milling 3 jam ditampilkan pada Gambar 9. Bentuk butiran lebih banyak yang

berbentuk agglomerate diperlihatkan pada Gambar 9a dan ukuran butir semakin kecil dengan

diameter ± 10-11 µm (0,010-0,011 nm) dithunjukan pada Gambar 9b dengan pembesaran

10.000x. Proses ball milling semakin lama akan memperkecil ukuran butir dan temperatur kalsinasi

semakin tinggi menjadikan fase semi kristal dan kristalinitas rendah. Rendahnya kristalinitas

diakibatkan rusaknya gugus fungsi akibat temperatur terlalu tinggi (Herliansyah, M.K et al, 2006).

Unsur Ca dan PO4-3

pada temperatur kalsinasi 1100oC berbentuk semi kristal atau amorphous

dengan bentuk butiran agglomerate, sehingga temperatur 1100oC tidak cocok untuk temperatur

kalsinasi sintesis HA nanomaterial dari tulang cumi sotong.

a) Pembesaran 2500 x b) Pembesaran 10.000 x

Gambar 9. Struktur mikro spesimen TK-1100/BL-3: a) pembesaran 2500x dan b) pembesaran

10.000x

4. KESIMPULAN 1. Meningkatnya temperatur kalsinasi akan merusak gugus fungsi dari material sintesis HA

nanomaterial dengan bentuk fase semi kristal. Temperatur kalsinasi yang optimal pada suhu

900oC.

2. Proses ball milling semakin lama menjadikan ukuran butir semakin kecil, tetapi waktu

proses ball milling 3 jam belum mampu menjadikan material HA berukuran nano.

3. Secara karakterisasi material sisntesis HA nanomaterial TK-900/BL-1 menyamai

karakteristik HA komersil (Sigma Aldrith), tetapi fase ketinggian puncak masih

dibawahnya, sehingga material sintesis HA nanomaterial untuk kristalnya masih rendah.

UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian

Pendidikan Nasional Republik Indonesian yang telah memberikan dana untuk Penelitian Dosen

Pemula tahun anggaran 2014-2015.

DAFTAR PUSTAKA

Chen, J., A.D. Del Genio, B.E. Carlson, and M.G. Bosilovich, 2008: The spatiotemporal structure

of twentieth-century climate variations in observations and reanalyses. Part I: Long-

term trend. 21, 2611-2633, d

Deng, C., Duan, Y., Chen, J., and Zhang, X., 2010, The Effect of Organisms on Formation of

Bone-Like Apatite on Porous Calcium Phosphate in Simulated Body Fluid,

Bioceramics 15, ISBN=0-87849-911-3, KEM - Key Engineering Materials, Volume

240-242, ISSN=1013-9826.

Page 9: ISSN 1978-2497 ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni EDISI 7 · PDF fileEDISI 7 NO 1 APRIL 2015 1 ... menimbulkan gangguan pengunyahan, ... memberikan citra berupa puncak yang khas sehingga

ISSN 1978-2497

ITEKS

Intuisi Teknologi Dan Seni

EDISI 7 NO 1 APRIL 2015

9

Fu Q, Rahaman MN, Dogan F, Bal BS (2008). Freeze-cast hydroxyapatite scaffolds for bone tissue

engineering applications. Biomed Mater 3: 1-7

Fonseca RJ, (2000).,Masticatory myalgias. In Oral and Maxillofacial Surgery. Temporomandibular

Disorderset al.: Philadelphia: WB. 38–45.

Hench, L.L., 1991, Bioceramics from Concept to Clinic, Journal of American Ceramics Soc, 74(7),

pp.1487-510.

Herliansyah, M.K., M, Hamdi., 2009., The influence of sintering temperature of the properties of

compacted bovine hydroxyapatite., Material Science and Engineering: C, 29, 1674-

1680.

Herliansyah, M.K., Toque, J.A., Hamdi, M., Ide-Ektessabi, A. and Wildan, M.W., 2006, ISTECS

Journal, Vol. VIII, pp. 25-33.

Javidi M., Bahrololoom M. E. and Ma J. (2008) Electrophotic deposition of natural hydroxyapatite

on medical grade 316L stainless steel. J. Materials Science and Engineering C28.

1509-1515.

Karageorgiou V, Kaplan D., 2005., Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis.,

Department of Chemical and Biological Engineering, Tufts University, 4 Colby Street,

Medford, MA 02155, USA

Nanocomial survellience sytem data rumah sakit Dr. Kariadi (2010).

Nasution, D., 2006, Pembuatan Hydroxyapatite dari Calcite Gunung Kidul dan Karakterisasinya,

Tesis S2, Jurusan Teknik Mesin FT UGM, Yogyakarta

Nazarpak HN, Solati-Hasjin, Moztarzadeh, 2009., Komposit Hidroksiapatit Kalsinasi Suhu Rendah

dengan Alginat Sargassum Duplicatum., Universitas Indonesia (UI)., C1.1515.,

Indonesia.

Sopyan, I., 2004, Development of Hydroxyapatite Powders for Medical Applications via a Sol-Gel

Procedure, Proceeding Asia-Pasific Nanotechnology Forum.

Salter RB., 1984., Text Book of Disorders and Injuries of the Musculoskeletal System. 2nd

Ed.

Baltimore: William-Wilkins p.320 – 45.

Smith. JE, Blackwell K,, Mandibular reconstruction, (2009) http://emedicine.medscape.com/article

( 23 Oktober 2009).

Stošić, S., Kozarski, J., Stošić-Opinćal, T., Jović, N., Kozomara, R. (2005) Mikrovaskularni

osteoseptokutani radijalni režanj u nadoknadi defekata donje vilice nastalih ratnim

ranjavanjem. Vojnosanitetski pregled, vol. 62, br. 6, str. 429-434.

Singare.S, Reece GP,(2004). Mandibular restoration in the cancer patient: microvascular surgery

and implant prostheses. Tex Dent J ;109(6):23–26.

Sandia National Laboratories dan Carle Foundation Hospital., 2010., - Technology Ventures

Corporation., New and Highlihts press.,352.

Solechan, 2014, Karakterisasi Scaffold Bovine Hydroxyapatite Dari Tulang Sapi Limbah Bakso

Balungan Untuk Aplikasi Implan Tulang Mandibula menggunakan metode kalsinasi,

Jurnal SNATIF 2 Agustus, Volume. 1 Nomor 1. Tontowi, A.E., Ana, I.D., dan Siswomihardjo, W., 2006, Pengembangan dan Pembuatan Material

Bioaktif Menggunakan Gypsum Kulon Progo sebagai Matrial Restorasi Kerusakan

Tulang,