sintesis hidrogel pv a untuk prostesis diskus …

9
RisaJahSeminar I/m'iah Penelitian don Pengembangan Aplikasi lsotop don Radiasi, 2004 SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS NUKLEUS PULPOSUS: PEMBENTUKAN INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) HIDROGEL PVA DENGAN SINAR GJI\MMA Darmaw~n ~~rwis:.- ~riz~l,~ely H~rdi~inRsih dan Mirzan T. Razzak Puslitbang Teknologi Isotop clan Radiasi .Batan, Jakarta ABSTRAK SINTESIS HIDROGEL PVA UNTUK PROSTESIS DISKUS NUKLEUS PULPOSUS: PEMBENTUKAN INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) HIDROGEL PVA DENGAN SINAR GAMMA. Telah dilakukan penelitian sintesis IPN hidrogel polivinil alcohol (PV AI untuk digunakan sebagai prostesis diskus nukleus. Jaringan hidrogel dasar (network I) dibuat dengan mereaksikan larutan PYA 10 hingga .15 % bib dengan formaldehid pada temperatur 80°C selama beberapa jam. Network hidrogel II ( sebagai network IPN) kemudian di buat dengan merendam hidrogel dasar dalam larutan po.limer (PVP atau PV AI hingga hidrogel mengembang mencapai keseimbangan volume. Hidrogel terse but lalu diiradiasi menggunakan sinar gamma pada berbagai dosis. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa IPN hidrogel PVA- PVP dan IPN hidrogel PVA-PV A mempunyai kekuatan kompresi yang lebih tinggi dibanding dengan hidrogel dasar. IPN hidrogel PV A-PVA yang dibentuk dengan meradiasi hidrogel dasar (yang telah direndam dalam larutan polimer) pada dosis 25, 50 dan 100 kGy mempunyai kekuatan kompresi pada displacement 5 mm berturut-turut 2,72; 2,83; dan 3,25 kg/cm2, Sedangkan kekuatan kompresi hidrogel dasar adalah 1,75 kg/cm2. IPN Hidrogel PVA-PVP dan PYA-PYA yang dihasilkan dengan dosis iradiasi 100 kGy tetap mempertahankan kandungan air yang tinggi yaitu masing-masing 72 dan 74 %. Selain itu IPN PV A-PVP dan PVA-PV A menunjukkan sifat re- absorbsi setelah kompresi yang baik yaitu hidrogel dapat kembali ke bentuk semula setelah dikompresi hingga displacement12 mm (80 % daTi tinggi hidrogel awal! dalam waktu yang relatif singkat yaitu kurang daTi 15 menit. ABSTRACT SYNTHESIS OF PV A HYDROGEL FOR PROSTHETIC DISCUS NUCLEUS PULPOSUS: FORMATION OF INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) PVA HYDROGEL BY GAMMA RAYS. Research on synthesis of IPN PYA hydrogel for using as prosthetic discus nucleus has been carried out. Base hydrogel network (network I) was made by reacting the solution of polyvinyl alcohol (PV A! 10 -15 lYoW/W with formaldehyde at 80°C for several hours. Hydrogel network II (as IPN network) was then made by immersion of base hydrogel into polymer solution (PVP or PV A) until hydrogel swell to equilibrium volume. The hydrogel then irradiated using gamma rays at various doses. The results show that IPN PV A-PVP and IPN PV A-PVP hydrogels have higher compression strength compared to base hydrogel. IPN PV A-PVA hydrogel made by irradiating base hydrogel (immersed into polymer solution) with 25, 50 and 100 kGy have compression strength at 5 mm displacement 2,72; 2,83; and 3,25 kg/cm2 respectively, While base hydrogel has compression strength of 1,75 kg/cm2, IPN PV A-PVP and PV A-PVA hydrogels made by irradiating base hydrogel with 100 kGy still retain high water content i.e. 72 and 74 % respectively. Beside that they show good re-absortion property after compression treatment that is hydrogel can return to the original shape after compressed to 12 mm displacement (80% of initial height oh hydrogel' at relatively short time, less than 15 minutes. PENDAHULUAN yang dapat menyebabkan terjadinya low back pain antara lain proses penuaan (perubahan konsentrasi kandungan diskus nukleus), trauma, pergerakan tubuh yang tidak benar. Pada kondisi yang c\Jlkup parah terutama apabila telah terjadi herniasi diskus maka diperlukan adanya tindakan pembedahan untuk mengeluarkan diskus tersebut daTi ruas tulang belakang. Tulang punggung Penyakit tulang punggung bagian bawah (low back pain) merupakan penyakit yang banyak dijumpai terutama pad a mereka yang berusia lanjut III. Namun demikian hat ini tidak berarti bahwa penyakit tersebut tidak dapat menghinggapi orang berusia muda. Beberapa hat

Upload: others

Post on 07-Nov-2021

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

RisaJah Seminar I/m'iah Penelitian don Pengembangan Aplikasi lsotop don Radiasi, 2004

SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUSNUKLEUS PULPOSUS: PEMBENTUKAN INTERPENETRATING

POLYMER NETWORK (IPN) HIDROGEL PVADENGAN SINAR GJI\MMA

Darmaw~n ~~rwis:.- ~riz~l,~ely H~rdi~inRsih dan Mirzan T. RazzakPuslitbang Teknologi Isotop clan Radiasi .Batan, Jakarta

ABSTRAK

SINTESIS HIDROGEL PVA UNTUK PROSTESIS DISKUS NUKLEUS PULPOSUS:PEMBENTUKAN INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) HIDROGEL PVADENGAN SINAR GAMMA. Telah dilakukan penelitian sintesis IPN hidrogel polivinil alcohol(PV AI untuk digunakan sebagai prostesis diskus nukleus. Jaringan hidrogel dasar (network I)dibuat dengan mereaksikan larutan PYA 10 hingga .15 % bib dengan formaldehid padatemperatur 80°C selama beberapa jam. Network hidrogel II ( sebagai network IPN) kemudian dibuat dengan merendam hidrogel dasar dalam larutan po.limer (PVP atau PV AI hingga hidrogelmengembang mencapai keseimbangan volume. Hidrogel terse but lalu diiradiasi menggunakansinar gamma pada berbagai dosis. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa IPN hidrogel PV A-PVP dan IPN hidrogel PV A-PV A mempunyai kekuatan kompresi yang lebih tinggi dibandingdengan hidrogel dasar. IPN hidrogel PV A-PV A yang dibentuk dengan meradiasi hidrogel dasar(yang telah direndam dalam larutan polimer) pada dosis 25, 50 dan 100 kGy mempunyaikekuatan kompresi pada displacement 5 mm berturut-turut 2,72; 2,83; dan 3,25 kg/cm2, Sedangkankekuatan kompresi hidrogel dasar adalah 1,75 kg/cm2. IPN Hidrogel PVA-PVP dan PYA-PYAyang dihasilkan dengan dosis iradiasi 100 kGy tetap mempertahankan kandungan air yang tinggiyaitu masing-masing 72 dan 74 %. Selain itu IPN PV A-PVP dan PV A-PV A menunjukkan sifat re-absorbsi setelah kompresi yang baik yaitu hidrogel dapat kembali ke bentuk semula setelahdikompresi hingga displacement 12 mm (80 % daTi tinggi hidrogel awal! dalam waktu yang relatifsingkat yaitu kurang daTi 15 menit.

ABSTRACT

SYNTHESIS OF PV A HYDROGEL FOR PROSTHETIC DISCUS NUCLEUSPULPOSUS: FORMATION OF INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) PVAHYDROGEL BY GAMMA RAYS. Research on synthesis of IPN PYA hydrogel for using asprosthetic discus nucleus has been carried out. Base hydrogel network (network I) was made byreacting the solution of polyvinyl alcohol (PV A! 10 -15 lYoW/W with formaldehyde at 80°C forseveral hours. Hydrogel network II (as IPN network) was then made by immersion of basehydrogel into polymer solution (PVP or PV A) until hydrogel swell to equilibrium volume. Thehydrogel then irradiated using gamma rays at various doses. The results show that IPN PV A-PVPand IPN PV A-PVP hydrogels have higher compression strength compared to base hydrogel. IPNPV A-PV A hydrogel made by irradiating base hydrogel (immersed into polymer solution) with 25,50 and 100 kGy have compression strength at 5 mm displacement 2,72; 2,83; and 3,25 kg/cm2respectively, While base hydrogel has compression strength of 1,75 kg/cm2, IPN PV A-PVP andPV A-PV A hydrogels made by irradiating base hydrogel with 100 kGy still retain high watercontent i.e. 72 and 74 % respectively. Beside that they show good re-absortion property aftercompression treatment that is hydrogel can return to the original shape after compressed to 12mm displacement (80% of initial height oh hydrogel' at relatively short time, less than 15minutes.

PENDAHULUAN yang dapat menyebabkan terjadinya low backpain antara lain proses penuaan (perubahankonsentrasi kandungan diskus nukleus), trauma,pergerakan tubuh yang tidak benar. Pada kondisiyang c\Jlkup parah terutama apabila telah terjadiherniasi diskus maka diperlukan adanya tindakanpembedahan untuk mengeluarkan diskus tersebutdaTi ruas tulang belakang. Tulang punggung

Penyakit tulang punggung bagian bawah(low back pain) merupakan penyakit yang banyakdijumpai terutama pad a mereka yang berusialanjut III. Namun demikian hat ini tidak berartibahwa penyakit tersebut tidak dapatmenghinggapi orang berusia muda. Beberapa hat

Page 2: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

Risa/ah Seminar I/miah Penelitian daD Pengembangan Aplikasi Isotop daD Radiasi 2004

berada dalam suatu jaringan yang paling tidaksalah satunya disintesis atau terjadi ikatan silangdengan adanya polimer yang lainnya IS}Pembentukan IPN dilakukan dengan merendamhidrogel I dalam larutan polimer (PVP atau PV AJhingga mencapai keseimbangan volume, laludiiradiasi dengan sinar gamma untuk membentuknetwork hidrogel II. Sistem yang terbentuk inidisebut inte1penetrating polymer network (IPNJ clancara sintesis demikian disebut sequential IPN(IPNJ.

BAHAN DAN METODA

BahanBahan dasar hidrogel yang digunakan pada

penelitian ini adalah Polivinil alkohol (PV AIbuatan Kuraray Co. Ud japan. Dengan derajatpolimerisasi 1700- 2400 clan derajat penyabunan95% -98%. Polivinil pirolidon buatan Fluka Co.,formaldehid, natrium sulfat, asam sulfat, reagenHantzsh, clan air suling digunakan sebagaipelarut.

Metode

Pembuatan IPN hidrogel PV A dilakukandengan dua tahap yaitu:1. Pembentukan network polimer I Ihidrogel

dasar)Network polimer I dibentuk dengan caramereaksikan larutan PYA 15% bIb denganreagensia pengikatan silang (formaldehid)dalam suasana asam sulfat dan natrium sui fatpada temperatur 80°C selama 24 jam. Setelahreaksi, formaldehid yang tidak bereaksidengan molekul PV A diekstraksi dengan airpada suhu 60°C hingga hidrogel bebas dariformaldehid. Hidrogel lalu dikeringkan dalamfreeze dryer hingga berat konstan.

2. Pembentukan network polimer IINetwork polimer II dibuat dengan merendamhidrogel dasar yang (sebelumnya telahdikeringkan dengan teknik freeze dryer)dalam larutan polimer (PVP atau PV A)10%b/b hingga keseimbangan volumekemudian diiradiasi dengan sinal gammauntuk membentuk ikatan silang diantaranetwork polimer I.

Pengujian sifat IPN hidrogel PV ASetelah terbentuk IPN I dilakukan pengujianterhadap sifat-siafat hidrogel tersebut antara lain:Analisis formaldehid bebas, Formaldehid yangtidak bereaksi dengan larutan PV A perludihilangkan dengan cara melakukan ekstraksiterhadap hidrogel dengan air pada suhu 80°Csampai hidro~el bebas dari formaldehid. SetiaD

terdiri daTi 24 buah vertebra yaitu tulang-tulangkecil seperti lingkaran dengan lubang ditengahnya clan disisi-sisinya. Tulang punggung inibertumpuk satu clan lainnya yang dibatasi olehsuatu cakram atau diskus nukleus berupahidrogel alam yang tersusun daTi proteoglikandan kolagen. Hidrogel ini mempunyai kandunganair antara 70 -90 % serta dapat mengabsorpsi airhingga 5 kali be rat keringnya. Fungsi utamadiskus (intenlertebral disc nukleus) adalah sebagaibantalan penyangga tubuh untuk memperkecilimpak yang disebabkan oleh pergerakan tubuhmelalui penyerapan stress dan strain yangdipindahkan daTi tulang belakang 12-31.

Akibat bertambahnya usia atau faktorlainnya seperti trauma, pergerakan tubuh yangtidak normal, maka dapat mengakibatkanterjadinya pergeseran diskus yang akhirnyadapat menekan syaraf tulang belakang.Bergesernya diskus nukleus ini disebut denganherniasi. Keadaan ini mengakibatkan rasa nyeriyang amat sangat. Beberapa cara yang dapatdilakukan untuk menangani herniasi disk usadalah laminektomi yaitu dengan mengeluarkansebagian lamina (bagian belakang tulang diataskanalis spinalis), atau diskektomi yaitu dengancara mengeluarkan sebagian daTi diskus at audengan cara fusi yaitu dengan memasukkanlogam diantara ruas tulang belakang. Cara-caraini mempunyai kelebihan dan kekurangan.Beberapa kekurangan yaitu pacta laminektomiakan mengakibatkan stress tertumpu pacta ruastulang belakang yang acta di atas ataudibawahnya sehingga dapat menimbulkan adanyaherniasi diskus yang baru. Oleh karena itudiperlukan adanya suatu prostesis yang tidakhanya berfungsi menggantikan diskus nukleustetapi juga dapat berfungsi menyerupai fungsidiskus nukleus baik secara fisiologi maupun

fungsinya.Hidrogel merupakan salah satu material

yang potensial untuk digunakan sebagai prostesisdiskus nukleus karena mempunyai sifat unikyang menyerupai jaringan tubuh dan bersifat

biokompatibel.Poli vinil alkohol merupakan suatu polimer

larut air yang banyak digunakan dalam bidangfarmasi dan kedokteran 141. Pacta penelitianterdahulu telah dilaku~an pembuatan hidrogelPYA dengan formaldehid untuk mendapatkansuatu hidrogel yang mempunyai sifat mekaniktinggi. Namun basil yang diperolehmenunjukkan masih diperlukan adanyapeningkatan sifat mekanik yang lebih tinggi.

Salah satu cara untuk meningkatkan sifatmekanik hidrogel terse but adalah denganmelakukan modifiskasi melalui pembentukaninterpenetrating poymer network (IPNI yaitukombinasi erat dua polimer yang keduanya

Page 3: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

Risalah Seminar Ilmiah Peneli/ian daD Pengembangan Aplikasi Is%p daD Radiasi 2004

yang acta dalam hidrogel berkurang denganbertambahnya waktu ekstraksi dan konsentrasiformaldehid tidak teramati lagi setelah waktuekstraksi 80 jam. Dari literatur disebutkan bahwapersyaratan suatu vaksin yang mengandungformaldehid bebas tidak boleh lebih daTi 0,02%b/v atau 0,0067 mol/L 161. Untuk mendapatkantingkat keamanan yang tinggi dimana hidrogeldigunakan sebagai implan dalam tubuh manusia,maka lama waktu ekstraksi yang digunakanadalah 72 jam, yang ternyata dalam waktutersebut telah memenuhi persyaratan kandunganformaldehid bebas.

interval waktu tertentu, larutan ekstrak diambildan direaksikan dengan reagen Hantzsh.Pengukuran konsentrasi formaldehid dilakukandengan spektrofotometer UV-VIS pada panjanggelombang 412 nm. Ekstraksi diulangi hinggalarutan ekstrak bebas formaldehid.

Praksi gel, Untuk menentukan jumlah ikatansilang (crosslinking) yang terbentuk makadilakukan pengujian fraksi yang tidak larutdalam air (fraksi gel).

Kadar air I Hidrogel yang terbentuk ditimbangbe rat basah optimum (Wb). Dikeringkan secarabertingkat, mula-mula pada suhu kamar selama24 jam, lalu dikeringkan dalam oven selama 24jam pada suhu 600 C dan selanjutnya pada suhu1000C hingga berat kering konstan (Wk). Kadarair (WCI dihitung dengan persamaan sebagaiberikut :

WC (%1 = (Wb -Wkl / Wb x 100%Kemampuan absorpsi air, Untuk mengukurdaya serap air daTi hidrogel dasar maupun IPNhidrogel PV A, dilakukan perendaman dalam airpada suhu kamar hingga dicapai keseimbanganvolume. Kemampuan absorpsi air dihitungdengan rumus:

Absorpsi air (%1 = (Ws -Wai/Wa x 100%Ws = berat hidrogel dalam keadaan

keseimbangan volumeWk = berat hidrogel kering

Praksi gelFraksi gel daTi hidrogel dasar PV A disajikan padaGambar 2a clan IPN hidrogel PV A pada Gambar2b. Pada gambar 2a terlihat bahwa fraksi gelbertambah dengan cepat hingga mencapai 95% dalam waktu reaksi 30 menit clan selanjutnyadiikuti dengan penambahan yang kecil hinggawaktu reaksi 60 menit. Penambahan waktureaksi setelah 60 menit tidak menunjukan adanyapenambahan fraksi gel. Hal ini dapat dijelaskanbahwa pada awal reaksi (dibawah 30 menit),molekul polimer PV A bebas yang bereaksidengan formaldehid untuk membentuk ikatansilang ada dalam jumlah besar sehinggamenghasilkan kecepatan reaksi yang tinggisebagaimana ditunjukkan dengan bertambahnyafraksi gel dengan cepat. Dengan bertambahnyawaktu reaksi maka jumlah molekul PV A bebassemakin berkurang, akibatnya kecepatan reaksisemakin berkurang. Pembentukan fraksi geldibawah 100 % masih menghasilkan fraksi yanglarut (sol) (71. Setelah tercapai 100 % fraksi gel,tidak terjadi penambahan fraksi gel melainkanadanya peningkatan densitas ikatan silang.Penambahan fraksi gel maupun densitas ikatansilang dapat diamati dengan semakin bertambahkeras hidrogel yang terbentuk clan menurunnyaclara absorpsi air.Pada Gambar 2b terlihat bahwa iradiasi terhadaphidrogel dasar PV A yang telah diimpregnasidengan larutan PVP maupun PV A 10 %menghasilkan pembentukan ikatan silang sebagainetwork II sebagaimana ditunjukkan olehbertambahnya fraksi gel. Pembentukan ikatansilang ini juga ditunjukkan oleh bertambahnyakekuatan kompresi IPN hidrogel PV A-PVP danPYA-PYA.

Kekuatan kompresi, Sifat mekanik berupakekuatan kompresi hidrogel diukur denganmenggunakan alat Instron Testing Material.Sampel berbentuk tabung dengan tinggi 15 mmdaD diameter 20 mm dikompresi menggunakaninstrom meter dengan crosshead speed 20mm/menit pada displacementt 5 daD 12 mm.Kekuatan kompresi pada displacement tersebutkemudian dihitung dengan rumus:

Kekuatan kompresi (kg/cmzl = F/AF = force (kgflA -luas permukaan sample (cmzl.

Sifat viskoelastis, Untuk mengetahui sifatviskoelastis suatu hidrogel maka dilakukanpengukuran absorbsi air hidrogel setelahmengalami kompresi atau disebut re-absorbsisetelah kompresi.

HASIL DAN PEMBAHASAN Kadar airKadar air hidrogel dasar PYA clan IPN hidrogelPV A disajikan pacta Gambar 3. Kadar air adalahjumlah air yang terkandung dalam gel. Gambar 3menunjukkan hubungan antara kadar airhidrogel terhadap dosis radiasi. Kadar airhidrogel dasar PV A (hidrogel network J) -76%.

Analisis formaldehid bebas

Uji analisis formaldehid daTi hidrogel PV Adisajikan pada Gambar 1. Dari Gambar tersebutterlihat bahwa konsentrasi formaldehid bebas

Page 4: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

Risalah Seminar Ifmiah PeneJitian daD Pengembangan ApJilcasi Isotop don Radias~ 2004

Sedangkan iradiasi hingga dosis 100 kGyterhadap hidrogel dasar PV A menghasilkan IPNhidrogel PYA yang mempunyai kadar air 74%.

Adanya penurunan yang tidak bermakna inimenunjukkan ketidaktergantungan antara ikatansilang (network) I dengan ikatan silang jaringan II.

Gambar Hubungan antara waktu ekstraksi dengan sisa formaldehid bebas

120

~~...'-']~..'-

20

00 50 100 150 200

Waktu Reaksi (menit)

250 300

Gambar 2a. Hubungan antara Fraksi gel hidrogel dasar (network I) dengan waktu reaksi

Gambar 2b. Praksi gel IPN Hidrogel PV A-PV A clan IPN Hidrogel PV A-PVP

80

60

40

Page 5: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

Risalah Seminar I/miah Penelitian dan Pengemhangan Aplikasi lsotop dan Radiasi, 2tJ04

~..'<....~..~

Dari literatur disebutkan bahwa kadar airdiskus nukleus bervariasi antara 70-90%, dimanakadar air paling tinggi dijumpai usia dibawah 5tahun, yaitu 88% dan dengan makinbertambahnya usia kadar air berkurang secaragradual hingga mencapai 70% pacta usia diatas 50tahun 181. Dari basil uji kadar air didapatkanbahwa IPN hidrogel PV A-PV A dan IPN hidrogelPV A-PVP memenuhi persyaratan kadar airsebagai diskus nukleus.

Kemampuan Absorbsi airKemampuan absorbsi air dari hidrogel dasarPV A daD IPN hidrogel PV A disajikan padaGambar 4. Oiskus nukleus manusia mempunyaikemampuan menyerap cairan tubuh sebanyak200 ~ro atau lebih dari beratnya clankecenderungan menyerap ini akan berkurangkarena faktor usia. Hasil uji kinetika absorbsihidrog~:l digambarkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Kinetika absorpsi air hidrogel dasar PV A clan IPN hidrohgel PV A-PV A pada berbagai dosis radiasi

Page 6: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

RisaJaiJ Seminar I/miaiJ Peneli/ian dan Pengembangan Aplikasi ls%p dan Radiasi 2004

Terlihat bahwa absorbsi bertambah secaratajam hingga waktu 8 jam dan diikuti denganpenambahan yang perlahan hingga dicapaikeseimbangan volume setelah 72 jam. Absorbsiair IPN hidrogel PV A menurun denganbertambahnya dosis radiasi yang digunakanuntuk mensintesis network II. Hal inimenunjukan terbentuknya ikatan silang daripolimer II dimana densitas network II semakinbertambah dengan meningkatnya dosis. Selainitu, IPN hidrogel PV A yang dibentuk dengandosis 100 kGy masih memenuhi persyaratanabsorbsi air diskus nukleus yaitu 247 %.

Hal ini mungkin disebabkan densitas ikatansilang jaringan IPN hidrogel PV A-PV A lebihbesar dari IPN hidrogel PVA-PVP. Dari literaturdisebutkan bahwa kekuatan kompresi diskusnukleus pada displacement 5 mm sekitar 15-20kg/cm2 (8) Dari basil penelitian ini dapat dilihatbahwa pembentukan IPN hidrogel PV A telahmampu meningkatkan sifat mekanik, namunmasih mempunyai nilai dibawah sifat mekanikdiskus nukleus.

Sifat viskoelastikSifat viskoelastik sangat diperlukan oleh

diskus nukleus agar dapat kembali ke keadaansemula setelah mengalami kompresi. Untukmengetahui sifat ini maka dilakukan pengukuranabsorbsi air setelah hidrogel mengalami kompresiatau disebut re-absorbsi Setelah kompresi. Re-absorbsi hidrogel setelah kompresi diperlihatkanpad a Tabell. Terlihat pacta Tabel bahwa hidrogeldasar PV A maupun IPN hidrogel PV A dapatkembali ke bent uk semula dalam waktu kurangdari 5 menit untuk displacement 5 mm dan sekitar15 menit pacta displacement 12 rom. Kecepatankembali ke bentuk semula setelah kompresisangat diharapkan karena memenuhi syaratdiskus nukleus. Disamping itu kemampuanhidrogel kembali ke bentuk semula menunjukkanadanya ikatan silang yang bersifat independenantara network I daD II.

Kekuatan kompresiSalah satu persyaratan diskus nukleus

yaitu mempunyai sifat mekanik -(kompresi) yangtinggi. Salah satu sifat mekanik yang diuji untukhidrogel sebagai diskus nukleus adalah kekuatankompresi (axial compression). Pengukurankekuatan kompresi dilakukan pada suhu ruangandalam kondisi swelling dengan menggunakanme sin test mekanik IInstron Testing Material).Gambar 5.

KESIMPULAN

Gambar 5. Kekuatan kompresi hidrogel dasar PV A dan IPNhidrogel PV A-PV A dan PV A-PVP padadisplacement 5 mm dengan dosis berbeda

memperlihatkan kekuatan kompresi hidrogeldasar PV A dan IPN hidrogel PV A padadisplacement 5 mm. Pada gambar tersebut terlihatbahwa kekuatan kompresi IPN hidrogel PV A-PV A maupun hidrogel PV A-PVP bertambahdengan dosis radiasi Kekuatan kompresi hodrogeldasar PV A adalah 1,70 kg/cm2, sedangan IPNhidrogel PV A-PV A dengan dosis radiasi 100 kGymenjadi 3,25 kg/cm2 dan 3,0 kg/cm2 untukhidrogel IPN PVA-PVP. Penambahan kekuatankompresi menjadi sekitar 2 kali pada IPNhidrogel PV A menunjukkan adanya penambahanikatan silang pada hidrogel jaringan (network) II.Kekuatan kompresi IPN hidrogel PV A-PV Asedikit lebih besar daTi IPN hidrogel PV A-PVP.

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapatdisimpulkan :1. Impregnasi larutan PYA 10 % atau PVP 10 %

pada hidrogel dasar PV A clan diiradiasidengan dosis hingga 100 kGy (membentukIPN! dapat meningkatkan kekuatan kompresipada displacement 5 mm daTi 1,75 kg/cm2menjadi 3,25 kg/cm2 untuk IPN PV A-PV A clanmenjadi 3,0 kg/cm2 untuk IPN PV A-PVP .

2. Hidrogel PV A yang diimpregnasi baik denganlarutan PV A at au PVP 10% clan diiradiasidengan sinar gamma dengan dosis hingga 100kGy menghasilkan ikatan silang antar rantai(intermolekuler) molekul PV A yangditunjukkan dengan terbentuknya fraksi gel.

3. Dari basil uji kadar air clan absorbsi airhidrogel PV A yang diimpregnasi baik padalarutan PV A at au PVP 10% clan diiradiasidengan sinar gamma pada dosis hingga 100kGy menunjukkan sedikit penurunan kadarair clan absorbsi terhadap air. Namun masihmemenuhi persyaratan sebagai diskusnuklues.

4. Sifat re-absorbsi setelah kompresi hidrogelIPN hidrogel PV A-PV A atau PV A-PVP basil

Page 7: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

Risalah Seminar IlmJiIh Penelitian daD Pengembangan Aplikasi lsotop daD Radia~ 2004

3. United State Patent, Hydrogel BeadIntervertebral Disc Nucleus, number5,192,32, (19931.

4. N. A. PEPP AS, Hydrogels of Polyfvinyl alcohol)and Its Copolymers, Hydrogels in Medicineand Pharmacy, Vol. II, N. A. Peppas (Ed.),CRC Press, Boca Raton, (1987), 1-48.

5. HERMAN F. MARK (Eds.I, InterpenetratingPolymer Network, in Encyclopedia ofPolymer Science and Engineering, Vol. 8,John Wiley and Sons, (1987), 279

6. British Pharmacopoeia Commission, BritishPharmacopoeia 2001. London: HerMajesty's Stationery Office; (19931, A67,A289.

7. Finch CA. Polyvinyl Alcohol Properties andApplications. New York: John Wiley andSons Press, (1973), 183-99,391-411.

8. United State Patent, Hydrogel IntervertebralDisc Nucleus, Number 5,047,055, 1991.

iradiasi sinal gamma hingga dosis 100 kGybaik pada displacement 5 mm atau 12 mmdapat kembali kebentuk semula dalam wakturelatif singkat yaitu sekitar 15 menit.

5. Ternyata hidrogel PV A yang telahdimodifikasi dengan menggunakan teknikimpregnasi polimerisasi radiasi PVP ke dalamhidrogel PV A dapat digunakan untuk prostesisdiskus nucleus pulposus, namun masih perluditingkatkan kekuatan kompresinya.

DAFrAR PUSTAKA

1. J. C. LATRIDIS, M. WEIDENBAUM, L. A.SETTON, Is Nukleus pulposus a Solid ora Fluid? Mechanical Behavior of theNukleus of Human Intervertebral Disc,

Spine, 21(19961,1174-1184.2. M. CIACH, J. A WREJCEWICZ, Finite Element

Analysis and Experimental Investigationson the Intervertebral Disc in the Humanand Porcine Lumbar Spinal Segment,Unpublish data.

Page 8: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

RisaJah Sem

inar J/miah P

eneli/ian daD P

engembangan Aplikasi ls%

p daD R

adiasi 2004

§~~<II

E~~~(I)

~cIS

~cIS0-(/)Q

)MS

-O.!4-aQ

)

Q)

(/)

<6:<6:~cIS~~>~~~Q

)bO0M

~.c:Z~-~cIS~<6:M~cIS~i0M~:E(/)

.D8(/)

~IQ)

~,..;Q)

~E-t

I1~~"51C/)

-~~ .~.~ofi1.~j

]11

]i.~I

~~

~~

~

-S ~ii'

dJ -~

~

~~Q..

S~ QU) .s

.~

j~'#:

~~

-

.s .~

~~

~~

~-

ji"1o~

tn]-..§.

ji@ Q~

O-oN

N~

~~

~~

000;

5?; ~ ~I

~

Il)~

ID~

It--t--t--

ita..,.,=,

i~

&I)

\DI

..t"~

~~

~

~""'0,-"'"

-.too-.tot---a.a.

II)~

II)~

II)~0,-0,-"-

>.

~"" In~an't- ~N~...0- e')co.,,;t- 0~~

"" 0'80-to~-

~

10\

~

~ I~

0\

\OJ

-It) (0)

1-It)

\01

\0 It)

(O)I

~

\0 (O

)I

~

N

~~

(O)It)It)It)~

\o(O)It)~

(o)~~

N~

-\O\O

"V~

\O1

~

~

.~

.~

.~

.~

.' ~

' ~

~

' ~

' ~

'~

~-

~

.r; ~

' ~

' ~

' ~

' ~

'

oo.o~-.-)t-O

O.-)N

--N~ -0-

-0-

NO

'oto.C

')t'-C

')~

Lt)- oot'

t'-t'-t'-

I

N

~

-I

~

~

~I

~

~

~I

o -~

I~

~

~

I~

N

~

I~

~

~

N~

-N-~

~N

~~

NN

~-~

O~

~-W

W~

~ e')~

...~

~~

~~

.~

.' '

...' '

.' iii

~.~

...~

1/)1/)0\~tn

c-1- c-1- c-1~0,-

!ID

~IID

~

C

')IO

I 0

C')I

O

II) ID

I~""

0110

~

~I

Q)

0 "'":

~

C') II)

II) II)

~

II) C

') II) "'"

C') ~

cO

N

"'" ID

II) C

') "'" ID

I. .~

- ..~

- ~

- ~.

~.

.~.

~.

~-

' ~

. 11). ~

- ..to-

~.

..to'

to \I)

~I

~

~

\I)~IC

')\I)-ot.,

, ,...

:>.

~It)"'" :8,~ .,..U

')Q

)too~

~~- NC

>Mci" t-O

')

$.,,;

to11)

~-

"01 "fAd

t-N135~

10 ~

Inl"",

0. t-I

-, .

~

~t-t-t-

N

N

~I

.o~~~

N-I

I

~\O

U)

O1\O

t--co,;

co,i0,-0,-0-..

wvr t'l ~

SI y A

d 1HO

OlIffiH

>-

~co~ ;D-

~ CQt-In6 ~..,..

m'ot...It)

Q-

~-

~ N~0t-..",,-

~O

lt)It)t:'>

-N

--t:'>

NN

\D'-'~

CO

.-.CO

,...' C

'1~ C

'1~t-t-t-

0.0.0.~

"'""'""'"

0-.~

-~...4"';"';""""0,-

>.

~~ t-CO

'!

~ ~11).0 g,~--- -t...t...-0- ~N"- ..,..,~=

'

-a,--CJ\

ono,C")

on~N

NO

N

t-..O\QC

Y)\Q

.-~-

.~...0,-"'1

'4'~O

to..~'4'

~' ~

' ~'

~~

~..,.~

an ..,.-.,

,>-

c:>~U

')~ t-,

~ ~11'),0 ~~- (¥).&

;~

- t")

~~ co.-)0Ino'

%ot dA

d

1Dt-~

N~

-N

'OtO

\M

N-

-'-~-~

t-..OO

DN

NN

M-

"-~~

~t-.-

o~~

..,.- ~- e-)-

~~

~O

M

a!~

~

M~

M

~t-.r-r->

.~~.;:.It) -Q

\0')'t- 0N-\0p- ~~to..

t-CO

')a.00=

~ 0.t-.

~ 0-~~,.,.,.

U')~

O\

MO

MIO

~~

-NN

NN

\O\O

t-Of)

Of)- O

f)- c.)"..."...

~U

) N

U)~

,N- ~

- ~,..

O-tO

IntOe-)

e-)- ..; ..;

., ,

,...

>-

~~ ~~CO

)~ ~~~-C

'>'

~CQ

-.,..

'"~=- ~~

~ C""I

C""I

o~

Page 9: SINTESIS HIDROGEL PV A UNTUK PROSTESIS DISKUS …

RisaJah Seminar lImiah Peneli/ian don Pen!emban!an Aplikasi ls%p don Radiasi, 2004

DISKUSI

ZUBAIDAH IRA W A TI RASI PRASETYO

Pada proses impregnasi polimerdigunakan dosis 100 kGy. Apakah sudahpernah dilakukan kombinasi an tara iradiasidengan dosis < 100 kGy dengan perlakuan lain(enzim, penambahan komponen kimia yangbersifat kompatibel/ aman dengan tubuhpengguna). Mengingat pada prakteknya, 100kGy membutuhkan waktu radiasi yang lamadan mahal.

1. Apakah prostesis yang dibuat ini sudahdigl1nakan secara klinis?

2. Apa fungsi H2SO4 pad a percobaan ini?

DARMAWAN

1. Prostesis yang digunakan belum diuji secaraklinis.

2. Fungsi HzSO4 adalah sebagai katalisator dalamreaksi pembentukan ikatan silang PV Adengan formaldehid.DARMAWAN

SUDRADJAT ISKANDARPada penelitian ini untuk mendapatkanprostesis diskus nucleus yang mempunyai sifatmekanik tinggi digunakan kombinasi duametode yaitu metode kimia menggunakan agenpengikatan silang formaldehid clan metodeiradiasi gamma untuk membentuk IPNs PV A-PV A dengan berbagai tingkat dosis yaitu 25, 50clan 100 kGy. Untuk mendapatkan waktu iradiasiyang singkat pada penelitian selanjutnya akandigunakan iradiasi dengan electron beam.Mengingat produk yang dihasilkan adalah prod ukyang sophisticated maka menurut hemat kamiteknik radiasi ini cukup ekonomis karena secarasimultan dihasilkan dihasilkan produk yangbersifat steril.

1. Apakah ada standar intemasional dalampenggunaaan polimer untuk dapat dipakaisebagai prostesis diskus nucleus?

2. Kondisi optimum yang mana dalam penelitianyang dilakukan yang layak untuk dapatdipakai sebagai prostesis diskus nucleus baikkomposisi maupun dosis radiasi?

DARM,~ W AN

MERI SUHARTINI

Apakah bahan polimer yang ditamamkanpada tubuh tersebut tidak perlu dilepas setelahbeberapa tahun?

1. Standar internasional belum ada. SebagaiaCUaln untuk menentukan karakteristik diskusdigunakan sifat-sifat diskus nucleus manusianorJ1Gal seperti kandungan air 70 -90 %, sifatreabsorsi air setelah kompresi kurang dati 30menit.

2. Pada penelitian ini belum didapatkan kondisioptimum untuk digunakan sebagai diskusnucLeus. Oleh karena itu masih perludilakukan penelitian lebih lanjut untukmendapatkan kondisi yang optimum.DARMAWAN

Tidak perlu selama prostesis tersebutmasih memenuhi persyaratan fungsi sebagaidiskus nucleus.