Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia Official Website: https://jurnal.
id/alchemy Sintesis Hidroksiapatit secara Elektrolisis sebagai Bahan Baku Pembuatan Scaffold Tissue HA/PVA-AgCl untuk Aplikasi Penyembuhan Luka 1 (Synthesis of Hydroxyapatite by Electrolysis as Raw Material for Making HA/PVA-AgCl Tissue Scaffold for Wound Healing Applicatio.
Supriyono Supriyonoa*.
Bambang Poerwadia.
Denny Widhiyanuriyawanb.
Nasirotul Wildaha.
Mahfita Ardyaruma.
Nabila Widadudaria.
Ilhan Junio Trizardia.
Ulya Ahda Yustisiaa Departemen Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Brawijaya Jalan MT Haryono167.
Lowokwaru.
Malang, 65145.
Indonesia Departemen Teknik Mesin.
Fakultas Teknik.
Universitas Brawijaya Jalan MT Haryono167.
Lowokwaru.
Malang, 65145.
Indonesia Corresponding author: supriyono16@ub.
DOI: 10.
20961/alchemy.
Received 8 November 2023.
Revised 5 April 2024.
Accepted 1 July 2024.
Published 30 September 2024 Kata kunci:
pre-klinis.
scaffold tissue.
Keywords:
pre-clinic.
scaffold tissue.
ABSTRAK.
Hidroksiapatit (HA) sebagai bahan dasar dalam scaffold tissue memiliki kemampuan untuk berikatan langsung dengan jaringan tubuh secara in vivo.
Scaffold tissue pada penelitian ini dalam bentuk membran komposit terdiri dari nHA/PVA-AgCl.
AgCl berfungsi sebagai agen antibakteri, sedangkan PVA berfungsi sebagai polimer perekat.
Ukuran nanometer untuk HA diperoleh melalui proses elektrolisis yang mengatur voltase untuk mengendalikan ukuran partikel.
Variasi potensial listrik elektrolisis 4, 5, dan 6 V digunakan dalam proses selama enam jam.
Sebagai pembanding.
HA komersil juga digunakan dalam penelitian ini dan hasilnya menunjukkan bahwa voltase 5 V menghasilkan HA yang murni tanpa adanya Dalam hal diameter partikel.
HA yang disintesis dengan potensial listrik 4, 5, dan 6 V, serta HA komersil masing-masing memiliki diameter 232 nm, 276 nm, 355 nm, dan 5421 nm.
Metode BET untuk pengujian luas permukaan menghasilkan nilai berturut-turut untuk variabel potensial listrik elektrolisis HA 4, 5, dan 6 V, serta HA komersil masing-masing adalah 317,22.
344,247.
323,419.
dan 205,779 m2/g.
Hasil uji pre-klinis selama tujuh hari menunjukkan bahwa scaffold tissue yang menggunakan HA sintesis dengan voltase 5 V menghasilkan pertumbuhan fibroblas yang paling baik, dengan nilai rata-rata sekitar 47,3 A 4,53 fibroblas/nm2.
ABSTRACT.
Hydroxyapatite (HA), the primary material in scaffold tissue, can directly interact with the body's tissues in vivo.
In this research, the scaffold tissue forms a composite membrane consisting of nHA/PVA-AgCl, with AgCl as an antibacterial agent and PVA as a binding polymer.
Nanometer-sized HA particles are obtained through electro-synthesis, controlling voltage to regulate particle size.
Three voltage variations, 4, 5, and 6 V are used in the process for 6 hours.
Commercial HA is also used for comparison, and the results indicate that 5 V voltage produces pure HA without brushite contamination.
In terms of particle diameter.
HA synthesized at 4, 5, 6 V, and commercial HA each have diameters of 232, 276, 355, and 5421 nm, respectively.
The BET method is employed to test surface area, yielding consecutive values for the electro-synthesized HA voltage variations, with 4, 5, 6 V, and commercial HA having surface areas 779 m2/g, respectively.
The pre-clinical test in 7-days period findings reveal that scaffold tissue using HA synthesized at 5 V voltage produces the best fibroblast growth, with an average value of approximately 47.
3 A 4.
53 fibroblasts/nm2.
PENDAHULUAN
Peristiwa terjadinya luka dalam dunia kedokteran dimulai dengan terputusnya suatu struktur jaringan dalam Jaringan yang sederhana seperti epitel kulit terputus pertama kali, kemudian meluas ke lapisan di bawahnya seperti jaringan subkutis, lemak, otot, tulang, tendon, pembuluh darah, dan syaraf.
Secara teknis, proses alternatif penyembuhan luka pada kulit yaitu dengan substitusi kulit sehingga mengaktifkan regenerasi luka.
Regenerasi luka dapat dilakukan dengan menggunakan dermal scaffold yang biokompatibel untuk meregenerasi jaringan Cite this as: Supriyono.
Poerwadi.
Widhiyanuriyawan.
Wildah.
Ardyarum.
Widadudari.
Trizardi.
, and Yustisia.
, 2024.
Sintesis Hidroksiapatit secara Elektrolisis sebagai Bahan Baku Pembuatan Scaffold Tissue HA/PVA-AgCl untuk Aplikasi Penyembuhan Luka.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, 20.
, 206-217.
https://dx.
org/10.
20961/alchemy.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
dengan pembentukan struktur sementara yang dapat terdegradasi seiring waktu.
Menurut Milla et al.
material scaffold dapat berasal dari alam, sintetis, dan/atau direkayasa menggunakan berbagai pendekatan.
Material scaffold alam atau disebut dengan biopolimer umumnya terdiri dari kolagen, gelatin, fiber, dan Kekurangan yang masih dimiliki oleh biopolimer tersebut ketika dijadikan sebagai material scaffold tissue adalah struktur polimer yang sangat rendah.
Dalam bentuk microspehere, scaffold sering tidak kompatibel terhadap sel sehingga menurunkan viabilitas sel.
Material scaffold tissue sintetis diantaranya adalah poliuretana, poliortoester, dan polifumarat.
Material scaffold tissue sintetis memiliki kelemahan berupa deselularisasi jaringan yang tidak sempurna (Chaudhari et al.
, 1974.
Bakhshayesh et al.
, 2.
Scaffold tissue berbahan biomaterial merupakan pilihan yang tepat karena memiliki sifat biodegradable yang tinggi dan kemampuan adsorpsi yang tinggi (Chaudhari et al.
, 1974.
Bakhshayesh et al.
, 2.
Salah satu bahan composite scaffold yang dapat digunakan adalah hidroksiapatit, yaitu biokeramik dengan basis kalsium fosfat.
Hidroksiapatit pada umumnya telah banyak digunakan pada bidang medis sebagai penghantaran obat secara cell delivery.
Hidroksiapatit sintetik memiliki sifat mekanik yang sangat rendah dibandingkan dengan hidroksiapatit alami yang biasanya terbuat dari tulang hewan.
Salah satu cara untuk memperbaiki sifat mekanik hidroksiapatit, yaitu pelapisan dengan logam atau polimer seperti polivinil alkohol (Milla et al.
, 2.
Penambahan perak klorida (AgC.
ke dalam nHA .
untuk bahan scaffold tissue dikarenakan AgCl merupakan logam dengan sifat oligodinamik tinggi sehingga mampu membunuh bakteri pada konsentrasi rendah dalam waktu yang singkat (Ribeiro et al.
, 2.
Senyawa nHA merupakan bahan bioaktif ideal yang komposisi dan struktur kristalnya sama dengan hidroksiapatit yang berasal dari tulang hewan dan mampu berikatan langsung pada jaringan secara in vivo.
Material nHA telah dikembangkan sebagai bahan regenerasi tulang karena sifat osteokonduktifnya yang sangat baik, ketahanan abrasi dan korosi yang baik, serta sifat kimia yang stabil.
Perkembangan pemanfaatan scaffold tissue nHA masih dominan dalam bidang bone repair dan biomedis gigi sehingga aplikasi scaffold tissue nHA dalam bidang dermal tissue tergolong ke dalam hal baru.
Maka, composite scaffold nHA Perak klorida-Polivinil Alkohol .
HA/PVA-AgC.
dalam bentuk membran bertujuan agar biomaterial bisa efektif merangsang pertumbuhan sel dan jaringan yang mengalami kerusakan akibat luka melalui sifat porositasnya (Bakhshayesh et al.
, 2.
Berdasarkan hal tersebut, dilakukan uji karakterisasi material pada riset ini dengan mengamati gugus fungsi, fase kristal, dan ukuran diameter porositas membran nHA/PVA-AgCl (Ribeiro et al.
, 2.
Pada penelitian ini, membran nHA/PVA-AgCl dimanfaatkan sebagai bahan scaffold tissue untuk mempercepat penyembuhan luka.
Hidroksiapatit disintesis secara elektrolisis.
Salah satu kelebihan metode sintesis partikel secara elektrolisis adalah dapat mengontrol ukuran partikel dengan cara mengatur arus dan voltase yang Sebagai perbandingan, metode lain yang dapat digunakan yaitu solid-state, emulsi, dan SPCS (Selfpropagating combustion synthesi.
Dari ketiga metode di luar elektrolisis tersebut, masih terdapat kekurangan secara berturut-turut, yaitu proses yang lama dan sulit untuk mencapai reaksi sempurna sehingga akan memicu produk mixed-phase, membutuhkan temperatur kalsinasi dan proses pemanasan di bawah titik leleh .
, serta temperatur awal yang tidak terkontrol dapat menyebabkan produk mixed-phase (Cox et al.
, 2.
METODE PENELITIAN
Riset ini dilaksanakan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia.
Departemen Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Brawijaya.
Malang.
Tahap pertama adalah pembuatan larutan elektrolisis dengan pencampuran 167 mL CaCl2.
7H2O (Merc.
0,2 M.
167 mL KH2PO4 (Merc.
0,2 M.
dan 167 mL Na2H2EDTA.
2H2O (Merc.
0,2 M pada gelas beaker sehingga menghasilkan kurang lebih 500 mL larutan elektrolisis.
Sintesis serbuk nanohydroksiapatit .
HA) disiapkan melalui metode elektrolisis dengan susunan alat pada percobaan ditunjukkan pada Gambar 1.
Rangkaian alat terdiri dari satu set sel elektrolisis yang terdiri dari elektroda karbon pada anoda maupun katoda dengan ukuran masing-masing 5,2 cm y 3 cm y 0,5 cm serta power supply DC.
Sel elektrolisis dihubungkan dengan power supply DC (Merek GW Instek, model GPD X303S) yang berfungsi sebagai sumber energi listrik.
Potensial listrik yang digunakan sebesar 4, 5, dan 6 V selama 6 jam dengan pengontrolan arus dan pH setiap 10 menit.
Endapan kemudian disaring menggunakan vacum jet ejector.
Endapan kemudian dicuci menggunakan air demineralisasi.
Endapan yang telah dicuci kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 100 EE sampai didapatkan berat konstan.
Setelah itu, dilakukan pelarutan PVA 7% w/w dengan cara menambahkan 7 g PVA yang dilarutkan dengan 93 g H2O.
Pelarutan ini dilakukan pada suhu 50 EE dan dihomogenkan menggunakan pengadukan menggunakan magnetic stirrer dengan kecepatan pengadukan 200 rpm.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
Gambar 1.
Rangkaian alat untuk sintesis serbuk nHA.
Pembuatan membran komposit nHA/PVA-AgCl dari perak klorida (AgC.
0,05%, nanohidroksiapatit 2%, dan PVA 7% dicampur dengan menggunakan hot plate (Thermo Scientifi.
and stirrer dengan suhu 50 EE, kecepatan pengadukan 200 rpm selama 2 jam.
Setelah homogen, pembuatan membran nHA/PVA-AgCl dilakukan secara inversi, yaitu nHA/PVA-AgCl dicetak di atas loyang, kemudian dilakukan pengeringan menggunakan oven dengan suhu 85 EE selama 5 jam.
Pelepasan membran dilakukan dengan ikatan silang menggunakan larutan NaOH 1 M.
Membran yang terbentuk dicuci menggunakan akuades, kemudian dikeringkan pada suhu ruang selama 24 Hasil pengeringan menghasilkan produk akhir berupa membran nHA/PVA-AgCl yang diaplikasikan sebagai scaffold tissue.
Identifikasi struktur kristalin nHA untuk bahan scaffold nHA/PVA-AgCl dilakukan dengan menggunakan difraktometer (XRD) tipe Phylips PW3710 BASED pada tabung anoda Co dengan panjang gelombang () 1,7889 AO.
Distribusi ukuran partikel pada nanometer diuji melalui metode Particle Size Analyzer (PSA) menggunakan HORIBA LB 550 dengan prinsip hamburan cahaya laser oleh partikel dalam sampel.
Diameter dan volume pori membran diuji menggunakan metode BET dengan alat BELSORP-mini.
Scaffold nHA diuji pre-klinis pada 4 tikus putih .
berkelamin jantan dengan berat 150 Ae 170 g, dilakukan penyayatan sehingga terbentuk luka yang sama (SK Rektor Nomor 057/SK/2008 tentang Komisi Etik Penelitian Universitas Brawijay.
Luka kemudian dilakukan pembalutan dengan Scaffold nHA/PVA-AgCl hingga 21 hari pengamatan termasuk pre-treatment.
Tikus putih dengan perlakuannya ditandai sebagai KI .
idroksiapatit komersia.
KII .
idroksiapatit hasil sintesis 5V).
Ki .
anpa diberi scaffol.
dan KIV .
anpa diberi perlakuan/diluka.
Data kecepatan penyembuhan luka melalui fibroblas dianalisis menggunakan mikroskop (OLYMPUS tipe XC .
Data diuji dengan pendekatan Oneway ANOVA untuk mendeskripsikan variasi dari jumlah data menjadi komponen-komponen yang digunakan untuk mengukur berbagai sumber variasi dengan tujuan menguji persamaan beberapa median secara simultan.
Oneway ANOVA menggunakan tiga kelompok berbeda dalam satu faktor untuk mencari nilai rata-rata.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mekanisme Reaksi Sintesis Serbuk nHA Sintesis serbuk nHA melalui metode elektrolisis merupakan proses isotermal.
Konsentrasi spesi pada masingmasing sel elektroda dianggap konstan, sehingga total massa larutan tetap selama proses elektrolisis.
Hal ini dikarenakan tidak adanya aliran masuk dan keluar dari sistem.
Hipotesis untuk mekanisme reaksi didasarkan pada pembentukan ion [OH]Oe akibat terjadinya reaksi reduksi air.
Sedangkan pada sisi anoda terjadi reaksi oksidasi air.
Reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda sesuai dengan Reaksi 1 dan 2.
Anoda: 2H2 O.
Ie 4H .
O2 .
4eOe (Reaksi .
Katoda: 2H2 O.
2eOe Ie 2OH Oe.
H2 .
(Reaksi .
EDTA ditambahkan untuk membentuk ion CaEDTA2- yang mana energi aktivasinya lebih rendah bereaksi dengan PO43- dari dalam bentuk CaCl2 (Montero et al.
, 2.
Akibat dari pembentukan ion OH- pada Ca2 yang terikat kepada EDTA dapat terlepas sebagai efek induksi dari ion [OH]Oe .
Bersamaan dengan itu, terjadi disosiasi asam fosfat H3PO4 menjadi ion PO43-.
Hasil disosiasi ion-ion tersebut merupakan reaktan bagi pembentukan Pembebasan ion Ca2 dan disosiasi H3PO4 sesuai dengan Reaksi 3 dan 4.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
CaEDTA2Oe .
Ie Ca2 .
EDTA4Oe .
(Reaksi .
H3 PO4 .
Ie 3H .
PO4 3Oe .
(Reaksi .
Pembentukan HA[Ca10(PO.
(OH).
terjadi melalui brushite [CaHPO4.
2H2O] yang berperan sebagai Perubahan brushite menjadi HA dapat berlangsung apabila konsentrasi ion [OH]Oe yang tersedia di sekitar brushite mencukupi.
Namun, apabila kondisi yang terjadi adalah sebaliknya, maka ion HPO43- lebih stabil sehingga terbentuknya brushite lebih mendominasi.
Pembentukan HA secara rinci sesuai dengan ilustrasi pada Gambar 2.
Reaksi samping 2 H2O 2e- E 2 OH- H2
Reaksi samping 2 H2O E 4 H O2 4e-
Disosiasi Molekul
H3PO4 E H2PO4- H
Na2H2(EDTA) E 2Na
H2(EDTA)
H2(EDTA) E 2H EDTA
H2PO4- E HPO42- H
CaCl2 E Ca2 2 Cl-
HPO42- E PO43- H
Reaksi Utama Ca2 EDTA4- E Ca(EDTA)2 .
nduksi OH-) Ca2 HPO42- E CaHPO4 Brushite Reaksi Samping pada Larutan Bulk 10Ca2 6PO43- 2OH-E Ca10(PO.
6(OH)2 Hidroxyapatite H OH- E H2O Anoda Katoda Presipitasi Gambar 2.
Mekanisme reaksi pembentukan nHA.
Perbedaan pH pada katoda dan anoda juga menjadi standar terbentuknya brushite dan HA.
Pada katoda .
epat pada belakang katod.
dengan pH yang lebih basa menandakan terbentuknya ion [OH]Oe yang menjadi tanda keberadaan HA.
Sedangkan untuk anoda .
epat pada belakang anod.
dengan pH<7 atau tidak menghasilkan ion [OH]Oe menandakan munculnya brushite.
Pernyataan tersebut sesuai dengan hasil eksperimen laboratorium seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3.
Distribusi pH pada anoda dan katoda variabel 4, 5, dan 6 V dari hasil elektrolisis.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
Mekanisme perubahan brushite menjadi HA terjadi akibat ion [OH]Oe berdifusi ke dalam permukaan brushite, kemudian terjadi reaksi antar brushite dan ion [OH]Oe untuk membentuk HA.
Reaksi yang terjadi dianggap sangat cepat sehingga laju reaksi pembentukan HA tersebut dikontrol oleh difusi massa.
Hal ini menyebabkan konsentrasi ion [OH]Oe yang ada pada permukaan brushite menjadi 0.
60 menit 120 menit 180 menit 240 menit 300 menit 360 menit Gambar 4.
Proses elektrolisis nHA dari 0 Ae 360 menit disertai perubahan warna.
Perubahan warna larutan elektrolit yang lebih signifikan dalam proses sintesis nHA ditunjukkan pada Gambar 4 mulai menit ke-300.
Elektrolisis nHA pada waku tersebut menghasilkan pH elektrolit yang lebih basa, artinya telah terbentuk ion [OH]Oe pada katoda yang kemudian berdifusi ke daerah yang berkonsentrasi lebih rendah untuk membentuk ion CaEDTA2- dari brushite (Montero et al.
, 2.
Pola Difraksi Serbuk nHA Sintesis Perubahan brushite menjadi HA ditunjukkan oleh pola difraksi dari uji XRD sesuai Gambar 5.
Pola difraksi yang dihasilkan mengindikasikan terbentuknya HA 100% murni atau tidak adanya brushite yang tersisa, sehingga keberadaan ion [OH]Oe pada katoda cukup untuk mengubah brushite menjadi HA melalui mekanisme disolusipresipitasi pada pH basa .
ulajterovy and Medvecky, 2.
Kemurnian HA tersebut sesuai dengan data difraksi JCPDS 09-0432 pada sudut 2 dengan parameter kisi kristal a = b = 9.
432 yI dan c = 6.
881 yI serta tidak adanya data difraksi JCPDS 72-0713 yang mengarah kepada brushite.
HA pada puncak tersebut memiliki bentuk struktur kristal hexagonal pada space group P63/m dengan nomor atom per unit sel adalah Ca1 = 4.
Ca2 = 6.
P = 6.
O1 = 6.
O2 = 6.
O3 = 12, dan H = 2.
Uji XRD yang dilakukan pada rentang sudut 10A Ae 60A menghasilkan informasi mengenai struktur yang dimiliki oleh HA sintesis.
Pada ketiga variabel voltase, fasa yang ditunjukkan berupa kristal, yakni susunan ion dengan pola yang teratur.
Ditunjukkannya bentuk kristal dari hasil uji XRD tersebut dikarenakan terdapatnya intensitas serapan yang tinggi.
Bentuk kristal pada HA dapat mengindikasikan telah berhasilnya proses sintesis untuk mencapai partikel berukuran nano.
Hal tersebut sejalan dengan pernyataan bahwa HA merupakan biokeramik, yaitu zat anorganik padat non logam yang dapat tergolong dalam nanopartikel dalam bentuk kristalnya (Khan et al.
, 2.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
AMCSD 0008884 (Brushit.
JCPDS 03-0747 (Hydroxyapatit.
nHA 6 Volt
Intensitas (%) nHA 5 Volt
nHA 4 Volt
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Sudut 2 Theta Gambar 5.
Pola difraksi nHA hasil elektrolisis.
Diameter Partikel Hidroksiapatit dalam Nanometer Ukuran partikel HA dalam nanometer dikontrol melalui proses elektrolisis dan diuji menggunakan Particle Size Analyzer sesuai dengan Gambar 6.
Hasil menunjukkan bahwa pada variabel 4 V ukuran partikel HA mencapai 232 nm, variabel 5 V memiliki ukuran partikel 276 nm, dan variabel HA pada voltase 6 V berada dalam ukuran 355 nm.
Nilai diameter partikel HA sintesis yang didapatkan melalui proses elektrolisis berhasil memberikan ukuran partikel yang lebih kecil dibandingkan dengan ukuran diameter partikel HA komersil yang masih berada pada ukuran 5421 nm.
Hal ini menunjukkan bahwa proses elektrolisis dapat menjadi kunci untuk mengontrol ukuran partikel hingga nanometer (Nur et al.
, 2.
Penggunaan metode elektrolisis dalam proses sintesis HA seperti yang telah diuraikan sebelumnya dapat dibuktikan lebih unggul dari pada beberapa proses sintesis lainnya.
Keefektivan yang ditampilkan oleh metode elektrolisis didasarkan pada ukuran partikel HA yang didapatkan dan kondisi operasi yang digunakan sesuai dengan Tabel 1.
Gambar 6.
Diameter partikel hidroksiapatit dalam ukuran nanometer pada setiap variabel.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
Tabel 1.
Perbandingan performa metode sintesis HA.
Metode Ukuran Partikel HA .
>2000 Solid-state >1000 Emulsi SPCS (Self-propagating combustion synthesi.
Elektrolisis >450 232 Ae 355 Kondisi Operasi t >24 jam.
T = 1050 Ae 1250 AC t >24 jam.
T = 20 Ae 50 AC t <24 jam.
T = 170 Ae 500 AC t = 6 jam.
T = 25 Ae 40 AC Sumber (Cox et al.
, 2.
(Penelitian in.
Voltase yang lebih besar belum memengaruhi ukuran partikel secara signifikan, meskipun ukuran ketiga HA sintesis masih lebih kecil daripada komersil.
Hal ini karena masih terdapatnya partikel yang teraglomerasi sehingga munculnya gaya dorong gas H2 dari elektrolisis air belum mampu mendorong secara maksimal ion [OH]Oe dari katoda untuk keluar melewati celah-celah nanopartikel HA.
Hasil uji XRD mengenai kemurnian HA sintesis berkorelasi erat dengan ukuran partikel yang dihasilkan.
Pada HA sintesis variabel 4 V, kemunculan brushite terbilang cukup jelas dan signifikan jika dibandingkan dengan HA sintesis variabel 6 V.
Masih terdapatnya senyawa brushite pada produk HA tersebut menyebabkan kerancuan pembacaan ukuran partikel hidroksiapatit.
Pada dasarnya brushite dan HA merupakan bagian dari mineral CaP .
alsium fosfa.
yang sering digunakan sebagai prekursor dalam aplikasi biomedis dan tergolong ke dalam senyawa apatit.
Senyawa brushite yang terbentuk pada kondisi asam kemudian akan terdegradasi pada pH yang lebih tinggi membentuk senyawa stabil seperti hidroksiapatit bergantung kepada rasio Ca/P.
Pada senyawa HA, rasio Ca/P adalah Ou1,5 sedangkan senyawa brushite memiliki rasio Ca/P 1.
Nilai rasio Ca/P yang lebih kecil akan menurunkan ukuran partikel, menyebabkan suasana asam, dan partikel mudah larut (Wardani et al.
, 2.
Hal tersebut sejalan dengan ukuran partikel yang dihasilkan oleh HA sintesis terutama variabel 4 V yang masih memiliki kandungan brushite lebih kecil daripada HA sintesis 5 V.
Perbandingan Luas Permukaan Kontak Partikel nHA Pemberian variasi voltase pada proses elektrolisis HA dapat dihubungkan dengan luas permukaan kontak partikel HA.
Masing-masing variabel memberikan nilai yang berbeda dan cukup signifikan dibandingkan dengan HA komersil.
Pada HA sintesis 4 V luas permukaan kontak yang didapat yaitu 317,22 m2/g.
variabel 5 V menunjukkan luas permukaan kontak 344,247 m2/g.
dan variabel HA sintesis 6 V memiliki luas permukaan kontak sebesar 323,419 m2/g.
Sedangkan pada HA komersil memiliki luas permukaan kontak yang cukup berbeda yaitu 205,779 m2/g, merupakan HA dengan luas permukaan kontak paling kecil di antara variabel sintesis.
Ukuran luas permukaan kontak partikel dapat dihubungkan dengan pemberian voltase selama proses Pada voltase yang semakin besar maka luas area dari partikel akan semakin besar karena diameter partikel HA yang dihasilkan semakin kecil dalam ukuran nanometer (Can-Herrera et al.
, 2.
Hal tersebut sesuai dengan uji BET untuk variabel 5 V, 6 V, dan komersil yang tertera pada Gambar 7 kemudian dibandingkan ukuran partikel yang didapat sesuai dengan uji PSA pada Gambar 6.
Gambar 7.
Perbandingan luas permukaan kontak Partikel nHA.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
Rendahnya luas permukaan kontak varibel HA sintesis 4 V yang memiliki ukuran partikel lebih kecil berdasarkan uji PSA dapat dikaitkan dengan porositas partikel.
Pada varibel HA sintesis 4 V keberadaan brushite yang signifikan menyebabkan komponen yang terdapat di dalam produk hasil elektrolisis bersifat heterogen, yaitu brushite dan HA.
Kedua komponen memiliki nilai porositas yang berbeda, porositas brushite terdapat pada nilai .
A 2%) dan HA memiliki porositas yang lebih tinggi yaitu .
A 7%) (Ajaxon et al.
, 2.
Variasi nilai porositas tersebut mengacu kepada luas permukaan kontak yang dihasilkan, porositas intrapartikel yang besar akan memberikan luas permukaan kontak yang besar pula (Martin et al.
, 2.
Namun, terdapatnya impuritis dalam jumlah yang cukup besar pada HA sintesis memberikan efek pada penurunan luas permukaan kontak, sesuai dengan fenomena variabel HA 4 V.
Efektivitas Membran nHA/PVA-AgCl terhadap Pertumbuhan Fibroblas Pada Tabel 2 telah diuji sel fibroblas untuk scaffold tissue dengan variabel komersial dan scaffold tissue dari sintesis elektrolisis 5 V.
Penggunaan variabel 5 V sebagai membran yang diujikan karena hasil XRD menunjukkan bahwa sintesis nHA pada variabel tersebut menunjukkan perubahan brushite menjadi HA dengan kemurnian Statistik deskriptif Statistik deskriptif merupakan langkah awal dalam analisis statistika untuk mengetahui karakteristik data.
Statistik deskriptif berupa ukuran rata-rata dan standar deviasi dan range data.
Analisis statistik deskriptif pada jumlah fibroblas tikus jantan pada penelitian ini ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2.
Rata-rata pertumbuhan fibroblas .
er nm2 scaffol.
Perlakuan Rata-rata pertumbuhan fibroblas .
er nm2 scaffol.
Komersil
41,00 A 9,53
47,30 A 4,53
Kontrol positif
27,95 A 10,60
Kontrol Negatif
29,05 A 5,47
Range 27 Ae 61 35 Ae 55 12 Ae 52 19 Ae 37 Statistik deskriptif pada Tabel 2 menunjukkan bahwa sebagian jumlah besar fibroblas tikus jantan yag diberi scaffold komersil ialah antara 31,47 hingga 50,53 dengan jangkauan 34.
Sebagian besar jumlah fibroblas tikus jantan yang diberi scaffold 5 V adalah antara 42,77 hingga 51,83 dengan jangkauan 20.
Sebagian besar jumlah fibroblas tikus jantan sebagai kontrol positif ialah antara 17,35 hingga 38,55 dengan jangkauan 40.
Terakhir, sebagian besar jumlah fibroblas tikus jantan sebagai kontrol negatif ialah antara 23,58 hingga 34,52 dengan Tabel 3.
Perbandingan performa scaffold terhadap rata-rata fibroblas.
Scaffold Ukuran Diameter Rata-Rata Partikel Fibroblas Referensi CNCs/bFGF-GMs scaffold 000 nm 0,024 A 5 per nm2 (Li et al.
, 2.
Hidroksiapatit (HA) scaffold 276 nm 47,30 A 4.
53 per nm2 (Penelitian in.
Penelitian sebelumnya oleh Li et al.
menunjukan bahwa pengunaan scaffold dengan besar diameter partikel yaitu 100.
000 nm untuk proses penyembuhan luka dengan melihat hasil pertambahan sel fibrolisis dalam pengamatan histologi didapatkan sebanyak 0,024 A 5 per nm2.
Sedangkan berdasarkan dari tabel di atas didapatkan untuk jumlah rata-rata scaffold 5 V .
dengan diameter partikel 276 nm menujukan angka 47,30 A 4,53 per nm2 sehingga jumlah sel fibroblas dihasilkan lebih banyak dibandingkan dari penelitain oleh Li et al.
Penggunaan scaffold tissue dari hidroksiapatit (HA) dengan ukuran nano partikel seperti yang telah diuraikan sebelumnya dapat dibuktikan lebih unggul daripada scaffold dengan bahan dan ukuran lainnya.
Keefektivan yang ditampilkan dari hasil rata-rata fibrolisis yang lebih tinggi, yaitu sebesar 47,30 A 4,53 per nm2 yang digunakan sesuai dengan Tabel 3.
Gambar 8 menunjukkan histopatologi hari ke-7 dengan pewarnaan fibroblas KI .
idroksiapatit komersia.
KII .
idroksiapatit hasil sintesa 5 V).
Ki .
ontrol positif, tanpa diberi scaffold tissu.
dan KIV .
ontrol negatif, tanpa diberi perlakuan/diluka.
diamati menggunakan mikroskop cahaya dengan perbesaran 400 kali.
Kondisi Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
jaringan sampel pada hari ke-7 menunjukkan fibroblas terlihat banyak sementara pada kontrol negatif KIV masih terlihat jarang.
Contoh area yang menunjukan jumlah fibroblas pada KI dan KII secara visual lebih banyak daripada Ki dan KIV
K II
K i K IV Gambar 8.
Hasil uji preparat Histologi hari ke-7 dengan pewarnaan fibroblas.
Pengaruh perlakuan bahan scaffold terhadap jumlah fibroblas tikus jantan Pengujian Asumsi Normalitas Residual dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan bahan scaffold terhadap jumlah fibroblas tikus jantan.
Asumsi normalitas residual diperiksa melalui uji Saphiro Wilk dengan hipotesis H0 adalah residual berdistribusi normal, dan H1 adalah residual tidak berdistribusi normal.
Kriteria pengujiannya adalah apabila p-value lebih dari 5%, maka nilai terima H0.
Hal ini mengindikasikan residual berdistribusi normal.
Residual berdistribusi normal berarti asumsi ANOVA terpenuhi.
Hasil pemeriksaan normalitas residual ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4.
Uji normalitas residual.
Variabel
p-value Banyak fibroblas Tikus
0,289
Keputusan Terima H0 Keterangan Residual berdistribusi normal Residual yang dihasilkan pada ANOVA dengan variabel selisih kadar gula darah tikus jantan sebelum dan setelah induksi berdistribusi normal dikarenakan p-value .
lebih dari taraf nyata 5%.
Artinya, residual berdistribusi normal dan asumsi terpenuhi.
Untuk memenuhi tujuan yang sama, digunakan asumsi lain yaitu homogenitas ragam residual diperiksa melalui uji Levene dengan hipotesis yakni H0 adalah ragam residual homogen, dan H1 adalah ragam residual tidak Kriteria pengujiannya ialah apabila p-value lebih dari 5%, maka diputuskan untuk menerima H0.
Hasil uji Levene ditunjukkan pada Tabel 5.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
Tabel 5.
Uji homogenitas ragam residual.
Uji Levene Derajat bebas 1 Derajat bebas 2 p-value 0,008 Berdasarkan uji Levene sebagai uji homogenitas ragam residual, didapatkan p-value .
kurang dari taraf nyata 5% sehingga disimpulkan untuk menolak H0.
Hal ini mengindikasikan ragam residual tidak bersifat homogen dan asumsi tidak terpenuhi.
Meskipun tidak terpenuhi.
ANOVA masih tetap bisa digunakan untuk standar deviasi yang kecil dan moderar dari homogeinity of variance.
Signifikansi Parameter Signifikansi parameter digunakan untuk melihat pengaruh suatu perlakuan terhadap respon sesuai dengan Hipotesis pada kasus ini yakni H0 menunjukkan tidak ada pengaruh perbedaan penggunaan bahan scaffold terhadap rata-rata jumlah fibroblas tikus jantan, dan H1: Ada pengaruh perbedaan penggunaan bahan scaffold terhadap rata-rata jumlah fibroblas tikus jantan.
Hasil ANOVA pada kasus ini ditunjukkan pada Tabel 6.
Tabel 6.
Uji homogenitas ragam residual.
Tests of Between-Subjects Effects Type i Sum of Source Mean Square Squares Corrected 3896,100 1948,050 Model
Intercept
90093,750
90093,750
Perlakuan 3896,100 1948,050 Error
4251,150
74,582
Total Corrected Total Sig.
26,120
0,000
1207,989
0,000
26,120
0,000
98241,000
8147,250
R Squared = 0,478 (Adjusted R Squared = 0,.
Tabel 6 merupakan ringkasan hasil ANOVA, dapat diketahui bahwa p-value pada dosis .
kurang dari taraf nyata sebesar 5%.
Sehingga didapatkan dengan kepercayaan sebesar 95%, didapatkan bahwa ada pengaruh perbedaan penggunaan bahan scaffold terhadap rata-rata jumlah fibroblas tikus jantan.
Selain itu, didapatkan R2 sebesar 0,478.
Artinya, sebesar 47,8% sumber keragaman telah dijelaskan oleh model, sisanya dijelaskan oleh faktor lain di luar model ini.
Uji Lanjut Student-Newman-Keuls Uji lanjut digunakan untuk mengetahui perbedaan rata-rata jumlah fibroblas tikus jantan di setiap perlakuan.
Hasil yang didapatkan diringkas sesuai dengan Tabel 7.
Tabel 7.
Uji lanjut Student-Newman-Keuls.
Jumlah Fibroblas Tikus Jantan Bahan Scaffold StudentNewmanKeuls Kontrol Positif Kontrol Negatif Komersil Sig.
27,95
29,05
Subset
41,00
0,664
1,000
47,30
1,000
Tabel 7 menunjukkan bahwa pemberian bahan scaffold komersil, 5 V, dan kontrol positif memberikan pengaruh yang berbeda terhadap rata-rata jumlah fibroblas tikus jantan.
Perlakuan kontrol positif dengan pemberian perlakuan bahan scaffold memiliki rata-rata yang jauh berbeda.
Akan tetapi, kontrol positif dan negatif memberikan perlakuan yang sama terhadap rata-rata jumlah fibroblas tikus jantan.
Copyright A 2024.
Universitas Sebelas Maret.
ISSN 1412-4092, e ISSN 2443-4183 Supriyono et al.
ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia.
Vol.
2024, 206-217
KESIMPULAN
Pembuatan membran nHA/PVA-AgCl yang digunakan sebagai bahan scaffold tissue dilakukan dengan metode pencampuran, dimana HA sintesis didapat melalui proses elektrolisis menggunakan variabel voltase 4, 5, dan 6 V sebagai kontrol ukuran partikel.
Pengukuran pH dan pencatatan arus yang dialirkan dari catu daya pada masing-masing voltase digunakan sebagai parameter kontrol.
Perubahan pH pada larutan elektrolitnya menjadi basa pada menit ke-300 merupakan indikasi terbentuknya HA dari produk intermediet brushite.
Berdasarkan analisis XRD.
HA murni didapatkan pada voltase 5 V.
Sementara itu, analisis PSA menunjukkan bahwa elektrolisis pada voltase 4 V menghasilkan HA dengan ukuran partikel terkecil, yaitu 232 nm.
Uji BET menunjukkan bahwa HA yang disintesis secara elektrolitik dengan voltase 5 V memiliki luas permukaan terbesar.
HA murni hasil elektrolisis 5 V menunjukkan performa pertumbuhan fibroblas rata-rata yang paling baik, yaitu sebesar 47,3 sel fibroblas dalam 7 hari.
Ukuran diameter partikel pada nilai nanometer terkecil dimiliki oleh variabel HA 4 V berdasarkan uji PSA.
Uji BET menunjukkan bahwa HA murni 5 V memiliki luas partikel terbesar.
HA murni hasil elektrolisis 5 V menunjukkan performa pertumbuhan fibroblas rata-rata yang paling baik sebesar 47,3 sel fibroblas dalam 7 hari.
KONFLIK KEPENTINGAN
Tidak ada konflik kepentingan dalam artikel ini.
KONTRIBUSI PENULIS
SS: Konseptualisasi.
Metodologi.
BP: Software.
SS.
DW.
UAY: Analisis Data.
SS.
MW.
IJT: Penulisan Draf Manuskrip.
MA: Supervisi.
NW: Telaah dan Penyuntingan Manuskrip.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Departemen Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Brawijaya yang telah memfasilitasi untuk penyelesaian penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA