SINTESIS, KARAKTERISASI DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT/ALGINAT/TEMBAGA (II) OKSIDA SERTA POTENSINYA SEBAGAI MATERIAL PENGANTAR OBAT

Wulandari, Wulandari (2024) SINTESIS, KARAKTERISASI DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI KOMPOSIT HIDROKSIAPATIT/ALGINAT/TEMBAGA (II) OKSIDA SERTA POTENSINYA SEBAGAI MATERIAL PENGANTAR OBAT. Doctoral thesis, Universitas Andalas.

	Text (cover dan abstrak) COVER DAN ABSTRAK.pdf - Published Version Download (75kB)
	Text (BAB 1) BAB 1.pdf - Published Version Download (154kB)
	Text (BAB AKHIR) BAB AKHIR.pdf - Published Version Download (58kB)
	Text (DAFTAR PUSTAKA) DAFTAR PUSTAKA.pdf - Published Version Download (193kB)
	Text (disertasi full text) full text disertasi.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Hidroksiapatit (HAp), Ca10(PO4)6(OH)2, merupakan komposisi anorganik penyusun jaringan tulang manusia. Selain biokompatibilitas yang sangat baik, HAp juga baik dari segi bioaktivitas jaringan dan kemampuan berikatan langsung ke tulang, sehingga memungkinkan osteointegrasi yang baik. Hal ini mengakibatkan HAp banyak digunakan di bidang ortopedi dan gigi, rekayasa jaringan tulang, material pembawa obat dan penggambaran sel. Pada penelitian ini sasaran aplikasi material yang dihasilkan adalah sebagai material pengantar obat. Kemampuan material pembawa obat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis material, struktur dan permukaan material. Akan lebih efisien jika material tersebut memiliki aktivitas antibakteri. Hidroksiapatit memiliki aktivitas antibakteri yang lemah, oleh karena itu hidroksiapatit digabungkan dengan alginat dan tembaga (II) oksida, sehingga dihasilkan komposit hidroksiapatit/alginat/CuO (HAp/Alg/CuO) yang memiliki sifat biokompatibiltas, bioaktivitas, osteointegritas, ikatan crosslink, dan aktivitas antibakteri yang baik. Dalam penelitian ini terdapat beberapa tahapan penelitian, yaitu optimasi parameter sintesis hidroksiapatit/alginat (HAp/Alg), sintesis hidroksiapatit/ alginat/ CuO (HAp/Alg/CuO), uji pelepasan obat dan uji antibakteri. Parameter sintesis komposit HAp/Alg yang dioptimasi yaitu variasi konsentrasi alginat, variasi pH dan variasi suhu kalsinasi. Variasi konsentrasi alginat yaitu 9,1; 16,7; 23,1; 28,6; dan 33,3 b/b% yang selanjutnya sampel diberi kode HAp/Alg-1, HAp/Alg-2, HAp/Alg-3, HAp/Alg-4, dan HAp/Alg-5. Dari hasil karakterisasi X-Ray Difraction (XRD), Fourier Transform Infra-Red (FTIR), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX) dan Thermogravimetric-Differential Thermal Analyzer (TG-DTA) dipilih HAp/Alg-5 sebagai konsentrasi alginat optimum karena memiliki morfologi dengan bentuk partikel sperik yang lebih seragam dan ukuran partikel lebih kecil serta ketahanan termal yang baik. Kemudian HAp/Alg-5 dilanjutkan pengerjaan ke tahap optimasi variasi pH. Variasi pH yang digunakan adalah pH 7, 8, 9, 10 dan 11 yang selanjutnya diberi kode sampel HAp/Alg-7, HAp/Alg-8, HAp/Alg-9, HAp/Alg-10, dan HAp/Alg-11. Dari hasil karakterisasi XRD, FTIR, dan SEM dipilih HAp/Alg-11 sebagai kondisi optimum yang memiliki ukuran dan bentuk partikel lebih seragam. Selanjutnya digunakan HAp/Alg-11 untuk optimasi suhu kalsinasi yaitu suhu 300ºC, 500ºC, 700ºC, dan 900ºC yang selanjutnya diberi kode sampel HAp/Alg-300, HAp/Alg-500, HAp/Alg-700 dan HAp/Alg-900. Dari hasil karakterisasi XRD diperoleh hasil bahwa pada sampel HAp/Alg-700 dan HAp/Alg-900 terdapat fasa whitelockite sebagai akibat pemanasan melebihi suhu kristalisasi hidroksiapatit pada suhu 635ºC. Hasil SEM menunjukkan pada suhu tersebut partikel mulai mengalami difusi grain boundaries sehingga terjadi perubahan bentuk partikel dari sperical-like menjadi flake-like. Berdasarkan referensi bentuk flake-like ini cukup menguntungkan untuk aplikasi medis, karena hidroksiapatit berbentuk flake-like dapat memberikan kekuatan mekanik tambahan pada matriks material. Sampel HAp, HAp/Alg-11, dan HAp/Alg-900 dilakukan uji BET-BJH (Brunauer-Emmett-Teller)-(Barrett-Joyner-Halenda) untuk mengetahui luas permukaan, ukuran dan volume pori. Dari hasil BET diperoleh bahwa luas permukaan dari HAp, HAp/Alg-11, dan HAp/Alg-900 adalah 74,963; 162,584; 7,161 m2/g, secara berurutan. HAp/Alg-11 memiliki luas permukaan yang paling besar sehingga diasumsikan akan memiliki persen pelepasan obat yang paling besar karena mampu menyerap obat lebih banyak. Hipotesis ini dibuktikan dengan menguji pelepasan obat dengan me-loading Klindamisin hidroklorida ke sampel HAp, HAp/Alg-11, dan HAp/Alg-900 dan diperoleh persen pelepasan obat sebesar 74,48; 92,75; 69,65%, berurutan. Ternyata hipotesis tersebut benar bahwa komposit HAp/Alg-11 memiliki pelepasan obat paling besar. Sintesis komposit HAp/Alg/CuO dilakukan dengan mencampurkan komposit HAp/Alg-11 dengan prekursor CuO dengan variasi massa 0,1; 0,2; 0,3 dan 0,4 g yang kemudian diberi kode sampel HAp/Alg/CuO-1, HAp/Alg/CuO-2, HAp/Alg/CuO-3 dan HAp/Alg/CuO-4. Dalam sintesis HAp/Alg/CuO ini digunakan ekstrak daun Polyscias scutellaria sebagai capping agent untuk mengontrol morfologi komposit yang dihasilkan. Hasil XRD menampilkan muncul puncak karakteristik dari HAp, alginat dan CuO. Selanjutnya didukung oleh hasil FTIR yang mengindikasikan terbentuknya komposit HAp/Alg/CuO, dimana muncul pita serapan pada 668 cm-1 dan 732 cm-1 yang mewakili senyawa CuO. Hasil SEM-EDX mapping memperlihatkan bentuk partikel berbentuk sperik teragglomerasi dengan komposisi unsur kalsium, fosfor, oksigen, karbon, dan tembaga. Keseluruhan hasil karakterisasi mengkonfirmasi terbentuknya komposit HAp/Alg/CuO. Komposit HAp/Alg/CuO-1, HAp/Alg/CuO-2, HAp/Alg/CuO-3 dan HAp/Alg/CuO-4 memiliki persen pelepasan obat sebesar 57,58; 61,72; 65,17; dan 69,65% dalam selang waktu 6 jam didalam larutan Phospate Buffer Saline. HAp/Alg/CuO-4 merupakan komposit dengan persentase pelepasan obat yang paling besar diantara sampel komposit lainnya. Untuk memperkuat bukti kemampuan HAp/Alg/CuO ini dalam menyerap dan melepaskan obat, maka dilihat aktivitas antibakteri HAp/Alg/CuO sebelum dan sesudah dimuat obat. Komposit HAp/Alg/CuO-1, HAp/Alg/CuO-2, HAp/Alg/CuO-3 dan HAp/Alg/CuO-4 sebelum dimuat obat memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli, ditunjukkan dari adanya zona inhibisi sebesar 5 mm, 9 mm, 11mm, dan 13 mm untuk terhadap S. aureus, dan sebesar 2 mm, 3 mm, 5 mm, dan 8 mm terhadap E. coli. Sedangkan setelah dimuat Klindamisin hidroklorida, diameter zona inhibisi meningkat menjadi 6 mm, 8 mm, 9 mm, dan 10 mm untuk terhadap S. aureus, dan sebesar 7 mm, 10 mm, 9 mm, dan 11 mm terhadap E. coli. Peningkatan diameter zona inhibisi ini mengindikasikan bahwa komposit HAp/Alg/CuO mampu menyerap obat, menahannya dan kemudian melepaskannya. Berdasarkan hasil ini dapat disimpulkan bahwa komposit HAp/Alg/CuO berpotensi untuk dikembangkan sebagai material pengantar obat, terutama klindamisin hidroklorida. Kata Kunci: Hidroksiapatit, alginat, CuO, Klindamisin hidroklorida, antibakteri.

Actions (login required)

View Item