Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Tulang Kerbau (Bubalus Bubalis) untuk Aplikasi Biomedis

ISHAK PAWARANGAN, Dr. Eng. Yusril Yusuf, S.Si, M.Si, M.Eng.

2017 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Rekayasa jaringan adalah teknologi biomedis yang dikembangkan untuk membantu regenerasi jaringan tubuh dalam mengobati cacat dengan ukuran besar yang tidak dapat diperbaiki sendiri oleh jaringan. Hidroksiapatit (HA), Ca10(PO4)6(OH)2, adalah salah satu jenis biomaterial keramik yang paling banyak digunakan dalam bidang biomedis. HA merupakan mineral alami pada gigi, tulang dan jaringan keras. Sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit dengan menggunakan metode presipitasi akan dilakukan dalam penelitian ini. Fokus utama dari penelitian ini adalah pemanfaatan sampah biologis berupa femur tulang kerbau untuk menghasilkan HA. Sintesis HA dari tulang kerbau menggunakan Ca(OH)2, H20 dan H3PO4 sebagai prekursor awal. Material yang dihasilkan di sintering dengan variasi suhu 650 derajat C, 850 derajat C, dan 1050 derajat C dan waktu 3 jam, 5 jam, 7 jam, dan 9 jam. HA yang terbentuk selama proses sintesis diuji dengan beberapa karakterisasi seperti analisis mikrostruktur dan komposisi HA menggunakan SEM-EDX, struktur kristal, ukuran kristalit dan derajat kristalinitas dengan X-ray diffractometer dan gugus fungsi HA melalui FTIR. Peningkatan suhu sintering mempengaruhi peningkatan ukuran kristalit, kristalinitas dan pengurangan aglomerasi pada sampel. Identifikasi spektrum gugus fungsi menggunakan FTIR menunjukkan gugus hidroksil (OH) pada bilangan gelombang sekitar 3572 dan 3573 cm-1. Gugus fosfat teridentifikasi pada bilangan gelombang 980 cm-1, 1016 cm-1 dan 1085 cm-1 sedangkan gugus karbonat pada 1460 cm-1. Rasio molar Ca/P hasil sintesis didapatkan nilai yang bervariasi dari 1,32 sampai 1,71. Rasio molar stoikiometrik 1,67 didapatkan setelah sintering pada suhu 850 derajat C selama 7 jam. Pola XRD hidroksiapatit tulang kerbau hasil sintesis menunjukkan pola yang hampir sama dengan hidroksiapatit komersial. Hidroksiapatit yang dihasilkan dapat digunakan pada aplikasi biomedis.

Tissue engineering is a biomedical technology that aims at developing implants capable of repairing and/or substituting damaged or lost bone tissue. Hydroxyapatite (HA), Ca10(PO4)6(OH)2, is the most widely used ceramic biomaterials. It is a mineral found in natural teeth, bone and hard tissue. In this study, we present a synthesis and characterization for obtaining HA by wet precipitation method. This study mainly focuses on the use of bio-waste materials, i.e., femur from buffalo bones to obtain HA. In order to synthesized HA from buffalo bones, we use Ca(OH)2, H20 and H3PO4 as the starting precursors. The material was sintered at temperatures of 650 degree C, 850 degree C, and 1050 degree C with 3, 5, 7, and 9 hours respectively. To evaluate formed HA during synthesis process, characterization of some parameters was done such as microstructures analysis and HA compound by using SEM-EDX, crystal structure, crystallite size and crystallinity by using X-ray diffractometer, and functional group using FTIR. Increased sintering temperature was followed by an increase in the crystallite size, crystallinity and decrease in the agglomeration area. Identification of functional group using FTIR shows absoption namely at wavenumber values of 3572 and 3573 cm-1 which indicate hydroxyl group (OH). Phosphate band were identified by peak 980 cm-1, 1016 cm-1,and 1085 cm-1 while 1459.31-1cm which indicates carbonat group. Molar ratio of synthesized HA was found to vary from 1,32 to 1,71. Stoichiometric molar ratio 1,67 was obtained after sintering 850 degree C for 7 hours . XRD pattern results indicated that the synthesized HA from buffalo bone closely correspond to commercial HA phase. HA from buffalo bone can be used for biomedical applications.

Kata Kunci : Biomaterial, hidroksiapatit, presipitasi