FABRIKASI DAN KARAKTERISASI SCAFFOLD HIDROKSIAPATIT DAN KARBONAT APATIT BERBAHAN BIOGENIK KERANG JAGOAN

WIDYA SARI, Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, M.Si., M. Eng.

2021 | Tesis | MAGISTER FISIKA

Fabrikasi scaffold hidroksiapatit dan karbon apatit dari bahan biogenik kerang jagoan (Cerastoderma edule) telah dilakukan. Kedua scaffold memiliki variasi dan metode yang berbeda. Scaffold hidroksiapatit difabrikasi bersama honeycomb wax (HCB) dan paraffin wax sebagai polimer porogen dengan menggunakan metode porogen leaching. Scaffold hidroksiapatit divariasikan berdasarkan suhu kalsinasi 700 ,900, dan 1100 derajat celcius. Di samping itu, scaffold karbonat apatit difabrikasi menggunakan prekusor hidroksiapatit yang direndam pada larutan karbonat dengan variasi konsentrasi 1M dan 2M serta variasi waktu perendaman 1 hari, 3 hari, dan 5 hari. Metode yang digunakan untuk fabrikasi scaffold karbonat apatit adalah metode hidrotermal dan dissolution precipitation. Berdasarkan hasil EDX, rasio Ca/P hidroksiapatit sebesar 1,68. Hasil uji FTIR, scaffold hidroksiapatit HA/HCB dari semua variasi memiliki gugus fungsi ion posfat, ion karbonat, dan ion hidroksi. Namun, scaffold HA/HCB 900 derajat celcius memperlihatkan adanya pengotor ikatan C dan H yang berasal dari HCB yang belum menguap sempurna. Hasil XRD menunjukkan ukuran kristal scaffold cenderung mengecil seiring kenaikan suhu kalsinasi yang disebabkan oleh sifat kelarutan baik HCB maupun Wax. Melalui visualisasi SEM, HA memiliki sedikit mikropori dan morfologi tidak seragam. Penambahan baik HCB maupun wax memberikan pengaruh penambahan pori. Diameter pori cenderung membesar dan porositas cenderung mengecil. Ukuran diameter pori scaffold kurang dari 100 nanometer. Di sisi lain, scaffold karbonat apatit bertipe B juga memperlihatkan adanya gugus fungsi posfat, karbonat, dan hidroksi. Semakin lama waktu perendaman dan peningkatan konsentrasi karbonat, semakin banyak kandungan karbonat pada scaffold. Berdasarkan hasil analisis XRD, ukuran kristal karbonat apatit dan parameter kisi a semakin kecil yang disebabkan oleh lama waktu perendaman dan peningkatan konsentrasi. Dari hasil kuantitatif EDX, rasio Ca per P karbonat apatit berkisar 1,682 sampai dengan 1,740. Khusus karbonat apatit yang direndam 3 hari memiliki morfologi seragam dan bentuk kristal spherical yang sedikit memanjang.

The fabrication of hydroxyapatite and carbonate apatite from biogenic shell (Cerastoderma pedule) have been carried out. Both scaffolds have different variations and methods. The scaffold of hydroxyapatite was fabricated with honeycomb wax (HCB) and paraffin wax as the porogen polymer using the porogen leaching method. The scaffolds of hydroxyapatite were variated to calcination temperature 700, 900, dan 1100 celcius. Besides, carbonate apatite was fabricated using hydroxyapatite as a precursor that immersed on 1M and 2M carbonate solution concentration as well as immersion time 1 day, 3 days, and 5 days. The used method for fabricating carbonate apatite scaffold is the hydrothermal and dissolution precipitation. According to the EDX result, the Ca and P ratio of hydroxyapatite is 1,68. Through the FTIR result, the hydroxyapatite scaffold variations have molecular group phosphate, carbonate, and hydroxy. However, HA/HCB 900 celcius scaffold shows that C and H bonding impurity from HCB that evaporates imperfectly. The XRD result shows the crystal size of scaffold tends to smaller with increasing the calcination caused by the solubility properties both of HCB and wax. Through the visualization of SEM, the HA has a few micropores and not uniform morphology. The diameter of pores tends to larger and the porosity tends to smaller. The pore diameter size has less than 100 nanometer. On the other hand, B type carbonate apatites show the molecular group pphospate, carbonate, and hydroxy. The longer immersion time and the higher carbonate concentration, the more content of carbonate on the scaffolds. According to XRD analysis, the crystal size of carbonate apatite and the lattice parameter a tend to smaller caused by the long immersion time and the enhancement of concentration. Through the quantitative EDX results, the ratio of Ca/P carbonate apatite ranges 1,682 to 1,740. Especially carbonate apatite immersed for 3 days has the uniform morphology and the long spherical-crystal shape.

Kata Kunci : scaffold, hydroxyapatite, carbonate apatite, porogen leaching, calcination, immersion time, carbonate concentration