Penambahan SrO dan Hidroksiapatit pada Mineral Trioksida Agregat Terbuat dari SiO2 Abu Sekam Padi dan CaCO3 Cangkang Kerang Untuk Peningkatan Karakter sebagai Bahan Pulpotomi Gigi

LENY YULIATUN, Prof. Dr.rer.nat. Nuryono, M.S.

2023 | Disertasi | DOKTOR KIMIA

Dalam penelitian ini telah dikaji pembuatan mineral trioksida agregat (mineral trioxide aggregate, MTA) menggunakan silika (SiO2) abu sekam padi (ASP) dan kalsium karbonat (CaCO3) cangkang kerang, serta pengaruh penambahan SrO dan hidroksiapatit (HA) pada karakteristik MTA. Penelitian diawali dengan pembuatan SiO2 dari ASP dan pemurnian CaCO3 cangkang kerang. Material MTA dibuat dengan mencampur SiO2 (20% b/b), CaO (60% b/b), Al2O3 (2,0% b/b), dan SrO+Bi2O3 (18% b/b). Bahan SrO dan Bi2O3 divariasikan dengan persentase total tetap 18%. Campuran dikalsinasi pada 1000 oC selama 3 jam. Kajian pengaruh HA dilakukan dengan penambahan HA (3, 6, dan 9% b/b) pada MTA-SrO5 sebelum hidrasi. Produk sebelum hidrasi dikarakterisasi dengan DTA-TGA, XRF, SEM, XRD, FTIR, dan uji sitotoksisitas. Setelah hidrasi dilakukan pengujian XRD, FTIR, SEM, pH, kuat tekan, pelepasan Ca2+, pengurangan massa, radiopasitas, dan interaksi dentin. Hasil menunjukkan bahwa SiO2 yang dibuat dari ASP telah bebas natrium dan memiliki morfologi amorf yang beraglomerasi dengan ukuran partikel 0,444 µm. Material CaCO3 dari cangkang kerang berhasil dipreparasi dengan kemurnian CaO 98,36% dan bentuk kristal vaterit bercampur kalsit dengan ukuran partikel 2,43 µm. Keberhasilan pembuatan MTA-SrO ditunjukkan oleh adanya komponen trikalsium silikat (Ca3SiO4, C3S), dikalsium silikat (Ca2SiO4, C2S), Ca(OH)2, dan stronsium silikat. Penambahan SrO 5% dan HA 6% dalam MTA (MTA-SrO5/HA6) dapat meningkatkan kuat tekan (18,99±1,11 MPa) melebihi MTA kontrol (17,80±1,25 MPa), nilai pH, dan interaksi dentin setelah 14 hari hidrasi. SrO dan HA terbukti meningkatkan pelepasan ion Ca2+ setelah 1 hari hidrasi, menurunkan nilai pengurangan massa, mempertahankan nilai radiopasitas dan material bersifat non-toksik dengan IC50 13,13 mg/mL.

In this research, mineral trioxide aggregate (MTA) using silica (SiO2) rice husk ash (RHA) and clamshell calcium carbonate (CaCO3) have been synthesized and the effect of adding strontium oxide (SrO) and hydroxyapatite (HA) on MTA characteristics have been studied. The research was begun with the preparation of SiO2 from RHA and purification of CaCO3 clamshells. The MTA was prepared by mixing SiO2 (20% w/w), CaO (60% w/w), Al2O3 (2.0% w/w), and SrO+Bi2O3 (18% w/w). The SrO and Bi2O3 were varied with a fixed total percentage of 18%. The mixture was calcined at 1000 °C for 3 hours. The study of the effect of HA was conducted by adding HA (3, 6, and 9% w/w) to MTA-SrO5 before hydration. The product before hydration was characterized by DTA-TGA, XRF, SEM, XRD, FTIR, and cytotoxicity assay. After hydration, XRD, FTIR, SEM, pH, compressive strength, Ca2+ release, mass loss, radiopacity, and dentin interactions were evaluated. The results showed that SiO2 prepared from RHA was sodium-free and had an amorphous morphology that agglomerated with a particle size of 0.44 µm. The CaCO3 from clamshell was successfully made with a purity of 98.36% and a crystalline form of vaterite and calcite with a particle size of 2.43 µm. The success of making MTA-SrO was indicated by the presence of components of tricalcium silicate (Ca3SiO4, C3S), dicalcium silicate (Ca2SiO4, C2S), Ca(OH)2, and strontium silicate. Addition of 5% SrO and 6% HA particles in MTA (MTA-SrO5/HA6) could increase the compressive strength (18.99±1.11 MPa) exceed the control MTA (17.80±1.25 MPa), pH value, and dentin interaction after 14 days of hydration. The SrO and HA were shown to increase the release of Ca2+ ions after 1 day of hydration, reduce mass loss, maintain radiopacity and non-toxic material with IC50 of 13.13 mg/mL

Kata Kunci : MTA, SrO, Hidroksiapatit (HA), SiO2, CaCO3