Modifikasi Permukaan Granula ?-Trikalsium Magnesium Fosfat dengan Tembaga Fosfat untuk Aplikasi Rekayasa Jaringan Tulang

Anisa Ramadhani, Prof. Dr. Eng. Yusril Yusuf, M.Si., M.Eng

2026 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Telah dilakukan penelitian tentang modifikasi permukaan granula ?-trikalsium magnesium fosfat (?-TCMP) berbasis cangkang landak laut menggunakan tembaga fosfat (Cu3(PO4)2) sebagai biomaterial rekayasa jaringan tulang. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kebutuhan material substitusi tulang berbentuk granula yang mampu menyesuaikan morfologi defek tulang kecil dan tidak beraturan serta memiliki sifat antibakteri yang baik. Penelitian ini bertujuan mengoptimasi karakteristik granula ?-TCMP melalui modifikasi permukaan dengan Cu3(PO4)2 untuk meningkatkan sifat antibakteri dan mempertahankan sitokompatibilitasnya. Penelitian ini diharapkan menjadi dasar ilmiah bagi pengembangan biomaterial berbasis sumber biogenik lokal untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang. Granula ?-TCMP difabrikasi dari cangkang landak laut menggunakan metode disolusi-presipitasi secara hidrotermal sehingga kalsium karbonat terkonversi menjadi ?-TCMP tanpa merusak struktur pori alaminya. Modifikasi permukaan granula dilakukan menggunakan Cu3(PO4)2 melalui metode dip coating pada suhu ruang. Karakterisasi material dilakukan menggunakan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy–Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), dan Surface Area Analyzer (SAA). Pengujian biodegradasi dilakukan untuk mengevaluasi perilaku degradasi granula selama perendaman secara in vitro. Evaluasi biologis meliputi uji antibakteri dan uji viabilitas sel menggunakan metode MTT assay secara in vitro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konversi kalsium karbonat menjadi ?-TCMP berhasil dicapai, modifikasi permukaan tidak mengubah fase utama maupun struktur pori, serta meningkatkan sifat antibakteri dan mempertahankan sitokompatibilitas granula sehingga berpotensi untuk aplikasi rekayasa jaringan tulang.

Research has been conducted on the surface modification of ?-tricalcium magnesium phosphate (?-TCMP) granules based on sea urchin shell using copper phosphate (Cu3(PO4)2) as a biomaterial for bone tissue engineering. This research is motivated by the need for bone substitute materials in the form of granules capable of adapting to the morphology of small and irregular bone defects, as well as possessing good antibacterial properties. The aim of this study is to optimise the characteristics of ?-TCMP granules through surface modification with Cu3(PO4)2 to enhance antibacterial properties while maintaining their cytocompatibility. It is hoped that this research will provide a scientific basis for the development of biomaterials based on local biogenic sources for bone tissue engineering applications. ?-TCMP granules were fabricated from sea urchin shells using a hydrothermal dissolution-precipitation method, converting calcium carbonate into ?-TCMP without damaging their natural pore structure. Surface modification of the granules was carried out using Cu3(PO4)2 via dip coating at room temperature. Material characterisation was performed using FTIR, XRD, SEM-EDS, and SAA. Biodegradation testing was conducted to evaluate the degradation behaviour of the granules during in vitro immersion. Biological assessments included antibacterial testing and cell viability assays using the MTT method in vitro. The results showed that the conversion of calcium carbonate to ?-TCMP was successfully achieved, surface modification did not alter the main phase or pore structure, and it improved antibacterial properties while maintaining the cytocompatibility of the granules, thus showing potential for application in bone tissue engineering.

Kata Kunci : biomaterial granula, kalsium magnesium fosfat, tembaga fosfat, pelapisan permukaan, dental