FABRIKASI NANOFIBER KOMPOSIT KITOSAN-PEKTIN-PVA DENGAN ELECTROSPINNING UNTUK APLIKASI WOUND DRESSING

MUHAMMAD YUSRO, Dr.rer.nat. Ronny Martien, M.Si.

2014 | Tesis | S2 Bioteknologi

Wound dressing merupakan komponen penunjang penyembuhan luka yang diibaratkan sebagai baju (dress) dengan tujuan untuk melindungi luka dari paparan fisik, mekanik, biologis, hingga kimiawi yang berpotensi menimbulkan kerusakan lebih lanjut. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari proses fabrikasi nanofiber kitosan-pektin-PVA dengan proses electrospinning untuk aplikasi wound dressing. Penelitian ini bertujuan untuk merintis terciptanya wound dressing yang bersifat moderen dengan menggunakan material kitosan dan pektin yang merupakan material yang menunjang penyembuhan luka. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan fabrikasi kitosan, pektin, dan PVA dengan electrospinning. Tahap fabrikasi dilakukan dengan memvariasikan komposisi PVA sebagai guest polymer dengan kitosan-pektin yang merupakan bahan penunjang penyembuhan luka. Tahap pengkajian parameter yang meliputi: viskositas, konduktivitas, dan tegangan permukaan dilakukan untuk mempelajari pengaruh parameter tersebut dalam proses electrospinning. Tahap karakterisasi yang meliputi: SEM, FTIR, XRD, dan swelling test juga dilakukan untuk mengetahui sifat dari hasil fiber yang dihasilkan. Hasil penelitian pada tahap fabrikasi menunjukkan komposisi PVA berbanding kitosan-pektin dapat difabrikasi sampai dengan komposisi 60/40 (V/V) dengan % konsentrasi kitosan-pektin sebesar 16,67%. Tahap pengkajian parameter electrospinning didapatkan hasil seiring bertambahnya komposisi kitosan-pektin: nilai viskositas menurun mempengaruhi ukuran fiber, nilai konduktivitas naik mempengaruhi electrospinnabilitas, nilai tegangan permukaan naik mempengaruhi pembentukan bead pada fiber. Tahap karakterisasi fiber dalam penelitian ini menunjukkan: (1) SEM: Diameter yang dihasilkan telah berukuran nanometer (142,35 ± 25,11 nm sampai dengan 70,00 ± 15,87 nm). (2) FTIR: Spektrum FTIR menunjukkan terdapat gugus amin milik kitosan dan gugus karboksil milik pektin. Spektrum FTIR juga menunjukkan terbentuknya polielectrolyte complex (PEC). (3) XRD: Spektrum menunjukkan terdapat interaksi antara kitosan, pektin, dan PVA serta dressing bersifat amorf. (4) Swelling Test: Nilai swelling ratio untk masing-masing komposisi adalah 90/10 = 589,12 ± 228,31 %, 80/20 = 521,44 ± 241,24 %, 70/30 = 396,43 ± 107,61%. Berdasarkan sifat electrospinnanbility, functionability, hasil karakterisasi, dan % konsentrasi kitosan-pektin dalam dressing, rasio terbaik untuk nanofiber komposit kitosan-pektin-PVA dalam penelitian ini adalah 70/30.

Wound dressing is a supporting component of wound healing that threat like a dress to protect wound from phisical, mechanical, biological, and chemical exposure that has potentially caused continues damage. The main objective of this research is for studying fabrication of nanofiber chitosan-pectin-PVA by electrospinning for wound dressing application. The purpose of this research is to open up for creating modern wound dressing based on chitosan-pectin-PVA material which can support of wound healing. The fabrication of chitosan-pectin-PVA in this research has made by electrospinning. Fabrication step is made by mixed PVA as guest polymer with chitosan and pectin as material which can promote wound healing. The parameters of electrospinning such as: viscosity, conductivity, and surface tension have studied to understand their influences in the electrospinning process. Characterization step such as: SEM, FTIR, XRD, and swelling test have studied in this research to find out the characteristic of fiber that has been fabricating. The results of fabrication step show that composisition PVA/kitosan-pectin can be fabricated until 60/40 (V/V) ratio which % concentration of chitosan-pectin is 16,67%. Parameters electrospinning study in this results reveal that a long with increasing chitosan-pectin composition: viscosity is decreasing influences diameter size, conductivity is increasing influences electrospinnability of soluiton polymer, surface tension is increasing influences beading formation. Characterization step in this research has got results: (1) SEM: Diamters size of fiber is in nanometer category (142,35 ± 25,11 nm until 70,00 ± 15,87 nm). (2) FTIR: The spectrums of FTIR show that there is amine group of chitosan and carboxyl group of pectin. The spectrums of FTIR also reveal, there are formations of polielectrolyte complex (PEC) in the wound dressing. (3) XRD: The spectrum XRD show that there are interactions between chitosan, pectin, and PVA molecules. The spectrum XRD also show that the fabrication results of nanofiber wound dressing is amorphous. (4) Swelling Test: The results of swelling ratio in this research are 90/10 = 589,12 ± 228,31 %, 80/20 = 521,44 ± 241,24 %, and 70/30 = 396,43 ± 107,61%. Based on the electrospinnanbility, functionability, charactrizations results, and % concentration chitosan-pectin in dressing, the best ratio of nanofiber composite chitosan-pectin-PVA is 70/30. Key words: Nanofiber, Chitosan, Pectin, PVA, Electrospinning, Wound Dressing

Kata Kunci : Nanofiber, Kitosan, Pektin, PVA, Electrospinning, Wound Dressing