SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOKOMPATIBILITASrepository.unair.ac.id/25695/1/UMAMI, GILANG D.pdf · 2016. 8. 8. · sintesis dan karakterisasi biokompatibilitas si:ca10(po4)6(oh)2 dengan

SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOKOMPATIBILITAS

Si:Ca10(PO4)6(OH)2 DENGAN METODE HIDROTERMAL UNTUK

APLIKASI BONE FILLER

SKRIPSI

GILANG DARIL UMAMI

PROGRAM STUDI S-1 TEKNOBIOMEDIK

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

SURABAYA

2012

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Sintesis Dan Karakterisasi Biokompatibilitas Si:Ca10(PO4)6(OH)2 Dengan Metode Hidrotermal Untuk Aplikasi Bone Filler

Gilang Daril Umami

ii

SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOKOMPATIBILITAS Si:Ca10(PO4)6(OH)2 DENGAN METODE HIDROTERMAL UNTUK

APLIKASI BONE FILLER

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Bidang Teknobiomedik Pada Departemen Fisika

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Oleh :

GILANG DARIL UMAMI

NIM : 080810009

Tanggal Lulus : 14 September 2012

Disetujui oleh:

Pembimbing I,

Ir. Aminatun, M.Si NIP. 19681028 199303 2 003

Pembimbing II,

Dr. Dwi Winarni, M.Si NIP. 19651107 198903 2 001



Gilang Daril Umami

iii

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Sintesis Dan Karakterisasi Biokompatibilitas

Si:Ca10(PO4)6(OH)2 Dengan Metode Hidrotermal Untuk Aplikasi Bone Filler

Penyusun : Gilang Daril Umami NIM : 080810009 Pembimbing I : Ir. Aminatun, M.Si Pembimbing II : Dr. Dwi Winarni, M.Si Tanggal seminar : 14 September 2012

Disetujui oleh :

Mengetahui:

Pembimbing I

Ir. Aminatun, M.Si NIP. 19681028 199303 2 003

Pembimbing II

Dr. Dwi Winarni, M.Si NIP. 19651107 198903 2 001

Ketua Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga

Drs. Siswanto, M.Si NIP. 19640305 198903 1 003

Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Dr. Retna Apsari, M.Si NIP. 19680626 199303 2 003



Gilang Daril Umami

iv

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipubilkasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.



Gilang Daril Umami

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan hidayah,

inayah, dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan naskah skripsi

yang berjudul “Sintesis Dan Karakterisasi Biokompatibilitas

Si:Ca10(PO4)6(OH)2 Dengan Metode Hidrotermal Untuk Aplikasi Bone

Filler”. Tidak lupa semoga segala rahmat selalu terlimpahkan pada junjungan

kita, Nabi Muhammad SAW yang telah membimbing umat ini dari zaman

jahiliyah menuju zaman pencerahan.

Naskah skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan.

Pada kesempatan ini, penyusun menyampaikan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada:

1. Ayah, ibu, my little bro and little sis yang selalu mendukung dan mendoakan.

2. Ketua Departemen Fisika, Bapak Drs. Siswanto, M.Si, yang telah memberikan

informasi tentang penyusunan naskah skripsi ini.

3. Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik, Ibu Dr. Retna Apsari, M.Si, yang

telah memberikan informasi tentang penyusunan naskah skripsi ini.

4. Ibu Ir. Aminatun, M.Si selaku pembimbing I yang selalu memberikan masukan

dan meluangkan waktu bagi penyusun untuk berkonsultasi.

5. Ibu Dr.Dwi Winarni, M.Si selaku pembimbing II yang selalu memberikan

masukan dan meluangkan waktu bagi penyusun untuk berkonsultasi.

6. Bapak Drs. Jan Ady, S.Si, M.Si dan Bapak Drs. Tri Anggono Prijo selaku dosen

penguji atas kritik saran dan bantuannya dalam penyelesaian skripsi ini.



Gilang Daril Umami

vi

7. Seluruh bapak dan ibu dosen FST UNAIR yang telah member dan membekali

kami dengan ilmu dan moral.

8. Mas Budi (Lab. ITS), Mbak Iis dan Ibu Har (Material ITS), Mbak Diah

(UBAYA), Mbak Rosi dan Mbak Putri (PUSVETMA) yang telah melancarkan

peminjaman alat sintesis sampel dan pengujian sampel.

9. Seluruh angkatan 2008 Teknobiomedik, Biomatlovers (Fara, Agnes, Adit,

Miranda, Windy, Ary, Yuyun, Arindha, Wida, Wita, Nurul) yang menemani

dan bersama berjuang dalam dan luar lab, teman-teman instrumentasi medis

yang telah bersama selama ini, Riska dan Ima (let’s sing along), temen-temen

LapanC, teman-teman Universitas Negeri Malang (Popy, Titis, Choir).

10. Staf dan karyawan FSAINTEK UNAIR, serta semua pihak yang telah

membantu penyusun selama proses penyusunan naskah skripsi ini.

Penyusun menyadari bahwa naskah skripsi ini masih banyak kekurangan.

Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk

perbaikan naskah skripsi ini.

Surabaya, 14 September 2012

Penyusun

Gilang Daril Umami



Gilang Daril Umami

vii

Umami, Gilang Daril, 2012, Sintesis Dan Karakterisasi Biokompatibilitas Si:Ca10(PO4)6(OH)2 Dengan Metode Hidrotermal Untuk Aplikasi Bone Filler. Skripsi di bawah bimbingan Ir. Aminatun, M.Si, Departemen Fisika dan Dr. Dwi Winarni, M.Si, Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya

ABSTRAK

Telah dilakukan sintesis hidroksiapatit dan silikon-hidroksapatit kandidat bone filler dengan metode hidrotermal. Prosedur penelitian dilakukan dengan mencampurkan kalsium nitrat tetrahidrat yang dilarutkan dalam aquades dan di tambah NH3. Kemudian, ammonium trifosfat juga dilarutkan dalam aquades dan ditambah NH3. Kedua larutan ini dicampur untuk kemudian di stirrer selama 30 menit. Untuk sampel Si-HA, ditambahkan TEOS terlebih dahulu sebelum di stirrer. Penambahan TEOS dengan variasi berat sebesar 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8. Tahap selanjutnya adalah proses hidrotermal 200oC, dicuci, dikeringkan 100oC dan sintering 800oC. Berdasarkan uji mikroskopik (XRD) ditunjukkan terbentuknya hidroksiapatit dan trikalsium fosfat pada semua sampel, tidak terbentuk puncak baru setelah penambahan silikon. Hasil FTIR hidroksiapatit terdeteksi adanya gugus fosfat (PO4

3-), gugus karbonat (CO32-) dan gugus

hidroksil (OH-). Hasil FTIR silikon-hidroksiapatit pada sampel IV, sampel yang memiliki variasi Si sebesar 0,6 %berat, terdeteksi gugus fungsi pada 812,849 cm-1 diindikasi sebagai vibrasi Si-O. Hasil uji MTT menunjukkan sel hidup pada semua sampel. Sampel silikon-hidroksiapatit pada variasi 0,2% berat Si memiliki sel hidup paling banyak sebesar 95,85473% menunjukkan sampel II lebih bioaktif dari sampel yang lain.

Kata kunci : Silikon-hidroksiapatit, metode hidrotermal, sintering, bone filler, bioaktif



Gilang Daril Umami

viii

Umami, Gilang Daril, 2012, Synthesis and Biocompatibility Characteristic of Si:Ca10(PO4)6(OH)2 with Hydrothermal Method for Bone Filler Aplication. Final project was under guidance of Ir. Aminatun, M.Si, Department of Physics and Dr. Dwi Winarni, M.Si, Department of Biology, Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya

ABSTRACT

In this study, hydroxyapatite and silicon-hidroksapatit for bone filler candidate has been done by hydrothermal method. Procedure of the research done by mixing calcium nitrate tetrahydrate was dissolved in distilled water and added NH3. Then, ammonium triphosphate was also dissolved in distilled water and added NH3. The two solutions are mixed for later stirrer for 30 minutes. For Si-HA samples, added TEOS before in stirrer. The addition of TEOS to the weight variation of 0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8. The next stage is the process of hydrothermal 200oC, washed, dried 100oC and 800oC sintering. Based on microscopic assay (XRD) indicated the formation of hydroxyapatite and tricalcium phosphate in all samples, no new peaks formed after the addition of silicon. FTIR results of hydroxyapatite detected phosphate (PO4

3-), group carbonate (CO32-) and hydroxyl

groups (OH-). FTIR results of silicon-hydroxyapatite on sample IV, which has a variety of samples of 0.6 wt% Si, detected functional groups at 812.849 cm-1 is indicated as Si-O vibrations. The results of MTT assay showed live cells in all samples. Samples of silicon-hydroxyapatite on a variation of 0.2% by weight Si has the maximum amount of live cells showed samples II 95.85473% more bioactive than other samples.

Keywords : Silicon-hydroxyapatite, hydrothermal method, sintering, bone filler, bioactive



Gilang Daril Umami

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. iii

LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ............................................. iv

KATA PENGANTAR .......................................................................................... v

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL............................................................................................... .. xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar belakang .................................................................................................. 1

1.2 Rumusan masalah ............................................................................................. 4

1.3 Batasan masalah.............................................................................. ................. 5

1.4 Tujuan penelitian .............................................................................................. 5

1.5 Manfaat penelitian ............................................................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6

2.1 Tulang…………. ............................................................................................. 6

2.1.1 Komposisi tulang .................................................................................... 6

2.1.2 RGD (arginin-glisin-asam aspartat) ........................................................ 8

2.1.3 Tipe sel tulang ........................................................................................ 9

2.1.4 Pertumbuhan dan perbaikan tulang ........................................................ 11

2.2 Bone graft .................................................................................................. 14

2.3 Biomaterial .................................................................................................. 15

2.2.1 Hidroksiapatit . ....................................................................................... 16

2.4 Silikon ……..... ................................................................................................ 17

2.5 Hidrotermal .................................................................................................. 18

2.6 Sintering .................................................................................................. 19



Gilang Daril Umami

x

2.7 Silikon-hidroksiapatit ....................................................................................... 21

2.8 X-Ray Diffraction (XRD) ................................................................................ 23

2.8 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) .............................................. 25

2.9 MTT assay ….. ................................................................................................. 26

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 29

3.1 Waktu dan tempat penelitian ............................................................................ 29

3.2 Bahan dan peralatan penelitian ........................................................................ 29

3.2.1 Bahan penelitian ..................................................................................... 29

3.2.2 Alat penelitian ......................................................................................... 30

3.3 Prosedur penelitian ........................................................................................... 30

3.3.1 Persiapan sampel .................................................................................... 31

3.3.2 Pembuatan sampel .................................................................................. 31

3.3.3 Sintesis hidroksiapatit dan silikon-hidroksiapatit ................................... 32

3.3.4 Karakterisasi sampel ............................................................................... 32\

3.3.4.1 Uji XRD ..................................................................................... 32

3.3.4.2 Uji FTIR ..................................................................................... 33

3.3.4.3 MTT assay.................................................................................. 34

3.3.4.3.1. Persiapan Kultur Sel ................................................. 34

3.3.4.3.2. Uji MTT pada Kultur Sel .......................................... 35

3.4 Analisis data .................................................................................................. 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................... 36

4.1 Hasil ………. .................................................................................................. 36

4.1.1 Hasil uji XRD ......................................................................................... 36

4.1.2 Hasil uji FTIR ......................................................................................... 41

4.1.3 Hasil uji MTT assay ............................................................................... 45

4.2 Pembahasan .................................................................................................. 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................... 50

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 50

5.2 Saran .................................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 52

LAMPIRAN



Gilang Daril Umami

xi

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Tabel Halaman 2.1 Kandungan unsur anorganik pada tulang ........................................................ 8

2.2 Sifat fisis dan mekanik polikristal hidroksiapatit ............................................ 16

3.1 Variasi komposisi Si-HA ................................................................................ 32

4.1 Persen intensitas HA dan TCP dalam tiap sampel .......................................... 40

4.2 Parameter kisi dari HA dan Si-HA ................................................................. 41

4.3 Puncak spektra sampel I sampai V.................................................................. 45

4.4 Persentase sel fibroblas dengan MTT assay ................................................... 45



Gilang Daril Umami

xii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Gambar Halaman 2.1 Gabungan skematik dan mikrografi dari struktur hirearki dari tulang ............ 7

2.2 Transmisi electron mikrograf dari tulang ........................................................ 9

2.3 Sketsa osteoblas .............................................................................................. 10

2.4 Mikrograf elektron dari osteosit, menunjukkan retikulum endoplasma

(rER) yang besar dan Golgi ............................................................................ 10

2.5 Gambar sketsa dari osteoklas meresordsi tulang, a – adesi dan

sitodeferensiasi; b – sekresi dan resorpsi ........................................................ 11

2.6 Proses dari osifikasi endokondral.................................................................... 12

2.7 a. Bentuk kontak antar partikel serbuk, b. Pembentukan awal batas

butir, c. Pembesaran batas butir tahap pertengahan dan pengecilan

pori, d. Bentuk batas butir pada akhir sintering .............................................. 20

2.8 Skema dari difraksi sinar X ............................................................................. 23

2.9 Sinar X didifraksikan oleh lapisan atom dari material kristal ......................... 24

2.10 Skema dari FTIR ............................................................................................. 26

2.11 MTT assay plate .............................................................................................. 28

3.1 Diagram alir penelitian .................................................................................... 30

3.2 Bahan dasar pembuatan HA dan Si-HA. a – kalsium nitrat tetrahidrat,

b – ammonium fosfat, c – TEOS .................................................................... 31

3.3 Alat Xpert-Pro PANalytical ............................................................................ 33

3.4 Alat FTIR Bruker Tensor 27 ........................................................................... 33

3.5 Pellet dari campuran sampel dan KBr ............................................................ 34

4.1 Grafik search match XRD sampel HA sebelum sintering .............................. 37

4.2 Grafik search match XRD sampel I (HA) ...................................................... 37

4.3 Grafik search match XRD sampel II (0,2%Si – HA) ..................................... 38

4.4 Grafik search match XRD sampel III (0,4%Si - HA) ..................................... 38

4.5 Grafik search match XRD sampel IV (0,6% Si – HA) ................................... 39

4.6 Grafik search match XRD sampel V (0,8%Si – HA) ..................................... 39

4.7 Perbandingan grafik XRD sampel I sampai V ................................................ 40



Gilang Daril Umami

xiii

4.8 Grafik FTIR sampel I (HA) ............................................................................ 42

4.9 Grafik FTIR sampel II (0,2%Si – HA)............................................................ 42

4.10 Grafik FTIR sampel III (0,4%Si – HA) .......................................................... 43

4.11 Grafik FTIR sampel IV (0,6%Si – HA) .......................................................... 43

4.12 Grafik FTIR sampel V (0,8%Si – HA) ........................................................... 44

4.13 Grafik variasi pesentase Si terhadap viabilitas sel .......................................... 46

4.14 Skema struktur heksagonal HA ....................................................................... 47



Gilang Daril Umami

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Lampiran

Lampiran 1 ICDD Trikalsium Fosfat

Lampiran 2 ICDD Hidroksiapatit

Lampiran 3 Data hasil XRD sampel HA sebelum sintering

Lampiran 4 Data hasil XRD sampel I (HA)

Lampiran 5 Data hasil XRD sampel II (0,2% Si - HA)

Lampiran 6 Data hasil XRD sampel III (0,4% Si - HA)

Lampiran 7 Data hasil XRD sampel IV (0,6% Si - HA)

Lampiran 8 Data hasil XRD sampel V (0,8% Si - HA)

Lampiran 9 Data hasil FTIR sampel I (HA)

Lampiran 10 Data hasil FTIR sampel II (0,2% Si - HA)

Lampiran 11 Data hasil FTIR sampel III (0,4% Si - HA)

Lampiran 12 Data hasil FTIR sampel IV (0,6% Si - HA)

Lampiran 13 Data hasil FTIR sampel V (0,8% Si - HA)

Lampiran 14 Hasil dan perhitungan uji MTT

Lampiran 15 Langkah-langkah refinement dengan program PCW

(Powder Cell for Windows)



Gilang Daril Umami

“Menjaga amanah dan berkata jujur

dapat mendatangkan rezeki,

sedangkan khianat dan berkata

bohong dapat mendatangkan

kefakiran dan kemunafikan”

- Mutiara hadits Imam Kazhim a.s.-



Gilang Daril Umami

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tingkat kecelakaan transportasi dan frekuensi bencana alam di Indonesia, dalam

kurun waktu sepuluh tahun terakhir terbilang cukup tinggi. Kecelakaan transportasi

dan kecelakaan tersebut dapat menjadi salah satu penyebab terjadinya patah tulang.

Jumlah kasus operasi patah tulang di RS Sanglah di Denpasar, pada bulan Januari,

mencapai 24 orang. Jumlah tersebut hanya pasien yang masuk di IRD. Tiap satu

kamar operasi di Instalasi Bedah Sentral (IBS), rata-rata pasien patah tulang tiap hari

mencapai 2-3 pasien (Bali post, 2011).

Melihat cukup banyaknya kasus operasi patah tulang, diperlukan penanganan

yang tepat pada kasus patah tulang atau kerusakan tulang. Hal ini merupakan

pekerjaan yang serius sehingga membutuhkan material yang tepat untuk implan

tulang, mengingat tulang memiliki fungsi yang penting sebagai penyokong tubuh.

Material yang digunakan haruslah biokompatibel, tidak beracun dan berintegrasi

dengan cepat. Dengan kata lain, material ini haruslah menyerupai sifat dari tulang

asli.

Salah satu cara penanganan patah tulang atau kerusakan tulang itu adalah dengan

menggunakan bone graft. Bone graft mempunyai fungsi mekanik dan biologi

dikarenakan dapat membantu atau mengisi lubang (void filler) dan meningkatkan



Gilang Daril Umami

2

regenerasi tulang di tempat implantasi. Bone graft yang bagus harus memiliki

beberapa karakteristik, antara lain: memiliki kemampuan untuk membentuk tulang,

permukaannya harus dapat menstimulasi sel tulang untuk berdifferensiasi,

mempunyai permukaan yang bioaktif sehingga jaringan tulang dapat beregenerasi.

Dengan kata lain, material tersebut harus osteogenic, osteoinductive dan

osteoconductive. Bonegraft dapat dibedakan menurut asalnya, autograft jika jaringan

tersebut diperoleh dari pasien itu sendiri, allograft jika jaringan tersebut diperoleh

dari donor lain tetapi masih satu spesies, xenograft jika jaringan tersebut diperoleh

dari donor lain dan berbeda spesies atau bone graft sintetis (alloplastic) (Botelho,

2005). Salah satu contoh dari bone graft sintetis (alloplastic) adalah bone filler, yaitu

material implan osteokonduktif yang digunakan untuk mengisi rongga dan celah,

contoh rongga di tulang kaki, tulang belakang atau panggul, yang menganggu

stabilitas struktur tulang. Biasanya, rongga ini didapat dari cacat saat pembedahan

atau cedera traumatis ke tulang.

Biokeramik menjadi salah satu jenis dari bone graft sintetis yang diminati. Hal

ini dikarenakan biokeramik dapat digunakan untuk mengisi ruang, sebagai coating

atau sebagai komposit. Biokeramik dapat dibagi berdasarkan reaksi biologis yang

dimiliki, yaitu inert, bioaktif dan resorbable. Hidroksiapatit termasuk biokeramik

yang bersifat bioaktif (Botelho, 2005).

\ Hidroksiapatit (HA) memiliki rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2, adalah

biokeramik yang sering digunakan dalam kedokteran gigi dan bedah ortopedi. Lebih



Gilang Daril Umami

3

dari dua dekade, banyak usaha yang telah dilakukan untuk membuat hidroksiapatit

untuk aplikasi jaringan tulang karena biokompatibilitas dan bioaktivitasnya yang

bagus (Kothapalli dalam Bang, 2009).

Silikon (Si) berperan dalam perkembangan tulang dan kerangka. Peran dari

silikon dalam sistem kerangka pertama kali ditulis oleh Carlisle yang menemukan

bahwa osteosit tulang tibia dari tikus dan mencit mengandung silikon sebanyak 0.5%

berat (Coe, 2008). Silikon dalam tulang manusia terdapat sekitar ≤ 1% berat dan

termasuk elemen trace level. Meskipun jumlah silikon ini kecil, tapi silikon berperan

dalam pertumbuhan atau kalsifikasi tulang (Pietak et al. dalam Aminian et al., 2011),

sehingga Si ditambahkan pada HA dan membentuk Si-HA untuk meningkatkan

bioaktivitasnya.

Silikon-hidroksiapatit atau Si-HA dapat disintesis dengan berbagai cara,

setiap cara memiliki keunggulan dan kelemahan. Ruys (Coe, 2008) melakukan

sintesis Si-HA dengan metode sol-gel. Namun metode ini menimbulkan fase

sekunder seiring dengan pemberian silikon. Boyer et al., 1997 menggunakan metode

solid state reaction, namun ion sekunder, seperti lanthanum atau sulfat, ikut

tercampur. Gibson et al., 1999 dan Kim et al., 2003 menggunakan metode wet-

chemical, namun bila di sintering dalam suhu tinggi akan mengakibatkan ukuran

kristal yang lebih besar. Tian et al., 2008 menggunakan metode mechanochemical,

namun temperatur panas dari metode ini tidak dapat diatur (Aminian et al. 2011).



Gilang Daril Umami

4

Metode selain yang disebutkan di atas adalah metode hidrotermal. Metode

hidrotermal biasanya dapat menghasilkan derajat kristalinitas yang tinggi dan rasio

Ca/P yang dekat dengan nilai stokiometri. Ukuran kristal yang dihasilkan melalui

metode ini memiliki rentang dari nanometer sampai mikrometer. (C. M. Botelho et al.

dalam Aminian et al., 2011). Kenyataannya, hanya metode hidrotermal dan

presipitasi yang menyebabkan pembentukan bahan monofase (M. Palard, 2008).

Berdasarkan kajian terhadap berbagai metode sintesis Si-HA seperti yang

disebutkan di atas maka pada penelitian kali ini, akan dilakukan sintesis Si-HA

dengan metode hidrotermal menggunakan hidroksiapatit sintetis dan variasi % berat

Si sebesar ≤ 1% berat, sehingga diharapkan diperoleh jumlah Si yang tepat dan dapat

meningkatkan bioaktivitas untuk dikembangkan sebagai biomaterial implan tulang.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa

permasalahan sebagai berikut.

1. Apakah metode hidrotermal dapat mensintesis silikon-hidroksiapatit ?

2. Bagaimana mikroskopik dari silikon-hidroksiapatit hasil proses hidrotermal?

3. Bagaimana sitotoksik dari silikon-hidroksiapatit hasil proses hidrotermal?



Gilang Daril Umami

5

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini, penulis membatasi masalah agar tidak menyimpang dari

tujuan.

1. Variasi TEOS sebagai sumber Si sebesar 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 %berat.

2. Karakterisasi mikrokopik menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) dan Fourier

Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

3. Karakterisasi sitotoksik menggunakan MTT assay sel fibroblast.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mensintesis silikon-hidroksiapatit dengan metode hidrotermal.

2. Mengetahui mikroskopik silikon-hidroksiapatit hasil sintesis hidrotermal.

3. Mengetahui sitotoksik silikon-hidroksiapatit hasil sintesis hidrotermal.

1.5. Manfaat penelitian

Penelitian silikon – hidroksiapatit diharapkan dapat bermanfaat bagi

perkembangan biomaterial dalam bidang medis. Hasil penelitian ini diharapkan dapat

dimanfaatkan untuk kandidat implan tulang, khususnya sebagai bone filler.



Gilang Daril Umami

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tulang

Tulang merupakan jaringan kuat pembentuk kerangka tubuh manusia.

Tulang sebagai pembentuk kerangka manusia memiliki empat fungsi utama yaitu

fungsi mekanik, protektif, metabolik dan hemopoietik. Fungsi mekanik yaitu

sebagai penyokong tubuh dan tempat melekatnya jaringan otot untuk pergerakan.

Fungsi protektif yaitu sebagai pelindung berbagai alat vital dalam tubuh dan

sumsum tulang. Fungsi metabolik yaitu sebagai cadangan dan tempat

metabolisme berbagai mineral yang penting seperti kalsium dan fosfat. Fungsi

hemopoietik yaitu sebagai tempat berlangsungnya proses pembentukan dan

perkembangan sel darah (Leeson et al, dalam Dewi, 2009). Tulang merupakan

komponen yang sangat penting dalam tubuh manusia, oleh karena itu penanganan

yang tepat pada kerusakan tulang merupakan masalah kesehatan yang serius

dalam setiap pekerjaan klinik.

2.1.1. Komposisi tulang

Tulang disusun oleh matriks organik, anorganik dan air. Komponen

organik menyusun sekitar 20% dari tulang, sedangkan komponen anorganik

menyusun sekitar 65% tulang dan sisa 10% air. Komponen organik disusun oleh

80-90% berupa kolagen dan sisanya disusun oleh proteoglycan dan beberapa

protein non-kolagen, seperti osteocalcin, osteopontin, bone sialoprotein,

osteonectin, decorin dan biglycan. Komponen anorganik atau bagian mineral



Gilang Daril Umami

7

menguatkan bagian organik dengan garam kalsium. Matriks tulang kolagen

disusun oleh kolagen tipe I dan V, tetapi kolagen tipe I yang paling berlimpah.

Matriks tulang protein memiliki karakteristik yang berbeda-beda, sebagai contoh

osteopontin dan bone sialoprotein mempunyai urutan RGD yang dapat dikenali

oleh αvβ3 sehingga membantu pelekatan sel (cell attachment) dan pengikatan HA.

Matriks tulang mineral selalu mempunyai gugus karbonat (CO32-). Tetapi tidak

hanya gugus karbonat, ada juga natrium, magnesium, kalium, florida, klorida dan

juga beberapa trace element seperti strontium, timbal, barium, dan silikon

(Botelho, 2005).

Gambar 2.1 Gabungan skematik dan mikrografi dari struktur hirearki dari tulang: dari kiri ke kanan, tulang cortical dan cancellous; osteon dengan sistem Harves; lamela; serat kolagen; kristal mineral tulang; molekul kolagen (Rho dan Oiszta dalam Coe, 2008)



Gilang Daril Umami

8

Tabel 2.1. Kandungan Unsur Anorganik pada Tulang (Aoki dalam Prasetyanti, 2008)

Unsur Kandungan (% berat)

Ca 34,00

P 15,00

Mg 0,50

Na 0,80

K 0,20

C 1.60

Zat sisa 47,90

2.1.2. RGD (arginin-glisin-asam aspartat)

RGD (arginin-glisin-asam aspartat) diidentifikasi sebagai motif urutan

dalam fibronektin yang bertanggung jawab untuk membantu pelekatan sel. Variasi

dari berbagai protein, meliputi protein matriks ekstraseluler, mengandung urutan

tripeptida ini yang diperpanjang dan perulangan fleksibel. Fungsi RGD sebagai

adhesi sel dan agregasi domain yang dikenal oleh subset dari keluarga reseptor

permukaan sel yang dikenal dengan integrin, yang menghubungkan interaksi

protein-protein ekstraseluler dengan intraseluler sitoskeleton dari sel.

Penempelan sel termediasi integrin mempengaruhi dan mengatur migrasi

sel, pertumbuhan dan differensiasi. Sel yang telah hilang kontak dengan matriks

ekstraseluler biasanya mati dan protein yang mengandung motif sekuens ini

berperan dalam kematian sel dengan apoptosis. Peptida yang mengandung RGD

dapat secara langsung menginduksi apoptosis tanpa memerlukan sinyal integrin.



Gilang Daril Umami

9

Peptida ini memasuki sel dan secara langsung menginduksi autoprocessing dan

aktifitas enzimatik bentuk zymogen capacase-3, salah satu dari jenis capacase

yang diperlukan untuk kematian sel dengan apoptosis. Peptida RGD mungkin

menginduksi apoptosis dengan interaksi langsung dengan tempat pelekatan RGD

yang ada dalam procaspase-3, memicu perubahan konformasi yang menimbulkan

autoprocessing dan aktivasi dari procaspase-3 (Anonim, 2003).

2.1.3. Tipe sel tulang

Terdapat tiga tipe sel di dalam tulang yang berhubungan dengan formasi

tulang, perawatan dan resorpsi yaitu osteoblas, osteosit dan osteoklas.

Gambar 2.2. Transmisi elektron mikrograf dari tulang. M – marrow cavity (rongga sumsum); Opc – osteoprogenitor cells ; Ob – osteoblasts; Os – osteoid; Oc – osteocyte; CB – calcified bone matrix; C – canaliculi; and L – batas antara dua lamella yang berdekatan (Ross dalam Botelho, 2005)

Osteoblas adalah sel tulang yang berperan untuk memproduksi matriks

tulang. Sel ini mempunyai morfologi yang jelas, nukleus bundar yang menghadap

ke permukaan sel, sitoplasma dan kompleks Golgi yang terletak diantara nukleus

dan puncak sel.



Gilang Daril Umami

10

Gambar 2.3. Gambar skematik osteoblas (Botelho, 2005)

Selama remodelling tulang, beberapa osteoblas terkubur dalam osteoid dan

berdeferensiasi menjadi osteosit.

Gambar 2.4. Mikrograf electron dari osteosit, menunjukkan retikulum endoplasma (rER) yang besar dan Golgi (Botelho, 2005)

Sel ini dikelilingi oleh mineral matriks tulang. Morfologi dari sel osteosit

tergantung dari umur dan aktifitas fungsionalnya. Osteosit muda memiliki

karakteristik yang mirip dengan osteoblas dewasa, meskipun ada penurunan di



Gilang Daril Umami

11

volume dan organelanya. Seiring waktu, osteosit terletak semakin dalam di tulang

mengamulasi glikogen dalam sitoplasma. Diduga, sel ini memiliki peran sebagai

mekanosensor dan aktivasi dari pergantian tulang.

Osteoklas adalah sel besar yang menghancurkan tulang. Sel ini berperan

penting dalam proses fisiologi normal dari pergantian tulang dan osifikasi

endokondral. Sel ini memiliki banyak nukleus (4-20 nuklei) dan terdeferensiasi

sempurna. Osteoklas akan menempel pada tulang yang akan dimakan atau di

resorpsi. Proses ini meliputi pengasaman dari lingkungan mikro termediasi oleh

vakuolar H+. pH sebesar 4,5 akan melarutkan mineral tulang dan komponen

organik demineralisasi (Botelho, 2005).

Gambar 2.5. Gambar sketsa dari osteoklas meresordsi tulang, a – adesi dan sitodeferensiasi; b – sekresi dan resorpsi (Botelho,2005)

2.1.4. Pertumbuhan dan perbaikan tulang

Pertumbuhan tulang atau osifikasi telah bermula sejak umur embrio 6-7

minggu dan berlangsung sampai dewasa. Proses terbentuknya tulang terjadi

dengan 2 cara yaitu melalui osifikasi intra membran dan osifikasi endokondral :



Gilang Daril Umami

12

1. Osifikasi intra membran

Tulang pipih dari tengkorak dan wajah, mandibula klavikula dibentuk

melalui osifikasi intra membran. Osifikasi intra membrane ini pertama terjadi

pada tahap awal dari perkembangan embrionik. Pada tahap ini, sel mesenkim

bergerak dan berkumpul di daerah tertentu, dimana tulang akan terbentuk. Sel

mesenkim kemudian berproliferasi dan deferensiasi menjadi sel osteoprogenitor.

Beberapa sel yang lain berdeferensiasi menjadi osteoblas. Sel – sel baru ini

bertumpuk menjadi tulang rawan (Botelho, 2005).

2. Osifikasi endokondral

Gambar 2.6. Proses dari osifikasi endokondral

Hampir semua dari tulang manusia berkembang melalui osifikasi

endokondral. Langkah pertama dari osifikasi endokondral adalah sel mesenkim

berproliferasi dan bergerak ke tempat dari tulang yang patah. Sel mesenkim

berdiferensiasi menjadi sel kondroblas dan memproduksi matriks kartilago.

Kartilago ini memerlukan bentuk dari tulang yang akan dibentuk. Osifiaksi terjadi

didaalam model ini. Peningkatan lebar dikarenakan produksi matriks oleh



Gilang Daril Umami

13

kondrosit baru yang berdeferensiasi dari lapisan kondrogenik. Osteoblas dibawah

perikondrium dalam tulang janin mendepositkan tulang bagian luar dari poros

tulang rawan. Saat proses ini terjadi, perikondrium dikenal dengan periosteum,

yang mendepositkan lebih banyak lapisan tulang. Lapisan osteogenik dalam

periosteum dikarenakan sel di lapisan ini berdeferensiasi menjadi osteoblas

(Botelho, 2005).

Penyembuhan tulang dapat dibagi menjadi tiga fase. Fase inflamasi adalah

fase pertama dari penyembuhan. Sesegera setelah terjadi fraktur atau patahan,

terbentuknya clot darah, diikuti masuknya inflamasi, sel pembersih pada daerah

luka. Hal ini diikuti oleh aliran sitokin yang membawa sel perbaikan kedalam

celah fraktur. Sel-sel ini dengan segera memulai berdifferensiasi menjadi sel yang

terspesialisasi membangun jaringan tulang baru (osteoblas) dan kartilago atau

tulang rawan baru (kondroblas). Beberapa bulan kemudian, sel-sel ini mulai

proses perbaikan, meletakkan matriks tulang dan kartilago baru. Di tahap awal ini,

sel osteoklas larut dan memakai kembali serpihan tulang.

Kedua, tahap perbaikan dimulai sekitar dua minggu setelah patahan

terjadi. Dalam tahapan ini, protein yang diproduksi oleh osteoblas dan kondroblas

mulai bergabung yang dikenal sebagai soft callus. Substansi lembut ini secara

bertahap mengeras menjadi hard callus sejalan dengan tulang dirajut selama enam

sampai dua belas minggu.

Tahap akhir dari penyembuhan fraktur dikenal sebagai fase perombakan.

Di fase ini, callus mulai dewasa dan mengubah bentuk dengan sendirinya.



Gilang Daril Umami

14

Anyaman tulang berubah menjadi tulang lamella yang lebih kuat karena aksi dari

sel osteoblas pembentuk tulang dan sel osteoklas resorpsi tulang (Brown, 2009).

2.2. Bone graft

Bone graft digunakan dalam beberapa prosedur operasi ortopedik untuk

mengembalikan keutuhan tulang yang telah diganggu oleh penyakit, trauma atau

penuaan dan juga untuk membantu penyembuhan tulang. Bone graft memiliki

fungsi mekanik dan biologi yang harus membantu atau mengisi celah dan

mempercepat regenerasi tulang pada tempat implantasi. Beberapa karakteristik

yang harus dimiliki bone graft adalah kemampuan untuk membentuk tulang atau

membawa sel-sel tulang, harus dapat menstimulasi sel osteoprogenitor untuk

berdeferensiasi membentuk tulang dan menyediakan permukaan yang bioaktif

sehingga jaringan tulang dapat beregenerasi. Ada beberapa macam bone graft,

yaitu autograft jika jaringan diperoleh dari tubuh pasien itu sendiri, allograft jika

jaringan diperoleh dari donor manusia lain, xenograft jika jaringan diperoleh dari

hewan dan bone graft sintetik (Botelho, 2005).

Bone filler merupakan salah satu contoh dari bone graft sintetik. Bone

filler ini diharuskan memiliki sifat tidak toksik dan osteokonduktif sehingga dapat

digunakan untuk mengisi rongga dan celah, contoh rongga di tulang kaki, tulang

belakang atau panggul, yang menganggu stabilitas struktur tulang. Biasanya,

rongga ini didapat dari cacat saat pembedahan atau cedera traumatis ke tulang.

Bone filler memiliki kemudahan filler ini tidak harus dihilangkan dari tempat

retakan tulang setelah jaringan kartilago dan jaringan tulang subkondral telah



Gilang Daril Umami

15

teregenerasi. Oleh karena itu, pasien menerima bone filler hanya sekali dan dapat

mengurangi beban fisik dan psikis yang dialami jika menerima jenis implan yang

lain yang harus diganti beberapa kali.

2.3. Biomaterial

Biomaterial adalah material tak hidup yang digunakan dalam suatu alat

medis untuk diterapkan ke dalam tubuh manusia. Biomaterial berinteraksi dengan

sistem biologis manusia dalam proses penyembuhan, perbaikan, dan penggantian

begian-bagian tubuh manusia. Jenis-jenis biomaterial berdasarkan bahan

materialnya, antara lain logam (surgical alloy), polimer (biomedical polimer),

keramik (biomedical ceramic), dan komposit (biomedical composite) (Smallman

dalam Dyah, 2008).

Suatu material yang diimplantasikan ke dalam tubuh manusia akan

menimbulkan satu respon dari jaringan tuan rumah tempat dimana biomaterial

tersebut diimplantasikan. Respon tersebut dikategorikan menjadi salah satu dari

empat respon yaitu pertama jika material tersebut bersifat toksik maka jaringan

sekelilingnya mati (nekrosis), yang kedua yaitu jika material bersifat inert secara

biologi maka timbul semacam jaringan ikat di sekeliling jaringan material implant

terutama untuk material berbahan logam dan polimer. Ketiga yaitu jika material

bersifat bioaktif maka terbentuk ikatan antarmuka (interfacial bond) antara

implant dan jaringan, dan yang keempat yaitu jika material bersifat resorbable

maka material tersebut akan larut dan jaringan di sekelilingnya akan

menggantikan setelah periode tertentu. Material pengganti tulang harus bersifat



Gilang Daril Umami

16

biokompatibilitas artinya mempunyai kemampuan bekerja sesuai dengan respon

jaringan dan tidak menimbulkan pengaruh buruk.

2.3.1. Hidroksiapatit

Hidroksiapatit (HA) merupakan kristal apatit yang paling stabil. HA

termasuk kelompok apatit yang paling banyak digunakan di bidang medis karena

memilki sifat biokompatibel dan osteokonduktif. Rumus kimia HA adalah

Ca10(PO4)6(OH)2 yang memiliki molar Ca : P adalah 1,67. Struktur HA adalah

heksagonal. Dimensi parameter kisi HA pada tulang adalah nilai a = b = 9,419 Å

dan c = 6,880 Å dan sudut α = β = 90o dan γ =120o. (Shi, dalam Dewi, 2009)

Tabel 2.2. Sifat Fisis Dan Mekanik Polikristal HA (Joon et al. dalam Wijayanti, 2010)

Properties Values

Elastic modulus 40-117 GPa

Compressive strength 294 MPa

Bending strength 147 MPa

Hardness (vickers) 3,43 GPa

Melting point 1227 °C

Density 3,16 g/cm3

Sintesis HA telah banyak dilakukan oleh para peneliti. Berbagai metode

dan prekursor sudah ditemukan untuk menghasilkan HA. Metode yang dapat

dilakukan yaitu metode basah melalui presipitasi, metode kering dengan

perlakuan termperatur tinggi dan hidrotermal.



Gilang Daril Umami

17

2.4. Silikon

Silikon atau Si adalah elemen non-metal dengan berat atom 28.

Merupakan elemen melimpah kedua di lapisan kerak bumi, dengan persentase

28%. Tetapi sulit ditemukan dalam bentuk elemennya karena reaksi dengan

oksigen, membentuk silika dan silikat, yang mana 92%, adalah mineral yang

paling umum.

Silikon dalam sistem tulang ditemukan pertama kali oleh Carlisle (Carlisle

dalam Coe, 2008) bahwa di dalam tulang anak ayam mengandung 0.5% silikon.

Penelitian-penelitian lain pada hewan (ayam dan tikus) telah menunjukkan bahwa

peningkatan silikon memiliki efek yang bagus pada sintesis kolagen (Calomme

dalam Coe, 2008) dan bila kekurangan menyebabkan penurunan formasi jaringan

ikat (Seaborn dalam Coe, 2008). Silikon juga terlihat berpengaruh pada formasi

matriks ekstraselular dari tulang dan mineralisasi, ditunjukkan dalam tulang tikus

(Carlisie dalam Coe, 2008). Silikon dalam tulang manusia terdapat sekitar ≤ 1%

berat atau termasuk elemen trace level. Meskipun jumlah dari silikon ini kecil,

tapi silikon berperan dalam pertumbuhan atau kalsifikasi tulang dan sistem

jaringan ikat (Pietak et al dalam Aminian et a.l, 2011).

Studi baru-baru ini menunjukkan bahwa subtitusi silikat untuk ion fosfat

dalam HA meningkatkan formasi tulang baru secara in vivo; efek ini muncul

dengan peningkatan substitusi silikon (J.H. Lee dalam Aminian et al., 2011).

Substitusi ion silikat juga diketahui meningkatkan formasi permukaan kristalinitas

yang rendah dari pelapisan apatit dari HA, ketika diinkubasi dalam simulated

body fluid (SBF) (A.E.Porter dalam Aminian et al., 2011). Studi-studi tersebut



Gilang Daril Umami

18

menunjukkan keuntungan yang mungkin didapat dari penyatuan silikon kedalam

struktur biomaterial yang ditujukan untuk aplikasi regenerasi jaringan tulang.

2.5. Hidrotermal

Metode sintesis hidrotermal dapat didefinisikan sebagai sebuah proses

yang menggunakan reaksi fase tunggal atau heterogen dalam media encer pada

suhu tinggi (T>25oC) dan tekanan (P>100kPa) untuk mengkristalkan material

keramik secara langsung dari larutan. Sintesis ini biasanya dilakukan pada

tekanan autogeneous (10 bar), yang sesuai dengan tekanan uap dari larutan pada

suhu tertentu dan komposisi larutan hidrotermal. Batas atas dari sintesis

hidrotermal >1000oC dan tekanan 500 MPa (R. Roy dalam Suchanek et al., 2006).

Namun kondisi yang disukai untuk proses komersial dimana suhu kurang dari

350oC dan tekanan kira-kira kurang dari 50 MPa.

Salah satu keuntungan dari metode sintesis hidrotermal adalah hampir

semua bentuk dapat disintesis dengan metode hidrotermal, yaitu serbuk, serat,

kristal tunggal, keramik monolitik, dan coating pada logam dan polimer.

Keuntungan lain dari metode sintesis hidrotermal ini adalah kemurnian dari bubuk

yang disintesis dengan hidrotermal secara signifikan melampaui kemurnian dari

material semula. Hal ini dikarenakan impuritas akan dihilangkan dari sistem

bersamaan dengan mengkristalnya larutan.

Berbagai bubuk keramik telah bisa disintesis dengan metode hidrotermal.

Paling umum adalah material oksida, baik oksida sederhana, seperti ZrO2, TiO2,

SiO2, ZnO, Fe2O3, Al2O3, CeO2, SnO2, Sb2O5, Co3O4, HfO2, dsb., dan oksida



Gilang Daril Umami

19

kompleks, seperti BaTiO3, SrTiO3, PZT, PbTiO3, KNbO3, KTaO3, LiNbO3, ferit,

apatit, tungstates, vanadates, molybdates, zeolites, dsb., beberapa diantaranya

adalah senyawa metastabil, yang tidak dapat diperoleh dengan menggunakan

metode sintesis klasik pada suhu tinggi. Teknik hidrotermal ini juga cocok untuk

non-oksida, seperti elemen murni (contoh Si, Ge, Te, Ni, berlian, carbon

nanotube), selenida (CdSe, HgSe, CoSe2, NiSe2, CsCuSe4), telurida (CdTe,

Bi2Te3, CuxTey, AgxTey), sulfida (CuS, ZnS, CdS, PbS, PbSnS3), fluorida,

nitrida, aresenida, dsb (Suchanek et al., 2006).

Aminian et al. (2011) telah berhasil mensistesis HA dan Si-HA melalui

metode hidrotermal menggunakan suhu 200oC. Hal ini ditunjukkan oleh hasil

pencocokan data penelitian dengan data JCPDS. Selain itu, pada suhu 200oC tidak

ditemukan adanya fase yang lain.

Ivankovic et al. (2010) juga telah melakukan penelitian sintesis HA

dengan melakukan variasi suhu hidrotermal dari 140oC sampai 220oC. Hasil

penelitian menunjukkan pada suhu 200oC, kalsium karbonat dan ammonium

fosfat yang merupakan bahan pembentuk menjadi HA secara keseluruhan.

2.6. Sintering

Sintering dapat juga disebut sebagai pemadatan atau pematangan dari

bahan yang dibentuk pada temperature tinggi (dibawah titik leleh) untuk menjadi

padat. Selama proses sintering terjadi pengurangan pori-pori dan disertai

penumbuhan butir, sehingga terjadi ikatan yang kuat antara masing-masing butir.

Peristiwa ini dapat terjadi karena adanya suatu mekanisme gerakan material



Gilang Daril Umami

20

diantara butir (proses difusi) dan sumber energi untuk mengaktifkan gerakan

tersebut.

Gambar 2.7. a. Bentuk kontak antar partikel serbuk, b. Pembentukan awal batas butir, c. Pembesaran batas butir tahap pertengahan dan pengecilan pori, d. Bentuk

batas butir pada akhir sintering

Proses sentering berawal dari titik kontak antara partikel serbuk dalam

kompakan (Gambar 2.7 a), kemudian titik kontak tersebut bertambah luas dan

membentuk neck (leher), lalu berubah menjadi batas butir. Pada saat yang

bersamaan, rongga antar partikel serbuk mengecil dan membentuk pori. Tenaga

penggeraknya adalah energi permukaan (surface energy) seperti yang tertera

dalam Gambar 2.7 b. Batas butir bertambah besar dan porinya mengecil secara

signifikan, sehingga terjadi densifikasi atau shrinkage pelet dengan cepat (Gambar

2.7 c). Biasanya terjadi selama kenaikan suhu hingga suhu puncak. Pori yang

sebelumnya berbentuk silinder berubah menjadi spherical kemudian mengecil dan

tereliminasi dari batas-butir atau terisolasi dalam butir. Pori yang terisolasi dalam

butir masih dapat diperkecil. Dengan demikian jumlah titik kontak antar partikel

serbuk dalam kompakannya sangat berpengaruh terhadap laju penyinteran atau

densifikasi pelet karena proses sintering berawal dari titik kontak tersebut. Makin

banyak jumlah titik kontak tersebut makin cepat densifikasi pellet. Semakin



Gilang Daril Umami

21

banyak jumlah titik kontak tersebut maka makin rendah suhu sintering yang

dibutuhkan pelet dalam penyinterannya. Jumlah titik kontak antar partikel tentu

juga lebih banyak dan perambatan panas dalam pelet juga lebih cepat, akibatnya

laju densifikasi atau laju penyinteran lebih tinggi sehingga suhu penyinterannya

lebih rendah (Purwamargapratala dkk, 2007)

Dalam sintesis HA, suhu sintering menentukan fase yang terbentuk.

Reaksi pertama yang terjadi dalam material Ca-P adalah kondensasi dari ion

HPO42- pada suhu 150-300oC. Ion karbonat juga mulai terdekomposisi menjadi air

dan CO2 pada suhu 100-300oC. Pada suhu yang lebih tinggi (500-1000oC), ion

karbonat terdekomposisi dengan sendirinya menjadi CO2 dan ion O2-. Pada

kisaran suhu 800oC, umumnya terjadi restrukturisasi ulang dari kristal apatit

berdasarkan rasio Ca/P. Pada rasio Ca/P 1,667 terbentuk hidroksiapatit

skoikiometri (Sprio, 2008).

2.7. Silikon-hidroksiapatit

Salah satu cara untuk meningkatkan bioaktivitas dari HA adalah dengan

menambahkan silikon. Secara lebih spesifik, gugus fosfat dapat disubtitusi dengan

gugus silikat.

Beberapa cara telah dilakukan oleh peneliti untuk membuat komposit

silikon-HA. Ruys membuat dengan metode sol-gel tetapi fase sekunder dari

kalsium silikofosfat [Ca5(PO4)3SiO2] dan α- atau β- TCP terbentuk bergantung

pada level pemberian silikon. Tanizawa et al. dan Sugiyama et al. membuat

komposit silikon-HA dengan metode hidrotermal, tetapi rasio Ca/(P+Si) terukur



Gilang Daril Umami

22

1.71 yang mana lebih tinggi dari 1.67 milik HA, yang mengindikasikan substitusi

tidak terjadi. Gibson et al., (1999) membuat 0.4 % berat silikon disubstitusi HA

menggunakan metode presipitasi. Penghalusan Rietvelt dari data difraksi

menghasilkan penurunan kecil sepanjang sumbu a dan kenaikan di sumbu c dan

hal ini diperkirakan karena substitusi dari grup silikat yang lebih besar dari grup

fosfat. (Coe, 2008)

Paljar et al.,(2008) melakukan sintesis silikon-HA dengan menggunakan

metode hidrotermal. Hasil menunjukkan bahwa TEOS paling cocok untuk reaksi

in situ Si-HA. Hasil XRD menunjukkan puncak HA menurun dengan kenaikan

jumlah silikon, dan TCP yang terbentuk juga meningkat. Hasil FTIR

menunjukkan penurunan intensitas puncak karena subtitusi silikat pada fosfat

yang menyebabkan hilangnya beberapa OH-.

Aminian et al. (2011) mensistesis Si-HA melalui metode hidrotermal

menggunakan dua fosfat yang berbeda, (NH4)3PO4 dan (NH4)2HPO. Gugus Si

diperoleh dari TEOS. Variasi % berat Si yang dipakai adalah 0,8 dan 1,5.

Aminian et al. menggunakan uji cell attachment yang dilihat melalui SEM dan uji

toksisitas untuk menguji sampel secara in vitro. Hasil yang didapat adalah sampel

dengan % berat Si sebesar 0,8 memilki lebih banyak jumlah sel yang menempel

pada sampel dan jumlah sel yang hidup daripada sampel dengan % berat Si

sebesar 1,5.



Gilang Daril Umami

23

2.8. X-Ray Diffraction (XRD)

Difraktometer sinar X (XRD) merupakan salah satu peralatan yang

digunakan untuk menentukan komposisi senyawa yang terkandung dalam HA.

Sinar X ditembakkan ke sampel dan hasil difraksi ini ditangkap oleh detektor

untuk ditampilkan dalam bentuk grafik, seperti pada Gambar 2.7.

Gambar 2.8. Skema difraksi sinar X

Analisis XRD memberikan hasil data sudut-sudut difraksi suatu bahan dan

besar intensitas difraksi pada sudut difraksi tersebut. Hasil dari analisis XRD

menunjukkan fasa-fasa HA.

Berkas sinar X monokromatik yang jatuh pada sebuah kristal akan

didifraksikan ke segala arah. Tetapi karena keteraturan letak atom-atom pada arah

tertentu gelombang hambur itu akan berinterferensi konstruktif, sedangkan yang

lain berinterferensi destruktif.



Gilang Daril Umami

24

Gambar 2.9. Sinar X didifraksikan oleh lapisan atom dari material kristal

Suatu berkas sinar-x yang panjang gelombangnya yang jatuh pada suatu

kristal dengan sudut terhadap permukaan himpunan bidang Bragg yang jarak

antar bidangnya d. Berkas sinar-x yang didifraksikan oleh atom O dan N yang

memenuhi persyaratan ialah sudut difraksi bersama-sama dengan sudut jatuh dari

berkas semula terletak sebidang. Selain itu harus memenuhi persamaan Bragg,

yaitu

2 d sin = n (2.2)

Dimana d adalah jarak antar bidang, adalah sudut difraksi, n adalah orde difraksi

(n=1,2,3,…) dan adalah panjang gelombang sinar-x.

Dari hasil uji XRD dihasilkan pola difraksi berupa spektrum kontinu yang

meliputi sudut-sudut difraksi pada atom-atom bahan (2 ), besar intensitas (I), nilai

intensitas relatif (I/Io), dan jarak antar bidang (2d). Untuk menentukan jenis

senyawa dalam prosentase fraksi massa dengan memasukkan data hasil kedalam

persamaan berikut:

(2.3)



Gilang Daril Umami

25

Dengan, Ix adalah jumlah intensitas senyawa X, sedangkan Itotal adalah jumlah

intensitas keseluruhan.

2.9. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) merupakan metode

analisis spektroskopi dengan menggunakan sinar infra merah. FTIR

dikembangkan karena adanya kebutuhan untuk bisa mengukur frekuensi

inframerah suatu sampel secara bersamaan. Pada spektroskopi ini, sinar infra

merah melaju dengan menembus sampel. Spektrum yang dihasilkan menunjukkan

transmisi dan absorpsi molekuler, yang hasilnya berupa spektrum. Spektrum infra

merah yang dihasilkan oleh dua sampel yang unik dan berbeda akan berbeda juga

(Anonim dalam Pratiwi, 2011).

Spektroskopi FTIR dapat mengidentifikasi suatu material yang tidak

diketahui jenisnya. Kualitas sampel dan juga komponen-komponen penyusun

suatu campuran juga dapat diketahui dengan mengunakan spektroskopi FTIR.

Kelebihan spektroskopi FTIR dibandingkan dengan yang lain antara lain adalah

kecepatan, sensitivitas, peralatan yang sederhana, dan tidak perlu dikalibrasi

karena alat tersebut dapat mengkalibrasi dirinya sendiri (Anonim dalam Pratiwi,

2011).



Gilang Daril Umami

26

Gambar 2.10. Skema dari FTIR

Analisis sampel pada spektroskopi FTIR diawali dengan dipancarkannya

sinar infra merah dari sumber benda hitam. Sinar tersebut melaju dan melewati

celah yang mengontrol jumlah energi yang disediakan untuk sampel. Sinar ini

masuk ke dalam interferometer di mana ada kode khusus. Hasil interferogramnya

kemudian keluar dari interferometer (Anonim dalam Pratiwi, 2011).

Sinar tersebut kemudian memasuki ruang sampel, di mana sinar tersebut

ditransmitasikan keluar atau dipantulkan kembali oleh permukaan sampel,

tergantung dari tipe analisis yang diselesaikan. Setelah itu, sinar tersebut masuk

ke detektor untuk analisis akhir. Hasil analisis akhir diolah menjadi sinyal digital

dan dikirimkan ke komputer di mana ada transformasi Fourier di dalamnya.

2.10. MTT assay

Salah satu metode untuk menilai sitotoksisitas suatu bahan adalah dengan

uji enzimatik yang menggunakan pereaksi MTT ((3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-

2,5-diphenyltetrazolium bromide). Uji ini banyak digunakan untuk mengukur

proliferasi seluler secara kuantitatif atau untuk mengukur jumlah sel yang hidup.



Gilang Daril Umami

27

MTT adalah molekul larut berwarna kuning, yang dapat digunakan untuk

menilai aktifitas enzimatik seluler yang didasarkan pada kemampuan sel hidup

untuk mereduksi garam MTT. Prinsip dari pewarnaan MTT adalah dengan

pengubahan dari cincin tetrazolium oleh karena aktivitas dari mitokondria pada

sel hidup. Pada sel yang mati, tidak terjadi perubahan dari cincin tetrazolium.

Mekanisme yang terjadi adalah formazan garam tetrazolium berwarna kuning

tersebut akan direduksi di dalam sel yang mempunyai aktivitas metabolik.

Mitokondria sel hidup yang berperan penting dalam hal ini adalah mitokondria

yang menghasilkan dehidrogenase. Bila dehidrogenase tidak aktif karena efek

sitotoksik, maka formazan tidak akan terbentuk. Jumlah formazan yang terbentuk

berbanding lurus dengan aktivitas enzimatik sel hidup (Rachadini, 2007)

MTT assay didasarkan pada kemampuan sel hidup untuk mereduksi garam

MTT yang berwarna kuning dan larut menjadi formazan yang berwarna biru-ungu

dan tidak larut. Reduksi garam tetrazolium terjadi intraseluler sehubungan dengan

enzim succinic dehidrogenae dari mitokondria. Namun Berridge membuktika

bahwa reduksi utamanya melibatkan enzim reticulum endoplasma yang

bergantung pada NADH, sedangkan enzim mitokondria hanya berperan dalam

porsi yang kecil.

Produksi formazan dapat dihitung dengan melarutkan dan mengukur

densitas optik (Optical Densitas/OD) dari larutan yang dihasilkan. Reaksi warna

biru keunguan digunakan sebagai ukuran dari jumlah sel yang hidup. Semakin

pekat warna biru-ungunya, semakin tinggi nilai absorbsinya dan semakin banyak



Gilang Daril Umami

28

pula jumlah sel yang hidup (Rachadini, 2007). Presentase jumlah sel hidup untuk

uji MTT dapat dihitung dengan persamaan (2.4)

(2.4)

Dengan % sel hidup = prosentase jumlah sel setelah perlakuan, OD treatment =

nilai densitas sampel optik setelah perlakuan, OD control media = nilai densitas

media kontrol optik, OD control cell = nilai densitas sel control optik.

Jumlah sel dapat diukur sebagai hasil produk MTT dengan

spektrofotometer pada panjang gelombang 540 – 570 nm, sehingga prosentase

densitas optik yang semakin tinggi menunjukkan sel metabolik yang aktif

sehingga dapat mereduksi MTT semakin baik pula (Rachadini, 2007).

Gambar 2.11. MTT assay plate



Gilang Daril Umami

29

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan tempat penelitian

Waktu penelitian dilakukan selama ±6 bulan pada tahun 2012. Penelitian

ini dilakukan di Laboratorium Fisika Material Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga untuk pembuatan HA dan campuran Si-HA, Laboratorium

Studi Energi dan Rekayasa ITS Surabaya untuk sintesis Si-HA dengan metode

hidrotermal, Jurusan Teknik Material dan Metalurgi ITS Surabaya untuk uji XRD,

Laboratorium Polimer dan Membran Teknik Kimia UBAYA untuk uji FTIR,

Laboratorium Peningkatan Mutu dan Pengembangan Produksi Pusat Veterinaria

Farma (PUSVETMA) Surabaya untuk MTT assay.

3.2. Bahan dan alat penelitian

3.2.1. Bahan penelitian

Bahan yang digunakan untuk pembuatan sampel dalam penelitian ini yaitu

kalsium nitrat tetrahidrat [Ca(NO3)2.4H2O], ammonium trifosfat [(NH4)3PO4],

aquades, larutan NH3, dan Tetra ethyl ortho silicate [Si(OCH2CH3)4]. Untuk MTT

assay dibutuhkan sel BHK 21, larutan MTT (3-(4, 5 dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-

diphenyltetrazolium bromide), medium kultur Dulbecco’s Modification of Eagle’s

Medium (DMEM), Phosphate Buffered Saline (PBS), Bovine Serum 5%, EMS

5%, versence trypsin 0,25% DMSO (dimetil sulfoxida).



Gilang Daril Umami

30

3.2.2. Alat penelitian

Alat yang digunakan untuk pembuatan sampel penelitian ini yaitu spatula,

tabung ukur, gelas beaker, corong, pipet, timbangan digital, autoclave, oven,

kertas saring. Alat yang digunakan dalam penelitian ini untuk karakterisasi sampel

antara lain difraktometer sinar-X (XRD) Xpert-Pro PANalytical, fourier

transform infrared spectroscopy (FTIR) Bruker Tensor 27, microplate reader

ELISA.

3.3. Prosedur penelitian

Secara umum, prosedur penelitian sintesis Si-HA dapat digambarkan

dengan diagram alir berikut.

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

Persiapan bahan dan alat

Sintesis awal larutan HA dan Si-HA dari kalsium

nitrat, ammonium trifosfat, dan TEOS

Sintesis Si-HA dengan metode hidrotermal

menggunakan variasi %berat TEOS sebesar 0;

0,2; 0,4; 0,6; 0,8

Karaktersisasi struktur mikro dengan XRD dan

FTIR

Karakterisasi biokompatibilitas dengan

MTT assay

Analisis data

x

x

Penulisan laporan



Gilang Daril Umami

31

Tahap pelaksanaan dalam penelitian ini yaitu proses pembuatan larutan

HA dan variasi larutan Si-HA, proses sintesis HA dan Si-HA, serta proses

karakterisasi (XRD, FTIR dan MTT assay).

3.3.1. Persiapan sampel

Bahan dasar dari pembuatan sampel HA dan Si-HA berupa padatan untuk

kalsium nitrat tetrahidrat dan ammonium fosfat, berupa cairan untuk TEOS.

(a)

(b)

(c)

Gambar 3.2. Bahan dasar pembuatan HA dan Si-HA. a – kalsium nitrat tetrahidrat, b – ammonium fosfat, c – TEOS

3.3.2. Pembuatan sampel

Pembuatan sampel dimulai dengan menyiapkan kalsium nitrat tetrahidrat

yang dilarutkan dalam aquades dan di tambah NH3 sampai pH lebih dari 10.

Kemudian, ammonium trifosfat juga dilarutkan dalam akuades dan ditambah NH3

sampai pH lebih dari 11. Kedua larutan ini dicampur untuk kemudian di stirrer

selama 30 menit. Untuk sampel Si-HA, ditambahkan TEOS terlebih dahulu

sebelum di stirrer. Berikut tabel variasi komposisi dari TEOS dan HA untuk

mensintesis Si-HA.



Gilang Daril Umami

32

Tabel 3.1. Variasi komposisi Si-HA

Nama Sampel

% berat TEOS

Ca(NO3)2 (NH4)3PO4 TEOS mol g mol g mol g

I 0 0,025 5,9 0,0150 2,235 0 0

II 0,2 0,025 5,9 0,0148 2,2052 0,000175 0,0364

III 0,4 0,025 5,9 0,0146 2,1754 0,00035 0,0728

IV 0,6 0,025 5,9 0,0144 2,1456 0,000525 0,1092

V 0,8 0,025 5,9 0,0142 2,1158 0,000725 0,1508

3.3.3. Sintesis hidroksiapatit dan silikon-hidroksiapatit

Larutan awal dari HA dan Si-HA disintesis dengan metode hidrotermal

menggunakan autoclave dan oven. Larutan tersebut dimasukkan dalam autoclave

dan ditutup rapat. Kemudian autoclave dimasukkan dalam oven dalam suhu

200oC selama 8 jam. Pemilihan suhu 200oC sebagai suhu hidrotermal

dikarenakan pada suhu ini, HA sudah dapat tersintesis tanpa menimbulkan

adanya fase yang lain (Aminian et al., 2011 dan Ivankovic et al., 2010). Presipitat

hasil kemudian dicuci tiga kali, dan kemudian dikeringkan dalam suhu 100oC

selama 12 jam. Tiap sampel kemudian di sintering dalam suhu 800oC selama satu

jam (Aminian et al., 2011). Suhu sintering 800oC ini diharapkan dapat

membentuk HA yang lebih kristalin (Sprio, 2008).

3.3.4. Karakterisasi sampel

3.3.4.1. Uji XRD

Uji XRD dilakukan menggunakan Xpert-Pro PANalytical dengan sudut

difraksi 2 sebesar 10o-60o. Sampel diletakkan pada tempat berbentuk balok,



Gilang Daril Umami

33

setelah itu sampel diletakkan pada alat uji. Hasil uji XRD tersaji dalam bentuk

grafik spektrum dan tabel. Pola difraksi berupa spektrum hasil uji XRD

memberikan informasi mengenai sudut-sudut terjadinya difraksi pada atom

bahan (2 ) pada sumbu horizontal dan besar intensitas yang dihasilkan pada

sumbu vertikal. Identifikasi fase diperoleh dengan membandingkan pola difraksi

HA dan Si-HA dengan data ICDD. Parameter kisi dari sampel dihitung dengan

program PCW (Powder Cell for Windows).

Gambar 3.3. Alat Xpert-Pro PANalytical

3.3.4.2. Uji FTIR

Uji FTIR menggunakan Bruker Tensor 27 dengan rentang bilangan

gelombang 4000-400 cm-1.

Gambar 3.4. Alat FTIR Bruker Tensor 27



Gilang Daril Umami

34

Sampel yang diuji dicampur dengan KBr. Perbandingan KBr:sampel

sebesar 1:20. Sampel dan KBr kemudian dicampur dan dibentuk pellet. Pellet

tipis tersebut kemudian dimasukkan ke dalam tabung perangkat FTIR dan

disinari, puncak-puncak spektrum karakteristik akan muncul dan bilangan

gelombang akan keluar secara otomatis dalam bentuk print out.

Gambar 3.5. Pellet dari campuran sampel dan KBr

3.3.4.3. MTT assay

3.3.4.3.1. Persiapan Kultur Sel

Persiapan dilakukan didalam laminar air flow, kultur sel BHK-21 dalam

bentuk monolayer dengan media Eagle’s dan FBS 10% ditanam dalam botol

kultur roux, kemudian diinkubasi pada suhu 37°C selama 48 jam. Kultur sel

dicuci dengan PBS sebanyak 5 kali yang bertujuan untuk membuang sisa serum

yang tersisa. Kemudian ditambahkan tripsine versene untuk melepaskan sel dari

dinding botol dan memisahkan ikatan antar sel agar tidak menggerombol.

Kemudian tahap terakhir yaitu memasukkan sel dengan kepadatan 2 x 105 dalam

100 μL media eagle’s (media eagle’s 86%, penstrep 1%, Bovine Serum 5%,

Fungizone 100 unit/mL) ke dalam mikroplate 96-sumur sesuai dengan jumlah

sampel dan kontrol, kemudian dilakukan perlakuan (Rachadini, 2007).



Gilang Daril Umami

35

3.3.4.3.2. Uji MTT pada Kultur Sel

Penambahan 25 μL pereaksi MTT 5 mg/mL yang telah dilarutkan

dalam PBS dalam media untuk setiap sumuran. Selanjutnya dilakukan inkubasi

dalam inkubator selama 4 jam pada suhu 37 °C. Kemudian ditambahkan pelarut

DMSO sebanyak 50 μL yang dimasukkan ke setiap sumuran. Kemudian di

sentrifuse 30 rpm selama 5 menit. Selanjutnya nilai optik formazan dihitung

dengan Elisa reader pada panjang gelombang 630 nm. Makin pekat warnanya,

makin tinggi nilai absorbansinya semakin banyak jumlah selnya (Rachadini,

2007).

3.4. Analisis data

Dari data difraksi sinar-X (XRD), dilakukan pencocokan dengan data

standar (search match). Hasil search match berupa grafik dengan identifikasi fase

dari senyawa-senyawa pada puncak-puncak difraksinya. Penghalusan Rietveld

menggunakan data yang diperoleh dengan data standar untuk memperoleh

konstanta kisi. Hasil grafik yang menurun dan kontanta kisi yang berbeda dari

HA, menunjukkan Si telah bergabung dengan HA. Dari data FTIR dilakukan

pencocokan dengan data yang ada untuk menemukan gugus SiO4 sebagai tanda

bahwa Si telah bergabung dengan HA. Dari data pengukuran MTT assay yang

diperoleh, dilakukan analisis keterkaitan antara sel yang masih hidup (cell

viability) dengan variasi komposisi %berat TEOS dalam campuran Si-HA.



Gilang Daril Umami

36

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini dilakukan sintesis dan analisis sampel HA dan Si-HA.

Sampel HA dan Si-HA disintesis menggunakan autoklaf. Langkah berikutnya

adalah karakterisasi sampel dengan melakukan beberapa uji. Pengujian sifat mikro

menggunakan XRD, dilanjutkan dengan search match untuk mengetahui fasa-fasa

yang ada dan penentuan parameter kisi menggunakan program PCW. Pengujian

kimia fisis menggunakan FTIR untuk mengetahui struktur molekul dan gugus-

gugus karakteristik dalam sampel HA dan Si-HA. Pengujian sitotoksisitas

dilakukan menggunakan uji MTT assay.

4.1 Hasil

4.1.1. Hasil Uji XRD

Difraktometer sinar X (XRD) merupakan salah satu peralatan yang

digunakan untuk menentukan komposisi senyawa yang terkandung dalam sampel

HA dan Si-HA. Pengujian XRD ini bertujuan untuk melihat struktur sampel HA

dan Si-HA secara kualitatif, puncak-puncak kristal dan senyawa yang terkandung

dapat dilakukan dengan cara search match. Hasil dari search match data XRD

ditunjukkan pada Gambar 4.1 sampai Gambar 4.6.



Gilang Daril Umami

37

Gambar 4.1. Grafik search match XRD sampel HA sebelum sintering

Gambar 4.2. Grafik search match XRD sampel I (HA)

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

20 30 40 50

Counts

0

200

400

Hidroksiapatit


20 30 40 50

Counts

0

500

1000 HA

Hydroxylapatite, syn

Calcium Phosphate

Residue + Peak List

Accepted Patterns



Gilang Daril Umami

38

Gambar 4.3. Grafik search match XRD sampel II (0,2%Si – HA)

Gambar 4.4. Grafik search match XRD sampel III (0,4%Si - HA)


20 30 40 50

Counts

0

200

400

600

800

HA+Si 0,2%

Calcium Phosphate



20 30 40 50

Counts

0

500

1000

HA+Si 0,4%

Calcium Phosphate




Gilang Daril Umami

39

Gambar 4.5. Grafik search match XRD sampel IV (0,6% Si – HA)

Gambar 4.6. Grafik search match XRD sampel V (0,8%Si – HA)

Hasil search match dari hidroksiapatit sebelum sintering dan sampel I

sampai V ditunjukkan selengkapnya pada lampiran 1. Pada gambar 4.1 sampai 4.6

terlihat grafik search match XRD dengan puncak-puncak difraksi pola struktur


20 30 40 50

Counts

0

500

1000 HA+Si 0,6%


Calcium Phosphate


20 30 40 50

Counts

0

200

400

600

800 HA+Si 0,8%


Calcium Phosphate



Gilang Daril Umami

40

kristal. Dari hasil search match yang telah diperoleh, dapat diketahui bahwa

sampel I sampai V memunculkan hidroksiapatit (HA) [Ca10(PO4)6(OH)2] dengan

tanda ( ) di puncaknya dan trikalsium fosfat (TKF) [Ca3(PO4)2] dengan tanda ( )

di puncaknya. Persen intensitas HA dan TKF setelah search match dalam tiap

sampel ditunjukkan dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Persen intensitas HA dan TKF dalam tiap sampel

Sampel Persen intensitas (%)

HA TKF

I 29 71

II 26 74

III 11 89

IV 32 68

V 33 67

Hasil dari perbandingan grafik XRD dari sampel I sampai V ditunjukkan

pada gambar 4.7.

Gambar 4.7. Perbandingan grafik XRD sampel I sampai V

0

500

1000

Counts


20 30 40 50

HA+Si 0,8% HA+Si 0,6% HA+Si 0,4% HA+Si 0,2% HA



Gilang Daril Umami

41

Dari gambar 4.7 menunjukkan bahwa penambahan TEOS sebagai sumber Si tidak

menunjukkan efek yang signifikan atau membentuk puncak baru dari pola difraksi

hidroksiapatit atau HA.

Tabel 4.2. Parameter kisi dari HA dan Si-HA

Parameter ICSD Sampel I Sampel II Sampel III Sampel IV Sampel V

Rp - 37,82 33,42 42,93 35,24 29,83

Rwp - 49,59 44,08 56,37 45,83 39,79

Rexp - 2,38 2,17 2,90 2,28 1,91

Konstanta kisi

a = b 9,419 9,419 9,406 9,349 9,406 9,405

C 6,880 6,897 6,872 6,809 6,870 6,872

Salah satu hasil refinement dari program PCW adalah parameter-parameter

kisi kristal, seperti yang terlihat di Tabel 4.2. Dapat dilihat bahwa terjadi sedikit

penurunan pada parameter kisi a dan c. Sampel I memiliki nilai parameter kisi

yang hampir mendekati nilai parameter kisi HA dari literatur (a = 9,419 Å dan c =

6,880 Å). Sampel II sampai V menunjukkan penurunan pada nilai parameter kisi a

dan c dibandingkan dengan sampel I.

4.1.2. Hasil Uji FTIR

Uji FTIR digunakan untuk mengetahui struktur molekul yang terbentuk

dalam sampel. Hasil FTIR sampel I sampai V digambarkan dalam grafik spektrum

dengan sumbu x sebagai wavenumber (cm-1) dan sumbu y sebagai besarnya nilai

% transmitan. Spektrum FTIR sampel I sampai V ditunjukkan pada Gambar 4.8

sampai Gambar 4.12.



Gilang Daril Umami

42

Gambar 4.8. Grafik FTIR sampel I (HA)

Gambar 4.9. Grafik FTIR sampel II (0,2%Si – HA)

CO32-

PO43-

OH-

OH-

PO43-

CO32-



Gilang Daril Umami

43

Gambar 4.10. Grafik FTIR sampel III (0,4%Si – HA)

Gambar 4.11. Grafik FTIR sampel IV (0,6%Si – HA)

OH-

PO43-

OH-

PO43-

CO32-

SiO44-



Gilang Daril Umami

44

Gambar 4.12. Grafik FTIR sampel V (0,8%Si – HA)

Dari uji FTIR diketahui bahwa untuk sampel I yang merupakan HA dan

sampel II sampai IV yang merupakan Si-HA (variasi 0,2% - 0,8%) masing-masing

menunjukkan gugus serapan karakteristik. Data tersebut digunakan sebagai acuan

untuk mendeteksi bergabungnya Si kedalam HA.

Spektrum FTIR karaketeristik HA ditunjukkan oleh frekuensi serapan OH-

pada 3600-3200 cm-1, PO43- pada 1100-960 cm-1 dan 660-450 cm-1, CO3

2- pada

1550-1410 cm-1 yang berkaitan dengan HA (Aminian et al, 2011). Spektrum FTIR

karakteristik dari sampel I sampai V ditunjukkan dalam Tabel 4.3.

OH-

PO43-

CO32-



Gilang Daril Umami

45

Tabel 4.3. Puncak spektra sampel I sampai V

Gugus fungsi

Wavenumber (cm-1) Sampel I Sampel II Sampel III Sampel IV Sampel V

OH- 3571,52 ; 3446,17

3570,56 ; 3430,74

3570,56 ; 3434,6

3570,56 ; 3430,74

3570,56 ; 3433,64

PO43- 473,439

543,828 ; 480,188

508,151 ; 477,296

638,323 ; 479,224

568,898

CO32-

1540,85 ; 1521,56 ; 1507,1 ; 1488,78 ; 1456,96 ; 1418,39

1454,06 - 1455,99 1455,99

SiO44- - - - 812,849 -

4.1.3. Hasil Uji MTT assay

MTT assay digunakan sebagai uji toksisitas dari sampel yang disintesis.

Hasil dari uji toksisitas dibaca menggunakan ELISA Reader. Hasil pembacaan

ELISA Reader dari sampel HA dan Si-HA menunjukkan bahwa sampel tidak

bersifat toksik pada sel fibroblas, hal ini ditunjukkan oleh presentase sel yang

hidup masih diatas 60% (≥60%) yaitu densitas optik dari perlakuan masih

mendekati densitas optik dari kontrol sel. Presentase sel hidup dihitung dengan

persamaan (2.4), ditunjukkan dalam Tabel 4.4

Tabel 4.4. Persentase sel fibroblas dengan MTT assay

SAMPEL Optical Density (OD) % sel hidup

I 0.21425 87.8944

II 0.241375 95.85473

III 0.203875 84.8496

IV 0.20075 83.9325

V 0.211125 86.97726



Gilang Daril Umami

46

Sampel I menunjukkan hasil uji sebesar 87,8944% yang menunjukkan

sampel ini tidak toksik. Sampel II menunjukkan hasil uji sebesar 95,85473%.

Sampel III menunjukkan hasil uji sebesar 84.8496%. Sampel IV menunjukkan

hasil uji sebesar 83.9325%. Sampel V menunjukkan hasil uji sebesar 86.97726%.

Gambar 4.13. Grafik variasi pesentase Si terhadap viabilitas sel

4.2 Pembahasan

Sintesis hidroksiapatit (HA) dan silikon-hidroksiapatit (Si-HA)

menggunakan metode hidrotermal pada suhu 200oC selama 8 jam tanpa sintering

menghasilkan hidroksiapatit 100% seperti terlihat pada Gambar 4.1. Namun,

dalam grafik ini masih terlihat kurangnya kristalinitas pada sampel. Setelah

dilakukan sintering 800oC selama 1 jam, terdeteksi trikalsium fosfat (TKF) pada

sampel I sampai sampel V. TKF yang muncul disini diduga merupakan deformasi

dari HA karena HA hasil sintesis masih termasuk stabil sampai pada suhu 750oC

dan akan terdekomposi menjadi TKF jika melampaui suhu tersebut (Jain, 2010).

75

80

85

90

95

100

105

Kontrol sel Sampel I (HA)

Sampel II (0,2%Si – HA)

Sampel III (0,4%Si – HA)

Sampel IV (0,6%Si – HA)

Sampel V (0,8%Si – HA)

% V

iab

ilita

s se

l

Variasi Si pada sampel



Gilang Daril Umami

47

TKF yang muncul disini diduga merupakan β-TKF, hal ini dapat dilihat

dari ukuran unit sel a dan c dalam ICDD 01-072-7587 sebesar 10.4352 Å dan

37.4029 Å. Sedikit penurunan intensitas di puncak HA pada grafik XRD sampel II

sampel V dapat dikarenakan subtitusi dari beberapa gugus PO43- dengan SiO4

4-

sehingga HA menjadi kehilangan beberapa sifat kristalinitasnya (Nakata et al,

2009).

Gambar 4.14. Skema struktur heksagonal HA

Bidang sepanjang kisi a dalam HA banyak diisi oleh ion kalsium (Ca)

yang bermuatan positif, sedangkan sepanjang kisi c diisi oleh grup fosfat (P) yang

bermuatan negatif. Data penelitian menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada

nilai parameter kisi a dan c. Hal ini diduga disebabkan oleh terdeformasinya HA

menjadi TKF, mengingat jumlah ion Ca dan P pada HA dan TKF. HA memiliki

ion 10 Ca dan 6 P sedangkan TKF memiliki ion 3 Ca dan 3 P.

Hasil FTIR menunjukkan gugus OH- dan PO43- yang merupakan gugus

karakteristik HA. Gugus CO32- terdeteksi di semua sampel kecuali sampel III, hal



Gilang Daril Umami

48

ini kemungkinan disebabkan gugus karbonat hilang waktu kalsinasi. Pada sampel

IV menunjukkan puncak pada 812,849 cm-1 yang terindikasi sebagai vibrasi Si-O.

Tidak terdeteksinya puncak Si pada sampel yang lain, diduga dapat disebabkan

campuran larutan yang kurang homogeny sehingga Si tidak terikat secara

sempurna dalam struktur HA. Hal lain yang dapat mempengaruhi tidak

terdeteksinya SiO44- dalam uji FTIR adalah temperatur sintering. Dalam sintering

suhu tinggi, keramik oksida logam terkadang dapat terdekomposisi karena proses

dehidrasi atau oksidasi melalui interaksi dengan gas lingkungan (Kokubo, 2008).

Hasil uji MTT menunjukkan tidak adanya sifat toksik pada semua sampel.

Sampel I yang merupakan HA bersifat tidak toksik karena memang HA memiliki

biokompatibilitas yang baik untuk kontak dengan jaringan tulang. Sampel II

sampai V merupakan sampel variasi %berat Si. Keempat variasi sampel ini

menunjukkan bahwa penambahan Si pada HA tidak bersifat toksik pada sel

fibroblas. Nilai densitas optik sampel yang semakin dekat dengan nilai densitas

optik kontrol sel menunjukkan semakin banyak sel yang hidup. Berdasarkan

Gambar 4.13, viabilitas sel terbanyak terdapat pada sampel II (0,2%Si – HA). Hal

ini menunjukkan bahwa sampel II juga bersifat lebih bioaktif daripada sampel

yang lain. Nilai uji MTT dalam penelitian ini masih lebih tinggi dibandingkan

dengan nilai uji MTT dari penelitian sebelumnya, Aminian et al, 2011. Nilai %sel

hidup HA pada penelitian ini sebesar 87,8944% dibanding nilai %sel hidup HA

pada penelitian Aminian, sebesar 54,98%. Sedangkan %sel hidup untuk variasi

0,8% berat Si bernilai 86.97726% dibanding nilai %sel hidup variasi 0,8% berat

Si penelitian Aminian sebesar 79,54%.



Gilang Daril Umami

49

Dalam penelitian ini, β-TKF muncul sebagai deformasi HA karena

sintering. Namun β-TKF sendiri ternyata memiliki peran yang cukup bagus dalam

dunia medis. β-TKF menjadi kalsium fosfat pertama yang digunakan sebagai

biokeramik untuk substitusi dan perbaikan tulang karena stabilitasnya dalam suhu

tinggi dan kemudahan proses sebagai keramik. Material ini digunakan dalam

rekonstruksi dari hampir semua cacat tulang, dari cacat daerah alveolar setelah

ekstraksi gigi dan sebelum peletakan implan, rekonstruksi sinus, perbaikan dari

macam-macam perubahan bentuk, dan rekonstruksi tulang karena luka atau

penyakit. Keramik β-TKF menunjukkan sifat bioabsorbable dan dapat tergantikan

oleh tulang. β-TKF juga merupakan unsur pokok dari semen DCPD (dicalcium

phosphate dehydrate) dan terkadang digunakan sebagai tambahan yang bersifat

inert dalam tipe semen Ca-P yang lain (Kokubo, 2008).



Gilang Daril Umami

50

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan bahwa :

1. Hidroksiapatit dan silikon-hidroksiapatit dapat disintesis dengan metode

hidrotermal, namun memunculkan fase sekunder yaitu trikalsium fosfat

(TKF).

2. Hasil XRD menunjukkan penambahan silikon tidak menunjukkan puncak

difraksi baru dan terjadi penurunan pada parameter kisi a dan c. Hasil FTIR

menunjukkan gugus karakteristik OH-, PO43-, CO3

2- yang termasuk dalam

hidroksiapatit. Puncak dari gugus Si-O muncul pada sampel IV pada 812,849

cm-1.

3. Hasil MTT assay menunjukkan semua sampel tidak toksik pada sel fibroblas.

%sel hidup paling besar ditunjukkan pada sampel II (0,2%Si – HA).

5.2 Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, perlu dilakukan:

1. Penggunaan variasi suhu dan lama waktu sintering sehingga kemunculan

trikalsium fosfat dapat dihindari.

2. Pengujian FTIR sebelum dan sesudah sintering untuk membandingkan

kemunculan puncak SiO44-.



Gilang Daril Umami

51

3. Variasi silikon lebih kecil dari 0,2% silikon-hidroksiapatit untuk mengetahui

pengaruhnya pada viabilitas sel yang dihasilkan.

4. Penggunaan sel osteoblas atau uji histologi agar memiliki data pendukung

yang lebih banyak untuk dijadikan kandidat bahan implan bone filler.



Gilang Daril Umami

52

DAFTAR PUSTAKA

Aminian, Alieh, Mehran Solati-Hashjin, Ali Samadikuchaksaraei, Farhad Bakhshi, Fazel Gorjipour, Arghavan Farzdi, Fattolah Moztarzadeh, Martin Schmiicker. 2011. Synthesis of silicon-substituted hydroxyapatite by a hydrothermal method with two different phosphorous sources. Ceramic International 37 page 1219-1229.

Anonim. 2011. Pasien Bedah Ortopedi di RS Sanglah Antre Sampai 24 Orang,

Kebanyakan Multitrauma. http://www.balipost.co.id/mediadetail.php? module=detailberitaminggu&kid=24&id=47658.html [diakses pada tanggal 30 Desember 2011].

Anonim. 2003. RGD. Horst Ibelgaufts' COPE: Cytokines & Cells Online

Pathfinder Encyclopedia. http://www.copewithcytokines.de/cope.cgi?key=RGD.html [diakses pada tanggal 19 Januari 2012].

Anonim. 2001. The O’ Cells. http://depts.washington.edu/bonebio/bonAbout/bone

cells.html [diakses pada tanggal 30 Desember 2011]. Bang, Le Thi. 2009. Synthesis And Characterization Of Hydroxyapatite (Ha) And

Silicon Substituted Hydroxyapatite (Si-Ha) Produced By A Precipitation Method. Thesis of AUN/SEED-Net, Penang

Botelho, Cláudia Manuela da Cunha Ferreira. 2005. Silicon-Substituted

Hydroxyapatite for Biomedical Applications. Thesis of Faculdade de Engenharia Universidade do Porto. Thesis of Faculdade de Engenharia Universade do Porto.

Brown, Susan E.. 2009. How To Speed Fracture Healing, Center for Better Bone.

New York. Center for Better Bones. Coe, Samuel Christopher, BSc (Hons). 2008. The Deposition, Characterisation

and Biocompatibility of Hydroxyapatite and Silicon Doped Hydroxyapatite Thin Film Coatings for Orthopaedic Applications. Thesis of The University of Nottingham.

Dewi, Setia Utami. 2009. Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat – Kitosan dengan

Metode Sonikasi. Tesis Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Jain, Sakshi. 2010. Processing of Hydroxyapatite by Biomimetic Process. Thesis

of Department of Ceramic Engineering National Institute of Technology Rourkela.



Gilang Daril Umami

53

Kokubo, Tadashi. 2008. Bioceramics and their clinical applications. England. Woodhead Publishing Limited, Abington Hall, Abington.

Nakata, Kentaro, Takashi Kubo, Chiya Numako, Takamasa Onoki, Atsushi

Nakahira. 2009. Synthesis and Characterization of Silicon-Doped Hydroxyapatite. Material Transactions vol 50 no 5 page 1046-1049.

Palard, Mickael, Eric Champion, Sylvie Foucaud. 2008. Synthesis of silicated

hydroxyapatite Ca10(PO4)6-x(SiO4)x(OH)2-x. Journal of Solid State Chemistry vol 181 page 1950-1960.

Pramodhawardhani, Anjartika, 2010, Mekanisme Pembentukan Tulang, Fakultas

Kesehatan Masyarakat Universitas Jember. Prasetyanti, Fitriani. 2008. Pemanfaatan Cangkang Telur Ayam untuk Sintesis

Hidroksiapatit dengan Reaksi Kering. Skripsi FMIPA Institut Pertanian Bogor.

Pratiwi, Niken. 2011. Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit Scaffold. Skripsi

FMIPA Institut Pertanian Bogor. Prihartini, Ardini. 2011. Sintesis dan Karakterisasi Semen Gigi Berbasis Nano

Zinc Oxide. Skripsi FMIPA Universitas Airlangga. Purwamargapratala, Yustinus, Didin S.Winatapura, Engkir Sukirman. 2007.

Pengaruh Suhu Dan Waktu Sinter Terhadap Penumbuhan Fasa Superkonduktor Gdba2cu3o7-X. Tangerang. Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN)-BATAN.

Rachadini, Novianita. 2007. Uji Sitotoksisitas Ekstrak Serbuk Kayu Siwak

(Salvadora Persica) Pada Kultus Sel Fibroblas Dengan Uji MTT. Skripsi FKG Universitas Airlangga.

Sadi, Amir Yadi, Mohammad Ali Shokrgozar, Seyed Shahin Homaeigohar,

Alireza Khavandi. 2007. Biological evaluation of partially stabilized zirconia added HA/HDPE composites with osteoblast and fibroblast cell lines. J Mater Sci: Mater Med vol 19 page 2359-2365.

Sprio, Dott. Simone. 2008. Synthesis And Characterization Of Implants For Bone

Substitutions Made Of Biomedical Apatites Containing Silicon. Thesis of Alma Mater Studiorum – Università di Bologna.

Suchanek, Wojciech L. dan Richard E. Riman. 2006. Hydrothermal Synthesis of

Advanced Ceramic Powders. Advances in Science and Technology vol. 45 pp. 184-193.



Gilang Daril Umami

Lampiran 1. ICDD Trikalsium Fosfat

Name and formula Reference code: 01-072-7587

Compound name: Calcium Phosphate Common name: tricalcium bis(phosphate(V))

Empirical formula: Ca3O8P2

Chemical formula: Ca3 ( PO4 )2

Crystallographic parameters Crystal system: Rhombohedral

Space group: R3c

Space group number: 161

a (Å): 10.4352

b (Å): 10.4352

c (Å): 37.4029

Alpha (°): 90.0000

Beta (°): 90.0000

Gamma (°): 120.0000

Volume of cell (10^6 pm^3): 3527.26

Z: 21.00

RIR: 1.32

Subfiles and quality

Subfiles: Ceramic

ICSD Pattern Inorganic

Quality: Star (S)

Comments ANX: A2B3X8

Creation Date: 11/20/2008 Modification Date: 1/19/2011

ANX: A2B3X8

Analysis: Ca3 O8 P2 Formula from original source: Ca3 (P O4)2

ICSD Collection Code: 97500 Calculated Pattern Original Remarks: Stable from 193 to 1408 K (2nd ref.,

Tomaszewski), above P21/a Wyckoff Sequence: b14 a4(R3CH)



Gilang Daril Umami

Unit Cell Data Source: Powder Diffraction.

References Primary reference: Calculated from ICSD using POWD-12++

Structure: Hoshikawa, A., Kamiyama, T., Sakai, A., Yashima, M.,

J. Solid State Chem., 175, 272, (2003)

Peak list No. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]

1 0 1 2 8.13690 10.864 14.4

2 1 0 4 6.49830 13.616 17.1

3 0 0 6 6.23380 14.196 3.7

4 1 1 0 5.21760 16.980 22.8

5 1 1 3 4.81310 18.419 1.5

6 2 0 2 4.39220 20.201 5.1

7 0 1 8 4.15260 21.380 1.5

8 0 2 4 4.06840 21.828 11.8

9 1 1 6 4.00110 22.200 2.0

10 1 0 10 3.45600 25.757 25.4

11 2 1 1 3.40160 26.177 3.3

12 1 2 2 3.36010 26.506 7.4

13 1 1 9 3.25070 27.415 5.3

14 2 0 8 3.25070 27.415 5.3

15 2 1 4 3.20840 27.784 51.3

16 0 0 12 3.11690 28.616 0.7

17 1 2 5 3.10710 28.708 1.1

18 3 0 0 3.01240 29.631 13.6

19 0 2 10 2.88120 31.014 100.0

20 2 1 7 2.88120 31.014 100.0

21 1 2 8 2.75810 32.435 20.4

22 3 0 6 2.71230 32.998 7.1

23 1 1 12 2.67580 33.462 6.3

24 2 2 0 2.60880 34.347 72.4

25 0 1 14 2.56200 34.995 4.3

26 2 2 3 2.55350 35.115 6.0

27 2 1 10 2.52220 35.565 12.0

28 1 3 1 2.50080 35.880 3.5

29 3 1 2 2.48420 36.128 0.5

30 1 3 4 2.42100 37.105 1.1

31 1 2 11 2.40660 37.335 8.5

32 2 2 6 2.40660 37.335 8.5

33 3 1 5 2.37660 37.824 5.5

34 2 0 14 2.29970 39.140 0.8

35 1 0 16 2.26320 39.797 9.9

36 1 1 15 2.24980 40.045 2.5

37 0 4 2 2.24300 40.171 1.0

38 2 2 9 2.20900 40.817 0.9

39 3 1 8 2.20900 40.817 0.9

40 4 0 4 2.19610 41.067 9.4

41 3 0 12 2.16610 41.662 9.5

42 1 2 14 2.10440 42.944 1.0

43 1 3 10 2.08220 43.424 3.5

44 0 0 18 2.07790 43.519 4.1



Gilang Daril Umami

45 0 2 16 2.07790 43.519 4.1

46 3 2 1 2.07010 43.691 2.0

47 2 3 2 2.06060 43.903 5.5

48 0 4 8 2.03420 44.503 7.5

49 3 2 4 2.02410 44.737 3.8

50 3 1 11 2.01760 44.889 1.5

51 2 3 5 2.00050 45.294 6.7

52 2 2 12 2.00050 45.294 6.7

53 4 1 0 1.97210 45.984 1.0

54 1 4 3 1.94780 46.591 2.0

55 4 0 10 1.93390 46.946 23.4

56 3 2 7 1.93390 46.946 23.4

57 2 3 8 1.89530 47.961 13.5

58 1 4 6 1.88020 48.371 12.4

59 1 2 17 1.84970 49.221 0.1

60 0 1 20 1.83130 49.749 3.9

61 3 1 14 1.82790 49.848 1.7

62 3 2 10 1.81330 50.277 5.1

63 5 0 2 1.79900 50.705 4.1

64 4 1 9 1.78160 51.235 3.9

65 0 5 4 1.77460 51.452 7.1

66 2 3 11 1.77020 51.589 1.2

67 3 3 0 1.73920 52.579 2.6

68 2 0 20 1.72800 52.946 27.2

69 3 0 18 1.71050 53.531 8.3

70 1 3 16 1.71050 53.531 8.3

71 2 4 1 1.70560 53.697 1.7

72 2 1 19 1.70560 53.697 1.7

73 4 2 2 1.70080 53.860 0.4

74 1 1 21 1.68580 54.379 6.2

75 5 0 8 1.68580 54.379 6.2

76 2 4 4 1.68010 54.579 1.9

77 3 2 13 1.68010 54.579 1.9

78 3 3 6 1.67520 54.752 0.8

79 1 0 22 1.67080 54.908 0.5

80 4 1 12 1.66650 55.062 3.4

81 3 1 17 1.65350 55.532 0.2

82 1 2 20 1.64040 56.014 2.3

83 2 3 14 1.63790 56.107 3.2

84 0 5 10 1.62740 56.502 2.5

85 2 4 7 1.62740 56.502 2.5

86 2 2 18 1.62460 56.608 2.3

87 4 0 16 1.62460 56.608 2.3

88 1 5 2 1.61700 56.898 0.3

89 3 3 9 1.60420 57.394 4.5

90 4 2 8 1.60420 57.394 4.5

91 5 1 4 1.59920 57.590 3.1

92 0 2 22 1.59120 57.907 1.5

93 1 5 5 1.58620 58.107 0.6

94 5 1 7 1.55360 59.447 8.1

95 2 4 10 1.55360 59.447 8.1

96 3 2 16 1.55110 59.553 8.0

97 4 1 15 1.54680 59.735 1.6

98 1 5 8 1.53340 60.311 2.9

99 4 2 11 1.52620 60.625 0.3

100 2 1 22 1.52200 60.810 3.1



Gilang Daril Umami

101 3 3 12 1.51880 60.952 1.7

102 6 0 0 1.50620 61.517 3.8

103 3 1 20 1.49890 61.849 0.8

104 5 0 14 1.49890 61.849 0.8

105 1 1 24 1.49330 62.107 0.6

106 5 1 10 1.48900 62.306 0.9

107 4 3 1 1.48450 62.516 0.8

108 3 4 2 1.48100 62.681 0.3

109 1 2 23 1.46730 63.334 4.5

110 4 3 4 1.46730 63.334 4.5

111 3 4 5 1.45720 63.824 0.8

112 5 2 0 1.44710 64.323 1.7

113 0 4 20 1.44060 64.648 2.4

114 4 2 14 1.44060 64.648 2.4

115 0 5 16 1.43040 65.166 2.1

116 1 4 18 1.43040 65.166 2.1

117 3 2 19 1.42760 65.310 0.8

118 3 3 15 1.42760 65.310 0.8

119 0 1 26 1.42070 65.667 0.3

120 3 4 8 1.41590 65.918 2.8

121 5 2 6 1.40960 66.250 5.6

122 2 3 20 1.38870 67.379 4.3

123 1 5 14 1.38870 67.379 4.3

124 3 0 24 1.38420 67.627 0.9

125 4 3 10 1.38080 67.817 1.4

126 1 6 1 1.37720 68.018 1.4

127 6 1 2 1.37440 68.176 0.3

128 2 1 25 1.37080 68.379 0.3

129 2 0 26 1.37080 68.379 0.3

130 2 5 9 1.36660 68.619 0.5

131 1 6 4 1.36340 68.802 0.7

132 3 1 23 1.36340 68.802 0.7

133 3 4 11 1.36140 68.918 0.9

134 4 0 22 1.35850 69.086 0.6

135 6 1 5 1.35530 69.272 0.5

136 0 6 12 1.35530 69.272 0.5

137 4 2 17 1.34910 69.636 0.2

138 1 1 27 1.33790 70.305 0.6

139 2 2 24 1.33790 70.305 0.6

140 5 1 16 1.33370 70.559 1.6

141 3 3 18 1.33370 70.559 1.6

142 1 2 26 1.32580 71.043 1.7

143 4 1 21 1.32150 71.309 1.8

144 1 0 28 1.32150 71.309 1.8

145 3 2 22 1.31460 71.741 0.7

146 5 2 12 1.31250 71.874 1.8

147 4 4 0 1.30440 72.391 2.9

148 5 0 20 1.29960 72.701 1.0

149 4 4 3 1.29840 72.779 1.0

150 3 4 14 1.29840 72.779 1.0

151 3 5 1 1.29020 73.316 2.6

152 2 4 19 1.29020 73.316 2.6

153 5 3 2 1.28800 73.462 2.7

154 1 3 25 1.28470 73.682 0.6

155 0 2 28 1.28100 73.930 0.3

156 7 0 4 1.27890 74.072 0.8



Gilang Daril Umami

157 4 4 6 1.27680 74.214 0.3

158 6 1 11 1.27680 74.214 0.3

159 5 3 5 1.27220 74.528 0.2

160 4 2 20 1.26110 75.297 4.1

161 4 3 16 1.25390 75.806 1.0

162 3 5 7 1.25390 75.806 1.0

163 2 5 15 1.25230 75.920 1.8

164 5 1 19 1.25230 75.920 1.8

165 2 6 2 1.25040 76.055 2.5

166 3 1 26 1.24680 76.314 1.7

167 0 0 30 1.24680 76.314 1.7

168 2 1 28 1.24440 76.488 2.6

169 5 3 8 1.24440 76.488 2.6

170 6 2 4 1.24210 76.656 1.6

171 1 6 13 1.24210 76.656 1.6

172 0 5 22 1.23840 76.926 0.5

173 2 6 5 1.23600 77.103 0.2

174 6 1 14 1.22480 77.941 0.6

175 1 5 20 1.22480 77.941 0.6

176 1 4 24 1.22270 78.100 1.1

177 6 0 18 1.22040 78.275 2.1

178 3 5 10 1.22040 78.275 2.1

179 0 4 26 1.21350 78.807 0.9

180 1 1 30 1.21350 78.807 0.9

181 2 6 8 1.21050 79.040 0.8

182 1 2 29 1.20700 79.315 0.7

183 5 3 11 1.20700 79.315 0.7

184 4 4 12 1.20330 79.607 1.3

Stick Pattern



Gilang Daril Umami

Lampiran 2. ICDD Hidroksiapatit

Name and formula

Reference code: 01-072-1243 Mineral name: Hydroxylapatite, syn Compound name: Calcium Phosphate Hydroxide Empirical formula: Ca10H2O26P6

Chemical formula: Ca10 ( PO4 )6 ( OH )2

Crystallographic parameters

Crystal system: Hexagonal

Space group: P63/m Space group number: 176

a (Å): 9.4320

b (Å): 9.4320

c (Å): 6.8810

Alpha (°): 90.0000

Beta (°): 90.0000

Gamma (°): 120.0000

Volume of cell (10^6 pm^3): 530.14

Z: 1.00

RIR: 1.14

Subfiles and quality

Subfiles: Ceramic Common Phase

Excipient Forensic

ICSD Pattern

Inorganic Mineral

Pharmaceutical Quality: Indexed (I)

Comments

ANX: A3B5X13 Creation Date: 11/20/2008

Modification Date: 1/19/2011 ANX: A3B5X13

Analysis: H2 Ca10 O26 P6



Gilang Daril Umami

Formula from original source: Ca10 (P O4)6 (O H)2

ICSD Collection Code: 16742 Calculated Pattern Original Remarks: New refinement based on previously measured

intensities Minor Warning: No e.s.d reported/abstracted on the cell dimension.

7%<R factor<12% (for single crystal)

Wyckoff Sequence: i h4 f a(P63/M) Unit Cell Data Source: Single Crystal.

References

Primary reference: Calculated from ICSD using POWD-12++, (1997) Structure: Posner, A.S., Diorio, A.F., Acta Crystallogr., 11, 308,

(1958)

Peak list No. h k l d [A] 2Theta[deg] I [%]

1 1 0 0 8.16840 10.822 16.9

2 1 0 1 5.26260 16.834 4.8

3 1 1 0 4.71600 18.801 2.4

4 2 0 0 4.08420 21.743 6.0

5 1 1 1 3.89000 22.842 5.8

6 2 0 1 3.51210 25.339 2.4

7 0 0 2 3.44050 25.875 36.1

8 1 0 2 3.17070 28.121 10.1

9 2 1 0 3.08740 28.896 14.8

10 2 1 1 2.81680 31.741 100.0

11 1 1 2 2.77950 32.179 45.3

12 3 0 0 2.72280 32.868 56.4

13 2 0 2 2.63130 34.045 22.3

14 3 0 1 2.53180 35.426 3.4

15 2 2 0 2.35800 38.134 0.2

16 2 1 2 2.29780 39.173 5.0

17 1 3 0 2.26550 39.755 19.7

18 2 2 1 2.23070 40.402 1.8

19 1 0 3 2.20830 40.830 0.4

20 1 3 1 2.15190 41.950 5.8

21 3 0 2 2.13510 42.296 0.7

22 1 1 3 2.06260 43.858 4.5

23 4 0 0 2.04210 44.322 0.7

24 2 0 3 1.99990 45.308 3.7

25 4 0 1 1.95770 46.341 0.6

26 2 2 2 1.94500 46.662 27.6

27 1 3 2 1.89210 48.047 13.4

28 2 3 0 1.87400 48.541 4.4

29 2 1 3 1.84120 49.463 30.5

30 3 2 1 1.80810 50.431 17.6

31 4 1 0 1.78250 51.208 11.8

32 4 0 2 1.75610 52.035 12.6

33 3 0 3 1.75610 52.035 12.6

34 0 0 4 1.72020 53.205 14.4

35 1 0 4 1.68330 54.466 0.5

36 3 2 2 1.64570 55.818 6.5

37 5 0 0 1.63370 56.264 0.2



Gilang Daril Umami

38 1 1 4 1.61610 56.933 0.5

39 3 1 3 1.61180 57.098 4.1

40 5 0 1 1.58950 57.975 1.5

41 4 1 2 1.58270 58.248 0.7

42 3 3 0 1.57200 58.683 0.6

43 2 4 0 1.54370 59.867 4.4

44 3 3 1 1.53250 60.350 3.4

45 4 0 3 1.52520 60.669 0.1

46 2 4 1 1.50620 61.517 3.1

47 1 2 4 1.50270 61.676 3.5

48 5 0 2 1.47580 62.927 8.4

49 5 1 0 1.46710 63.343 1.4

50 3 0 4 1.45430 63.966 7.8

51 3 2 3 1.45120 64.119 5.7

52 5 1 1 1.43480 64.942 7.5

53 3 3 2 1.42980 65.197 1.5

54 1 4 3 1.40740 66.367 2.0

55 2 2 4 1.38970 67.324 0.1

56 1 3 4 1.37000 68.425 0.3

57 6 0 0 1.36140 68.918 0.2

58 1 0 5 1.35710 69.167 0.1

59 5 1 2 1.34950 69.613 2.3

60 4 3 0 1.34290 70.005 0.5

61 6 0 1 1.33550 70.450 0.1

62 5 0 3 1.33060 70.748 0.2

63 1 1 5 1.32110 71.334 0.4

64 4 3 1 1.31800 71.528 3.8

65 4 0 4 1.31560 71.678 0.7

66 5 2 0 1.30800 72.160 2.9

67 2 0 5 1.30420 72.403 0.3

68 3 3 3 1.29670 72.889 0.2

69 5 2 1 1.28500 73.662 1.9

70 2 4 3 1.28060 73.957 3.5

71 2 3 4 1.26730 74.865 1.1

72 6 0 2 1.26590 74.962 1.2

73 2 1 5 1.25700 75.586 4.9

74 3 4 2 1.25100 76.012 2.7

75 6 1 0 1.24570 76.394 1.9

76 1 4 4 1.23780 76.971 6.1

77 5 1 3 1.23590 77.111 4.1

78 3 0 5 1.22820 77.684 0.2

79 1 6 1 1.22570 77.873 0.9

80 2 5 2 1.22260 78.108 5.6

81 2 2 5 1.18860 80.793 0.3

82 5 0 4 1.18460 81.123 0.7

83 4 4 0 1.17900 81.589 1.9

84 1 3 5 1.17620 81.825 0.7

85 1 6 2 1.17130 82.241 0.6

86 6 0 3 1.17130 82.241 0.6

87 3 5 0 1.16690 82.619 0.6

88 4 4 1 1.16210 83.035 1.1

89 3 3 4 1.16040 83.184 1.1

90 4 3 3 1.15890 83.316 3.8

91 2 4 4 1.14890 84.206 3.4

92 0 0 6 1.14680 84.396 1.8

93 4 0 5 1.14120 84.907 0.1



Gilang Daril Umami

94 5 2 3 1.13620 85.369 1.7

95 1 0 6 1.13620 85.369 1.7

96 2 6 0 1.13280 85.687 0.3

97 5 1 4 1.11630 87.268 2.3

98 1 1 6 1.11440 87.454 3.3

99 4 4 2 1.11440 87.454 3.3

100 2 3 5 1.10920 87.969 2.6

101 3 5 2 1.10510 88.380 6.2

102 1 6 3 1.09460 89.454 0.4

103 4 1 5 1.08930 90.007 0.1

104 1 7 0 1.08190 90.794 1.8

105 1 2 6 1.07590 91.444 1.1

106 6 2 2 1.07590 91.444 1.1

107 6 0 4 1.06750 92.372 0.4

108 4 3 4 1.05850 93.393 0.4

109 3 0 6 1.05690 93.577 0.1

110 5 0 5 1.05250 94.088 0.3

111 4 4 3 1.04860 94.547 0.1

112 4 5 0 1.04580 94.879 0.1

113 5 2 4 1.04120 95.432 1.0

114 7 0 3 1.04000 95.578 0.6

115 3 3 5 1.03550 96.128 1.0

116 4 5 1 1.03400 96.313 1.4

117 7 1 2 1.03210 96.549 2.0

118 2 2 6 1.03130 96.649 2.1

119 3 6 0 1.02910 96.924 0.2

120 2 4 5 1.02720 97.164 0.7

121 1 3 6 1.02320 97.673 2.0

122 8 0 0 1.02100 97.956 1.1

123 6 3 1 1.01780 98.371 2.2

124 6 2 3 1.01560 98.659 0.3

125 1 6 4 1.00890 99.548 1.9

126 5 1 5 1.00370 100.253 2.1

127 4 5 2 0.99990 100.776 1.1

128 4 0 6 0.99990 100.776 1.1

129 7 2 0 0.99790 101.053 0.7

130 7 2 1 0.98760 102.516 0.6

131 3 6 2 0.98600 102.748 3.0

132 3 2 6 0.97880 103.809 3.3

133 8 0 2 0.97880 103.809 3.3

134 4 4 4 0.97250 104.761 2.9

135 3 5 4 0.96570 105.814 0.9

Stick Pattern



Gilang Daril Umami



Gilang Daril Umami

Lampiran 3. Data hasil XRD sampel HA sebelum sintering

Anchor Scan Parameters Dataset Name: Hidroksiapatit File name: E:\Data\DATA PENGUJIAN\Agustus\Gilang\Hidroksiapatit.xrdml Comment: Configuration=Reflection-Transmission Spinner, Owner=User-1,

Creation date=12/2/2011 8:19:55 AM Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size

2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Reflection-Transmission Spinner PW3064/60;

Minimum step size Phi:0.1 Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=C:\PANalytical\Data Collector\Programs\scan

10-60_spin.xrdmp, Identifier={2A5A38DC-5C72-434B-9732-ACCA00EEB45E}

Scan 10-60 Measurement Date / Time: 8/9/2012 8:13:54 AM Operator: Institut Teknologi Raw Data Origin: XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis: Gonio Start Position [°2Th.]: 10.0084 End Position [°2Th.]: 59.9884 Step Size [°2Th.]: 0.0170 Scan Step Time [s]: 10.1600 Scan Type: Continuous PSD Mode: Scanning PSD Length [°2Th.]: 2.12 Offset [°2Th.]: 0.0000 Divergence Slit Type: Fixed Divergence Slit Size [°]: 0.2177 Specimen Length [mm]: 10.00 Measurement Temperature [°C]: 25.00 Anode Material: Cu K-Alpha1 [Å]: 1.54060 K-Alpha2 [Å]: 1.54443 K-Beta [Å]: 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio: 0.50000 Generator Settings: 30 mA, 40 kV Diffractometer Type: 0000000011119014 Diffractometer Number: 0 Goniometer Radius [mm]: 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm]: 100.00 Incident Beam Monochromator: No Spinning: No

Graphics



Gilang Daril Umami

Peak List

Pos.[°2Th.] Height [cts] FWHMLeft[°2Th.] d-spacing [Å] Rel.

Int. [%]

10.8443 58.17 0.4015 8.15867

13.30

16.7845 24.31 0.2007 5.28223

5.56

22.9331 29.91 0.2007 3.87804

6.84

25.8989 369.85 0.0836 3.44028

84.58

28.1705 55.52 0.2676 3.16782

12.70

28.9763 68.99 0.3346 3.08153

15.78

31.7652 437.29 0.3011 2.81706

100.00

32.3075 333.11 0.2342 2.77101

76.18

32.7867 247.78 0.1673 2.73159

56.66

34.0796 138.15 0.2676 2.63086

31.59

35.5237 19.71 0.4015 2.52716

4.51

39.8465 85.46 0.4015 2.26240

19.54

41.9836 23.72 0.5353 2.15205

5.42



Gilang Daril Umami

43.9607 24.27 0.4684 2.05974

5.55

45.3645 21.57 0.3346 1.99921

4.93

46.8235 120.90 0.2342 1.94026

27.65

48.0251 55.03 0.4015 1.89449

12.58

49.5303 175.27 0.2007 1.84039

40.08

50.3564 67.81 0.4684 1.81211

15.51

51.3068 53.76 0.2676 1.78076

12.29

52.1661 57.45 0.3346 1.75343

13.14

53.2453 114.03 0.2342 1.72041

26.08

55.2687 18.92 0.0612 1.66074

4.33

55.8752 19.71 0.6691 1.64551

4.51

57.1348 14.14 0.4015 1.61219

3.23

Pattern List

Visible Ref.Code Score Compound Name Displ.[°2Th]

Scale Fac. Chem. Formula

* 01-072-1243 70 Calcium Phosphate .. -0.021

1.062 Ca10 ( P O4 )6 ( O..

Document History Insert Measurement: - File name = "Hidroksiapatit.xrdml" - Modification time = "8/14/2012 10:37:26 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Default properties: - Measurement step axis = "None" - Internal wavelengths used from anode material: Copper (Cu) - Original K-Alpha1 wavelength = "1.54060" - Used K-Alpha1 wavelength = "1.54060" - Original K-Alpha2 wavelength = "1.54443" - Used K-Alpha2 wavelength = "1.54443" - Original K-Beta wavelength = "1.39225" - Used K-Beta wavelength = "1.39225" - Irradiated length = "10.00000" - Spinner used = "No" - Receiving slit size = "0.10000" - Step axis value = "0.00000" - Offset = "0.00000" - Sample length = "10.00000" - Modification time = "8/14/2012 10:37:26 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Interpolate Step Size: - Derived = "Yes"



Gilang Daril Umami

- Step Size = "0.01" - Modification time = "8/14/2012 10:37:26 AM" - Modification editor = "PANalytical" Search Peaks: - Minimum significance = "1" - Minimum tip width = "0.01" - Maximum tip width = "1" - Peak base width = "2" - Method = "Minimum 2nd derivative" - Modification time = "7/16/2012 11:31:58 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Search & Match: - Allow pattern shift = "Yes" - Auto residue = "Yes" - Data source = "Profile and peak list" - Demote unmatched strong = "Yes" - Multi phase = "Yes" - Restriction set = "Untitled" - Restriction = "Restriction set" - Subset name = "" - Match intensity = "Yes" - Two theta shift = "0" - Identify = "No" - Max. no. of accepted patterns = "5" - Minimum score = "50" - Min. new lines / total lines = "60" - Search depth = "10" - Minimum new lines = "5" - Minimum scale factor = "0.1" - Intensity threshold = "0" - Use line clustering = "Yes" - Line cluster range = "1.5" - Search sensitivity = "1.8" - Use adaptive smoothing = "Yes" - Smoothing range = "1.5" - Threshold factor = "3" - Modification time = "8/14/2012 10:38:25 AM" - Modification editor = "Teknik Material"



Gilang Daril Umami

Lampiran 4. Data hasil XRD sampel I (HA) This is the simple example template containing only headers for each report item and the bookmarks. The invisible bookmarks are indicated by text between brackets. Modify it according to your own needs and standards.

Measurement Conditions: (Bookmark 1) Dataset Name HA File name E:\Data\DATA PENGUJIAN\Juli\Gilang UNAIR\HA\HA.xrdml Comment Configuration=Reflection-Transmission Spinner, Owner=User-1, Creation date=12/2/2011 8:19:55 AM Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Reflection-Transmission Spinner PW3064/60; Minimum step size Phi:0.1 Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=C:\PANalytical\Data Collector\Programs\scan 10-60_spin.xrdmp, Identifier={2A5A38DC-5C72-434B-9732-ACCA00EEB45E} Scan 10-60 Measurement Date / Time 7/11/2012 9:03:39 AM Operator Institut Teknologi Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 10.0084 End Position [°2Th.] 59.9884 Step Size [°2Th.] 0.0170 Scan Step Time [s] 10.1600 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0.2177 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 30 mA, 40 kV Diffractometer Type 0000000011119014 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No

Main Graphics, Analyze View: (Bookmark 2)



Gilang Daril Umami

Peak List: (Bookmark 3)

Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM Left [°2Th.] d-spacing [Å] Rel. Int. [%]

10.8910 167.24 0.0502 8.12380 17.01 13.6348 160.55 0.0502 6.49452 16.33 16.9856 232.89 0.0669 5.22013 23.68 20.2074 51.80 0.0502 4.39456 5.27 21.8378 165.39 0.0669 4.06999 16.82 22.8817 25.67 0.2007 3.88663 2.61 25.7884 309.48 0.1004 3.45478 31.47 26.5001 82.38 0.1004 3.36358 8.38 27.4351 56.43 0.0669 3.25104 5.74 27.7925 579.40 0.0669 3.21003 58.92 28.9080 43.20 0.1673 3.08866 4.39 29.6375 121.02 0.0669 3.01427 12.31 31.0328 983.28 0.0669 2.88185 100.00 31.8061 320.72 0.1338 2.81353 32.62 32.2004 197.50 0.0836 2.77997 20.09 32.4422 235.95 0.0502 2.75980 24.00 32.9656 228.68 0.1506 2.71718 23.26 33.4969 51.88 0.0836 2.67528 5.28 34.3433 633.61 0.1020 2.60910 64.44 34.4412 308.49 0.0408 2.60838 31.37 35.1075 69.53 0.1632 2.55404 7.07 35.5755 108.43 0.0612 2.52151 11.03 37.3337 76.60 0.0612 2.40669 7.79 37.8207 52.95 0.0612 2.37682 5.39 39.2277 15.16 0.2448 2.29475 1.54 39.8272 157.40 0.1020 2.26157 16.01 41.0588 105.18 0.0612 2.19654 10.70 41.6632 70.01 0.1632 2.16606 7.12 43.5286 42.71 0.2448 2.07746 4.34 43.8779 56.32 0.1020 2.06173 5.73 44.5014 90.88 0.0816 2.03427 9.24 45.3101 75.96 0.1020 1.99983 7.73 46.7018 110.13 0.1224 1.94343 11.20 46.9540 220.41 0.0816 1.93357 22.42 47.0825 130.62 0.0816 1.93339 13.28 47.9536 131.82 0.0816 1.89558 13.41 48.3591 147.66 0.0612 1.88062 15.02


20 30 40 50

Counts

0

500

1000 HA


Calcium Phosphate



Gilang Daril Umami

49.4763 89.99 0.2040 1.84074 9.15 50.2794 59.60 0.0816 1.81321 6.06 50.6249 54.43 0.2448 1.80164 5.54 51.2235 59.77 0.1224 1.78198 6.08 51.4394 105.76 0.0816 1.77501 10.76 52.0615 40.15 0.2448 1.75525 4.08 52.9902 258.51 0.0816 1.72666 26.29 53.5747 71.64 0.0816 1.70919 7.29 54.3607 43.21 0.1224 1.68632 4.39 55.0414 26.75 0.1224 1.66706 2.72 56.0889 34.09 0.1224 1.63839 3.47 56.5937 19.15 0.2448 1.62497 1.95 57.5507 41.89 0.0816 1.60020 4.26

Pattern List: (Bookmark 4)

Visible Ref. Code Score Compound Name

Displacement [°2Th.]

Scale Factor Chemical Formula

01-072-1243 48 Calcium Phosphate Hydroxide

0.015 0.324 Ca10 ( P O4 )6 ( O H )2

01-072-7587 71 Calcium Phosphate

-0.002 0.897 Ca3 ( P O4 )2

Document History: (Bookmark 5) Insert Measurement: - File name = "HA.xrdml" - Modification time = "7/16/2012 10:52:59 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Default properties: - Measurement step axis = "None" - Internal wavelengths used from anode material: Copper (Cu) - Original K-Alpha1 wavelength = "1.54060" - Used K-Alpha1 wavelength = "1.54060" - Original K-Alpha2 wavelength = "1.54443" - Used K-Alpha2 wavelength = "1.54443" - Original K-Beta wavelength = "1.39225" - Used K-Beta wavelength = "1.39225" - Irradiated length = "10.00000" - Spinner used = "No" - Receiving slit size = "0.10000" - Step axis value = "0.00000" - Offset = "0.00000" - Sample length = "10.00000" - Modification time = "7/16/2012 10:52:59 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Interpolate Step Size: - Derived = "Yes" - Step Size = "0.01" - Modification time = "7/16/2012 10:52:59 AM" - Modification editor = "PANalytical" Search Peaks: - Minimum significance = "1" - Minimum tip width = "0.01" - Maximum tip width = "1" - Peak base width = "2" - Method = "Minimum 2nd derivative" - Modification time = "7/6/2012 11:24:44 AM" - Modification editor = "Teknik Material"



Gilang Daril Umami

Search & Match: - Allow pattern shift = "Yes" - Auto residue = "Yes" - Data source = "Profile and peak list" - Demote unmatched strong = "Yes" - Multi phase = "Yes" - Restriction set = "Untitled" - Restriction = "Restriction set" - Subset name = "" - Match intensity = "Yes" - Two theta shift = "0" - Identify = "No" - Max. no. of accepted patterns = "5" - Minimum score = "50" - Min. new lines / total lines = "60" - Search depth = "10" - Minimum new lines = "5" - Minimum scale factor = "0.1" - Intensity threshold = "0" - Use line clustering = "Yes" - Line cluster range = "1.5" - Search sensitivity = "1.8" - Use adaptive smoothing = "Yes" - Smoothing range = "1.5" - Threshold factor = "3" - Modification time = "7/16/2012 10:53:43 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Convert Ref. Pattern to Phase: - Modification time = "7/31/2012 10:38:23 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Convert Ref. Pattern to Phase: - Modification time = "7/31/2012 10:38:25 AM" - Modification editor = "Teknik Material" More items… (Bookmark 6) More items… (Bookmark 7) More items… (Bookmark 8) More items… (Bookmark 9) More items… (Bookmark 10) More items… (Bookmark 11) More items… (Bookmark 12) More items… (Bookmark 13) More items… (Bookmark 14) More items… (Bookmark 15)



Gilang Daril Umami

Lampiran 5. Data hasil XRD sampel II ( 0,2% Si - HA)

Anchor Scan Parameters Dataset Name: HA+Si 0,2% File name: C:\XRD Data\PENGUJIAN XRD\Pengujian thn 2012\Juli\Gilang

UNAIR\24 juli 2012\HA+Si 0,2%.xrdml\HA+Si 0,2%.rd Comment: Configuration=Reflection-Transmission Sp Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Mini Measurement Date / Time: 7/24/2012 12:56:00 PM Raw Data Origin: PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis: Gonio Start Position [°2Th.]: 10.0084 End Position [°2Th.]: 59.9884 Step Size [°2Th.]: 0.0170 Scan Step Time [s]: 10.1500 Scan Type: Continuous Offset [°2Th.]: 0.0000 Divergence Slit Type: Fixed Divergence Slit Size [°]: 0.2500 Specimen Length [mm]: 10.00 Receiving Slit Size [mm]: 12.7500 Measurement Temperature [°C]: -273.15 Anode Material: Cu K-Alpha1 [Å]: 1.54060 K-Alpha2 [Å]: 1.54443 K-Beta [Å]: 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio: 0.50000 Generator Settings: 30 mA, 40 kV Diffractometer Type: XPert MPD Diffractometer Number: 1 Goniometer Radius [mm]: 200.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm]: 91.00 Incident Beam Monochromator: No Spinning: No

Graphics



Gilang Daril Umami

Peak List


Int. [%]

10.9143 129.52 0.1004 8.10652

14.22

13.6827 114.30 0.0669 6.47190

12.55

17.0248 194.11 0.0836 5.20822

21.31

21.8750 114.20 0.1004 4.06316

12.53

25.8061 292.50 0.0669 3.45244

32.10

26.5558 56.51 0.1338 3.35665

6.20

27.8105 476.68 0.1004 3.20800

52.32

28.9292 35.19 0.2676 3.08644

3.86

29.6774 88.44 0.1338 3.01031

9.71

31.0516 911.07 0.0669 2.88015

100.00

31.7971 265.79 0.2007 2.81431

29.17

32.2399 189.44 0.1004 2.77665

20.79

32.4785 177.24 0.1004 2.75681

19.45

32.9635 191.42 0.2342 2.71734

21.01

33.5101 62.31 0.1338 2.67426

6.84

34.3627 646.48 0.0612 2.60767

70.96

34.4593 342.16 0.0612 2.60705

37.56

35.0771 55.41 0.2040 2.55618

6.08

35.5921 120.09 0.0816 2.52037

13.18

37.3583 62.61 0.2040 2.40517

6.87

37.8562 37.61 0.2040 2.37467

4.13

39.8433 131.64 0.1632 2.26070

14.45

41.0569 80.39 0.1632 2.19663

8.82

41.6861 80.17 0.0612 2.16492

8.80

43.5555 38.42 0.2448 2.07624

4.22

43.9137 49.02 0.2040 2.06013

5.38



Gilang Daril Umami

44.5117 64.79 0.1224 2.03383

7.11

45.3112 65.58 0.2040 1.99978

7.20

46.9645 229.66 0.0816 1.93317

25.21

47.9660 118.96 0.0816 1.89511

13.06

48.3822 118.08 0.0816 1.87978

12.96

49.5553 94.82 0.2856 1.83799

10.41

50.7405 48.57 0.2448 1.79781

5.33

51.3587 61.32 0.4080 1.77761

6.73

53.0009 227.97 0.0816 1.72634

25.02

53.5648 70.50 0.1224 1.70948

7.74

54.4563 37.71 0.3264 1.68359

4.14

55.1232 17.41 0.2448 1.66478

1.91

56.0312 24.00 0.4896 1.63994

2.63

57.5871 23.44 0.4896 1.59928

2.57

59.6003 68.55 0.2856 1.54997

7.52

Document History Insert Measurement: - File name = HA+Si 0,2%.rd - Modification time = "7/24/2012 1:39:28 PM" - Modification editor = "Institut Teknologi" Interpolate Step Size: - Derived = "Yes" - Step Size = "0.01" - Modification time = "7/24/2012 1:39:28 PM" - Modification editor = "PANalytical" Search Peaks: - Minimum significance = "2" - Minimum tip width = "0.01" - Maximum tip width = "1" - Peak base width = "2" - Method = "Minimum 2nd derivative" - Modification time = "6/27/2012 11:33:06 AM" - Modification editor = "Institut Teknologi"



Gilang Daril Umami

Lampiran 6. Data hasil XRD sampel III (0,4% Si - HA)



Graphics



Gilang Daril Umami

Peak List


Int. [%]

10.9087 164.31 0.0669 8.11060

13.16

13.6589 158.77 0.0836 6.48311

12.72

17.0181 340.53 0.0669 5.21024

27.28

20.2300 69.79 0.1004 4.38969

5.59

21.8635 176.23 0.0836 4.06528

14.12

25.8020 351.45 0.0669 3.45298

28.15

26.5354 100.74 0.1171 3.35919

8.07

27.4565 63.48 0.1004 3.24855

5.09

27.8115 697.48 0.0836 3.20789

55.87

29.6557 147.77 0.0836 3.01247

11.84

31.0490 1248.40 0.0669 2.88039

100.00

31.8487 87.07 0.1673 2.80987

6.97

32.4627 256.16 0.0669 2.75811

20.52



Gilang Daril Umami

33.0195 125.74 0.1338 2.71287

10.07

33.5282 66.78 0.1338 2.67285

5.35

34.3574 849.17 0.0816 2.60806

68.02

34.4579 429.49 0.0612 2.60715

34.40

35.0891 81.47 0.2040 2.55534

6.53

35.5930 126.48 0.0816 2.52030

10.13

37.3706 98.01 0.2040 2.40440

7.85

37.8302 55.61 0.2040 2.37624

4.45

39.8363 140.58 0.1020 2.26108

11.26

41.0762 134.75 0.0612 2.19565

10.79

41.6928 113.18 0.0816 2.16459

9.07

43.5912 74.98 0.2040 2.07462

6.01

44.5164 124.45 0.0612 2.03362

9.97

45.3055 81.92 0.1020 2.00002

6.56

46.9646 295.08 0.0612 1.93316

23.64

47.9772 174.39 0.0612 1.89470

13.97

48.3621 126.16 0.1020 1.88051

10.11

49.6907 32.16 0.4896 1.83330

2.58

50.6946 60.34 0.1632 1.79933

4.83

51.4301 83.29 0.1224 1.77531

6.67

52.9880 304.32 0.1020 1.72672

24.38

53.5626 79.11 0.1224 1.70955

6.34

54.3780 71.08 0.0816 1.68583

5.69

55.0960 27.58 0.2448 1.66554

2.21

56.5966 22.76 0.2448 1.62489

1.82

57.4019 50.66 0.1428 1.60399

4.06

Document History Insert Measurement:



Gilang Daril Umami

- File name = HA+Si 0,4%.rd - Modification time = "7/24/2012 1:39:49 PM" - Modification editor = "Institut Teknologi" Interpolate Step Size: - Derived = "Yes" - Step Size = "0.01" - Modification time = "7/24/2012 1:39:49 PM" - Modification editor = "PANalytical" Search Peaks: - Minimum significance = "2" - Minimum tip width = "0.01" - Maximum tip width = "1" - Peak base width = "2" - Method = "Minimum 2nd derivative" - Modification time = "6/27/2012 11:33:06 AM" - Modification editor = "Institut Teknologi"



Gilang Daril Umami

Lampiran 7. Data hasil XRD sampel IV (0,6% Si - HA)



Graphics



Gilang Daril Umami

Peak List


Int. [%]

10.9146 138.49 0.1004 8.10625

14.44

13.6763 126.04 0.0836 6.47493

13.14

17.0390 236.31 0.0669 5.20389

24.64

20.2506 44.46 0.1338 4.38528

4.64

21.8960 142.38 0.0669 4.05932

14.84

25.8323 328.29 0.0836 3.44900

34.23

26.5629 72.73 0.1338 3.35577

7.58

27.8307 604.79 0.0669 3.20572

63.05

29.0252 44.84 0.2676 3.07645

4.67

29.6675 131.46 0.0669 3.01129

13.71

31.0708 959.19 0.0669 2.87841

100.00

31.8329 321.10 0.2007 2.81122

33.48

32.2626 196.63 0.1004 2.77476

20.50

32.5078 174.23 0.1338 2.75438

18.16

33.0091 217.98 0.2007 2.71369

22.73

34.3778 695.73 0.0502 2.60872

72.53

35.1219 64.96 0.1338 2.55514

6.77

35.6177 120.53 0.0669 2.52070

12.57

37.3859 79.90 0.1338 2.40545

8.33

37.8841 42.73 0.1338 2.37495

4.45

39.8584 183.66 0.0669 2.26175

19.15

41.0829 100.29 0.0669 2.19712

10.46

41.7196 72.42 0.1338 2.16505

7.55

43.5756 37.51 0.2007 2.07705

3.91

44.5436 74.15 0.1338 2.03413

7.73

45.3466 71.26 0.1673 1.99996

7.43



Gilang Daril Umami

46.9870 239.77 0.0669 1.93389

25.00

47.9775 120.17 0.0669 1.89626

12.53

48.3938 130.07 0.0669 1.88092

13.56

49.5822 107.63 0.2007 1.83858

11.22

50.3977 47.36 0.2007 1.81073

4.94

51.3549 56.54 0.4015 1.77920

5.89

52.1320 36.25 0.2676 1.75450

3.78

53.0191 264.83 0.0669 1.72722

27.61

54.4688 34.56 0.2676 1.68462

3.60

56.0747 27.45 0.2676 1.64013

2.86

57.4822 21.49 0.3346 1.60327

2.24

59.6059 73.80 0.2342 1.55112

7.69

Document History Insert Measurement: - File name = HA+Si 0,6%.rd - Modification time = "7/24/2012 1:40:13 PM" - Modification editor = "Institut Teknologi" Interpolate Step Size: - Derived = "Yes" - Step Size = "0.01" - Modification time = "7/24/2012 1:40:13 PM" - Modification editor = "PANalytical" Search Peaks: - Minimum significance = "2" - Minimum tip width = "0.01" - Maximum tip width = "1" - Peak base width = "2" - Method = "Minimum 2nd derivative" - Modification time = "6/27/2012 11:33:06 AM" - Modification editor = "Institut Teknologi"



Gilang Daril Umami

Lampiran 8. Data hasil XRD sampel V (0,8% Si - HA)

Anchor Scan Parameters Dataset Name: HA+Si 0,8% File name: E:\Data\DATA PENGUJIAN\Juli\Gilang UNAIR\HA+Si 0,8%\HA+Si

0,8%.xrdml Comment: Configuration=Reflection-Transmission Spinner, Owner=User-1,

Creation date=12/2/2011 8:19:55 AM Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size

2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=Reflection-Transmission Spinner PW3064/60;

Minimum step size Phi:0.1 Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=C:\PANalytical\Data Collector\Programs\scan

10-60_spin.xrdmp, Identifier={2A5A38DC-5C72-434B-9732-ACCA00EEB45E}

Scan 10-60 Measurement Date / Time: 7/11/2012 9:09:54 AM Operator: Institut Teknologi Raw Data Origin: XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis: Gonio Start Position [°2Th.]: 10.0084 End Position [°2Th.]: 59.9884 Step Size [°2Th.]: 0.0170 Scan Step Time [s]: 10.1600 Scan Type: Continuous PSD Mode: Scanning PSD Length [°2Th.]: 2.12 Offset [°2Th.]: 0.0000 Divergence Slit Type: Fixed Divergence Slit Size [°]: 0.2177 Specimen Length [mm]: 10.00 Measurement Temperature [°C]: 25.00 Anode Material: Cu K-Alpha1 [Å]: 1.54060 K-Alpha2 [Å]: 1.54443 K-Beta [Å]: 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio: 0.50000 Generator Settings: 30 mA, 40 kV Diffractometer Type: 0000000011119014 Diffractometer Number: 0 Goniometer Radius [mm]: 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm]: 100.00 Incident Beam Monochromator: No Spinning: No

Graphics



Gilang Daril Umami

Peak List


Int. [%]

10.9116 146.92 0.0669 8.10850

18.63

13.6592 114.79 0.0669 6.48298

14.56

17.0160 196.77 0.0836 5.21087

24.95

20.2523 44.79 0.1004 4.38490

5.68

21.8470 98.57 0.1338 4.06831

12.50

25.8065 265.30 0.0669 3.45239

33.64

26.5500 47.74 0.1338 3.35737

6.05

27.8120 455.67 0.0669 3.20783

57.79

28.9833 47.30 0.2676 3.08081

6.00

29.6413 83.43 0.0502 3.01389

10.58

31.0518 788.56 0.0669 2.88014

100.00

31.8108 304.37 0.2007 2.81313

38.60

32.2201 190.20 0.1004 2.77832

24.12



Gilang Daril Umami

32.4622 217.08 0.0669 2.75815

27.53

33.0198 210.09 0.0502 2.71283

26.64

34.3653 591.35 0.0669 2.60964

74.99

35.1159 50.96 0.1338 2.55556

6.46

35.5776 97.59 0.0502 2.52345

12.38

37.3291 58.88 0.0502 2.40898

7.47

37.8689 25.27 0.1338 2.37587

3.20

39.8411 124.05 0.1171 2.26269

15.73

41.0757 82.84 0.0669 2.19749

10.51

41.6901 54.86 0.2007 2.16651

6.96

43.9183 60.22 0.0669 2.06163

7.64

44.5179 75.01 0.0612 2.03356

9.51

45.3309 71.38 0.1673 2.00062

9.05

46.9665 197.00 0.0669 1.93469

24.98

47.9738 121.27 0.0669 1.89640

15.38

48.3631 108.59 0.0669 1.88204

13.77

49.5226 111.20 0.1338 1.84065

14.10

50.4025 44.88 0.4684 1.81056

5.69

51.4243 70.68 0.1004 1.77697

8.96

52.1430 31.77 0.2007 1.75415

4.03

52.9992 202.72 0.0836 1.72782

25.71

53.5527 64.83 0.0669 1.71126

8.22

54.3749 41.25 0.0669 1.68731

5.23

56.0630 28.90 0.2007 1.64044

3.66

57.5958 30.71 0.1004 1.60038

3.89

59.4483 56.88 0.1004 1.55486

7.21

Pattern List

Visible Ref.Code Score Compound Name Displ.[°2Th]



Gilang Daril Umami

Scale Fac. Chem. Formula

* 01-072-1243 44 Calcium Phosphate .. 0.041

0.398 Ca10 ( P O4 )6 ( O..

* 01-072-7587 70 Calcium Phosphate 0.004

0.924 Ca3 ( P O4 )2

Document History Insert Measurement: - File name = "HA+Si 0,8%.xrdml" - Modification time = "7/16/2012 11:09:03 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Default properties: - Measurement step axis = "None" - Internal wavelengths used from anode material: Copper (Cu) - Original K-Alpha1 wavelength = "1.54060" - Used K-Alpha1 wavelength = "1.54060" - Original K-Alpha2 wavelength = "1.54443" - Used K-Alpha2 wavelength = "1.54443" - Original K-Beta wavelength = "1.39225" - Used K-Beta wavelength = "1.39225" - Irradiated length = "10.00000" - Spinner used = "No" - Receiving slit size = "0.10000" - Step axis value = "0.00000" - Offset = "0.00000" - Sample length = "10.00000" - Modification time = "7/16/2012 11:09:03 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Interpolate Step Size: - Derived = "Yes" - Step Size = "0.01" - Modification time = "7/16/2012 11:09:03 AM" - Modification editor = "PANalytical" Search Peaks: - Minimum significance = "1" - Minimum tip width = "0.01" - Maximum tip width = "1" - Peak base width = "2" - Method = "Minimum 2nd derivative" - Modification time = "7/6/2012 11:24:44 AM" - Modification editor = "Teknik Material" Search & Match: - Allow pattern shift = "Yes" - Auto residue = "Yes" - Data source = "Profile and peak list" - Demote unmatched strong = "Yes" - Multi phase = "Yes" - Restriction set = "Untitled" - Restriction = "Restriction set" - Subset name = "" - Match intensity = "Yes" - Two theta shift = "0" - Identify = "No" - Max. no. of accepted patterns = "5" - Minimum score = "50" - Min. new lines / total lines = "60" - Search depth = "10" - Minimum new lines = "5" - Minimum scale factor = "0.1"



Gilang Daril Umami

- Intensity threshold = "0" - Use line clustering = "Yes" - Line cluster range = "1.5" - Search sensitivity = "1.8" - Use adaptive smoothing = "Yes" - Smoothing range = "1.5" - Threshold factor = "3" - Modification time = "7/16/2012 10:53:43 AM" - Modification editor = "Teknik Material"



Gilang Daril Umami

Lampiran 9. Data hasil FTIR sampel I (HA)



Gilang Daril Umami

Lampiran 10. Data hasil FTIR sampel II (0,2% Si - HA)



Gilang Daril Umami

Lampiran 11. Data hasil FTIR sampel III (0,4% Si - HA)



Gilang Daril Umami

Lampiran 12. Data hasil FTIR sampel IV (0,6% Si - HA)



Gilang Daril Umami

Lampitan 13. Data hasil FTIR sampel V (0,8% Si - HA)



Gilang Daril Umami

Lampiran 14. Hasil dan perhitungan uji MTT

Kontrol Sel (OD) Kontrol Media (OD) OD (perlakuan) sampel

I II III IV V

0.244 0.087 0.221 0.236 0.214 0.186 0.203

0.255 0.078 0.21 0.251 0.189 0.195 0.225

0.291 0.105 0.223 0.284 0.218 0.23 0.234

0.287 0.106 0.223 0.253 0.198 0.211 0.236

0.245 0.059 0.195 0.209 0.22 0.185 0.181

0.245 0.098 0.243 0.258 0.228 0.211 0.219

0.246 0.068 0.187 0.212 0.171 0.186 0.177

0.231 0.081 0.212 0.228 0.193 0.202 0.214 Rata-rata 0.2555 0.08525 0.21425 0.241375 0.203875 0.20075 0.211125

% OD 87.8944 95.85473 84.8496 83.9325 86.97726

Perhitungan persentase sel hidup menggunakan rumus :

Dimana:

OD perlakuan = nilai densitas optik sampel setelah perlakuan



Gilang Daril Umami

OD kontrol sel = nilai densitas optik kontrol sel

OD kontrol media = nilai densitas optik kontrol media

% sel hidup = persen jumlah sel setelah perlakuan

Sedangkan ODrata-rata perlakuan sampel, kontrol sel dan kontrol media masing-masing dihitung dengan rumus :



Gilang Daril Umami

Lampiran 15. Langkah-langkah refinement dengan program PCW (Powder

Cell for Windows)

Informasi kristalografi dari data ICSD digunakan sebagai masukan untuk

penyusunan file model data difraksi terhitung. Sedangkan data hasil percobaan

digunakan sebagai masukan untuk penyusunan file data difraksi terukur. Kedua

data ini dibandingkan dan di refine untuk menentukan parameter kisi dari data

percobaan. Adapun langkah-langkah penyusunan dan refinement data tersebut

adalah sebagai berikut:

1. Buka program PCW.exe

2. Klik File > Load untuk menentukan data struktur dari ICSD yang akan

digunakan sebagai pola difraksi terhitung. Data ini memiliki ekstensi .cel

sebagai berikut



Gilang Daril Umami

Setelah data dipilih, PCW akan menampilkan gambar struktur molekul dan

grafik sebagai berikut

3. Kemudian klik Diffraction > Load Powder Pattern untuk memunculkan data

percobaan sebagai difraksi terukur. Data ini memiliki ekstensi .udf sebagai

berikut



Gilang Daril Umami

4. Mengarah pada toolbar sebelah kanan, klik Show Difference untuk

menunjukkan perbedaan dari grafik difraksi terhitung dan terukur yang

ditunjukkan oleh grafik berwarna hijau.



Gilang Daril Umami

5. Klik Refinement > Start untuk memulai proses refine. Proses ini dilakukan

berulang kali sampai nilai Rp dan Rwp tidak berubah.

6. Klik Refinement > Result untuk menampilkan hasil dari proses refine. Dalam

hasil proses ini, dapat dilihat parameter kisi baru. Nilai samar yang terdapat

pada atas dan bawah nilai parameter baru adalah nilai parameter referensi.



Gilang Daril Umami



Gilang Daril Umami

Documents

SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOKOMPATIBILITASrepository.unair.ac.id/25695/1/UMAMI, GILANG D.pdf · 2016. 8. 8. · sintesis dan karakterisasi biokompatibilitas si:ca10(po4)6(oh)2 dengan