Optimasi Penumbuhan Apatit pada Mucoza Ampela Ayam : Hamburan Difraksi Sinar-X dan Scanning Electron Microscopy

OPTIMASI PENUMBUHAN APATIT PADA MUCOZA
AMPELA AYAM : HAMBURAN DIFRAKSI SINAR-X DAN
SCANNING ELECTRON MICROSCOPY

SRI RAHAYU SULISTIYANI

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

ABSTRAK
SRI RAHAYU SULISTIYANI. Optimasi Penumbuhan Apatit pada Mucoza Ampela Ayam :
Hamburan Difraksi Sinar-X dan Scanning Electron Microscopy. Dibimbing oleh MERSI
KURNIATI DAN YESSIE WIDYA SARI.
Senyawa kalsium fosfat karbonat sebagai mineral tulang sintesis yang ditumbuhkan diatas
permukaan mucoza ampela ayam sebagai matriks, dibuat dari campuran (NH4)2HPO4 dan
(NH4)2CO3 dengan rasio molar CO32- : PO43- yang bervariasi (0.15:0.3, 0.5:1.02, 0.9:1.8) dan
larutan Ca(NO3)2 dengan rasio molar Ca/P sebesar 1.67. Hamburan Difraksi Sinar-X dilakukan
untuk mengidentifikasi fase serta ukuran kristal sedangkan SEM (Scanning Electron Microscopy)

untuk melihat morfologi apatit karbonat yang ditumbuhkan diatas mucoza ampela ayam. Hasil
presipitasi menunjukkan larutan dengan rasio molar CO32- dan PO43- = 0.15: 0.3 merupakan
konsentrasi optimal untuk pertumbuhan apatit pada mucoza, dibuktikan dengan hadirnya puncak
mucoza pada sampel ini. Penambahan mucoza pada konsentrasi ini juga mengakibatkan penurunan
ukuran kristal. Foto SEM memperlihatkan apatit karbonat yang ditumbuhkan di mucoza ampela
ayam secara umum memiliki morfologi yang menyerupai kelompok partikel tidak teratur dan
gumpalan bulat-bulat kecil.
Kata kunci : kalsium fosfat karbonat, mucoza ampela ayam, X-Ray Diffraction, Scanning Electron
Microscopy.

OPTIMASI PENUMBUHAN APATIT PADA MUCOZA
AMPELA AYAM: HAMBURAN DIFRAKSI SINAR-X DAN
SCANNING ELECTRON MICROSCOPY

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Fisika

SRI RAHAYU SULISTIYANI

G74103051

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

Judul Skripsi

: Optimasi Penumbuhan Apatit pada Mucoza Ampela
Ayam : Hamburan Difraksi Sinar-X dan Scanning
Electron Microscopy
: Sri Rahayu Sulistiyani
: G74103051

Nama
NIM

Menyetujui :

Pembimbing I

Pembimbing II

Mersi Kurniati, M.Si
NIP. 132 206 237

Yessie Widya Sari, M.Si

Mengetahui
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS
NIP. 131 473 999

Tanggal Lulus

:

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Depok pada tanggal 16 April 1984 sebagai anak keempat dari empat
bersaudara, putri pasangan Suparno, BA dan Ny. Siti Amsiah.
Tahun 2002, penulis lulus dari SMUN 4 Depok dan tahun 2003 masuk IPB melalui jalur
SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru). Penulis memilih Program Studi Fisika, Departemen
Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikukum Fisika Dasar dan asisten
responsi Pendidikan Agama Islam pada tahun ajaran 2005/2006. Pada tahun 2004 sampai 2006
penulis aktif berorganisasi di Departemen Kerohanian Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) FMIPA
IPB, Departemen Syi’ar SERUM-G. Awal tahun 2007 sampai sekarang penulis menjadi staf
pengajar Bimbingan belajar semi privat “Alfa Beta” Depok.

PRAKATA
Subhanallah, Alhamdulillahirobbilaalamin, Puji Syukur kepada Allah SWT atas segala nikmat
yang selalu diberikan-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Sholawat dan salam semoga
tercurah kepada uswatun hasanah Nabi Muhammad SAW beserta keluarga,sahabat dan para
pengikutnya. Skripsi ini berjudul Optimasi Penumbuhan Apatit pada Mucoza Ampela Ayam :
Hamburan Difraksi Sinar-X dan Scanning Electron Microscopy.
Penulis menyadari bahwa karya ini masih terdapat banyak kekurangan, sehingga penulis sangat

mengharapkan krtik dan saran yang membangun, sehingga karya ini dapat bermanfaat di masa
mendatang.
Terimakasih sedalam-dalamnya penulis ucapkan kepada pihak-pihak yang telah membantu
penyelesaian karya ilmiah ini, antara lain :
ƒ Ibu Mersi Kurniati, M.Si selaku pembimbing I dan Ibu Yessie Widya Sari, M.Si selaku
pembimbing II yang telah membimbing penulis dengan keluasan ilmu, kesabaran,
motivasi dan semangatnya. Semoga setiap kata dan ilmu yang telah diberikan menjadi
sebuah amal kebaikan yang harum dan kekal dimata Allah SWT.
ƒ Bapak Dr.Ir. Irzaman, M.Si dan Bapak Jajang Juansah, M.Si, selaku dosen penguji untuk
masukan yang berarti bagi penulis.
ƒ Bapak Drs. Nur Indro selaku Komisi Pendidikan Departemen Fisika
ƒ Bapak Setyanto, seluruh dosen dan staf Departemen Fisika FMIPA IPB atas ilmu,
perhatian dan bantuan yang diberikan.
ƒ Program Hibah Penelitian A2 Departemen Fisika, FMIPA IPB tahun 2007
ƒ Pak Bambang Sugiono dari Ilmu Material UI atas bantuan ilmu XRD-nya.
ƒ Matur nuwun sanget untuk Ibu Ari dari Puspiptek-BATAN, Serpong atas SEM-nya.
ƒ Mas Adhi-Teknik Metalurgi UI atas SOP XRD-nya.
ƒ Bapak dan Mama tersayang, yang selalu mendoakan penulis di setiap waktu, perhatian
dan kasih sayangnya yang tidak terbatas. Hanya Allah SWT yang bisa membalas
semuanya.

ƒ Mas Benk, Mba Esti dan dr.Setiyo, kaka terbaik yang ulis punya. Terimakasih atas
perhatian, keceriaan dan kasih sayang, dukungan baik materi atau yang lain. Maaf ademu
sering merepotkan.
ƒ Mba Wiet, Mba Zami dan Mas Aan, Mas Dony, thanks for everything. Keponakan yang
bandel-bandel tapi lucu , Dian Nafi, Tiara Nafi, Rizki Muhammad Raydi, mudahmudahan menjadi anak yang pintar, sholeh dan sholehah.
ƒ Mba Esti Riyani, S.Si, Te-O-Pe Be-Ge-Te, makasih mba ilmu&wejangannya.
ƒ Ukhuwah sejati di PEMANIS ( Ka Ucup, Konde, Ria, Elpi, Nungki, Nopit), TPA Nuris
(Lina, Mba Im, Mba Atun,Nuri, Uni, Mba Em, Lia, Elin, rita), syukron jiddan tuk
perhatian setiap harinya. My Brothers n My Sisters di SERRUM-G... Dont Give Up!!
ƒ Tim HAP : Adi-Irma-Setia-Atiq-Mba Melly-Opik-Priyo-Mba Arsy
ƒ My lovely friends ( Sarma, Yudha, Rina, Vita, Jowie, Yuli, Susu, Bodor, Mba Arum, Ica,
, Sriti, Naniq ). Mba Vera, Mba Ima, Mba Risna, Mba Ina dan Mba Helvy Tiana Rosa
atas “cuti” yang diberikan.
ƒ Thank’s to my partners : Irma Nurmala ‘n Adi Purwa atas perjuangan penelitian kita,
rekan-rekan fisika 40 (Rika, Ai, Ziah, Asih, Set, Atik, Lira, Mami Euis, Euis Tasik, Ica,
Gita, Mba yul, Ita, Nenden, Adiyanto, Opik, Priyo, Awit, Marwan, Tahyudi, Izal, Hudar,
Dicky, Azis, Alwi, Subhi, Kusnadi, Mardani, Mada, Eki, Ucup, Bambang) atas kenangan
yang telah terukir bersama. Fisika 39-41-42 atas semangatnya.

Bogor, September 2007

Sri Rahayu Sulistiyani

Ya Rahman…..Ya Rahim…. Ya Latif…
Jadikanlah segala apa yang hamba lihat, segala apa yang hamba sentuh,
segala apa yang hamba dengar menjadi sesuatu yang bisa
mendekatkan hamba kepada-Mu…
“Bersungguh-sungguhlah dengan kehinaanmu, niscaya Ia menolongmu dengan
kemuliaan-Nya,
Bersungguh-sungguhlah dengan ketidakberdayaanmu, niscaya Ia menolongmu
dengan kekuasaan-Nya. Bersungguh-sungguhlah dengan kelemahanmu, niscaya
Ia menolongmu dengan kekuatan-Nya
(Ibnu Athaillah)

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .................................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................................... viii
PENDAHULUAN ..................................................................................................................... 1

Latar Belakang ..................................................................................................................... 1
Perumusan Masalah ............................................................................................................. 1
Tujuan Penelitian ................................................................................................................. 1
Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................................................. 1
TINJAUAN PUSTAKA............................................................................................................ 2
Tulang ................................................................................................................................. 2
Mineral Tulang ................................................................................................................... 2
Mineral Apatit ..................................................................................................................... 3
Struktur Apatit ..................................................................................................................... 3
Pengaruh Ion CO32- dalam kristal Apatit ............................................................................ 4
Matriks Kolagen .................................................................................................................. 4
Sintesis Hidroksiapatit ......................................................................................................... 5
Hamburan Difraksi Sinar-X ................................................................................................ 5
Scanning Electron Microscopy (SEM) ............................................................................... 6
BAHAN DAN METODA ......................................................................................................... 6
Bahan dan Alat .................................................................................................................... .6
Persiapan Sampel................................................................................................................. 6
Persiapan Presipitasi ............................................................................................................ 6
Penyaringan dan Pengeringan Endapan .............................................................................. 6
Karakterisasi sampel dengan XRD .................................................................................... 6

Karakterisasi sampel dengan SEM...................................................................................... 7
HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................................................. 8
Analisis Hasil Difraksi Sinar-X........................................................................................... 8
Analisis Mikrograf SEM ................................................................................................... 10
SIMPULAN DAN SARAN ..................................................................................................... 12
Simpulan ............................................................................................................................ 12
Saran .................................................................................................................................. 12
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 12
LAMPIRAN ............................................................................................................................. 14

DAFTAR TABEL
Halaman
1
2
3
4

Kandungan unsur inorganik dalam Tulang ...................................................................... 2
Variasi Ca/P kalsium fosfat .............................................................................................. 3
Ukuran kristal tanpa penambahan mucoza variasi konsentrasi CO3:PO4

bidang 002 .......................................................................................................................... 9
Ukuran kristal pada sampel dengan dan tanpa penambahan mucoza
variasi konsentrasi CO3 : PO4 ............................................................................................ 9

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Tulang belakang manusia .................................................................................................... 2
2 Struktur kristal hidroksiapatit yang di proyeksikan sepanjang sumbu-c
dan sepanjang sumbu-a ...................................................................................................... 3
3 Struktur hidroksiapatit (a) Unit sel hidroksiapatit (b) Tampak atas
unit sel hidroksiapatit .......................................................................................................... 4
4 Struktur kolagen .................................................................................................................. 5
5 Difraksi Sinar-X oleh kristal ............................................................................................... 5
6 Skema Difraktometer Sinar-X............................................................................................. 6
7 Skema Scanning Electron Microscope (SEM) ................................................................... 6
8 Diagram alir penelitian ........................................................................................................ 7
9 Pola difraksi sinar-X sampel 1a, 2a dan 3a ......................................................................... 8
10 Pola difraksi sinar-X sampel 1b, 2b dan 3b ........................................................................ 8
11 Mikrograf SEM mucoza ampela ayam perbesaran 10000x ............................................. 10
12 Mikrograf SEM perbesaran 10000x. (a) Sampel 1a. (b) Sampel 2a. (c) Sampel 3a.

(d) Sampel 1b. (e) Sampel 2b. (f) Sampel 3b .................................................................... 11

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Skematik proses presipitasi ................................................................................................ 15
2 Bahan dan alat penelitian .................................................................................................. 16
3 Lokasi maksima profil difraksi sinar-X kalsium fosfat karbonat sampel 1,2
dan 3 untuk tanpa dan dengan penambahan mucoza ampela ayam .................................. 18
4 Presentase fase AKB, AKA, HAP,OKF dan mucoza terhadap
lokasi maksima ................................................................................................................... 19
5 Data JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) .................................. 20
6 Pola XRD mucoza ampela ayam........................................................................................ 21
7 Pola XRD sampel 1a (tanpa mucoza) dengan konsentrasi
CO32- : PO43- = 0.15 : 0.3 .................................................................................................... 22
8 Pola XRD sampel 2a (tanpa mucoza) dengan konsentrasi
CO32- : PO43- = 0.5 : 1.02 .................................................................................................... 23
9 Pola XRD sampel 3a (tanpa mucoza) dengan konsentrasi
CO32- : PO43- = 0.9 : 1.8 ...................................................................................................... 24
10 Pola XRD sampel 1b (penambahan mucoza) dengan konsentrasi
CO32- : PO43- = 0.15 : 0.3 .................................................................................................... 25
11 XRD sampel 2b (penambahan mucoza) dengan konsentrasi
CO32- : PO43- = 0.5 : 1.02..................................................................................................... 26
12 Pola XRD sampel 3b (penambahan mucoza) dengan konsentrasi
CO32- : PO43- = 0.9 : 1.8 ....................................................................................................... 27

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kejadian patah tulang atau kelainan
metabolik pada tulang dapat menimpa setiap
orang kapan saja. Kelainan metabolik tulang
biasanya ditandai dengan menurunnya massa
tulang (osteoporosis) dan menurunnya
mineralisasi tulang (osteomalasia)1. Jika
kelainan metabolik tulang ini terjadi pada usia
anak-anak sampai remaja, dapat segera pulih
karena hormon-hormon tubuhnya masih
sangat mencukupi untuk proses perbaikan
tulang. Pada usia lanjut, hal ini relatif sulit,
karena ketidakseimbangan sistem hormon
tubuh. Untuk itu di perlukan adanya suatu
material subsitusi tulang yang diharapkan
menjadi alternatif untuk mengatasi kelainan
metabolik tulang pada usia lanjut. Material
subsitusi tulang yang digunakan juga harus
bersifat
dapat
diterima
oleh
tubuh
(biokompatibel) dan dapat berintegrasi dengan
cepat.
Fungsi tulang selain sebagai pembentuk
rangka badan, juga sebagai tempat deposit
kalsium, fosfor, magnesium dan garam2.
Adapun fungsi kalsium dalam tubuh sangat
penting dan berhubungan erat dengan fosfor.
Kedua unsur itu sebagian besar terdapat
bersamaan dalam bentuk senyawa kalsium
fosfat. Senyawa kalsium fosfat dalam tulang
hadir dalam dua fase, yaitu, fase amorf dan
fase kristal. Fase stabil kristal kalsium fosfat
mempunyai rumus kimia Ca10 (PO4)6(OH)2
atau yang lebih dikenal dengan nama
hidroksiapatit (HAP). Kristal kalsium fosfat
dalam jaringan keras dikenal dengan kristal
apatit, yang mempunyai formula kimia
berbeda dengan hidroksiapatit, namun
memiliki struktur kristal yang sama2.
Tulang terdiri dari substansi organik yaitu
matriks kolagen dan substansi inorganik yaitu
kalsium dan fosfor sedangkan sisanya adalah
magnesium, sodium, hidroksil, karbonat dan
fluorida1. Kehadiran ion karbonat dapat
menghambat pertumbuhan kristal kalsium
fosfat. Selain itu ion karbonat juga mudah
masuk dalam struktur kristal HAP3. Partikel
berbentuk sperules sesuai dengan foto SEM
fase amorf kalsium fosfat2. Campuran amorf
dan kristal tampak dalam foto SEM sebagai
gumpalan dengan tepi tidak teratur4.
Matriks
berfungsi
sebagai
media
pertumbuhan bagi mineral tulang. Pembuatan
kalsium fosfat sintesis yang ditumbuhkan
pada matriks organik diharapkan mampu
menghasilkan biokompatibel biomaterial
subsitusi tulang yang bersifat ekonomis,

sekaligus
dapat
mempercepat
proses
penyembuhan kelainan metabolik tulang.
Perumusan Masalah
Keberadaan ion asing seperti CO32- dalam
kalsium fosfat sintesis dapat mempengaruhi
fase yang terbentuk dan ukuran kristal dari
apatit. Fase amorf dan ukuran kristal yang
kecil memungkinkan bagi biomaterial sintesis
masuk dan tumbuh dalam tulang. Penambahan
matriks organik sintesis berfungsi sebagai
wadah tumbuh bagi apatit.
Variasi konsentrasi CO32- : PO43- serta
penambahan
matriks
organik
sintesis
merupakan optimasi yang dilakukan untuk
mendapatkan hasil yang sesuai dengan kondisi
fisiologis tulang.
Tujuan Penelitian
1. Membuat senyawa kalsium fosfat karbonat
sintesis variasi konsentrasi hasil presipitasi
dari larutan jenuh ion kalsium dan fosfat
yang ditumbuhkan pada permukaan
mucoza ampela ayam sebagai matriks.
2. Melakukan identifikasi fase dan ukuran
kristal serta
morfologi kristal apatit
karbonat dengan alat XRD (X-Ray
Diffraction) dan SEM (Scanning Electron
Microscope).
Tempat dan Waktu penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium
Biofisika Departemen Fisika FMIPA IPB.
Karakterisasi XRD dilakukan di Departemen
Fisika, Program Studi Ilmu Material, FMIPA
UI, Salemba dan SEM dilakukan di
Puspiptek-BATAN
Serpong.
Penelitian
dimulai bulan April 2006 sampai Juni 2007.

TINJAUAN PUSTAKA
Tulang
Komposisi tulang terdiri atas substansi
organik 35 %, substansi inorganik 45% dan
air 20%. Substansi organik terdiri atas sel-sel
tulang dan substansi organik intraseluler atau
matriks kolagen1. Matriks tulang diperlukan
sebagai substrat bagi deposisi mineral tulang.
Dalam keadaan normal, tulang kita senantiasa
berada dalam keadaan seimbang antara proses
pembentukan dan penghancuran. Ada tiga
jenis sel tulang yang berperan dalam
pembentukan dan penghancuran tulang, yaitu,
osteoblast, osteosit dan osteoklas. Sebagai sel,
osteoblas dapat memproduksi substansi
organik intraseluler atau matriks dengan cara
mengeluarkan enzim tulang atau alkali
fosfatase, dimana akan terjadi kalsifikasi di
kemudian hari. Sesaat setelah osteoblas
dikelilingi oleh matriks, disebut osteosit.
Osteosit merupakan osteoblas yang sudah
dewasa dan tetap bertahan dalam matriks.
Kalsium hanya dapat dikeluarkan dari
tulang melalui proses aktivitas osteoklasis,
dimana yang berperan adalah osteoklas.
Osteoklas akan melepaskan enzim protease
yang nantinya akan merusak matriks. Fase
yang satu akan merangsang terjadinya fase
yang lain. Dengan demikian tulang senantiasa
beregenerasi1.
Substansi inorganik berisi mineral tulang
diantaranya kalsium, fosfor, magnesium,
natrium dan yang lainnya. Komponen mineral
yang sangat dominan dalam tulang yaitu
kalsium dan fosfor dalam bentuk senyawa
yaitu hidroksiapatit (HAP).
Komponen kalsium dan fosfor membuat
tulang keras dan kaku. Kisi tulang terdiri dari
2 lapis, yaitu tulang kompak (75% dalam
tubuh) dan tulang spon (25%). Tulang
kompak adalah tulang dengan struktur halus,
keras dan rapat. Tulang kompak juga tersusun
atas pilar-pilar sel tulang, yang masingmasing dengan rongga ditengah. Ronggarongga diisi dengan sumsum tulang penghasil
sel darah merah. Tulang spon diisi dengan
kolagen, garam kalsium dan mineral-mineral
lain. Ruang-ruang berstruktur mirip sarang
lebah mengandung pembuluh darah dan
sumsung tulang1.
Proses pembentukan dan penimbunan selsel tulang sampai tercapai kepadatan
maksimal berjalan paling efisien sampai umur
mencapai 30 tahun. Semakin bertambah usia,
semakin sedikit jaringan tulang yang dibuat.

Gambar 1 Tulang belakang manusia5.
Mineral Tulang
Mineralisasi dalam organisme hidup
didefinisikan sebagai deposisi material
inorganik pada jaringan keras dalam kondisi
fisiologi2. Mineral dalam jaringan keras
banyak didominasi oleh kalsium dan fosfor
dalam bentuk senyawa. Senyawa kalsium
fosfat dalam tulang hadir dalam dua fase,
yaitu fase amorf dan fase kristal yang
bervariasi dengan tiga faktor utama, yaitu
jenis spesies, jenis jaringan dan umur
jaringan2. Hadirnya kedua fase ini mendukung
dua fungsi tulang dalam tubuh yaitu
penompang pertumbuhan tubuh dan kekuatan.
Bentuk kristal yang stabil dari senyawa
kalsium fosfat biasanya disebut hidroksiapatit
(HAP). Stoikiometri HAP memiliki formula
Ca10(PO4)2(OH)2, struktur kristal hexagonal
dengan dimensi sel satuan 9,42 Å dalam
sumbu a dan b, dan 6,88 Å sepanjang
sumbu-c6.
Tabel 1 Kandungan unsur inorganik dalam
tulang6
Unsur
Ca
P
Mg
Na
K
C
Cl
F
Zat sisa
Total

Wt %
34
15
0.5
0.8
0.2
1.6
0.2
0.08
47.62
100

Mineral Apatit
Apatit adalah istilah umum untuk kristal
mineral dengan komposisi
M10(ZO4)6X2.
Banyak elemen yang menempati keadaan
M,Z dan X yaitu, M dapat terdiri dari unsur
Ca, Sr, Ba, Cd, Pb, dst, dan Z terdiri dari
unsur P,V, As,
S, Si, Ge, CO3, dst,
sedangkan X terdiri dari unsur CO3, F, Cl, OH,
O, Br, dst5. Mineral apatit memiliki beberapa
jenis, diantaranya fluoroapatit (Ca10(PO4)6F2),
kloroapatit (Ca10(PO4)6Cl2), hidroksiapatit
(Ca10(PO4)6(OH)2), podolit (Ca10(PO4)6CO3),
dahlit
(Ca10)(PO4,CO3)6(OH)2,
frankolit
(Ca10(PO4,CO3)6(F,OH)2). Apatit biologi
selain ditemukan pada tulang dan gigi dari
vertebrata, juga ditemukan pada urinari, otak,
salivari , ureter, tonsil, OPPL (Ossification of
the Posterior Longitudinal Ligamen of the
Cervical Spine)6.
Apatit yang hadir dalam tulang
mempunyai karakteristik kristanilitas rendah
dan nonstoikiometri, disebabkan oleh
kehadiran ion asing, sebagian ion asing masuk
kedalam kisi kristal apatit, dan sebagian lain
hanya diadsorpsi pada permukaan kristal.
Pengaruh ion asing seperti ion karbonat dan
Mg diketahui akan memperlambat proses awal
presipitasi dan proses hidrolisis3.
Hidroksiapatit adalah kalsium fosfat yang
mengandung hidroksida dan memiliki rasio
Ca/P sebesar 1.67. Secara umum tipe dari
kalsium fosfat memiliki rasio Ca/P yang
bervariasi dari 2.0 sampai 0.5 (Tabel 2).
Diketahui bahwa variasi harga Ca/P yang
lebar dalam jaringan keras berkaitan dengan
kandungan karbonat.

Senyawa kalsium fosfat bersifat kompleks,
diantaranya dapat berada dalam berbagai fase.
Secara eksplisit dapat dibedakan dalam lima
fase dasar, satu fase amorf dan empat fase
kristal yaitu kalsium fosfat amorf (KFA),
dikalsium
fosfat
dihidrat
(DKDF,
CaHPO4.2H2O), oktakalsium fosfat (OKF,
Ca8H2(PO4)6. 5H2O), trikalsium fosfat (TKF,
Ca3(PO4)2)
dan
hidroksiapatit
(HAP,
Ca10(PO4)6(OH)2). Keempat fase kristal
kalsium fosfat selain mempunyai formula
yang berbeda juga memiliki struktur maupun
parameter kisi kristal yang berlainan2.
Struktur Apatit
Hidroksiapatit memiliki struktur kristal
hexagonal (closed packed) dengan parameter
kisi a = 9.423 Å dan c = 6.875 Å. Gambar 2
menunjukkan struktur kristal hidroksiapatit
yang diproyeksikan sepanjang sumbu c.
Terdapat 2 atom kalsium yang independen di
dalam satu unit sel. Atom Ca(II) di kelilingi
oleh 6 atom O. Atom Ca(II) membentuk
segitiga normal di sumbu c. Segitiga Ca(II)
menumpuk pada sumbu-c, berotasi 60o
terhadap yang lainnya. Hidroksiapatit
memiliki struktur dengan gugus OH tidak
berada di pusat, tetapi bergeser ke bagian atas
dari segitiga. Atom P dikelilingi oleh 4 atom
O
sehingga
membentuk
tetrahedron.
Tetrahedron PO4 hampir teratur dengan
sedikit distorsi6.

Tabel 2 Variasi Ca/P kalsium fosfat7
Formula
Ca10(PO4)6(OH)2
Ca3(PO4)2
Ca3(PO4)2
Ca4(PO4)2O
Ca3(PO4)2
Ca2P2O7
CaO
Ca10(PO4)6F2

Nama
Hidroksiapatit
Trikalsium
Fosfat
Trikalsium
Fosfat (amorf)
Tetrakalsium
Fosfat
Trikalsium
Fosfat
Kalsium
Pirofosfat
Kalsium
Oksida
Fluorapatit

Ca/P
1.67
1.50

(a)

1.50
2.0
1.50

(b)

1.0
NA
1.67

Gambar 2 Struktur kristal hidroksiapatit yang
diproyeksikan sepanjang sumbu-c
(a) dan sepanjang sumbu-a (b)6.

pembentukan tulang oleh sel-sel pembentuk
tulang dapat berlangsung baik sehingga benarbenar menyerupai dan bisa menyatu dengan
tulang asli.

(a)

(b)
Gambar 3

Struktur hidroksiapatit (a) Unit
sel hidroksiapatit (b) Tampak
atas unit sel hidroksiapatit8.

Pengaruh Ion CO32- dalam kristal Apatit
Fraksi mineral dalam jaringan keras selalu
mengandung CO2 (dalam bentuk ion karbonat
atau bikarbonat) meskipun jumlahnya yang
sedikit8. Apatit karbonat merupakan bagian
penting dalam sistem biologi sebagai
komponen inorganik dalam tulang dan gigi8.
Komponen mineral dalam tulang biasanya
disebut “apatit biologi”dan ion karbonat (3-5
%wt) mensubsitusi ion fosfat10. CO32- dapat
menempati posisi PO43- dan OH- yang
berturut-turut menghasilkan apatit karbonat
tipe B dan tipe A6. Apatit biologi biasanya
didominasi oleh apatit karbonat tipe B dan
tipe A dalam jumlah yang sedikit11.
Subsitusi ion CO32- terhadap ion PO43dapat menurunkan parameter kisi dalam
sumbu-a, sedangkan subsitusi CO32- terhadap
ion OH- dapat menaikkan parameter kisi
dalam sumbu-a4,9. Kontraksi parameter kisi a
pada kristal apatit karbonat tipe B terjadi
karena ion karbonat berbentuk planar yang
menggantikan ion fosfat yang berbentuk
tetrahedral yang relatif lebih besar2 . Pada
sintesis apatit karbonat tipe B, selain
menggantikan ion PO43- , CO32- juga dapat
diserap atau terikat pada permukaan kristal12.
Kehadiran ion CO32- dalam larutan akan
memperlambat
proses
nukleasi
dan
pertumbuhan kristal3. Preparasi apatit
karbonat sintetis dengan proses pemanasan
sampai 1000 oC biasanya banyak ion OH yang
tergantikan9.
Melalui
apatit
karbonat,

Matriks Kolagen
Kolagen merupakan suatu protein struktur
yang terdapat didalam matriks luar sel fibril
dan serat tisu perantara. Sekitar 25-33%
protein dalam tubuh ialah kolagen. Kolagen
merupakan komponen utama lapisan kulit
dermis (bagian bawah epidermis) yang dibuat
oleh sel fibroblast. Kolagen adalah protein
yang paling berlimpah jumlahnya pada
jaringan tubuh mamalia13. Pada dasarnya
kolagen adalah senyawa protein rantai
panjang yang tersusun atas asam amino
alanin, arginin, lisin, glisin, prolin, serta
hiroksiprolin.
Glisin
dalam
kolagen
menempati sepertiga bagian. Prolin dan
hidroksiprolin membantu dalam proses
pertumbuhan.
Kolagen biologis banyak ditemukan dalam
tulang (Tipe I), kartilago (Tipe II) dan dalam
pembuluh darah (Tipe III). Tipe I kolagen
selain di tulang juga terdapat di kulit, tendon,
ligamen den kornea. Kolagen merupakan
jaringan konektif dan dapat diekstraksi dari
jaringan hewan, seperti kulit babi, tulang paha
kelinci atau tikus dan tendon sapi atau domba
serta jaringan manusia seperti plasenta.
Kolagen yang ditemukan pada tiap spesies
tidak menunjukkan perbedaan ukuran rongga
dan diameter fibril14.
Sifat biokompatibel, biodegradabel dan
absorpsi yang baik dalam tubuh menjadikan
kolagen dapat digunakan untuk biomaterial
teknik jaringan. Walaupun demikian, kolagen
mempunyai sifat mekanik yang relatif rendah
dibandingkan tulang, oleh karena itu kolagen
biasanya ditemukan dalam bentuk komposit,
seperti
kolagen-hidroksiapatit
sebagai
remodeling tulang14.
Sifat ductile dari kolagen membantu
menaikkan kekerasan dan stabilitas dari
hidroksiapatit. Kombinasi dari kolagenhidroksiapatit
juga
membantu
untuk
menghambat bakteri pathogen yang mungkin
hadir saat proses implantasi14. Penggunaan
kolagen sebagai matriks tulang beserta
hidroksiapatit sebagai mineralnya juga dapat
mempercepat proses penyembuhan kelainan
pada tulang, contohnya ketika terjadi retak
atau fraktur.
Mucoza ampela ayam adalah bahan yang
berasal dari organ bagian dalam ampela ayam
yang terbuang. Bahan ini memiliki
karakteristik yang unik yaitu memiliki tingkat

Gambar 4 Struktur kolagen15.
elastisitas yang tinggi pada kondisi lembab
tetapi getas (brittle) pada kondisi kering.
Kehadiran mucoza adalah sebagai tempat/
wadah untuk nukleasi apatit16.

Sintesis Hidroksiapatit
Pembentukan HAP yang dilakukan
berlangsung dalam larutan dengan konsentrasi
ion kalsium dan fosfat super jenuh yang
melebihi tingkat kritis yang dibutuhkan untuk
terjadinya nukleasi kristal HAP. Proses
pembentukan kristal HAP dipengaruhi oleh
konsentrasi ion kalsium dan fosfat dalam
larutan. Larutan dengan konsentrasi ion Ca2+
dan PO43- kurang dari 2mM disebut dalam
kondisi superjenuh rendah, dan larutan dengan
konsentrasi kedua ion lebih dari 10 mM
disebut dalam kondisi superjenuh tinggi.
Larutan superjenuh rendah kristal HAP
stokiometri terbentuk secara langsung tanpa
melalui pembentukan fase senyawa kalsium
fosfat metastabil. Larutan superjenuh tinggi,
pembentukan HAP mempunyai proses yang
berbeda. Presipitasi pertama dihasilkan dalam
bentuk kalsium fosfat amorf (KFA).
Selanjutnya, transformasi KFA menjadi fase
kristal
stabil
HAP
didahului
oleh
pembentukan fase kristal metastabil nonapatit
seperti oktakalsium fosfat (OKF) dengan
rumus
kimia
Ca8H2(PO4)6.5H2O,
dan
dikalsium fosfat dihidrat (DFD) dengan rumus
kimia CaHPO4.2H2O. Gugus hidroksil dalam
kristal HAP diperoleh dari molekul air,
sehingga proses konversi KFA menjadi kristal
HAP harus berlangsung dalam lingkungan
air3. Proses kristalisasi dapat ditingkatkan
dengan meningkatkan aktivitas ion yang
bersangkutan, misalnya dengan meningkatkan
laju pengadukan, menaikkan pH, menaikkan
suhu, atau menghilangkan penghambat.
Kehadiran ion lain dalam larutan dapat
berpengaruh pada proses kristalisasi. Sebagai
contoh kehadiran ion CO32- dalam larutan
akan memperlambat proses nukleasi dan

pertumbuhan kristal. Selain itu, kehadiran ion
CO32- juga mudah masuk dalam struktur
kristal HAP, menggantikan ion OH- ataupun
PO43- yang berturut-turut membentuk kristal
apatit karbonat tipe A dan tipe B. Umumnya
apatit biologis maupun hasil sintesis yang
diperoleh dengan cara presipitasi pada
temperatur rendah adalah apatit karbonat tipe
B, sedangkan apatit yang di produksi dari
reaksi padat dan temperatur tinggi adalah
apatit karbonat tipe A. Dalam penelitian yang
sudah dilakukan menunjukkan bahwa
kehadiran karbonat pada sintetik apatit akan
menurunkan proses kristalisasi dengan
meningkatnya konsentrasi karbonat. Dapat
disimpulkan bahwa karbonat merupakan
penghambat dalam pembentukan kristal3.
Hamburan Difraksi Sinar-X
Karakterisasi dengan X-Ray Diffraction
(XRD) dilakukan untuk mengidentifikasi
kristal kalsium fosfat karbonat yang
ditumbuhkan pada permukaan mucoza ampela
ayam. Metode difraksi sinar-X yakni seberkas
sinar X jatuh pada kristal dengan sudut
tertentu dan berkas-berkas itu akan
berinterferensi konstruktif jika jarak ekstra
yang ditempuh berkas 1 lebih besar dari
berkas 2 sebesar kelipatan bilangan bulat λ.
Jarak ekstra ini = 2d sin θ (Gambar 5).
Dengan demikian interferensi konstruktif akan
terjadi, mengikuti persamaan Bragg yaitu
2d sin θ = n λ

(1)

Sinar-X dapat didifraksikan dari bidangbidang yang berbeda dengan sudut berbeda di
dalam kristal17.

Gambar 5 Difraksi sinar-X oleh kristal18.

Sumber
Elektron
Lensa
Pemfokus

Lensa
Pemfokus

Gambar 6 Skema difraktometer Sinar-X19.
Informasi hasil pola difraksi sinar-X
meliputi posisi puncak dan intensitas. Posisi
puncak mengindikasikan struktur kristal dan
identifikasi fase yang ada di bahan tersebut,
sedangkan intensitas menunjukkan total
hamburan balik dari masing-masing bidang
dalam struktur kristal18.
Pola difraksi dari berbagai macam bahan
dikumpulkan dalam data JCPDS (Joint
Commitee for Powder Diffraction Standard),
untuk kristal apatit karbonat tipe B dengan
rumus Ca10(PO4)3(CO3)3(OH)2 pola difraksi
sinar-X mempunyai maksimum pada sudut
difraksi 2θ = 29.965o, 37.538o, 38.995o,
39.893o, dan 42.035o 20.
Perhitungan ukuran kristal dengan
persamaan Scherrer yaitu :

K .λ
D=
β . cos θ

(2)

λ adalah panjang gelombang sinar-X, β adalah
harga lebar setengah maksimum atau FWHM
(full width at half maximum), θ adalah sudut
difraksi dan K adalah konstanta variasi
kristal12.

Scanning Electron Microscope (SEM)
Karakterisasi dengan Scanning Electron
Microscope
(SEM)
dilakukan
untuk
mengetahui morfologi sampel dalam berbagai
bidang. Prinsipnya adalah sifat gelombang
dari elektron yakni difraksi pada sudut yang
sangat kecil. Elektron dapat didifraksikan oleh
sampel yang bermuatan, untuk sampel
nonkonduktor dilakukan pelapisan dengan
karbon, emas atau paduan emas, yang
berfungsi untuk mengalirkan muatan elekton
berlebih pada sampel ke ground21. Pola yang
terbentuk menggambarkan struktur dari
sampel. Kelebihan mikroskop elektron ini
mempunyai daya pisah (resolusi) yang sangat
tinggi dan penggunaan berkas elektron dengan
panjang gelombang yang pendek.

Koil
Penyearah
Detektor
Sinyal

Lensa
Akhir
Sampel
holder

Gambar 7 Skema Scanning Electron
Microscope (SEM)22.

BAHAN DAN METODA
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah (NH4)2HPO4 pro analisis,
(NH4)2CO3 pro analisis, Ca(NO3)2 pro analisis,
gas nitrogen, mucoza ampela ayam, NH3 pro
analisis, aquades, Buffer pH.
Alat-alat yang digunakan adalah neraca
analitik, hot plate, buret, magnetic stirrer, pH
meter, kertas saring, pipet, sudip, crucibel,
corong panjang, statif, thermometer, furnace,
labu takar, alumunium, foil, beaker glass
pyrex, botol polyethylene, styrofoam.
Metoda Penelitian
Metode penelitian ditunjukkan
diagram alir penelitian (Gambar 8).

dalam

Persiapan sampel
Larutan prekursor dibuat dari campuran
(NH4)2HPO4, (NH4)2CO3 dan aquades masingmasing sebanyak 50 ml dengan konsentrasi
CO32-:PO43- yang bervariasi, yaitu 0.15:0.3,
0.51:1.02 dan 0.9:1.8. Larutan Ca(NO3)2
dibuat sedemikian rupa sehingga diperoleh
rasio molar Ca2- dan PO43- sebesar 1.67.
Mucoza ampela ayam diperoleh secara
langsung kemudian dilakukan pencucian
dengan melarutkannya dalam 100 ml aquades

yang telah ditetesi amoniak, setelah itu
dilakukan pemanasan didalam furnace pada
temperatur 110 oC selama 2 jam. Bila mucoza
masih berwarna kuning, proses pencucian
diulangi, sehingga didapatkan mucoza
berwarna putih.
Persiapan Presipitasi
Larutan prekursor yang telah dibuat untuk
tiap sampel ditempatkan dalam beaker glass
dan gas nitrogen disemprotkan kedalam
beaker glass selama 5 menit dengan kondisi
beaker glass tertutup rapat. Pemanasan
dilakukan pada temperatur 37 0C dan
dilakukan pengadukan terus menerus,
kemudian ditambahkan tetes demi tetes
larutan Ca(NO3)2
sebanyak 50 ml
menggunakan
buret.
Lampiran
1
memperlihatkan skema pemanasan dan
pengadukan larutan diatas pemanas (hot plate)
dan magnetic stirrer. Pengontrolan pH sebesar
7.4 dilakukan dengan menambahkan amoniak
dengan bantuan pH meter. Presipitasi
dilakukan selama 5 jam, kemudian sampel
diendapkan selama 24 jam.
Penyaringan dan pengeringan endapan
Hasil presipitasi disaring dengan kertas
saring, lalu dibersihkan/dibilas dengan
aquades panas triplo. Endapan yang
terbungkus kertas saring diletakkan dalam
crucible. Hasil endapan dipanaskan 110 oC
dalam furnace untuk menguapkan air yang
tersisa dalam sampel. Hasil presipitasi
merupakan senyawa kalsium fosfat karbonat.
Karakterisasi sampel dengan XRD
Karakterisasi
dilakukan
dengan
Difraktometer Philips tipe PW3710 BASED,
dengan sumber CoKα dengan tegangan 40
kV, arus generator 30 mA, dimulai dari sudut
2θ= 20o-50o. Sampel dalam bentuk serbuk
ditempatkan dalam plat alumunium ukuran
2x2 cm dengan bantuan perekat.
Karakterisasi sampel dengan SEM
Karakterisasi dengan Scanning Electron
Microscope (SEM) merk Philips 515, dengan
perbesaran 10000x. Sampel dalam bentuk
serbuk ditempatkan di kaca preparat
berukuran 2x2 cm dengan bentuan perekat,
kemudian di letakkan diatas logam tembaga
berbentuk bulat (sampel holder) yang
berdiameter ± 5 cm, dan dilakukan proses
pelapisan atau coating sampel dengan emas,
setelah itu proses karakterisasi SEM baru
dilakukan.

Persiapan material prekursor

Siap ?

Pencucian mucoza

Siap ?

Presipitasi
Apatit

Karakterisasi
XRD dan SEM

Analisis

Penyusunan Laporan

Gambar 8 Diagram alir penelitian.

HASIL DAN PEMBAHASAN
AKA
AKA

HAP
OKF

HAP

HAP

OKF

OKF
AKA

3a

OKF

3A
OKF

In te n s ita s

AKA
AKB
AKA

AKA

2a

AKB

2A

OKF
OKF

OKF
AKA

AKB

1a

OKF

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

1A

48

50

2 theta (derajat)

Gambar 9 Pola difraksi sinar-X sampel 1a, 2a
dan 3a.
AKA

AKB
AKA
OKF

3b

OKF

HAP

3B

AKB
OKF
HAP

In te n s ita s

Analisa Hasil Difraksi Sinar-X
Hamburan difraksi sinar-X dilakukan
untuk mengidentifikasi fase dan ukuran kristal
kalsium fosfat karbonat yang ditumbuhkan
pada mucoza ampela ayam. Lokasi maksima
untuk profil tiap sampel dapat dilihat pada
lampiran 3.
Profil difraksi sinar-X untuk semua sampel
menunjukkan grafik campuran fase amorf dan
mikrokristal. Hasil analisa kemudian akan
dibandingkan dengan data JCPDS. Persentase
ketelitian hasil analisa dengan JCPDS dapat
dilihat pada lampiran 4.
Variasi konsentrasi CO32- : PO43merupakan optimasi yang dilakukan, meliputi
konsentrasi 0.15:0.3 , 0.5:1.02 dan 0.9:1.8.
Penambahan 0.75 gr mucoza di lakukan pada
tiap sampel dikonsentrasi yang sama,
sehingga sampel berjumlah 6 buah (1a-1b, 2a2b, 3a-3b), indeks a menunjukkan sampel
tanpa
mucoza
sedangkan
indeks
b
menunjukkan sampel dengan mucoza.
Perbandingan sampel 1a, 2a dan 3a dapat
dilihat pada Gambar 9. Hasil identifikasi fase
didapatkan bahwa pada sampel 1a didominasi
oleh fase OKF terutama pada 2θ= 20.605°,
30.210, 36.96° dan 46.685°. Fase apatit
karbonat tipe A (AKA) muncul pada 2θ=
26.29° sedangkan apatit karbonat tipe B
(AKB) terjadi pada 2θ= 39.84°.
Jika dibandingkan dengan sampel 1a,
hilangnya sebagian fase OKF pada sampel 2a
diiringi oleh bertambahnya fase apatit
karbonat. Lokasi maksima AKA dalam
konsentrasi ini menempati 2θ= 33.485°,
38.17° dan 39.445° sedangkan AKB pada
2θ= 29.89o, 46.1o. Tampak ada sedikit
perubahan bentuk pada profil XRD sampel 3a,
pada konsentrasi ini hadir fase HAP di posisi
maksima 2θ= 25.985°, 30.02°, 33.575° yang
masing-masing mewakili bidang (200), (002)
dan (210), tetapi posisi puncak dominan
ditempati oleh fase OKF. Kehadiran AKA
pada 2θ= 38.2° memiliki intensitas 100%, hal
ini berarti pada sudut tersebut, total hamburan
balik dari bidang yang dimiliki AKA relatif
cukup besar.
Kehadiran ion karbonat dalam larutan
akan memperlambat proses nukleasi dan
pertumbuhan kristal3. Munculnya fase AKA
dan AKB menandakan bahwa ion CO32- sudah
mulai masuk kedalam struktur kristal apatit
untuk menggantikan posisi OH- dan PO43-.
Kenaikan konsentrasi CO32- yang terjadi pada
sampel 1a-2a-3a diiringi
juga
dengan
kenaikan konsentrasi PO43-. Sampel 1a

AKA
OKF

2b

OKF

HAP

2B

OKF
HAP
OKF
Hidroksiprolin

AKA
AKB

20

22

24

26

28

30

32

34

1b

OKF

AKA

AKB

36

38

40

42

44

46

1B

48

50

2 theta (derajat)

Gambar 10 Pola difraksi sinar-X sampel 1b,
2b dan 3b.
memiliki konsentrasi karbonat paling kecil,
sehingga ion karbonat pada sampel 1a belum
banyak masuk dalam struktur kristal,
ditunjukkan dengan sedikitnya fase apatit
karbonat yang hadir pada sampel ini
dibandingkan dengan sampel 2a dan 3a.
Puncak kolagen berkisar antara 5o-20o 23.
Pola difraksi sampel 1b-2b-3b (dengan
penambahan mucoza) dapat dilihat pada
Gambar 10. Pada sampel 1b, selain fase AKA,
hadir pula fase AKB, khususnya menempati
posisi maksima pada 2θ= 33.07°, 38.06° untuk
AKA dan 2θ= 32.52°, 46.005° untuk AKB,
sesuai dengan data JCPDS untuk AKA pada
2θ= 33.232°, 38.007° dan untuk AKB pada
2θ= 32.780°, 46.091°. Puncak hidroksiprolin
yang merupakan penyusun kolagen yang
terdapat di mucoza ampela ayam juga
terdeteksi di sampel ini pada 2θ= 20.665°
walaupun dengan intensitas yang cukup
rendah.

Analisa fase yang diperoleh untuk sampel
2b dan 3b berbeda dengan sampel 1b, dikedua
sampel tersebut tidak tampak lagi puncak
hidroksiprolin dari mucoza, hal ini terjadi
kemungkinan karena konsentrasi kedua
sampel yang lebih tinggi daripada sampel 1b
dan massa mucoza yang tetap. Denaturasi
protein oleh reagensia seperti urea, ion H+
ringan atau OH- akan memutuskan ikatan
hidrogen, hidrofobik dan elektrostatik pada
protein, sehingga membuat protein terganggu
kestabilannya. Aktivitas kebanyakan protein
dirusak oleh asam atau basa kuat, panas,
detergen ionik, urea dan logam-logam berat12.
Ada kemungkinan konsentrasi karbonat yang
terus meningkat secara tidak langsung akan
mengganggu kestabilan protein yang terdapat
pada mucoza. Puncak AKA dan AKB sampel
2b masing-masing pada 2θ= 38.285o dan
37.49o, sedangkan di sampel 3b terdeteksi
pada 2θ= 36.955o, 38.235o dan 29.985o. Fase
OKF dan HAP muncul juga dikedua sampel
ini. Ini berarti sampel masih terdapat fase
kristal.
Hasil
pola
XRD
secara
umum
memperlihatkan bahwa perubahan konsentrasi
karbonat dan penambahan mucoza juga
dapat menyebabkan perubahan fase dominan.
Sampel 1a dengan perbandingan rasio molar
terkecil (CO32-:PO43-= 0.15:0.30) memiliki
fase apatit karbonat yang lebih sedikit
dibandingkan sampel 2a dan 3a. Penambahan
mucoza membuat sampel 1b memiliki fase
apatit karbonat yang dominan, yang
sebelumnya banyak ditempati oleh fase OKF
pada sampel 1a. Jika dibandingkan dengan
sampel 1b, sampel 2b juga mengalami
perubahan fase dominan dari sampel 2a, dari
fase dominan apatit karbonat menjadi fase
dominan OKF, sedangkan untuk sampel 3a
menuju sampel 3b, dari fase dominan OKF
menuju fase dominan apatit karbonat. Jika
dilihat perubahan yang terjadi, sampel 1b dan
3b memiliki fase dominan apatit karbonat
(AKA dan AKB), tetapi dalam hal ini sampel
1b memiliki fase AKB lebih banyak dari
sampel 3b, seperti yang telah diketahui apatit
biologi biasanya didominasi oleh apatit
karbonat tipe B (AKB) dan tipe A (AKA)
dalam jumlah yang sedikit11.
Hasil identifikasi ukuran kristal (Dhkl)
setiap sampel ditunjukkan oleh Tabel 3 dan 4,
dengan perhitungan menggunakan persamaan
Scherrer. Diketahui bahwa harga FWHM (β)
berbanding terbalik dengan ukuran kristal.
Nilai lebar setengah maksimum (FWHM)
yang bertambah menjelaskan ukuran kristal
menurun24.

Tabel 3 Ukuran kristal pada sampel tanpa
penambahan
mucoza
variasi
konsentrasi CO32- : PO43- bidang 002
sampel

2θ ( o )

β (rad)

D (nm)

1a

30.21

0.00698

23.88

2a

29.89

0.00698

23.87

3a

30.02

0.00558

29.85

Tabel 4 Ukuran kristal pada sampel dengan
dan tanpa penambahan mucoza
variasi konsentrasi CO32- : PO43sampel

2θ
(o)

β
(rad)

D
(nm)

bidang

1a

36.96

0.005584

30.40

420

1b

36.64

0.009772

17.35

420

2a

29.89

0.00698

23.87

002

2b

30.02

0.004188

39.80

002

3a

30.02

0.005584

29.85

002

3b

29.98

0.006282

26.53

002

Tabel 3 memperlihatkan pada sampel 1a
dan 2a memiliki FWHM (β) yang sama dan
sedikit menurun pada sampel 3a. Ini berarti
pada sampel 3a ukuran kristal cenderung
naik. Kenaikan karbonat yang diiringi
kenaikan fosfat pada sampel tanpa mucoza
dapat mempengaruhi ukuran kristal yang
terbentuk walaupun tidak signifikan.
Tabel 4 memperlihatkan perbandingan
ukuran kristal antara sampel tanpa mucoza
dan sampel dengan mucoza. Kenaikan
FWHM (β)
yang
mengindikasikan
penurunan ukuran kristal (Dhkl) signifikan
terjadi pada sampel 1a menuju 1b. Ini
memperlihatkan bahwa pada sampel 1b
mucoza berperan dalam menurunkan ukuran
kristal pada konsentrasi tersebut. Pengukuran
pada sampel 1a dan 1b dilakukan dibidang
(420) karena dalam hal ini bidang (002) pada
sampel 1b tidak ditemukan. Peningkatan
ukuran kristal terjadi pada sampel 2a menuju
2b dari 23.87 nm ke 39.80 nm, hal ini karena
pada sampel 2b, bidang (002) sudah berada
dalam fase kristal stabil HAP dan meskipun
puncak mucoza tidak terdeteksi pada sampel
ini, namun sifat ductile dari kolagen pada
mucoza di konsentrasi ini dapat berpengaruh
dalam membantu menaikkan kekerasan dan
stabilitas dari hidroksiapatit (HAP)14.

Analisis mikrograf SEM
Gambar 11 memperlihatkan hasil foto
SEM mucoza ampela ayam. Mucoza yang
terdiri dari protein, memiliki bentuk kelompok
partikel yang menyerupai lempeng dengan
permukaan cukup halus dan mempunyai
ukuran yang cukup besar, diameternya ± 3-4
μm. Hasil foto mikrograf SEM untuk
presipitat kalsium fosfat karbonat dengan
variasi konsentrasi CO32- : PO43- dapat dilihat
pada Gambar 12. Foto SEM kalsium fosfat
karbonat menunjukkan tanpa atau dengan
penambahan mucoza pada umumnya terdiri
dari kelompok partikel membentuk gumpalan
bulat kecil-kecil.
Morfologi sampel 1a (Gambar 12a)
memperlihatkan kelompok partikel pada
umumnya berbentuk bulat kecil yang
menyebar tidak jelas, tapi tetap dalam satu
koloni besar serta jarak antar kelompok
partikel yang masih sangat dekat. Hadirnya
karbonat dapat mereduksi efek stabilitas
beberapa ion dalam struktur apatit12.
Kemungkinan konsentrasi karbonat yang
masih rendah yang dimiliki oleh sampel 1a
tampak membuat kecenderungan kelompok
partikel apatit untuk menyatu lebih besar
daripada sampel 2a dan 3a.
Partikel-partikel kecil pada sampel 2a
(Gambar 12b) terlihat memisahkan diri
walaupun masih belum jelas, dan semakin
memisahkan diri pada sampel 3a (Gambar
12c). Konsentrasi kabonat dan fosfat yang
cukup tinggi pada sampel 3a
membuat
kelompok partikel tidak lagi menunjukkan
penyatuan yang baik serta memperlihatkan
kelompok partikel yang semakin menjauh.
Kelompok partikel pada sampel 3a juga
menunjukkan tepi yang tidak rata akibat
partikel-partikel kecil yang membentuk satu
koloni terpisah. Bentuk kelompok partikel
dengan tepi tidak rata menyerupai campuran
dari fase amorf dan mikrokristal2.
Perubahan morfologi foto SEM terjadi
untuk sampel dengan penambahan mucoza.
Sampel 1b (Gambar 12d) yang memiliki
konsentrasi
karbonat
terendah,
memperlihatkan kelompok partikel-partikel
kecil yang menyatu dengan baik serta nampak
lebih rapat karena seperti terlihat ada partikel
penghubung antar kelompok partikel apatit
yang kemungkinan itu berasal dari partikel
mucoza, sehingga penumbuhan apatit
optimum pada sampel ini. Seiring dengan
penambahan konsentrasi karbonat, pada
sampel 2b (Gambar 12e) tampak kelompok
partikel kecil-kecil yang masih bersatu mulai

mucoza

Gambar 11

Mikrograf SEM mucoza ampela
ayam perbesaran 10000x

memisahkan diri menjadi partikel-partikel
kecil individu tetapi relatif masih kurang jelas
terlihat. Kelompok partikel yang sudah
memisahkan diri membentuk gumpalangumpalan bulat dengan ukuran tidak seragam
serta memperlihatkan koloni partikel individu
terlihat dengan jelas pada sampel 3b (Gambar
12f) dan berada dalam orde nanometer sampai
mikrometer.
Jika dibandingkan sampel tanpa mucoza
terhadap sampel dengan mucoza, tampak
perbedaan kelompok partikel relatif jelas
terlihat pada sampel 1a menuju 1b, sedangkan
partikel pembentuk sampel 2a menyerupai
partikel pembentuk sampel 2b, juga pada 3a
menuju 3b dengan masing-masing memiliki
bentuk yang hampir serupa. Ini berarti bahwa
penambahan mucoza pada sampel 2b dan 3b
tidak berpengaruh banyak pada morfologi
sampel.
Hasil foto mikrograf SEM untuk sampel
1b memperlihatkan secara makro gambaran
kelompok partikel kecil-kecil dalam orde
mikrometer yang pada dasarnya terbentuk dari
gabungan beberapa kristal yang berukuran
nanometer, dan dari foto SEM juga
memperlihatkan adanya interaksi dan
penyatuan yang baik diantara kelompok
partikel di sampel 1b. Secara keseluruhan
analisa foto mikrograf SEM mendukung hasil
analisa difraksi sinar-X yang menyatakan
bahwa penumbuhan apatit optimum terjadi di
sampel 1b.

Sampel 1a

Sampel 1b

(d)

(a)

Sampel 2b

Sampel 2a

(e)

(b)

Sampel 3a

Sampel 3b

(c)

(f)

Gambar 12 Mikrograf SEM perbesaran 10000x. (a) Sampel 1a. (b) Sampel 2a. (c) Sampel 3a.
(d) Sampel 1b. (e) Sampel 2b. (f) Sampel 3b.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penumbuhan apatit pada mucoza ayam
optimum terjadi di sampel 1b dengan
perbandingan rasio molar terkecil (CO32:PO43-= 0.15:0.30). Hasil identifikasi fase
pola XRD menunjukkan pada sampel 1b
didominasi oleh puncak apatit karbonat,
pada sampel ini juga terdeteksi puncak
hidroksiprolin yang merupakan penyusun
kolagen pada mucoza. Ukuran kristal yang
kecil juga diperoleh pada sampel ini. Hasil
keseluruhan analisis XRD memperlihatkan
fase apatit karbonat (AKA dan AKB)
terbentuk disemua sampel disamping itu
terbentuk juga fase OKF dan HAP. Sampel
1a dengan perbandingan rasio molar terkecil
(CO32-:PO43-= 0.15:0.30) memiliki fase
apatit karbonat yang lebih sedikit
dibandingkan sampel 2a dan 3a.
Hasil
foto
SEM
sampel
1b
memperlihatkan kelompok partikel dengan
penyatuan yang baik dan lebih rapat
dibanding dengan sampel 2b dan 3b yang
cenderung meperlihatkan kelompok partikel
dengan gumpalan-gumpalan bulat yang
mulai memisahkan diri. Kenaikan karbonat
dapat mengurangi stabilitas dari kolagen
yang terdapat mucoza.
Saran
Untuk penelitian lebih lanjut dengan
menggunakan metode presipitasi, diperlukan
ketelitian terutama dalam hal pengaturan
suhu, pH, pengadukan. Jika menggunakan
material organik seperti mucoza, perlu juga
divariasikan massa