Uji Swelling
1. Uji Swelling
a. Pengaruh Crosslinking Agent (MBA) pada Kapasitas Swelling Adanya crosslinking agent(MBA) dapat mempengaruhi kapasitas swelling hidrogel. Grafik yang menunjukkan perbandingan kapasitas swelling hidrogel dengan dan tanpa penambahan crosslinking agent(MBA) ditunjukkan pada Gambar 13.
commit to user
Gambar 13. Kapasitas Swelling Hidrogel dari Kitosan dengan dan tanpa MBA pada pH 7
Gambar 13 menunjukkan bahwa kapasitas swelling dari hidrogel yang tidak ditambahkan crossslinking agent lebih tinggi dibandingkan dengan hidrogel yang diikat silang oleh crosslinking agent. Polimer hidrofilik yang terikat silang dapat membentuk hidrogel yang mampu menyerap dan menyimpan air ratusan kali dari beratnya sendiri. Akan tetapi konsentrasi crosslinking agent yang terlalu tinggi mengakibatkan tingginya kekakuan struktur yang terikat silang sehingga tidak dapat mengembang dan hanya dapat menyerap sejumlah kecil air (Sadeghi, et al, 2011). Kemampuan hidrogel untuk menyerap air disebut sebagai kapasitas swelling hidrogel. Hidrogel dalam penelitian ini disintesis secara grafting kopolimerisasi dari kitosan sebagai polisakarida dan asam itakonat sebagai monomer. Inisiator yang digunakan pada sintesis ini adalah kalium persulfat (KPS), sedangkan crosslinking agent yang digunakan adalah metilen bisakrilamida (MBA). Adanya ikatan silang pada hidrogel bertujuan untuk mencegah terputusnya rantai polimer yang hidrofilik pada lingkungan cair.
Sifat ikatan silang pada hidrogel membuatnya tidak larut di dalam air. Akan tetapi, penambahan konsentrasi MBA yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penurunan jarak antara rantai kopolimer dan sebagai akibatnya, struktur kaku yang dihasilkan oleh ikatan silang yang sangat kuat tidak dapat mengembang dan menyerap air dalam jumlah yang sedikit (Sadeghi and Yarahmadi, 2011).
massa asam itakonat (g)
tanpa MBA dengan MBA
commit to user
Swelling Selain adanya crosslinking agent, kapasitas swelling dari hidrogel juga dipengaruhi oleh banyaknya monomer yang ditambahkan. Monomer yang ditambahkan pada polisakarida dalam penelitian ini adalah asam itakonat. Jumlah asam itakonat yang ditambahkan bervariasi dari 0,5 g - 2,5 g.Uji swelling dilakukan pada pH 8. Grafik pengaruh penambahan monomer (asam itakonat) terhadap kapasitas swelling hidrogel ditunjukkan pada Gambar 14.
Gambar 14. Grafik Pengaruh Penambahan Asam Itakonat terhadap Kapasitas
Swelling pada pH 8
Gambar 14 menunjukkan bahwa kapasitas swelling hidrogel kitosan-asam itakonat-MBA mengalami kenaikan dengan semakin meningkatnya jumlah asam itakonat yang ditambahkan. Kenaikan kapasitas swelling terjadi pada penambahan asam itakonat mulai 0,5 g - 2 g, dan menurun pada saat asam itakonat yang ditambahkan sebesar 2,5 g. Hal ini menunjukkan bahwa kapasitas swelling optimum hidrogel kitosan-asam itakonat terdapat pada penambahan asam itakonat sebanyak 2,0 g yaitu sebesar 23,9 g/g. Kenaikan awal pada kapasitas swelling dapat dihubungkan dengan banyaknya ketersediaan molekul-molekul monomer di sekitar polisakarida dan meningkatnya sifat hidrofilik dari hidrogel sehingga gaya tarik menarik lebih kuat untuk lebih banyak menyerap air. Sedangkan menurunnya kapasitas swelling setelah dicapai titik optimum berkaitan dengan lebih banyaknya homopolimerisasi yang terjadi selama graft polimerisasi, dan
massa asam itakonat (g)
commit to user
molekul monomer, serta meningkatnya peluang untuk terjadi transfer rantai ke molekul monomer.
c. Pengaruh pH media pada Kapasitas Swelling Pada penelitian ini juga dilakukan pengujian kapasitas swelling pada beberapa variasi pH asam hingga hingga basa. Kisaran pH yang digunakan adalah 2-13. Larutan asam yang digunakan berupa HCl, sedangkan larutan basa yang digunakan adalah NaOH. Pengenceran dilakukan menggunakan akuades.Analisis pengaruh pH media terhadap kapasitas swelling hidrogel dilakukan pada penambahan asam itakonat sebanyak 1,0 g karena pada penambahan tersebut diperoleh hasil paling optimal. Grafik pengaruh pH media terhadap kapasitas swelling hidrogel kitosan-asam itakonat-MBA disajikan pada Gambar 15.
Uji swelling dengan variasi pH media bertujuan untuk mengetahui pH optimum terjadinya swelling. Hal ini berkaitan dengan pemanfaatan hidrogel sebagai drug delivery system, yaitu untuk menyampaikan obat dengan baik pada pada sasaran yang dituju sesuai dengan pH dari organ tubuh tersebut.
Gambar 15. Grafik Pengaruh pH Media terhadap Kapasitas Swelling
Gambar 15 merupakan grafik yang menunjukkan pengaruh variasi pH terhadap kapasitas swelling hidrogel. Kenaikan kapasitas swelling terjadi pada pH
3. Pada pH 4 hingga 7 terjadi kenaikan dan penurunan kapasitas swelling, tetapi
pH media
commit to user
terjadi pada pH 9. Adanya perubahan swelling yang besar dikarenakan adanya perbedaan spesies yang berinteraksi yang bergantung pada pH dari media yang digunakan untuk swelling. Pada pH di bawah 3, adanya ion Cl - melindungi penyerapan kation amonium. Pada pH antara 4-7, kebanyakan golongan asam dan
basanya adalah NH 3 + dan COO - atau bentuk-bentuk NH 2 dan COOH, sehingga interaksi ionik dari spesies NH 3 + dan COO - atau ikatan hidrogen antara amina dan
asam karboksilat menyebabkan adanya crosslinking yang diikuti dengan penurunan kapasitas swelling. Pada pH 9, gugus asam karboksilat terionisasi dan gaya tolak elektrostatik meningkat di antara gugus-gugus COO - yang diserang menyebabkan peningkatan kapasitas swelling.