Bahan baku untuk pembentukan kristal kalsit, yaitu ion kalsium dan karbonat, yang
berasal dari plasma darah. Jumlah kalsium yang beredar dalam darah pada ayam rata-rata
pada satu waktu adalah sekitar 25 miligram. Oleh karena jumlah kalsium yang yang
beredar akan diserap dari darah setiap 12 menit. Selama periode utama kalsifikasi
cangkang, sebagian besar kalsium dalam cangkang telur mengendap dalam kurun waktu
16 jam. Tidak ada ayam yang dapat mengkonsumsi kalsium begitu cepat untuk
memenuhi kebutuhan ini. Sebagai gantinya, kalsium didapat dari tulang khusus yang
terdapat pada tulang ayam. Tulang-tulang ini mengumpulkan cadangan kalsium dalam
jumlah besar untuk pembentukan cangkang.
10
2.2 Tulang
Tulang merupakan jaringan ikat yang sangat kompleks dan unik. Struktur tulang
yang kompleks memahami bagaimana proses kompleks penyembuhan tulang terjadi ketika
patah tulang. Salah satu keunikan dari tulang yaitu hanya dengan memahami sifat
biomekanis dan biologis dari tulang, maka dapat diketahui jenis implan pengganti tulang
terbaik yang digunakan untuk merekonstruksi kerusakan tulang. Implan terbaik tulang secara
alami adalah material yang memiliki sifat biomekanik dan biologis yang sangat mirip
dengan tulang normal.
11
Tulang sebagai pembentuk kerangka tubuh manusia memiliki empat fungsi utama.
Fungsi mekanik sebagai penyokong tubuh dan tempat melekatnya jaringan otot untuk
pergerakan. Fungsi protektif sebagai pelindung berbagai alat vital dalam tubuh dan
sumsum tulang. Fungsi metabolik sebagai cadangan dan tempat metabolisme berbagai
mineral yang penting seperti kalsium dan fosfat. Fungsi hemopetik sebagai tempat
Tabel 1 Kandungan unsur mineral dalam tulang.
13
Unsur berat
Ca P
Mg Na
K C
Cl F
Zat sisa 34
15 0,5
0,8 0,2
1,6 0,2
0,08 47,62
Total 100
berlangsungnya proses pembentukan dan perkembanagan sel darah.
7
Komposisi utama
jaringan tulang
bergantung pada spesies, umur, jenis kelamin, jenis tulang, dan posisi tulang. Komposisi
tulang secara umum terdiri dari 55 material anorganik, 30 organik dan 15 air.
2
Material anorganik merupakan mineral tulang yang mengandung cukup kalsium Ca yaitu
dalam bentuk kalsium fosfat karbonat, dan mineral-mineral lain. Mineral-mineral lain
yang terkandung antara lain magnesium Mg, flouride F, klor Cl, natrium Na, dan
kalium K.
12
Kandungan senyawa mineral tulang manusia secara umum terdapat pada
Tabel 1.
2.3 Hidroksiapatit
Hidroksiapatit HAp merupakan salah satu mineral utama bagi tulang dan gigi. HAp
bersifat biokompatibel dan osteokonduktif. Oleh karena itu, HAp dapat digunakan dalam
implantasi tulang.
14
HAp memiliki rumus kimia Ca
10
PO
4 6
OH
2
yang memiliki rasio Ca:P adalah 1,67. HAp memilki densitas 3,156
gcm
3
. Struktur
Kristal HAp
adalah heksagonal dalam bentuk closed-packed -
dengan parameter kisi a = 9,418 Ǻ dan c =
6,881 Ǻ.
12
Struktur unit sel HAp terdiri dari dua triangular Gambar 1. Atom kalsium
Ca ditunjukan oleh warna hijau, atom fosfor oleh warna merah dan atom oksigen oleh
warna biru. Setiap unit sel memiliki dua jenis atom Ca yaitu Ca1 dan Ca2. Perbedaan ini
berdasarkan letak posisi Ca, dimana Ca1 yaitu yang berada di pusat triangular sedangkan
Ca2 yang berada di dinding triangular.
7
2.4 Kitosan
Kitosan merupakan hasil turunan dari polimer kitin yaitu limbah pengolahan industri
perikanan, khususnya udang dan rajungan.
6
Kitosan merupakan polisakarida yang terdiri dari glucosamine dan N-acetyl glucosamine
yang dihubungkan dengan sebuah
Gambar 1 Sistem kristal hidroksiapatit
7
Kalsium Fosfat
Oksigen
Gambar 2 Skema struktur Kitin dan Kitosan
15
ikatan β 1-4 glucosidic. Kitosan bersifat biokompatibel, dan dapat didegradasi oleh
enzim dalam tubuh manusia. Hasil degradasi kitosan tidak beracun.
15
Skema kitin dan kitosan dapat dilihat pada Gambar 2.
Dalam rekayasa jaringan, sifat bioaktif kitosan perlu dimanfaatkan dengan teknik
khusus seperti halnya polimer. Kitosan perlu dikombinasikan dengan material bioaktif
lannya agar sifat bioaktif kitosan dapat ditingkatkan.
4
2.5 Komposit HidroksiapatitKitosan
Material komposit merupakan bahan yang terdiri dari dua atau lebih fasa yang
berbeda fasa matriks dan fasa terdispersi dan memiliki sifat yang berbeda dari yang salah
satu unsurnya. Fasa utama, memiliki karakter kontinyu yang disebut matriks. Matriks
biasanya lebih ulet dan kurang keras. Fasa kedua yang tertanam pada matriks dalam
bentuk diskontinyu. Ini fase sekunder disebut fasa terdispersi. Fasa terdispersi biasanya lebih
kuat dari matriks, oleh karena itu fasa terdispersi biasanya memperkuat matriks. Ada
dua sistem klasifikasi bahan komposit. Salah satunya didasarkan pada bahan matriks
logam, keramik, polimer dan yang kedua didasarkan pada struktur materi.
16
Biomaterial seperti HAp, dan kitosan dapat digunakan dalam implantasi tulang.
17
Dalam implantasi tulang, HAp merupakan material inorganik utama dari tulang alami
yang memiliki sifat biokompatibel dan bioaktif yang baik. Sifat getas HAp, membuat
HAp sulit untuk dibentuk atau didesain. Material lain perlu ditambahkan pada HAp
untuk menghilangkan sifat getas HAp.
4
Kitosan yang bersifat bioaktif merupakan pilihan yang tepat untuk ditambahkan pada
HAp. Dalam hal ini pengunaan kitosan yaitu sebagai tempat melekatnya HAp. Penambahan
kitosan diharapkan dapat meningkatkan bioaktivitas, biokompatibel dan sifat mekanik
komposit HApkitosan.
7
2.6 X-Ray Diffraction XRD
Setiap material memiliki pola difraksi yang khas seperti sidik jari manusia. X-Ray
diffraction XRD
dapat memberikan
informasi secara umum baik secara kuantitatif maupun kualitatif tentang komposisi fasa-fasa
dalam kristal. Ada tiga informasi yang perlu diperhatikan untuk mengidentifikasi fasa-fasa
dalam suatu material dengan menggunakan XRD yaitu posisi sudut difraksi maksimum,
intensitas puncak dan distribusi intensitas sebagai fungsi dari sudut difraksi.
4
Difraksi sinar-X atau X-Ray diffraction XRD merupakan metode yang digunakan
untuk mengetahui struktur Kristal dan perubahan fasa
18
Jika sampel merupakan campuran dari dua material berbeda, maka
XRD dapat memberikan informasi mengenai proporsi mineral dari kedua material
tersebut.
19
Difraksi sinar-X akan menghasilkan pola yang berbeda tergantung pada konfigurasi
yang di bentuk oleh atom-atom dalam kristal. Gelombang yang terdifraksi dari atom-atom
yang berbeda dapat saling mengganggu. Interaksi ini dapat membuat distribusi
intensitas resultannya termodulasi dengan kuat. Jika atom-atom tersusun periodik dalam
kristal, maka gelombang terdifraksi akan terdiri dari interferensi maksimum tajam
peak yang simetri, peak yang terjadi berhubungan dengan jarak antar atom. Syarat
terjadinya difraksi harus memenuhi hukum Bragg
. Metode XRD berdasarkan sifat difraksi
sinar-X yaitu hamburan cahaya dengan panjang gelombang
saat melewati kisi kristal dengan sudut
melewati kisi kristal dengan
Gambar 3 Skema X-Ray Diffraction
20
Kitin
Kitosan
