Pemanfaatan Limbah Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) untuk Sintesis Hidroksiapatit dengan Modifikasi Pori Menggunakan Pati Beras Ketan

PEMANFAATAN LIMBAH CANGKANG KEONG SAWAH (Bellamya javanica)
UNTUK SINTESIS HIDROKSIAPATIT DENGAN MODIFIKASI PORI
MENGGUNAKAN PATI BERAS KETAN

AGUNG ARDY RIYANTO

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

 

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Limbah
Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica) untuk Sintesis Hidroksiapatit dengan
Modifikasi Pori Menggunakan Pati Beras Ketan adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya

yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, November 2013
Agung Ardy Riyanto
NIM G44090038

 

ABSTRAK
AGUNG ARDY RIYANTO. Pemanfaatan Limbah Cangkang Keong Sawah
(Bellamya javanica) untuk Sintesis Hidroksiapatit dengan Modifikasi Pori
Menggunakan Pati Beras Ketan. Dibimbing oleh CHARLENA dan TETTY
KEMALA.
Sintesis hidroksiapatit (HAp) dari bahan biomaterial cangkang keong sawah
(Bellamya javanica) dengan kadar kalsium yang cukup tinggi direaksikan dengan
diamonium hidrogen fosfat kemudian ditambahkan pati beras ketan. HAp disintesis
dengan menggunakan metode basah. Pemanfaatan limbah cangkang keong sawah

akan bermanfaat dalam sintesis HAp. Pati baik digunakan untuk aplikasi biomedis
karena memiliki sifat biodegradabel dan biokompatibel. Pati beras ketan memiliki
kandungan amilopektin yang tinggi sehingga dapat membentuk struktur berpori.
Konsentrasi pati yang digunakan sebesar 20% dan 30%. Hasil analisis difraksi sinarX menunjukkan bahwa fase HAp mendominasi struktur dengan kristalinitas yang
cukup tinggi. HAp dengan pati beras ketan 30% merupakan modifikasi terbaik dan
menghasilkan pori dengan ukuran 0.63-1.59µm. Hasil identifikasi gugus fungsi
menunjukkan bahwa pada gugus HAp berporogen pati beras ketan tidak terdapat
gugus ion karbonat. Pada hari ke-6 uji in-vitro sudah terjadi pertumbuhan kristal
apatit pada media larutan simulated body fluide (SBF).
Kata kunci: cangkang keong sawah, hidroksiapatit, pati beras ketan, porogen

ABSTRACT
AGUNG ARDY RIYANTO. Utilization of Garden Snail (Bellamya javanica) Shell
for Synthesis of Pore-modified Hydroxyapatite Using Rice Starch. Supervised by
CHARLENA and TETY KEMALA.
Synthesis of hydroxyapatite (HAp) from high calcium garden snail (Bellamya
javanica) shell and diammonium hydrogen phosphate was added with rice starch. The
HAp synthesis was conducted by wet method. One advantage of using garden snail
shell waste in HAp synthesis is due to its high calcium content. The porogen used
was rice starch. Starch is good to be applied in biomedicals due to its biodegradability

and biocompatibility. Rice starch has high amylopectin to form porous structure. Rice
starch concentrations used were 20 % and 30 %. X-ray diffraction analysis showed
that HAp was dominated by a structure with high crystalinity. HAp with 30 % rice
starch gave the best result with the pore size of 0.63-1.59 µm. Functional group
analysis showed that HAp-rice starch had no carbonate functional group. Apatite
crystals grew in the simulated body fluide (SBF) solution in the sixth day of in vitro
test.
Keywords: garden snail shell, hydroxyapatite, porogen, rice starch

 

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang
wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

PEMANFAATAN LIMBAH CANGKANG KEONG SAWAH (Bellamya javanica)
UNTUK SINTESIS HIDROKSIAPATIT DENGAN MODIFIKASI PORI
MENGGUNAKAN PATI BERAS KETAN

AGUNG ARDY RIYANTO

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

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

 

Judul Skripsi : Pemanfaatan Limbah Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica)
untuk Sintesis Hidroksiapatit dengan Modifikasi Pori Menggunakan
Pati Beras Ketan
Nama
: Agung Ardy Riyanto
NIM
: G44090038

Disetujui oleh

Dr Tetty Kemala, MSi
Pembimbing II

Dr Charlena, MSi
Pembimbing I

Diketahui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS

Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

 

ii
 

PRAKATA
Alhamdulillahirabbil’alamin, puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas
berkat, rahmat, dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penulisan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari sampai
Agustus 2013 yang bertempat di Laboratorium Kimia Anorganik, Laboratorium
Bersama Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(FMIPA), Institut Pertanian Bogor, serta Laboratorium Energi Cair dan Oleokimia,
Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil
Hutan, Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
dalam pelaksanaan serta penyelesaian skripsi ini, terutama kepada ibu Dr Charlena,

M.Si selaku pembimbing I dan ibu Dr Tetty Kemala S.Si, M.Si selaku pembimbing II
dari Departemen Kimia FMIPA IPB yang telah memberikan bimbingan selama
penelitian serta ilmu-ilmunya yang sangat berharga bagi penulis. Terima kasih kepada
Bapak Dadang Setiawan, SE dan Bapak Ali yang telah membantu dan memberikan
kontribusi dalam penelitian yang telah dilakukan. Ucapan terima kasih kepada Bapak
Wawan, Bapak Syawal, Bapak Caca, Bapak Mulyadi, kak Luthfan dan Teh Nurul
yang telah membantu penulis dalam pemakaian alat dan bahan di Laboratorium
Kimia Anorganik Departemen Kimia FMIPA IPB.
Ucapan terima kasih tidak lupa saya ucapkan kepada Ayah dan Ibu, Adikku,
serta seluruh keluarga atas dukungan moral dan materilnya selama ini. Ucapan terima
kasih kepada Mella Yanti yang selalu menjadi penyemangat dalam penulisan karya
ilmiah ini. Terimakasih kepada Trias Ardabilly, Mugananda, Aldhi Athawi, dan Desy
Kusuma Fitri atas dukungan dan kerja samanya selama ini. Terima kasih kepada
seluruh teman-teman Kimia 46 yang telah memberikan motivasi dan dorongan dalam
menyusun karya ilmiah ini. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat khususnya
bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.

Bogor, November 2013

Agung Ardy Riyanto

iii
 

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Bahan
Alat
Prosedur Percobaan
Preparasi Cangkang Keong Sawah
Kalsinasi Kandungan CaCO3 Cangkang Keong sawah
Pengukuran Ca dari Cangkang Keong Sawah
Konversi CaO menjadi Ca(OH)2
           Sintesis Hidroksiapatit tanpa Porogen
Preparasi Pati Beras Ketan
Hidroksiapatit Berporogen

Analisis XRD
Analisis SEM
Analisis FTIR
Uji In Vitro HAp-Pati Beras Ketan dengan Larutan SBF
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Cangkang Keong Sawah (Belamya javanica)
Sintesis Hidroksiapatit (HAp)
Sintesis HAp Berporogen Pati Beras Ketan
Morfologi Hidroksiapatit
Uji In-Vitro
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

vi
vi
1

2
2
2
2
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
6
7
9
10
14
15

15
15
17
33

 

DAFTAR GAMBAR
1  Difraktogram sinar-X sampel cangkang keong kering
2 Difraktogram sinar-X sintesis HAp tanpa porogen dengan variasi waktu
sonikasi
3 Difraktogram sinar-X HAp berporogen pati beras ketan 30%
                 
4 Hasil analisis SEM HAp tanpa porogen perbesaran 15.000 kali
5 Hasil analisis SEM HAp berporogen pati beras ketan 20% perbesaran
15.000 kali
6 Hasil analisis SEM HAp berporogen pati beras ketan 30% perbesaran
15.000 kali
7 Hasil analisis FTIR pada HAp tanpa porogen dan HAp berporogen
pati beras ketan 30%
8 Pengaruh waktu perendaman dalam uji in-vitro terhadap konsentrasi
kalsium pada HAp

7
8
10
11
11
12
13
14

DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian
2 Data perhitungan konsentrasi kalsium cangkang keong sawah
3 Data analisis hasil XRD cangkang keong sawah
4 Data hasil analisis XRD HAp tanpa porogen dengan sonikasi 2, 4, dan
6 jam
5 Data hasil analisis XRD HAp berporogen pati beras ketan 30% dengan
    sonikasi 6 jam
6 Data JCPDS
7 Parameter kisi hidroksiapatit
8 Perhitungan ukuran kristal
9 Data ukuran pori sampel berdasarkan analisis SEM
10 Data hasil analisis FTIR pada HAp berporogen pati beras ketan 30%
11 Data hasil analisis uji in vitro HAp pada larutan SBF
12 Data komposisi bahan untuk sintesis HAp

17
18
19
20   
23  
24
27
27
28
30
31
32

PENDAHULUAN
Hidroksiapatit (HAp) merupakan kristal apatit yang paling stabil.
Hidroksiapatit termasuk kelompok apatit yang paling banyak digunakan dibidang
medis karena memilki sifat biokompatibel dan osteokonduktif. Rumus kimia HAp
adalah Ca10(PO4)6(OH)2 yang memiliki perbandingan Ca:P adalah 1.67. Secara
teoritis densitas HAp adalah 3.156 g/cm3. Struktur kristal dari HAp adalah
heksagonal dalam bentuk terkemas rapat dengan paramenter kisi a = 9.418 Å dan
c = 6.884 Å. Material ini telah diakui sebagai bahan pengganti tulang dan gigi
karena memiliki kemiripan dari segi biologisnya untuk jaringan tulang keras
manusia (Vijayalaksmi & Rajeswari 2006). Disebabkan oleh sifatnya yang sangat
biokompatibel dengan jaringan tubuh manusia, HAp dan trikalsiumfosfat
(TCP/Ca3(PO4)2) banyak diteliti (Santos et al. 2004).
Penelitian hidroksiapatit telah banyak sekali dilakukan di berbagai negara.
Hidroksiapatit yang memiliki biokompatibilitas yang baik ialah HAp yang dapat
melakukan proliferasi sel tulang dengan baik. Hidroksiapatit yang seperti ini
biasanya memiliki pori yang besar dalam jumlah yang banyak (Pane 2004).
Hidroksiapatit berpori ini dapat dimodifikasi dengan menggunakan porogen salah
satunya pati. Pati memiliki sifat biokompatibel, tidak beracun, dan biodegradabel
(Peniche et al. 2007). Menurut Lei et al. (2005), pati mampu memperbanyak dan
memperbesar ukuran pori. Sumber pati baik digunakan untuk aplikasi biomedis
karena memiliki sifat biodegradabel, biokompatibel, dapat larut dalam air, dan
harganya murah (Sadjadi et al. 2010).
Hidroksiapatit berpori digunakan dalam rekayasa jaringan tulang sebagai
bahan pengisi untuk cacat tulang dan augmentasi, materi graft tulang buatan, dan
operasi revisi prostesis. Luas permukaan yang besar pada HAp berpori
menyebabkan sifat osteokonduktivitas dan kekuatan adsorbsinya menjadi sangat
baik sehingga pertumbuhan jaringan tulang baru menjadi semakin cepat (Sopyan
et al. 2007). Ukuran pori dari HAp memegang peranan penting dalam
pertumbuhan tulang. Ukuran pori untuk memungkinkan pertumbuhan tulang
bersamaan dengan sirkulasi darah sebesar 100 – 150 m. Ukuran pori 50 m
dapat menghasilkan pembentukan osteoid (Sopyan et al. 2007). Berdasarkan hasil
morfologi SEM penelitian Romawarni (2011) ukuran pori yang dihasilkan dengan
penambahan porogen kitosan sebesar 1 m, adapun pada penelitian ini porogen
yang digunakan adalah pati beras ketan diharapkan dapat menghasilkan ukuran
pori yang lebih besar dengan adanya variasi konsentrasi porogen.
Keong sawah (marga Bellamya) termasuk dalam kelompok Operculata
yang hidup di perairan dangkal. Cangkang keong sawah merupakan limbah dari
konsumsi daging keong sawah dan belum memiliki pemanfaatan komersial yang
signifikan. Limbah ini kaya akan berbagai mineral termasuk kalsium (Baby et al.
2010). Menurut Soido et al. 2009 kalsium karbonat yang tergabung dalam
struktur cangkang sebagai kristal kalsit dan aragonit yang terasosiasi pada matriks
organik (protein kompleks yang disekresikan oleh epitelium luar moluska).
Limbah cangkang keong sawah dikenal banyak mengandung kalsium oleh karena
itu dilakukan penelitian sintesis HAp dengan modifikasi pori melalui metode
presipitasi basah. Metode ini secara singkat melibatkan antara lain kalsinasi,
hidrasi, sintesis HAp dan perlakuan termal. Cangkang keong sawah yang telah

2
 

dikalsinasi (1000° C) terhadap udara akan mengubah CaO hasil kalsinasi
cangkang keong sawah menjadi Ca(OH)2. Hal ini terjadi karena adanya reaksi
hidrasi CaO dengan uap air yang terdapat di udara. Ca(OH)2 dari cangkang keong
sawah tersebut digunakan sebagai bahan baku sintesis HAp. Sintesis HAp dengan
penambahan ammonium fosfat (NH4)2HPO4 pada Ca(OH)2 keong sawah serta
porogen pati beras ketan diharapkan dapat membentuk HAp dengan ukuran pori
yang maksimal. Dengan demikian, penelitian ini bertujuan membuat HAp berpori
menggunakan porogen pati beras ketan dengan komposisi 20% dan 30% dan
dilakukan dengan metode presipitasi modifikasi sonikasi.

METODE

Bahan dan Alat
Alat-alat yang digunakan adalah alat-alat kaca, indikator pH universal,
oven Memmert Wisconsia, tanur listrik Nabertherm, neraca (Ohaus USA), mortar,
sarung tangan, termometer, ultrasonik 8893 Lok-parner, sentrifugasi Hemle
Labnet Z206A, alat kompaksi, spektrofotometer serapan atom (AAS) merk
Shimadzu AA-7000, spektrofotometer inframerah transformasi fourier (FTIR)
One Merk Perkin Elmer, mikroskop elektron payaran (SEM) merk ZEISS, dan
spektrofotometer difraksi sinar-X (XRD) merk Shimadzu XRD-7000.
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah contoh
cangkang keong sawah (Bellamya javanica), HCl, HNO3 pekat, (NH4)2HPO4, air
bebas ion, K2Cr2O7, H2SO4 pekat, pati beras ketan, dan larutan simulated body
fluide (SBF).
Lingkup Kerja
Sintesis HAp pada penelitian ini dilakukan dengan metode basah
(presipitasi). Tahapan penelitian terdiri dari enam tahapan diantaranya 1)
identifikasi dan preparasi cangkang keong sawah; 2) penentuan kadar kalsium
dalam serbuk cangkang keong sawah dengan AAS; 3) sintesis hidroksiapatit tanpa
porogen; 4) preparasi larutan pati beras ketan; 5) sintesis hidroksiapatit
berporogen pati beras ketan; dan 6) pencirian dengan XRD, SEM dan FTIR
(Lampiran 1).
Preparasi Cangkang Keong Sawah
Cangkang keong sawah dibersihkan dari kotoran dengan menggunakan air
lalu direbus selama 1 jam. Cangkang kemudian dipisahkan dari daging keong
sawah. Selanjutnya, dikeringkan di bawah sinar matahari lalu cangkang keong
sawah digiling dengan mesin penggiling sampai menjadi serbuk halus ±100 mesh.
.

3 
 

Kalsinasi Kandungan CaCO3 Cangkang Keong Sawah
(Soido et al. 2009)
Seperti pada penentuan kadar kalsium, langkah kalsinasi diperlukan
sebelum sintesis hidroksiapatit untuk mengubah kandungan CaCO3 cangkang
keong sawah menjadi CaO. Sejumlah serbuk cangkang keong sawah yang telah
kering dimasukkan ke dalam cawan porselen yang sebelumnya telah dibilas
dengan HNO3 pekat. Serbuk cangkang kemudian dipanaskan di dalam tungku
(tanur) pada 1000°C selama 2 jam. Setelah itu, abu yang didapat ditimbang dan
dikumpulkan untuk proses selanjutnya.
Pengukuran Ca dari Cangkang Keong Sawah
Preparasi sampel
Sampel hasil kalsinasi ditimbang sebanyak 0.1 gram ke dalam labu ukur
100 mL. Kemudian, ditambahkan 5 mL HCl pekat. Sampel didiamkan ± 5 menit
sampai menjadi larut dan jernih. Sampel kemudian ditera dengan air bebas ion dan
dihomogenkan. Selanjutnya dipipet 1 mL larutan yang tadi dan dimasukkan ke
dalam labu ukur 100 mL. Sampel ditera dengan air bebas ion dan dihomogenkan.
Selanjutnya ditambahkan sedikit stronsium agar stabil dalam pengukuran.
Kemudian, diukur dengan AAS pada = 422.7 nm (Adams et al. 1966).
Preparasi Deret Standar
Dibuat larutan 1000 ppm dengan cara ditimbang sebanyak 0.25 gram
CaCO3 ke dalam labu ukur 100 mL. Setelah itu, ditambahkan 5 mL HCl pekat.
Sampel didiamkan ± 5 menit sampai menjadi larut dan jernih. Selanjutnya, ditera
dengan air bebas ion dan dihomogenkan lalu dibuat 100 ppm dengan cara dipipet
10 mL dari larutan 1000 ppm dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL.
Setelah itu, ditera dengan air bebas ion dan dihomogenkan. Selanjutnya dibuat 2,
4, 8, 12, dan 16 ppm yaitu dipipet 2, 4, 8, 12, dan 16 mL kemudian masingmasing dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL. Lalu ditera dengan air bebas ion
dan dihomogenkan. Selanjutnya, larutan tersebut ditambahkan sedikit stronsium
agar stabil dalam pengukuran. Sampel diukur dengan AAS pada = 422.7 nm
(Adams et al. 1966).
Preparasi Blanko
Sebanyak 5 mL HCl pekat dipipet. Selanjutnya, ditera dengan air bebas
ion dan dihomogenkan. Lalu dipipet 1 mL larutan yang tadi dan dimasukkan ke
dalam labu ukur 100 mL. Sampel ditera dengan air bebas ion dan dihomogenkan.
Selanjutnya ditambahkan sedikit stronsium agar stabil dalam pengukuran.
Kemudian diukur dengan AAS pada = 422.7 nm (Adams et al. 1966).

4
 

Konversi CaO menjadi Ca(OH)2
CaO dapat dengan mudah ditransformasi menjadi Ca(OH)2 melalui suatu
reaksi eksotermik dengan air. Abu yang didapat dari proses kalsinasi cangkang
keong sawah dihidrasi dengan cara dibiarkan kontak dengan udara (yang
mengandung uap air) selama 1 minggu di suhu kamar. Untuk pemastian
terbentuknya Ca(OH)2, abu yang telah dibiarkan kontak dengan udara dianalisis
menggunakan spektrofotometer XRD.
Sintesis Hidroksiapatit
(Santos et al. 2004)
Sintesis hidroksiapatit disiapkan Ca(OH)2 dari cangkang keong sawah.
Pada tahap awal sintesis, timbang sebanyak 18.5195 g serbuk Ca(OH)2 kemudian
ditambahkan dengan air bebas ion sebanyak 500 mL hal ini bertujuan untuk
membuat suspensi Ca(OH)2. Sebanyak 19.7982 g serbuk (NH4)2.HPO4
ditambahkan air bebas ion sebanyak 500 mL sehingga terbentuk larutan
(NH4)2.HPO4. Larutan (NH4)2.HPO4 0.3 M diteteskan pada suspensi Ca(OH)2
pada suhu 40±2°C dengan kecepatan penetesan selama 6 mL/menit. Pada sintesis
ini, pH dimonitor namun tidak dikoreksi. Campuran yang terbentuk diaduk
dengan pengaduk magnetik stirer agar homogen. Campuran tersebut kemudian
didekantasi selama 1 malam. Selanjutnya, campuran disonikasi menggunakan alat
ultrasonik dengan berbagai variasi waktu selama 2, 4, dan 6 jam. Endapan
disentrifuga pada 4500 rpm selama 15 menit kemudian dibilas dengan air deion.
Lalu, endapan dikeringkan pada 100 °C selama 3 jam. Setelah kering, endapan
ditumbuk halus dalam mortar lalu di panaskan pada suhu 900 °C selama 2 jam.
Serbuk HAp lalu langsung diangkat dengan hati-hati tanpa menunggu tanur
mendingin. Serbuk HAp yang dihasilkan didinginkan pada suhu kamar.
Selanjutnya hidroksiapatit dengan tiga variasi waktu sonikasi ini di analisis
dengan XRD. Setelah itu, diambil hasil terbaik untuk dilakukan analisis SEM dan
FTIR. Air bebas ion digunakan untuk membuat semua larutan-larutan. Jumlah
reagen dihitung dari kebutuhan untuk membuat 10 g hidroksiapatit berdasarkan
persamaan reaksi sintesisnya.
Preparasi Pati Beras Ketan
Pati beras ketan disiapkan mula-mula dengan membersihkan beras ketan
yang sudah ada dengan air mengalir, kemudian beras ketan yang sudah bersih
dikeringkan pada suhu kamar. Selanjutnya beras ketan digiling sampai berbentuk
halus seperti tepung, lalu serbuk beras ketan ini dikeringkan dibawah sinar
matahari sampai benar-benar kering. Pati dibuat dengan 2 variasi konsentrasi yaitu
20% dan 30%. Sebanyak 20 g pati ditambahkan air bebas ion 100 mL untuk
membuat pati dengan konsentrasi 20% dan 30 g pati ditambahkan air bebas ion
100 mL untuk membuat pati dengan konsentrasi 30%.
Hidroksiapatit Berporogen
 

Metode sintesis HAp berporogen sama dengan metode diatas, selanjutnya
dilakukan penambahan porogen pati beras ketan dengan dua konsentrasi larutan

5 
 

pati yang berbeda masing-masing sebesar 20 % dan 30 %. Selanjutnya dilakukan
sonikasi menggunakan alat ultrasonik dengan berbagai variasi waktu selama 6
jam. Endapan disentrifuga pada 4500 rpm selama 15 menit kemudian dibilas
dengan air deion. Lalu, endapan dikeringkan pada 100 °C selama 3 jam. Setelah
kering, endapan ditumbuk halus dalam mortar lalu ditanur dengan suhu 900 °C
selama 2 jam. Serbuk HAp lalu langsung diangkat dengan hati-hati tanpa
menunggu tanur mendingin. Serbuk HAp yang dihasilkan didinginkan pada suhu
kamar.
Analisis XRD
(Dahlan et al. 2009)
Disiapkan sampel yang sudah dikeringkan dan digerus dengan
menggunakan lumpang sampai halus. Setelah itu, sampel dimasukkan ke dalam
holder. Holder berisi sampel dikait pada diffraktometer. Selanjutnya, pada
komputer di set nama sampel, sudut awal, sudut akhir, dan kecepatan analisa.
Sudut awal pada 10º dan sudut akhir pada 80º kecepatan baca di set 0.60 detik.
Dengan panjang gelombang 1.54060 Å dan sebagai target adalah tembaga (Cu)
Setelah itu alat di operasikan. Sampel hasil sintesis ditempatkan pada suatu
spesimen holder kemudian diletakkan pada difraktometer. Analisis ini dilakukan
untuk mengetahui fasa yang terkandung di dalam sampel. Hasil analisis
dibandingkan dengan data Joint Committe on Powder Diffraction Standards
(JCPDS).
Analisis SEM
Sampel diletakkan pada plat alumunium kemudian dilapisi dengan pelapis
emas setebal 48 nm. Proses selanjutnya, sampel yang telah dilapisi emas diamati
menggunakan SEM dengan tegangan 20 kV dan perbesaran 5000 , 10000 , dan
15000. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui morfologi dan pori dari HAp.
Pengukuran pori dilakukan dengan cara membandingkan panjang diameter pada
skala foto.
Analisis FTIR
Dua miligram sampel dicampur dengan 100 mg KBR dan kemudian dibuat
pelet. Pelet dianalisis dengan IR dengan jangkauan bilangan gelombang 4000-400
cm-1.

Uji In Vitro HAp-Pati beras ketan dengan Larutan SBF
Larutan SBF dibuat dengan mencampurkan bahan-bahan berikut ini :
NaCl 99.5%, NaHCO3 99.5%, KCl 99.0%, Na2HPO4.2H2O 99.5%, MgCl2.6H2O
98%, CaCl2.2H2O 99%, Na2SO4, (CH2OH)3CNH2 99.2%, HCl 1M. Sampel
sebanyak 2 g dibuat pellet kemudian dimasukkan pada larutan simulated body
fluide (SBF) 100 mL. Proses perendaman dilakukan dengan rentang waktu yang
telah ditentukan, yaitu selama 6 dan 20 hari. Hasil perendaman larutan SBF

6
 

diambil 20 mL kemudian dilakukan penyaringan larutan dengan kertas saring
Whatman No 40. Pencirian dilakukan dengan menggunakan AAS.

HASIL DAN PEMBAHASAN
 

Analisis Cangkang Keong Sawah (Bellamya javanica)
Hasil analisis kandungan kalsium pada cangkang Bellamya javanica
dilakukan dengan menggunakan metode spektroskopi serapan atom (AAS).
Analisis kandungan kalsium pada cangkang keong sawah dilakukan untuk
mengetahui seberapa banyak kandungan kalsium pada cangkang. Kandungan
kalsium yang tinggi merupakan bahan baku utama dalam sintesis hidroksiapatit.
Cangkang keong sawah yang digunakan untuk bahan baku sintesis hidroksiapatit
berasal dari pasar Bogor (Bellamya javanica). Menurut Soido et al. 2009
kandungan kalsium pada cangkang keong sawah sangat tinggi dan tersimpan
dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO3). Hal ini sesuai dengan analisa kandungan
kalsium yang telah dilakukan. Analisis kandungan kalsium pada cangkang sawah
dilakukan dengan pengukuran triplo. Cangkang keong sawah memiliki kandungan
mineral yang tinggi terutama kalsium sebesar 88.54%, sehingga dapat digunakan
sebagai sumber kalsium untuk sintesis hidroksiapatit (HAp) (Lampiran 2).
Kalsium yang diperoleh dari cangkang keong sawah ini berupa CaCO3.
Kalsium karbonat selanjutnya akan berubah menjadi CaO melalui proses
kalsinasi pada suhu 1000 ⁰C (Santos et al. 2004). Proses kalsinasi bertujuan untuk
menghilangkan kandungan organik pada serbuk cangkang keong sawah seperti
karbonat. Karbonat harus dihilangkan terlebih dahulu agar dapat terbentuk
mineral CaO walaupun sebagian kecil karbonat masih terdapat pada serbuk
setelah proses kalsinasi dilakukan. Keberadaan karbonat ini akan membentuk
apatit karbonat yang termasuk ke dalam kategori komposit kalsium fosfat sama
seperti HAp sehingga tidak membahayakan bagi tubuh manusia (Aoki 1991).
Berikut reaksi kimia yang terjadi pada proses kalsinasi CaCO3 :
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
Pada tahap selanjutnya, CaO akan dikonversi menjadi Ca(OH)2 dengan
cara didiamkan di udara terbuka selama 1 minggu. Tujuan perubahan CaO
menjadi Ca(OH)2 ialah sebagai sumber kalsium HAp yang akan direaksikan
dengan sumber fosfat untuk menghasilkan HAp dengan hasil samping yang tidak
begitu berbahaya karena akan membentuk hasil samping reaksi berupa air dan
basa lemah (Santos et al. 2004). Proses perubahan CaO menjadi Ca(OH)2 terjadi
karena adanya reaksi hidrasi CaO dengan uap air secara spontan. Reaksi yang
terjadi dalam pembentukan Ca(OH)2 ialah seperti berikut :
 

2CaO(s) + 2H2O(g) → 2Ca(OH)2(s)

7 
 

Difraktogram sinar-X cangkang keong sawah sebelum dan setelah
kalsinasi dapat dilihat pada Gambar 1.
(a)

(b)

Gambar 1 Difraktogram sinar-X sampel cangkang keong sawah kering (a)
sebelum kalsinasi (b) setelah kalsinasi 1000 ⁰C dan didiamkan 1
minggu
Pada dasarnya untuk melihat nilai kristalinitas dan fasa yang terdapat pada
sampel cangkang keong sawah maka dilakukan analisis dengan XRD. Terdapat
perbedaan fasa pada difraktogram sinar-X sampel cangkang keong sawah sebelum
kalsinasi dan setelah kalsinasi. Berdasarkan difraktogram sinar-X pada Gambar
1a, terlihat bahwa pada cangkang keong sawah sebagian besar tersusun atas
mineral aragonit CaCO3, namun terdapat juga mineral Ca3(PO4)2 (Lampiran 3).
Nilai kristalinitas pada hasil difraktogram sinar-X sebesar 98.61 %. Hal ini
menunjukkan bahwa terdapat dominasi mineral kalsium yang berpotensi sebagai
sumber kalsium hidroksiapatit. Difraktogram sinar-X pada cangkang keong sawah
setelah kalsinasi 1000 ⁰C menunjukkan adanya perubahan jenis mineral dari
CaCO3 menjadi CaO. Pada kondisi tersebut, semua komponen organik terbakar
habis menjadi CaO dan H2O. Serbuk CaO kemudian berubah menjadi Ca(OH)2,
setelah dibiarkan kontak dengan atmosfer pada suhu kamar selama 1 minggu
(Santos et al, 2004).
Sintesis Hidroksiapatit
 

Pada penelitian ini, sintesis hidroksiapatit dilakukan menggunakan metode
basah. Sintesis dilakukan dengan mereaksikan sumber kalsium yang berasal dari

8
 

Ca(OH)2 cangkang keong sawah dan sumber fosfatnya menggunakan senyawa
(NH4)2HPO4. Serbuk Ca(OH)2 terlebih dahulu dijadikan suspensi dengan
penambahan air bebas ion. Penambahan suspensi Ca(OH)2 terhadap larutan
(NH4)2HPO4 dilakukan dengan kecepatan 6 mL/menit (Santos et al. 2004). Hal ini
dilakukan agar suspensi Ca(OH)2 bereaksi seluruhnya dengan larutan
(NH4)2HPO4. Reaksi suspensi Ca(OH)2 dan larutan (NH4)2HPO4 menghasilkan
hasil samping reaksi yang tidak begitu berbahaya yakni H2O dan (NH4)OH
(Santos et al. 2004). Sintesis HAp ini dilakukan pada suhu antara 38 ⁰C – 40 ⁰C,
hal ini dilakukan karena dengan suhu yang tinggi dapat meningkatkan kinetika
reaksi pembentukan HAp dan meningkatkan disolusi Ca(OH)2 namun pada suhu
kamar pengendapan HAp dapat terjadi juga (Santos et al, 2004). Berikut
merupakan reaksi sintesis HAp :
10Ca(OH)2(Susp)+6(NH4)2.HPO4(aq) Æ Ca10(PO4)6(OH)2(s)+6H2O(aq)+12NH4OH(aq)
(a)

(b)

(c)

Gambar 3 Difraktogram sinar-X HAp tanpa porogen dengan variasi
sonikasi (a) 2 jam, (b) 4 jam, dan (c) 6 jam.

9 
 

Difraktogram sinar-X HAp dengan sonikasi 2 jam pada gambar 3(a)
menunjukkan bahwa puncak tertinggi sudut 2θ 31.8632⁰ adalah fasa HAp. Secara
keseluruhan puncak difraktogram sinar-X HAp dengan sonikasi 2 jam didominasi
fasa HAp tetapi masih terdapat banyak fasa lain selain HAp seperti fasa AKA
(Ca10(PO4)6CO3), AKB (Ca10(PO4)3(CO3)3(OH)2), CaCO3 dan Ca(OH)2.
Difraktogram sinar-X HAp dengan sonikasi 4 jam pada Gambar 3b menunjukkan
adanya dominasi HAp dengan puncak tertinggi pada sudut 2θ 31.7866⁰  namun,
masih juga terdapat beberapa fasa lain yaitu fasa AKB, AKA, dan Ca(OH)2
(Lampiran 4). Keberadaan ion karbonat pada larutan akan memperlambat proses
nukleasi dan pertumbuhan kristal apatit (Soejoko & Wahyuni 2002).  Fasa
karbonat pada sampel HAp seperti AKA dan AKB ini tidak membahayakan bagi
tubuh manusia karena masih termasuk kedalam kategori komposit kalsium fosfat
(Aoki 1991). Difraktogram sinar-X pada sampel HAp dengan sonikasi 6 jam pada
Gambar 3c menunjukkan adanya dominasi HAp dengan puncak tertinggi pada
sudut 2θ 31.8316⁰. Pada sonikasi 6 jam hasil analisa XRD menunjukkan adanya
homogenitas sampel HAp yang lebih tinggi dibandingkan dengan sampel HAp
dengan sonikasi 4 dan 2 jam. Lamanya waktu sonikasi berpengaruh terhadap
homogenitas suatu larutan HAp. Hal ini dapat dilihat dari hasil analisa dengan
XRD seluruhnya adalah fasa HAp.

Sintesis HAp Berporogen Pati Beras Ketan
Hidroksiapatit sebenarnya telah memiliki pori-pori yang tidak begitu
banyak dan berukuran kecil. Salah satu cara untuk memodifikasi ukuran pori ialah
dengan penambahan porogen seperti pati beras ketan. Penambahan porogen pati
beras ketan dapat memperbanyak dan memperbesar ukuran pori pada HAp. 
Menurut Lei et al. (2005), pati mampu membentuk pori-pori berukuran
mikrometer dalam HAp.  Pati beras ketan memiliki kandungan amilopektin yang
cukup tinggi. Struktur amilopektin yang memiliki banyak percabangan membuat
HAp berikatan dengan amilopektin dan membentuk struktur HAp berpori.
Konsentrasi pati yang digunakan pada HAp berpori ini sebesar 20 dan 30%. Hal
ini dilakukan agar terdapat perbandingan hasil sintesis HAp berpori yang
signifikan. Sintesis HAp berporogen pati beras ketan dilakukan dengan waktu
sonikasi 6 jam agar sampel HAp yang dihasilkan lebih homogen. Difraktogram
sinar-X yang terdapat pada HAp berporogen pati beras ketan dapat dilihat pada
Gambar 4. Difraktogram sinar-X menunjukkan bahwa puncak tertinggi pada sudut
2θ 31.7600⁰ ialah fasa HAp (Lampiran 5). Secara keseluruhan nilai intensitas
HAp telah sesuai dengan data JCPDS HAp (Lampiran 6). Fasa pada sampel HAp
berporogen ini didominasi oleh HAp. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan
pati beras ketan dapat mengikat fasa lain pada HAp seperti ion karbonat sehingga
tidak terdapat fasa lain selain HAp pada difraktogram sinar-X HAp berporogen.

10
 

Gambar 4 Difraktogram sinar-X HAp berporogen pati beras ketan 30%
Selain analisa XRD, untuk melengkapi data dari HAp harus dilihat dari
data ukuran kristal dan parameter kisi. Struktur kristal dari HAp adalah
heksagonal dalam bentuk terkemas rapat dengan paramenter kisi a = b = 9.418 Å
dan c = 6.884 Å (Lampiran 7). Ukuran kristal pada HAp sintesis tanpa porogen
sebesar 41.959 nm. Nilai ukuran kristal tersebut lebih besar dari nilai ukuran
kristal HAp berporogen pati beras ketan dengan nilai sebesar 33.069 nm
(Lampiran 8). Ukuran kristal sangat berpengaruh terhadap ukuran dan distribusi
pori yang terbentuk. Semakin kecil ukuran kristal maka ukuran dan distribusi pori
akan semakin besar. Pada HAp berporogen pati beras ketan ukuran pori yang
terbentuk masih terbilang kecil. Hal ini disebabkan oleh kurangnya suhu kalsinasi
pada HAp sehingga amilopektin yang mendominasi pada pati beras ketan masih
berikatan dengan HAp dan terjadi penumpukkan granula-granula pada HAp.
Parameter kisi yang didapatkan pada HAp sintesis sudah mendekati nilai
parameter kisi dari literatur. Nilai parameter kisi dan ukuran kristal telah
membuktikan bahwa ukuran pori pada HAp berporogen lebih besar dari pada
ukuran pori HAp tanpa porogen. Data ukuran kristal dan parameter kisi pada HAp
sintesis dapat dilihat pada Tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1. Data ukuran kristal dan parameter kisi pada HAp sintesis
Parameter kisi
Ukuran kristal
Sampel
(nm)
a (Å)
c (Å)
HAp sintesis tanpa porogen
41.959
9.413
6.883
HAp berporogen 30% pati beras ketan

33.069

9.366

6.849

Morfologi Hidroksiapatit
Morfologi hidroksiapatit dapat dilihat dengan SEM pada sampel HAp
tanpa porogen maupun dengan porogen pati beras ketan. Karakterisasi HAp ini
dilakukan untuk melihat struktur pori yang terbentuk dari hasil sintesis HAp.
Semakin besar ukuran pori yang terbentuk maka sifat osteokonduktivitas dan
kekuatan adsorbsinya menjadi sangat baik sehingga pertumbuhan jaringan tulang
baru menjadi semakin cepat (Sopyan et al. 2007). Pori pada HAp berperan
penting dalam pertumbuhan sel tulang. HAp yang memiliki pori yang besar maka

11 
 

pertumbuhan sel tulangnya akan semakin cepat dan sebaliknya jika struktur
porinya berukuran kecil maka akan memperlambat pertumbuhan sel tulang pada
HAp.

Gambar 5 Hasil analisis SEM HAp sintesis tanpa porogen perbesaran 15.000X
Hasil analisis SEM HAp sintesis tanpa porogen pada Gambar 5 diatas
merupakan hasil sintesis yang menggunakan Ca(OH)2 (reaksi hidrasi CaO) dari
cangkang keong sawah. Pengukuran SEM dilakukan pada perbesaran 15.000x
agar pori-pori dapat terlihat dengan jelas. Pada sampel HAp tanpa porogen terlihat
bahwa pori-pori yang dihasilkan kurang seragam dengan ukuran pori yang masih
sangat kecil yaitu sebesar 0.09 – 0.40 µm. Hal ini menunjukkan bahwa HAp telah
memiliki pori walaupun dengan ukuran yang sangat kecil dan distribusi pori
masih belum merata.

Gambar 6 Hasil analisis SEM HAp berporogen pati beras ketan 20% perbesaran
15.000X
Pengukuran SEM HAp berporogen pati beras ketan 20% dilakukan pada
perbesaran 15.000x. Hasil analisis SEM pada HAp berporogen pati beras ketan
20% (Gambar 6) diatas menunjukkan bahwa telah terjadi perbanyakan dan
perbesaran ukuran pori. Namun, distribusi pori pada HAp berporogen pati beras
ketan 20% ini masih belum merata. Hal ini dapat dilihat bahwa masih terdapat
kumpulan granula-granula yang masih menumpuk. Penyebab penumpukkan

12
 

granula ini ialah kurang tingginya suhu kalsinasi dan aktivasi yang dilakukan
karena pada pati beras ketan sebagian besar mengandung amilopektin yang
memiliki sifat lengket sehingga masih terjadi penumpukkan granula yang
menyebabkan pori HAp menjadi kurang terbuka. Ukuran pori pada HAp
berporogen pati beras ketan 20% sebesar 0.52 – 1.16 µm.

Gambar 7 Hasil analisis SEM HAp berporogen pati beras ketan 30% perbesaran
15.000X
Hasil analisis SEM HAp berporogen pati beras ketan 30% (Gambar 7)
diatas menunjukkan bahwa ukuran pori semakin besar dengan distribusi pori yang
semakin merata. Distribusi pori pada HAp berporogen pati beras ketan 30% lebih
merata dibandingkan HAp berporogen pati beras ketan 20%. Distribusi pori yang
merata disebabkan oleh tingginya konsentrasi pati yang ditambahkan pada HAp.
Semakin banyak penambahan pati beras ketan pada HAp maka akan semakin
banyak percabangan yang terjadi. Amilopektin yang terdapat pada pati beras ketan
akan membentuk rantai cabang pada HAp sehingga pada HAp dengan
penambahan pati terbesar akan memiliki pori yang lebih besar dengan distribusi
pori yang lebih merata.
Ukuran pori pada HAp berporogen pati beras ketan 30% sedikit lebih
besar dibandingkan HAp berporogen pati beras ketan 20%. Ukuran pori pada
HAp berporogen pati beras ketan 30% sebesar 0.63 – 1.59 µm. Ukuran pori HAp
berporogen pati beras ketan masih belum maksimal. Kurangnya suhu kalsinasi
dan aktivasi pada HAp berpori ini menyebabkan adanya penumpukkan granulagranula yang berasal dari campuran HAp dan amilopektin yang bersifat lengket.
Pori HAp menjadi kurang terbuka karena masih terdapatnya penumpukkan
granula-granula pada HAp. Pori pada HAp terbentuk karena pati yang telah
dihomogenkan dengan proses sonikasi akan hilang selama proses pemanasan
dalam membentuk HAp sehingga akan meninggalkan pori (Lyckfeldt & Ferreira
1998).
Romawarni (2011) telah melakukan sintesis HAp berpori dengan metode
sol-gel menggunakan kitosan sebagai pembentuk struktur berpori. Ukuran pori
yang dihasilkan sebesar 1 m. Pada penelitian ini, HAp berporogen pati beras
ketan telah berhasil meningkatkan ukuran pori dengan distribusi yang lebih
merata. Pada sampel HAp berporogen pati beras ketan 20% ukuran pori maksimal

13 
 

sebesar 1.16 µm. Pada sampel HAp berporogen pati beras ketan 30% ukuran pori
maksimal sebesar 1.59 µm (Lampiran 9).

Gambar 8 Hasil analisis FTIR pada HAp tanpa porogen dan HAp berporogen pati
beras ketan 30%
Identifikasi gugus fungsi pada sampel HAp tanpa porogen dan HAp
berporogen pati beras ketan 30% dapat diamati pada spektra FTIR (Gambar 8).
Hasil FTIR ini membuktikan bahwa HAp sintesis telah terbentuk karena secara
umum gugus fungsi pada HAp terdapat dalam spektra FTIR walaupun ada
sebagian kecil gugus lain seperti ion karbonat. Pita transmitansi yang muncul pada
bilangan gelombang 602.99-571.80 cm-1 merupakan ikatan gugus fosfat dan OH
HAp. Pita transmitansi 1090-960 cm-1 merupakan gugus fosfat dengan intensitas
yang paling tinggi (Lampiran 10). Menurut Pattanayak et al. (2005) ikatan gugus
fosfat dengan intensitas yang paling tinggi terdapat pada bilangan gelombang
1000-1100 cm-1.  Hal lain yang memperkuat hasil XRD sebelumnya ialah
ditemukanya gugus OH pada bilangan gelombang 3736.77 cm-1 dan 3568.44 cm-1.
Pada sampel HAp tanpa porogen dapat dilihat bahwa masih adanya gugus
karbonat pada bilangan gelombang 1458.07 cm-1. Gugus apatit karbonat terdapat
pada rentang bilangan gelombang 1400–1450 cm-1 (Utami 2009). Pembentukkan
gugus karbonat ini disebabkan oleh ion-ion karbonat yang terdapat pada cangkang
keong sawah sebelum proses kalsinasi. Selain itu, penyebab lain terbentuknya ion
karbonat ialah setelah proses kalsinasi berlangsung ion-ion karbonat dari udara
dapat berikatan dengan HAp sehingga ion-ion karbonat akan terikat dan susah
untuk dihilangkan sehingga terbaca pada analisa FTIR.
Pada HAp berporogen pati beras ketan 30% tidak ditemukan adanya gugus
karbonat. Ketika pencampuran pati dengan HAp, ion karbonat akan berikatan
dengan amilopektin yang terdapat pada pati sehingga pada proses kalsinasi 900
⁰C, karbonat akan menguap bersamaan dengan pati. Apatit karbonat tidak
membahayakan tubuh manusia karena merupakan komposit kalsium karbonat
sama halnya dengan HAp. Apatit karbonat tipe A dan B termasuk dalam fraksi
mineral jaringan keras. Jika senyawa ini ikut diimplankan bersama dengan HAp
tidak membahayakan tubuh makhluk hidup (Aoki 1991). 

14
 

Uji In-Vitro
Uji in-vitro pada penelitian ini dilakukan selama 6 dan 20 hari. Sampel
HAp yang diujikan ialah HAp tanpa porogen dan HAp berporogen pati beras
ketan 20% dan 30%. Uji ini menggunakan larutan SBF (simulated body fluide)
yaitu larutan yang memiliki komposisi mirip dengan cairan tubuh manusia. Pada
dasarnya uji ini dilakukan agar kita dapat melihat pertumbuhan kristal apatit pada
media larutan SBF.

Gambar 9 Pengaruh waktu perendaman dalam uji in-vitro terhadap konsentrasi
kalsium pada HAp
Pada waktu 6 hari perendaman dalam uji in-vitro, telah terjadi pelepasan
kalsium pada larutan SBF (Gambar 9). Hal ini menunjukkan bahwa pada selang
waktu 6 hari pembentukkan kristal apatit telah terjadi. Pori yang terdapat pada
HAp sangat mempengaruhi pembentukkan kristal apatit. Adanya pori pada HAp
sebagai jalan yang menghubungkan sumber nutrisi yang dibutuhkan oleh tulang
sehingga akan mempermudah dalam pembentukkan sel tulang. Menurut
Oudadesse et al. 2011, Pertumbuhan kristal apatit membutuhkan ion kalsium dan
fosfat maka, jika terjadi pelepasan kalsium pada larutan SBF, Hal ini
menunjukkan bahwa kalsium pada HAp berikatan dengan fosfat yang terdapat
pada larutan SBF untuk pembentukkan kristal apatit. Dengan begitu, komposisi
kalsium dan fosfat akan tetap stabil dengan perbandingan 1.67 (Lampiran 11)
Konsentrasi kalsium dalam larutan SBF awal yaitu sebesar 3.4267 ppm.
Menurut Sharma et al. 2009, setelah 6 hari perendaman terjadi pengendapan ion
Ca2+ pada sampel yang merupakan langkah awal dalam pertumbuhan kristal
apatit. Rentang waktu 6 hari dan 20 hari, terdapat kalsium pada larutan SBF untuk
HAp berprogen pati beras ketan 20%, masing-masing sebesar 2.2311 ppm dan
6.1688 ppm. Hal ini berbeda dengan HAp berporogen pati beras ketan 30%,
dimana pada waktu 6 hari terdapat kalsium sebesar 2.3222 ppm dan pada waktu
20 hari sebesar 8.3044 ppm (Lampiran 12). Pada HAp tanpa porogen pelepasan
kalsium lebih banyak dibandingkan HAp berporogen. Kandungan kalsium yang
banyak pada HAp tanpa porogen memungkinkan banyaknya pelepasan kalsium
untuk berikatan dengan fosfat pada larutan SBF. Sedangkan pada HAp
berporogen, adanya pencampuran HAp dan pati beras ketan menyebabkan
komposisi kandungan kalsium menjadi lebih sedikit dibandingkan HAp tanpa
porogen sehingga pelepasan kalsium tidak begitu besar. Kalsium yang tidak

15 
 

terlepas kedalam larutan SBF akan tetap berikatan dengan fosfat pada HAp itu
sendiri sedangkan kalsium yang terlepas kedalam larutan SBF akan berikatan
dengan fosfat yang terdapat pada larutan SBF untuk membentuk HAp.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan
Sintesis hidroksiapatit dengan penambahan porogen pati beras ketan dari
bahan biomaterial cangkang keong sawah sebagai penghasil sumber kalsium
Ca(OH)2 yang dicampurkan dengan (NH4)2HPO4  telah berhasil dilakukan. Hasil
XRD menunjukkan bahwa fasa HAp mendominasi secara keseluruhan walaupun
ada beberapa fasa lain seperti AKA dan AKB. Kristalinitas HAp sintesis yang
dihasilkan cukup tinggi. Morfologi HAp berdasarkan hasil SEM menunjukkan
bahwa sudah terbentuknya pori pada HAp. Modifikasi pori terbaik pada HAp
yakni pati beras ketan 30% dengan sonikasi 6 jam yang menghasilkan ukuran pori
dari rentang 0.63- 1.59 µm. Analisis FTIR pada HAp berporogen sebagian besar
telah menunjukkan adanya kesamaan gugus fungsi dengan HAp tanpa porogen.
Hasil uji in-vitro pada sampel HAp 6 hari telah menunjukkan adanya
pertumbuhan kristal apatit pada media larutan SBF (simulated body fluide).
Saran
Sintesis HAp berporogen perlu menggunakan alat HEBM (High Energy
Ball Milling) agar didapatkan distribusi pori yang lebih seragam. Pada HAp
berporogen pati beras ketan proses kalsinasi sebaiknya dilakukan pada suhu yang
lebih tinggi agar pori yang terbentuk semakin maksimal. Ukuran pori sebaiknya
dilihat dari ukuran penampang lintangnya.

DAFTAR PUSTAKA

Adams, P.B. Passmore, W.O, 1966. Handbook of Analitic Chemistry 38(4) : 630.
Aoki H. 1991. Science Medical Applications of Hydroxyapatite. Tokyo: JAAS.
Baby RL, Hasan I, Kabir KA, Naser MN. 2010. Nutrient Analysis of Some
Commercially Important Molluscs of Bangladesh. J Sci Res 2(2): 390–396.
Dahlan K, Prasetyanti F, Sari YW. 2009. Sintesis hidroksiapatit dari cangkang
telur menggunakan dry method. Biofisika 5(2): 71-78.
Lei Y, Xiao-shan N, Qun-fang X, He-ping Z. 2005.Preparation of porous
hydroxyapatite ceramics with starch additives. Trans Nonferrous Met Soc
China 15(2): 257-260.
Lyckfeldt O, Ferreira JMF. 1998. Processing of porous ceramics by starch
consolidation. Journal European Ceramics Society 18:131–140.

16
 

Oudadesse H, Mostafa A, Bui X.V, Foad E, Kamal G, Legal Y, Cathelineau G.
2011.
Physico-chemical
assessment
of
biomimetic
nanohydroxyapatite/polymer matrix for use in bony surgery. International
Journal of Biology and Biomedical Engineering 5:3.
Pane MS. 2004. Penggunaan hidroksiapatit sebagai bahan dental implan [skripsi].
Medan: Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Sumatera Utara.
Peniche C, Solis Y, Davidenko N, Garcia R. 2010. Chitosan/hydroxyapatite-based
composites.Biotecnol Apl27(3): 202-210.
Pattanayak DK, Divya P, Upadhyay S, Prasad RC, Rao BT, Mohan TRR. 2005.
Synthesis and evaluation of hydroxiapatite ceramics. Trends Biomater
Artificial Organs Vol. 18(2).
Romawarni A. 2011. Sintesis dan uji in vitro hidroksiapatit berporogen kitosan
dengan metode sol-gel [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Sadjadi MS, Meskinfam M, Jazdarreh H. 2010. Hydroxyapatite-starch nano
biocomposites synthesis and characterization. Int Nano Dimension 1(1): 5763.
Santos MH, de Oliveira M, Souza LPF, Mansur HS, Vasconcelos WL. 2004.
Synthesis Control and Characterization of HydroxyapatitePrepared by Wet
Precipitation Process. Mater Res7(4): 625-630.
Sharma S, Son VP, Bellare JR. 2009. Chitosan reinforced apatite-wollastonite
coating by electrophoretic deposition on titanium implants. J Mater Sci:
Mater 20:1427–1436
Soejoko DS, Wahyuni S. 2002. Spektroskopi inframerah senyawa kalsium fosfat
hasil presipitasi. Makara Sains 6(3): 117-122.
Soído C, Vasconcellos MC, Diniz AG, Pinheiro J. 2009. An Improvement of
Calcium Determination Technique inthe Shell of Molluscs. Brazilian
Archives Of Biology And Technology52(1):93-98.
Sopyan I, Mel M, Ramesh S, Khalid KA. 2007. Porous hydroxyapatite for
artificial bone
applications. Science and Technology of Advanced
Materials 8:116–123.
Utami D. 2009. Pembuatan Komposit Kalsium Fosfat-Kitosan dengan Metode
Sonikasi [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Vijayalakshmi U, Rajeswari S. 2006. Preparation and characterization of
microcrystalline hydroxiapatite using sol gel method. Trends Biomater
Artificial Organs 19(2): 57-62.

17 
 

Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Identifikasi dan preparasi cangkang keong sawah

Kalsinasi cangkang keong pada suhu 1000 ⁰C selama 2 jam

Karakterisasi XRD dan AAS

Sintesis hidroksiapatit
Ca(OH)2 0.5M + (NH4)2HPO4 0.3M

Sintesis hidroksiapatit berpori
HAp Berporogen Pati beras ketan 20%
HAp Berporogen Pati beras ketan 30%

Sonikasi HAp selama 2, 4, dan 6 jam
Sentrifuga HAp selama 15 menit dengan kecepatan 4500 rpm

Penyaringan dan pengeringan 100 ⁰C selama 3 jam
Pemanasan sampel pada suhu 900 ⁰C selama 2 jam

Karakterisasi XRD, SEM, dan FTIR

Aplikasi
Uji SBF (Simulated Body Fluide)
Selama 6 hari dan 20 hari

Analisis Ca dengan AAS

18
 

Lampiran 2 Data perhitungan konsentrasi kalsium cangkang keong sawah
a. Absorban standar kalsium
Konsentrasi standar
Absorban
(ppm)
0.0000
0.0000
2.0000
0.0594
4.0000
0.1201
8.0000
0.2487
12.0000
0.3698
16.0000
0.4974

b. Absorban dan konsentrasi kalsium cangkang keong sawah
Konsentrasi
Sampel
Absorban
WF
(ppm)
Blanko sampel
0.3594
0.0076
1
Sampel Cangkang 1
9.0305
0.2788
0.102
Sampel Cangkang 2
9.5197
0.2941
0.101
Sampel Cangkang 3
9.5741
0.2958
0.102

VF

DF

1
100
100
100

1
100
100
100

Contoh perhitungan ulangan 1 (sampel cangkang keong sawah 1):
Konsentrasi Ca =

=

K

.

– .

–K
.

F

F

F

= 848444.2270 ppm = 848444.2270/10000 = 84.84 %
Konsentrasi rerata Ca =

=

.

.

= 885380.5271 ppm = 88.54%

.

Keterangan : VF = volume factor, DF = dilution factor, WF = weight factor

19 
 

Lampiran 3 Data analisis hasil XRD cangkang keong sawah
a. Serbuk cangkang keong sawah sebelum kalsinasi
2Ө
Intensitas
Fasa
26.25
80
CaCO3
27.21
26
CaCO3
31.16
38
CaCO3
33.16
143
CaCO3
36.14
29
CaCO3
37.93
49
CaCO3
38.43
23
CaCO3
42.94
56
Ca3(PO4)2
45.88
93
CaCO3
48.45
22
CaCO3
50.23
22
CaCO3
52.49
70
CaCO3
53.03
35
CaCO3
b. Serbuk cangkang keong sawah setelah kalsinasi
2Ө

Intensitas

Fasa

17.90

112

Ca(OH)2

28.64

54

Ca(OH)2

29.36

152

Ca3(PO4)2

34.10

172

Ca(OH)2

39.36

32

CaCO3

47.06

68

Ca(OH)2

48.40

38

CaCO3

50.74

72

Ca3(PO4)2

54.38

38

Ca3(PO4)2

64.30

24

Ca(OH)2

20
 

Lampiran 4 Data hasil analisis XRD HAp tanpa porogen dengan sonikasi 2,4,dan
6 jam
a. HAp tanpa porogen dengan sonikasi 2 jam
2Ө
Intensitas
Fasa
21.84
24
HAp
22.90
22
HAp
25.94
102
AKA
28.18
34
AKB
29.10
46
HAp
31.84
230
HAp
32.24
130
AKA
33.02
170
CaCO3
34.12
54
Ca(OH)2
35.50
20
AKA
39.22
22
AKA
39.86
68
HAp
42.08
20
HAp
43.92
20
HAp
45.46
22
HAp
46.74
84
HAp
48.14
38
HAp
49.54
102
AKB
50.58
46
HAp
50.66
44
Ca(OH)2
52.18
42
AKB
53.22
44
HAp
61.70
22
HAp

21 
 

b. HAp tanpa porogen dengan sonikasi 4 jam
2Ө

Intensitas

Fasa

17.90

26

Ca(OH)2

25.80

76

AKB

28.04

22

HAp

28.90

52

HAp

31.76

230

HAp

32.14

136

HAp

32.88

142

HAp

34.08

94

Ca(OH)2

35.46

22

HAp

39.18

28

HAp

39.76

58

AKA

42.04

20

HAp

46.70

76

HAp

48.10

50

HAp

49.48

84

HAp

50.50

48

HAp

51.32

26

HAp

52.12

36

HAp

53.18

40

HAp

61.64

24

HAp

22
 

c. HAp tanpa porogen dengan sonikasi 6 jam
2Ө

Intensitas

Fasa

21.76

22

HAp

22.86

28

HAp

25.88

86

HAp

28.10

28

HAp

28.92

44

HAp

31.80

288

HAp

31.72

152

HAp

32.96

170

HAp

34.12

76

HAp

39.84

62

HAp

46.78

92

HAp

48.14

36

HAp

49.50

88

HAp

50.54

50

HAp

51.38

42

HAp

53.20

48

HAp

55.90

26

HAp

57.16

20

HAp

61.70

28

HAp

23 
 

Lampiran 5 Data hasil analisis XRD HAp berporogen pati beras ketan 30%
dengan sonikasi 6 jam
2Ө

Intensitas

Fasa

22.82
25.90
27.82
27.86
28.94
31.76
31.80
32.20
32.88
34.04
39.76
41.98
46.68
48.10
48.02
49.48
50.44
51.36
52.06
53.20
61.66
65.06

24
100
20
24
40
206
216
126
126
60
58
20
70
34
20
92
34
32
34
44
22
20

HAP
HAp
HAp
HAP
HAP
HAP
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp
HAp

24
 

Lampiran 6 Data JCPDS
a. HAp : Ca10(PO4)6(OH)2

b. Apatit tipe A : Ca10(PO4)6CO3

25 
 

Lanjutan Lampiran 6
c. Apatit tipe B : Ca10(PO4)3(CO3)3(OH)2

d. Kalsium oksida : CaO

26
 

Lanjutan Lampiran 6
e. Kalsium karbonat : CaCO3

f. Kalsium fosfat : Ca3(PO4)2

27 
 

Lanjutan Lampiran 6
 

g. Kalsium hidroksida: Ca(OH)2

Lampiran 7 Parameter kisi hidroksiapatit

9.463
9.417
9.413

Ketepatan
(%)
99.52
99.98
99.94

6.913
6.893
6.883

Ketepatan
(%)
99.57
99.86
99.98

9.366

99.45

6.849

99.49

Sampel

a (Å)

HAp sintesis (sonikasi 2 jam)
HAp sintesis (sonikasi 4 jam)
HAp sintesis (sonikasi 6 jam)
HAp berporogen pati
beras ketan 30%

c (Å)

Lampiran 8 Perhitungan ukuran kristal

0.2768
0.2775
0.2876
0.2770

cos θ
(rad)
0.9619
0.9617
0.9589
0.9618

0.0036 41.589
0.0036 41.598
0.0035 42.688
0.0043 33.3302

31.80 0.2478 0.5547 0.2773

0.9617

0.0043 33.3302

32.88 0.2546 0.5735 0.2867

0.9591

0.0044 32.5478

Sampel

2θ (°)

β (°)

HAp sintesis
(sonikasi 6 jam)

31.72
31.80
32.96
31.76

0.2074
0.2074
0.2027
0.2478

HAp berporogen
pati beras ketan
30%

2θ
(rad)
0.5536
0.5550
0.5753
0.554

θ (rad)

β (rad)

D (nm)

D ratarata
41.959

33.0694

28
 

Contoh perhitungan (HAp sintesis sonikasi 6 jam):
D=
D=

β

.

θ
.

.

.

D = 33.3302 nm

.

Keterangan:
D = ukuran kristal (nm)
0.9 = konstanta kristal
= panjang gelombang sinar X
β = Full Weight Hall Modulation (FWHM) (rad)
θ = sudut difraksi (rad)
Lampiran 9 Data ukuran pori sampel berdasarkan analisis SEM
Comtoh sampel (a) HAp berporogen pati beras ketan 30%

Keterangan :
A = diameter pori dalam cm / diameter pori pada foto (cm)
B = diameter pori sesungguhnya (µm)
C = diameter skala dalam cm / panjang skala pada foto (cm)
D = diameter skala sesungguhnya (µm) / panjang skala pada foto (µm)
Perhitungan:
 
.

,
.

B = 1.59 µm

29 
 

Hasil SEM HAp sintesis dengan sonikasi 6 jam

Hasil SEM HAp berp