BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini pemanfaatan biomaterial telah banyak
dikembangkan dalam
dunia kedokteran.
Salah satu
pemanfaatan biomaterial ini adalah untuk penerapan teknik
jaringan. Biomaterial merupakan bahan inert yang diimplantasikan ke dalam sistem hidup
sebagai pengganti fungsi jaringan hidup atau organ.
1
Bahan biomaterial ini biasanya digunakan untuk implantasi tulang dan
penambal gigi. Mineral-mineral yang akan digunakan untuk implantasi tulang tentunya
harus memiliki komposisi yang menyerupai komposisi
tulang. Tulang
merupakan komposit yang mengandung 70 mineral dan
30 matriks. Senyawa mineral yang yang berada di dalam tulang pada umumnya
berbentuk senyawa kalsium. Kalsium pada tulang ini berikatan dengan gugus
–gugus senyawa, antara lain fosfat, hidroksida, dan
karbonat. Senyawa kalsium di dalam tulang yang banyak berikatan dengan fosfat disebut
dengan kalsium fosfat.
2
Senyawa kalsium fosfat ini memberikan sifat keras di dalam
tulang. Pada umumnya biomaterial yang banyak
digunakan untuk implan adalah keramik, karena keramik memiliki kekerasan yang
tinggi, bersifat isolator, dan tidak korosi.
3
Contoh dari
material keramik
yaitu hydroxyapatite
HA dan
tricalcium phosphate
TCP. HA dan TCP banyak digunakan untuk implantasi tulang karena
kedua material tersebut memiliki komposisi kimia yang mendekati dengan komponen
– komponen yang ada di dalam tulang. HA
merupakan senyawa kalsium fosfat yang paling stabil, akan tetapi tingkat kelarutannya
lebih rendah jika dibandingkan dengan TCP
.
Salah satu polimorf TCP yang banyak digunakan yaitu
β-tricalcium phosphate - TCP.
4
Material ini bisa disintesis dari kalsium dan fosfat. Kalsiumnya bisa diperoleh
dari bahan yang alami, contohnya saja cangkang telur ayam dan cangkang kerang.
Cangkang telur ayam bisa digunakan sebagai prekursor kalsium karena memiliki kandungan
94 kalsium karbonat, 1 kalsium fosfat, 4 material organik dan 1 magnesium
karbonat.
5
Selain itu, cangkang telur ayam juga mudah diperoleh.
1.2 Tujuan
Tujuan penelitian ini yaitu: 1.
Melakukan sintesis -TCP
dengan menggunakan sumber kalsium dari
cangkang telur ayam. 2.
Mengetahui pengaruh larutan Natrium Hydrogen Carbonat
NaHCO
3
pada pembentukan
-TCP. 3.
Mengetahui waktu optimum untuk
menghasilkan senyawa -TCP.
4. Mempelajari karakteristik -TCP dengan
perangkat analisis XRD, FTIR, AAS, dan Spektroskopi UV-Vis.
1.3
Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh larutan Natrium
Hydrogen Carbonat NaHCO
3
dalam
pembentukan -TCP.
2. Bagaimana pengaruh waktu sintering
terhadap pembentukan -TCP.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tricalcium Phosphate TCP
Tricalcium phosphate TCP
merupakan salah satu material biokeramik yang dapat
digunakan untuk rekontruksi tulang maupun penambal gigi. TCP mempunyai bentuk
formula kimia Ca
3
PO
4 2.
TCP memiliki 4 polimorf yaitu α, , , dan super α.
Kristal α-TCP mempunyai bentuk sel
monoklin a b c, dua sudut = 90
o
dan satu sudut 90
o
dengan a = 1,2887 nm, b = 2,7280 nm, c = 1,5219 nm, dan = 126,20
o
. Dalam satu satuan sel ada 24 formula. Selain
itu, α-TCP stabil pada suhu 1120
o
C sampai 1470
o
C dengan kerapatan 2,86 grcm
3
. α-TCP
ini cukup reaktif dalam sistem air dan dapat dihidrolisis untuk campuran dikalsium fosfat
dihidrat DCPD dan kalsium fosfat lainnya
dalam proporsi yang bervariasi tergantung pada kondisi
. α-TCP ini memiliki kerapatan yang lebih rendah dan energi pembentukan
yang lebih tinggi dibandingkan dengan - TCP.
Kerapatan α-TCP sebesar 2,86 grcm
3
sedangkan kerapatan -TCP sebesar 3,07 grcm
3
. Polimorf berada pada fase dengan tekanan tinggi dan super α teramati pada suhu
sekitar 1500
o
C.
3
Salah satu polimorf TCP Ca
3
PO4
2
yang menarik yaitu -TCP, karena bioaktivitasnya
dan biokompatibilitasnya serta stabilitas termal -TCP dan tingkat bioresorbable yang
lebih unggul jika dibandingkan dengan HA Ca
10
PO
4 6
OH
2
dan apatit lainnya.
4
Kristal -TCP
memiliki bentuk sel rhombohedral hexagonal setting
dengan besarnya a = 1,0439 nm, c = 3,7375 nm dan terdapat 21 formula per
hexagonal satuan sel. -TCP stabil pada suhu
ruang sampai 1120
o
C dengan kerapatan sebesar 3,07 gcm
3
.
6
-TCP juga memiliki stoikiometri yang mirip dengan prekursor
biologis amorf mineral tulang dengan perbandingan molar CaP sebesar 1,5
sehingga -TCP
berpotensi untuk
memperbaiki jaringan keras vertebrata, misalnya untuk rekonstruksi tulang maupun
untuk penambal gigi.
7
Selain itu, k elarutan -
TCP akan menurun seiring dengan kenaikan suhu.
3
Dalam larutan asam laktat 0,4 M, pH 5,2 laju kelarutan TCP 12,3 kali lebih tinggi jika
dibandingkan dengan HA sedangkan dalam dalam buffer cairan EDTA 0,05 M, pH 8,2
laju kelarutan TCP 22,3 kali lebih tinggi jika dibandingkan dengan HA.
8
Untuk -TCP dengan berbagai porositas mempunyai laju
kelarutan sekitar 3 kali lebih tinggi dibandingakan HA.
9
Dalam larutan yang tidak mengandung kalsium dan fosfat serta pada
keadaan pH 7,3 diperoleh laju kelarutan sebagai berikut:
HA -TCP α-TCP TTCP tetra
tricalcium phosphate
10
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Tazaki et al,
11
-TCP disintesis dari HA dengan suhu sintering sebesar 1050
o
C. Sumber kalsium yang digunakan untuk
mensintesis HA berasal dari tulang sapi. Pola XRD
-TCP yang diperoleh dari hasil penelitian Tazaki et al diperlihatkan pada
Gambar 1. Berdasarkan penelitian yang dilakukan
oleh Abadi et al
12
, nano -TCP disentesis dari
CaNO
3 2
dengan NH
4 2
HPO
4.
0,8 M NH
4 2
HPO
4
dengan pH 10,8 ditambahkan setetes demi setetes 1,2 M CaNO
3 2
yang juga memiliki pH 10,8 dengan tingkat kecepatan
tetes 3 mlmenit untuk menghasilkan endapan putih.
Endapan putih tersebut, kemudian di- stirrer
selama 16 jam. Setelah itu, dicuci dengan H
2
O dan etanol 98 untuk meningkatkan
karakteristik pemecahan.
Seteleh dicuci, larutan yang tersisa akan hilang oleh filtrasi, dan endapannya
dipanaskan pada suhu 80
o
C selama 24 jam. - TCP diperoleh dengan kalsinasi pada suhu
800
o
C selama 2 jam. Setelah diperoleh -TCP, kemudian dikarakterisasi dengan menggunkan
XRD X-ray Diffraction dan Spektroskopi FTIR Fourier Transform Infrared. Pola
XRD dan spektra FTIR dari -TCP
diperlihatkan pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 1 Pola XRD -TCP.
11
Gambar 2 Pola XRD -TCP.
12
Gambar 3 Spektra FTIR -TCP.
12
2.2 Hydroxyapatite HA
Kategori