KARAKTERISASI SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) HIDROKSIAPATIT DARI GIPSUM ALAM CIKALONG.

KA

MI

JUR

UNI

ARAKTE

MICROS

DARI

RUSAN

IVERSIT

ERISAS

SCOPE

I GIPSU

NI

TEKNIK

TAS MU

TUGAS A

SI SCA

E (SEM)

UM AL

Disusu

BUDIDO

M : D200

K MESIN

UHAMMA

JUNI 2

AKHIR

ANNING

) HIDRO

LAM CI

un :

OYO

0040081

N FAKU

ADIYAH

2009

G ELEC

OKSIA

KALON

ULTAS T

H SURA

CTRON

APATIT

NG

TEKNIK

AKARTA

N

K

A

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penggunaan dan pemanfaatan bahan biokeramik dewasa ini semakin berkembang, seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan bahan baku industri dan dalam bidang kesehatan khususnya dalam dunia kedokteran tulang dan gigi, yaitu mengenai kebutuhan akan bahan rehabilitasi cukup besar, sehingga upaya dikembangkan untuk mencari alternatif bahan rehabilitasi yang baik, terjangkau masyarakat serta dapat menggantikan struktur jaringan yang hilang tanpa menimbulkan efek yang negatif (Kurniawan, Y.A., 2008).

Belakangan ini keramik tidak hanya digunakan sebagai komponen kendaraan bermotor, peralatan rumah tangga, bahan bangunan dan lain-lain. Namun teknologi keramik telah diarahkan sebagai bahan penambahan dan rehabilitasi jaringan. Keramik yang dimaksud dari hal di atas dikenal dengan istilah biokeramik (Hench, 1991).

Bahan biokeramik digunakan dalam bidang rehabilitasi jaringan untuk memenuhi kebutuhan dalam dunia kedokteran tulang dan gigi sangat banyak dan dalam mendapatkan bahan rehabilitasi tersebut sangat sulit dan mahal. Karena untuk mendapatkan bahan tersebut harus mengimpor dari luar negeri, bahan rehabilitasi tersebut adalah hidroksiapatit [HAp ,Ca

10(PO4)6(OH)2] yang merupakan

respon biologis spesifik pada pertemuannya dengan jaringan yang akan menimbulkan proses pembentukan tulang (osteogenesis) antara bahan dengan jaringan tubuh, karena bahan hidroksiapatit (HAp) ini merupakan komponen utama kandungan tulang dan gigi (Hench, 1991). Penggunaan hidroksiapatit sintetik berbasis koral dinilai sangat memuaskan sebagai bahan rehabilitasi tulang pada operasi kaki dan pergelangan kaki (Shah, 2004).

Endapan gipsum terdapat di Kecamatan Cikalong desa Cibeber; Kecamatan Cipatujah desa Cidadap. Luas sebaran sekitar 53 ha dengan sumber daya sebesar 161.115 ton. Di daerah Cidadap, gipsum masih ditambang oleh PD Agrobisnis dan Pertambangan Jabar dimana rata–rata per tahun 4.700 ton. Adapun contoh gipsum alam yang diambil dari Cikalong dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Bongkahan gipsum alam Cikalong (Sedyono, J., 2009)

Dengan adanya kebutuhan yang tinggi akan bahan hidroksiapatit (HAp) dalam mencukupi kebutuhan dunia kedokteran tulang dan gigi sebagai bahan rehabilitasi tulang dan gigi, maka fabrikasi hidroksiapatit (HAp) dari bahan lokal sangat perlu dilakukan

sintetik, dimana harga dapat ditekan seminimum mungkin (jauh lebih murah), mudah didapat namun memiliki kualitas yang sama dengan hidroksiapatit sintetik komersial produk Jepang (Shah, 2004).

Dalam penelitian ini serbuk gipsum (CaSO4.2H2O) lokal

direaksikan dengan diammonium hydrogen phosphate [(NH4)2HPO4] pada

proses hydrothermal pada temperatur 100 °C untuk memperoleh serbuk hidroksiapatit. Kemudian serbuk hidroksiapatit (HAp) tersebut dianalisis dengan menggunakan mesin SEM JSM–6360LA untuk mengetahui struktur mikro hidroksiapatit (HAp) Cikalong.

1.2. Perumusan Masalah

Penelitian yang dilaksanakan didasarkan pada suatu rumusan masalah sebagai berikut:

“Bagaimanakah karakterisasi SEM hidroksiapatit (HAp) dari gipsum alam Cikalong ?”

Adapun variabel penelitian adalah serbuk gipsum alam yang didapat dari daerah Cikalong (Cikalong Natural Gypsum / CNG), butiran diammonium hydrogen phosphate (DHP), dan aquades.

1.3. Pembatasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bahan dasar yang digunakan adalah serbuk gipsum alam Cikalong,

Bahan yang diuji berupa hidroksiapatit (HAp) yang merupakan campuran antara serbuk gipsum 5 gram dan larutan diamonium hidrogen fosfat 0,5 molalitas (m) dengan perlakuan hydrothermal

microwave.

2. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian Scanning Electron

Microscope (SEM) untuk mengetahui karakteristik struktur mikro

hidroksiapatit (HAp), mesin SEM ini menggunakan standar

American Society for Testing and Materials (ASTM) E 986–97.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui cara pembuatan hidroksiapatit (HAp) dari gipsum alam Cikalong (CNG).

2. Membandingkan karakterisasi Scanning Electron Microscope

(SEM) dari Cikalong Hydroxyapatite (CHAp) yang diperoleh dari

proses hydrothermal microwave dengan HAp Jepang.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan ini diantaranya:

• Akademik

1. Memberikan sumbangan bagi ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang biomaterial.

2. Meningkatkan ilmu pengetahuan umum dalam bidang metalurgi dan khususnya biomaterial.

• Industri

1. Mengurangi ketergantungan produk bahan rehabilitasi yang selama ini masih menggantungkan pada negara lain.

2. Mengembangkan bahan alternatif yang murah dan mudah didapat sebagai bahan pembuatan hidroksiapatit untuk digunakan sebagai bahan rehabilitasi jaringan tulang dan gigi manusia.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir secara garis besar adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas tentang kajian pustaka dan landasan teori tentang gipsum, hidroksiapatit (HAp) dan Scanning Electron

Microscope (SEM).

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, penyiapan bahan dan alat penelitian, pembuatan serbuk hidroksiapatit (HAp), pengujian Scanning Electron Microscope (SEM)

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini meliputi serbuk hidroksiapatit dari hasil reaksi gipsum alam Cikalong dengan diammonium hydrogen phosphate, hasil dari data karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM) terhadap serbuk hidroksiapatit (HAp) Jepang dan HAp dari gipsum alam Cikalong.

BAB V PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

Anonim., 2006, How the SEM Works. Diakses 2 Agustus 2009, htpp:/www.purdue.edu/REM/rs/sem.htm

Dita, 2009, Info Mineral. Diakses 1 Agustus 2009, htpp:/www.mineral-info.blogspot.com

Earl, J.S., Wood, D.J., and Milne, S.J., 2006, Hydrothermal Synthesis of

Hydroxyapatite, Journal of Physics: Conference Series 26, 268-271.

Furuta, S., Katsuki, H., Komarmeni, S., 1998, Porous Hydroxyapatite

Monoliths from Gypsum Waste, j mater chem. 8: 1803-6.

German, R., 1984, Powder Metallurgy Science, Second Edition, Princeton, New Jersey, USA.

Hench, L.L., 1991, Bioceramics: from concept to clinics, J. Am. Ceram. Soc. 74, pp. 1487–1510.

Katsuki, H., Furuta, S., and Komarmeni, S., 1999, Microwave Versus

Conventional-Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite Crystals from Gypsum, j am ceram soc 87 (8) : 2257-9.

Khrisna, D.S.R., Chatanya, C.K., Seshadri, S.K., and Kumar, T.S.S., 2002,

Flourinated Hydroxyapatite by Hydrolysis Under Microwave Irradiation, Trends. Biomater. Artif. Organs, Vol. 16(1), pp 15-17.

Kurniawan, Y.A., 2008, Fabrikasi dan Karakterisasi SEM Biomaterial

Hidroksiapatit dari Gipsum Alam Kulon Progo dengan Tekanan 200 MPa yang Disinter pada Temperatur 200 oC, 800 oC, 1400 oC selama 3 Jam, Tugas Akhir, Teknik Mesin UMS, Surakarta.

Martua R.P., Labaik, G., Permana, D., dan Sunardi, A., 2002, Inventarisasi

dan Evaluasi Mineral Non Logam di Kabupaten Ciamis dan Tasikmalaya, Provinsi Jawa Barat. Diakses 9 Juni 2009,

htpp:/www.dim.estm.go.id

Nasution, D.A., 2006, Fabrikasi serta Studi Sifat Mekanis dan Fisis

biokeramik Hidroksiapatit (HAp) dari Kalsit Gunung Kidul, Tesis,

Sekolah Pasca Sarjana UGM, Jogjakarta.

Nath, S., Basu, B., and Sinha, A., 2006, A Comparative Study of

Synthesized by Chemical Route, Trends. Biomater. Artif. Organs,

Vol. 19 (2), pp 93-98.

Pujiastono, H., 2009, Studi Morphology Campuran Plastik PET dengan

Ban Bekas (RR), Plastik PET dengan Kompon (NR) dan Ban Bekas (RR) dengan Kompon (NR) dengan Metode HPHTS, Tugas Akhir,

Teknik Mesin UMS, Surakarta.

Sasikumar, S. and Vijayaraghavan, R. , 2006, Effect of metal-ion-to-fuel

ratio on the phase formation of bioceramic phosphates synthesized by self-propagating combustion,Trends. Biomater. Artif. Organs, 19

70.

Sedyono, J., 2008, Proses Sintesa dan Studi Sifat Fisis dan Mekanis

Biokeramik Hidroksiapatit dari Gipsum Alam Kulon Progo, Tesis S2,

UGM, Jogjakarta.

Shah, 2004, The synthesis of hydroxyapatite through the precipitation

method, The Medical journal of Malaysia 59 Suppl B:75-6.

Silberberg, 2003, Material Safety Data Sheet. Diakses 1 Agustus 2009, htpp:/www.koboproductsinc.com/MSDSs/HYDROXYAPATITEMSD S.pdf

Suchanek, W., and Yoshimura, M., 1998, Processing and Properties of

– based Biomaterials for use as Hard Tissue Replacement Implants, Journal of Material Research, Vol. 13, No. 1, Pp 94-115.

Suzuki, S., Fuzita, T., Maruyana, T., and Takashi, J., 1993, Journal

American Ceramic Society, Vol. 76, p 1638.

Thamareiselvi, T.V., and Rajeswari, S., 2004, Biological Evaluation of

Bioceramic Materials-A Review, Trends. Biomaterial. Artif. Organs,

Vol. 18 (1), pp 9-17.

Wawan, 2009, Prosedur Pemotretan Scanning Electron Microscope (SEM)

JSM–35C, PPGL, Bandung.

Wildan, W., 2006, Bahan Perkuliahan S2, Fakultas Teknik Mesin, UGM, Jogjakarta.

sintetik, dimana harga dapat ditekan seminimum mungkin (jauh lebih murah), mudah didapat namun memiliki kualitas yang sama dengan hidroksiapatit sintetik komersial produk Jepang (Shah, 2004).

Dalam penelitian ini serbuk gipsum (CaSO4.2H2O) lokal direaksikan dengan diammonium hydrogen phosphate [(NH4)2HPO4] pada proses hydrothermal pada temperatur 100 °C untuk memperoleh serbuk hidroksiapatit. Kemudian serbuk hidroksiapatit (HAp) tersebut dianalisis dengan menggunakan mesin SEM JSM–6360LA untuk mengetahui struktur mikro hidroksiapatit (HAp) Cikalong.

1.2. Perumusan Masalah

Penelitian yang dilaksanakan didasarkan pada suatu rumusan masalah sebagai berikut:

“Bagaimanakah karakterisasi SEM hidroksiapatit (HAp) dari gipsum alam Cikalong ?”

Adapun variabel penelitian adalah serbuk gipsum alam yang didapat dari daerah Cikalong (Cikalong Natural Gypsum / CNG), butiran diammonium hydrogen phosphate (DHP), dan aquades.

1.3. Pembatasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bahan dasar yang digunakan adalah serbuk gipsum alam Cikalong,

5   

Bahan yang diuji berupa hidroksiapatit (HAp) yang merupakan campuran antara serbuk gipsum 5 gram dan larutan diamonium hidrogen fosfat 0,5 molalitas (m) dengan perlakuan hydrothermal microwave.

2. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian Scanning Electron Microscope (SEM) untuk mengetahui karakteristik struktur mikro hidroksiapatit (HAp), mesin SEM ini menggunakan standar American Society for Testing and Materials (ASTM) E 986–97.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui cara pembuatan hidroksiapatit (HAp) dari gipsum alam Cikalong (CNG).

2. Membandingkan karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM) dari Cikalong Hydroxyapatite (CHAp) yang diperoleh dari proses hydrothermal microwave dengan HAp Jepang.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan ini diantaranya:

• Akademik

1. Memberikan sumbangan bagi ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang biomaterial.

2. Meningkatkan ilmu pengetahuan umum dalam bidang metalurgi dan khususnya biomaterial.

• Industri

1. Mengurangi ketergantungan produk bahan rehabilitasi yang selama ini masih menggantungkan pada negara lain.

2. Mengembangkan bahan alternatif yang murah dan mudah didapat sebagai bahan pembuatan hidroksiapatit untuk digunakan sebagai bahan rehabilitasi jaringan tulang dan gigi manusia.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir secara garis besar adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas tentang kajian pustaka dan landasan teori tentang gipsum, hidroksiapatit (HAp) dan Scanning Electron Microscope (SEM).

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, penyiapan bahan dan alat penelitian, pembuatan serbuk hidroksiapatit (HAp), pengujian Scanning Electron Microscope (SEM) hidroksiapatit dari gipsum alam Cikalong.

7   

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini meliputi serbuk hidroksiapatit dari hasil reaksi gipsum alam Cikalong dengan diammonium hydrogen phosphate, hasil dari data karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM) terhadap serbuk hidroksiapatit (HAp) Jepang dan HAp dari gipsum alam Cikalong.

BAB V PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

Anonim., 2006, How the SEM Works. Diakses 2 Agustus 2009, htpp:/www.purdue.edu/REM/rs/sem.htm

Dita, 2009, Info Mineral. Diakses 1 Agustus 2009, htpp:/www.mineral-info.blogspot.com

Earl, J.S., Wood, D.J., and Milne, S.J., 2006, Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite, Journal of Physics: Conference Series 26, 268-271. Furuta, S., Katsuki, H., Komarmeni, S., 1998, Porous Hydroxyapatite

Monoliths from Gypsum Waste, j mater chem. 8: 1803-6.

German, R., 1984, Powder Metallurgy Science, Second Edition, Princeton, New Jersey, USA.

Hench, L.L., 1991, Bioceramics: from concept to clinics, J. Am. Ceram. Soc. 74, pp. 1487–1510.

Katsuki, H., Furuta, S., and Komarmeni, S., 1999, Microwave Versus Conventional-Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite Crystals from Gypsum, j am ceram soc 87 (8) : 2257-9.

Khrisna, D.S.R., Chatanya, C.K., Seshadri, S.K., and Kumar, T.S.S., 2002, Flourinated Hydroxyapatite by Hydrolysis Under Microwave Irradiation, Trends. Biomater. Artif. Organs, Vol. 16(1), pp 15-17. Kurniawan, Y.A., 2008, Fabrikasi dan Karakterisasi SEM Biomaterial

Hidroksiapatit dari Gipsum Alam Kulon Progo dengan Tekanan 200

MPa yang Disinter pada Temperatur 200 oC, 800 oC, 1400 oC

selama 3 Jam, Tugas Akhir, Teknik Mesin UMS, Surakarta.

Martua R.P., Labaik, G., Permana, D., dan Sunardi, A., 2002, Inventarisasi dan Evaluasi Mineral Non Logam di Kabupaten Ciamis dan Tasikmalaya, Provinsi Jawa Barat. Diakses 9 Juni 2009, htpp:/www.dim.estm.go.id

Nasution, D.A., 2006, Fabrikasi serta Studi Sifat Mekanis dan Fisis biokeramik Hidroksiapatit (HAp) dari Kalsit Gunung Kidul, Tesis, Sekolah Pasca Sarjana UGM, Jogjakarta.

Nath, S., Basu, B., and Sinha, A., 2006, A Comparative Study of Conventional Sintering with Microwave Sintering of Hydroxyapatite

 

Synthesized by Chemical Route, Trends. Biomater. Artif. Organs, Vol. 19 (2), pp 93-98.

Pujiastono, H., 2009, Studi Morphology Campuran Plastik PET dengan Ban Bekas (RR), Plastik PET dengan Kompon (NR) dan Ban Bekas (RR) dengan Kompon (NR) dengan Metode HPHTS, Tugas Akhir, Teknik Mesin UMS, Surakarta.

Sasikumar, S. and Vijayaraghavan, R. , 2006, Effect of metal-ion-to-fuel ratio on the phase formation of bioceramic phosphates synthesized by self-propagating combustion,Trends. Biomater. Artif. Organs, 19 70.

Sedyono, J., 2008, Proses Sintesa dan Studi Sifat Fisis dan Mekanis Biokeramik Hidroksiapatit dari Gipsum Alam Kulon Progo, Tesis S2, UGM, Jogjakarta.

Shah, 2004, The synthesis of hydroxyapatite through the precipitation

method, The Medical journal of Malaysia 59 Suppl B:75-6.

Silberberg, 2003, Material Safety Data Sheet. Diakses 1 Agustus 2009, htpp:/www.koboproductsinc.com/MSDSs/HYDROXYAPATITEMSD S.pdf

Suchanek, W., and Yoshimura, M., 1998, Processing and Properties of – based Biomaterials for use as Hard Tissue Replacement Implants, Journal of Material Research, Vol. 13, No. 1, Pp 94-115. Suzuki, S., Fuzita, T., Maruyana, T., and Takashi, J., 1993, Journal

American Ceramic Society, Vol. 76, p 1638.

Thamareiselvi, T.V., and Rajeswari, S., 2004, Biological Evaluation of Bioceramic Materials-A Review, Trends. Biomaterial. Artif. Organs, Vol. 18 (1), pp 9-17.

Wawan, 2009, Prosedur Pemotretan Scanning Electron Microscope (SEM) JSM–35C, PPGL, Bandung.

Wildan, W., 2006, Bahan Perkuliahan S2, Fakultas Teknik Mesin, UGM, Jogjakarta.