Pembuatan Hidroksiapatit Dari Tulang Ayam Berporogen Pati Biji Durian Dengan Metode Presipitasi
ABSTRAK
Hidroksiapatit (HAp) adalah biokeramik yang sangat bermanfaat dan banyak
digunakan secara luas pada bidang medis dan nonmedis. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu kalsinasi terhadap karakteristik HAp
yang dihasilkan dari tulang ayam dan pengaruh porogen pati biji durian terhadap
ukuran pori HAp. Pemilihan pati biji durian sebagai porogen karena biji durian
bernilai ekonomis dan mempunyai kandungan pati yang tinggi yaitu 47,6%. Pada
penelitian ini, HAp disintesis dengan metode presipitasi dengan menggunakan tulang
ayam dan H3PO4 sebagai prekursor kalsium dan fosfor. Kondisi proses divariasikan
terhadap suhu kalsinasi (500oC dan 900oC), waktu kalsinasi (2 jam dan 6 jam) dan
penggunaan pati dan tanpa pati. Hasil sintesis menunjukkan bahwa pola XRD dari
HAp berporogen pati dan tanpa porogen memiliki pola yang mirip dengan HAp
standar (JCPDS 01-084-1998). HAp tanpa porogen memiliki ukuran kristal,
kristalinitas dan rasio Ca/P masing – masing adalah 63,021 nm, 87,30% dan 1,566,
sedangkan HAp berporogen pati memiliki ukuran kristal, kristalinitas dan rasio Ca/P
masing – masing adalah 83,975 nm, 90,34% dan 1,485. Hasil analisis FTIR
menunjukkan sampel HAp mempunyai gugus fungsi utama HAp yaitu OH- dan PO43. Peningkatan suhu dan waktu kalsinasi meningkatkan ukuran partikel HAp tanpa
porogen dan HAp berporogen pati. Hal ini terlihat dari hasil uji SEM dimana ukuran
partikel rata-rata HAp tanpa porogen pada suhu 500oC adalah 0,74γ m (β jam) dan
0,λλ6 m (6 jam), pada suhu λ00oC sebesar 1,017 m (β jam) dan 1,584 m (6 jam).
Sedangkan untuk HAp berporogen pati pada suhu 500oC ukuran partikel rata-ratanya
adalah 0,8β6 m (β jam) dan 1,046 m (6 jam), pada suhu λ00oC sebesar 1,β65 m (β
jam) dan 1,674 m (6 jam).Untuk HAp berporogen pati, luas pori yang didapat
menurun dengan naiknya suhu dan waktu kalsinasi. Namun pada suhu 500oC selama
2 jam luas pori terlalu kecil. Hal ini mungkin disebabkan pati belum terbakar habis
pada waktu 2 jam pada suhu 500oC. Luas pori rata-rata yang diperoleh adalah 0,046
m2 (500oC,2 jam), 0,403 m2 (900oC,2 jam), 0,337 m2 (500oC,6 jam), dan 0,208
m2 (900oC,6 jam).
Kata kunci: hidroksiapatit berpori, tulang ayam, pati biji durian, presipitasi,
biomaterial.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Hydroxyapatite (HAp) is very usefull bioceramic that is widely used in medical and
nonmedical field. This study aims to know the effect of calcination temperature and
holding time to the characteristic of HAp from chicken bone and effect of durian’s
seed starch to pore size of HAp. Selection of durian ’s seed starch as porogent
because durian seed is economically viable and have a high starch content. In this
study, HAp is synthesized via precipitation method using chicken bones and H3PO4 as
the precursors for calcium and phosphorus. Processing conditions were varied in
terms of the calcination temperatures (500 oC and 900oC), calcination holding times
(2 h and 6 h) and using starch and without using starch. The results showed that XRD
pattern of non porous HAp and porous HAp are similar with HAp standard pattern
(JCPDS 01-084-1998). Non porous HAp has crystal size, cristallinity and Ca/P ratio
are 63,021 nm, 87,30% and 1,566, respectively. Whereas Porous HAp has crystal
size, cristallinity and Ca/P ratio are 83,976 nm, 90,34% and 1,485, respectively.
FTIR result showed that sample has main functional group of HAp that are OH - and
PO43-. Increasing of calcination temperature and holding time increase particle size
of non porous and porous HAp. From SEM result, average particle size of non
porous HAp at 500oC are 0,743 μm (2 h) and 0,996 μm (6 h), for 900oC are 1,017 μm
(2 h) and 1,584 μm (6 h). Whereas average particle size of porous HAp at 500oC are
0,826 μm (2 h) and 1,046 μm (6 h), and for 900oC are 1,265 μm (2 h) and 1,674 μm
(6 h). Pore area of porous HAp decrease with increasing calcination temperature
and holding time. At 500oC for 2 h, pore area is too small. This may be due to some
of starch still has not burned out during calcination. Average pore area for 0,046 μm2
(500oC, 2 h), 0,403 μm2 (900oC, 2 h), 0,337 μm2 (500oC, 6 h), and 0,208 μm2 (900o C,
6 h).
Keywords: porous hydroxyapatite, chicken bone, durian’s seed starch, precipitation,
biomaterial.
ii
Universitas Sumatera Utara
Hidroksiapatit (HAp) adalah biokeramik yang sangat bermanfaat dan banyak
digunakan secara luas pada bidang medis dan nonmedis. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu kalsinasi terhadap karakteristik HAp
yang dihasilkan dari tulang ayam dan pengaruh porogen pati biji durian terhadap
ukuran pori HAp. Pemilihan pati biji durian sebagai porogen karena biji durian
bernilai ekonomis dan mempunyai kandungan pati yang tinggi yaitu 47,6%. Pada
penelitian ini, HAp disintesis dengan metode presipitasi dengan menggunakan tulang
ayam dan H3PO4 sebagai prekursor kalsium dan fosfor. Kondisi proses divariasikan
terhadap suhu kalsinasi (500oC dan 900oC), waktu kalsinasi (2 jam dan 6 jam) dan
penggunaan pati dan tanpa pati. Hasil sintesis menunjukkan bahwa pola XRD dari
HAp berporogen pati dan tanpa porogen memiliki pola yang mirip dengan HAp
standar (JCPDS 01-084-1998). HAp tanpa porogen memiliki ukuran kristal,
kristalinitas dan rasio Ca/P masing – masing adalah 63,021 nm, 87,30% dan 1,566,
sedangkan HAp berporogen pati memiliki ukuran kristal, kristalinitas dan rasio Ca/P
masing – masing adalah 83,975 nm, 90,34% dan 1,485. Hasil analisis FTIR
menunjukkan sampel HAp mempunyai gugus fungsi utama HAp yaitu OH- dan PO43. Peningkatan suhu dan waktu kalsinasi meningkatkan ukuran partikel HAp tanpa
porogen dan HAp berporogen pati. Hal ini terlihat dari hasil uji SEM dimana ukuran
partikel rata-rata HAp tanpa porogen pada suhu 500oC adalah 0,74γ m (β jam) dan
0,λλ6 m (6 jam), pada suhu λ00oC sebesar 1,017 m (β jam) dan 1,584 m (6 jam).
Sedangkan untuk HAp berporogen pati pada suhu 500oC ukuran partikel rata-ratanya
adalah 0,8β6 m (β jam) dan 1,046 m (6 jam), pada suhu λ00oC sebesar 1,β65 m (β
jam) dan 1,674 m (6 jam).Untuk HAp berporogen pati, luas pori yang didapat
menurun dengan naiknya suhu dan waktu kalsinasi. Namun pada suhu 500oC selama
2 jam luas pori terlalu kecil. Hal ini mungkin disebabkan pati belum terbakar habis
pada waktu 2 jam pada suhu 500oC. Luas pori rata-rata yang diperoleh adalah 0,046
m2 (500oC,2 jam), 0,403 m2 (900oC,2 jam), 0,337 m2 (500oC,6 jam), dan 0,208
m2 (900oC,6 jam).
Kata kunci: hidroksiapatit berpori, tulang ayam, pati biji durian, presipitasi,
biomaterial.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Hydroxyapatite (HAp) is very usefull bioceramic that is widely used in medical and
nonmedical field. This study aims to know the effect of calcination temperature and
holding time to the characteristic of HAp from chicken bone and effect of durian’s
seed starch to pore size of HAp. Selection of durian ’s seed starch as porogent
because durian seed is economically viable and have a high starch content. In this
study, HAp is synthesized via precipitation method using chicken bones and H3PO4 as
the precursors for calcium and phosphorus. Processing conditions were varied in
terms of the calcination temperatures (500 oC and 900oC), calcination holding times
(2 h and 6 h) and using starch and without using starch. The results showed that XRD
pattern of non porous HAp and porous HAp are similar with HAp standard pattern
(JCPDS 01-084-1998). Non porous HAp has crystal size, cristallinity and Ca/P ratio
are 63,021 nm, 87,30% and 1,566, respectively. Whereas Porous HAp has crystal
size, cristallinity and Ca/P ratio are 83,976 nm, 90,34% and 1,485, respectively.
FTIR result showed that sample has main functional group of HAp that are OH - and
PO43-. Increasing of calcination temperature and holding time increase particle size
of non porous and porous HAp. From SEM result, average particle size of non
porous HAp at 500oC are 0,743 μm (2 h) and 0,996 μm (6 h), for 900oC are 1,017 μm
(2 h) and 1,584 μm (6 h). Whereas average particle size of porous HAp at 500oC are
0,826 μm (2 h) and 1,046 μm (6 h), and for 900oC are 1,265 μm (2 h) and 1,674 μm
(6 h). Pore area of porous HAp decrease with increasing calcination temperature
and holding time. At 500oC for 2 h, pore area is too small. This may be due to some
of starch still has not burned out during calcination. Average pore area for 0,046 μm2
(500oC, 2 h), 0,403 μm2 (900oC, 2 h), 0,337 μm2 (500oC, 6 h), and 0,208 μm2 (900o C,
6 h).
Keywords: porous hydroxyapatite, chicken bone, durian’s seed starch, precipitation,
biomaterial.
ii
Universitas Sumatera Utara