Perpustakaan Digital ITB

Pelat logam banyak digunakan dalam aplikasi perbaikan patah tulang sejak dahulu kala. Penggunaan material ini sangatlah memuaskan, tetapi tetap memiliki banyak kekurangan yang harus disempurnakan. Kekurangan yang utama adalah diperlukannya operasi kedua untuk mengeluarkan pelat logam dari tubuh pasien setelah proses penyembuhan. Oleh karena itu pelat logam harus diganti dengan material lainnya yang dapat terdegradasi secara biologis. Beberapa material telah diselidiki untuk dapat digunakan sebagai pelat tulang yang dapat terdegradasi. Pelat tulang yang banyak tersedia saat ini terbuat dari asam poli laktat. Akan tetapi, terdapat beberapa masalah dalam penggunaan material ini, diantaranya adalah adanya masalah kristalisasi di beberapa bagian material sehingga tidak dapat terdegradasi secara sempurna serta rendahnya kekuatan mekanik dari material ini pun banyak diamati. Pada penelitian ini, akan diteliti material alternatif lain yang dapat digunakan sebagai pelat tulang dan diharapkan dapat terdegradasi dengan baik serta dapat diserap kembali oleh tubuh. Material yang diharapkan dapat memenuhi semua persyaratan tersebut adalah material berbasis turunan amilosa. Amilosa merupakan rantai linier poli (ikatan 1,4-?-glukosida) yang terdapat di alam, bersifat hidrofilik, sulit untuk diproses lebih lanjut dan memiliki kemiripan struktur dengan selulosa. Berbeda dengan selulosa (ikatan1,4- -glukosida), amilosa siap untuk mengalami degradasi dalam tubuh dengan adanya enzim yang sesuai, menghasilkan glukosa yang siap mengalami metabolisme. Salah satu turunan amilosa yang sering disintesis yaitu amilosa triasetat. Amilosa triasetat merupakan material yang mudah diproses, memiliki kekuatan mekanik yang cukup baik, akan tetapi material ini sulit terdegradasi. Oleh karena itu, pada penelitian ini, amilosa yang akan disintesis adalah amilosa yang memiliki derajat substitusi yang rendah, yaitu yang memiliki karakter hidrofilik yang cukup besar sehingga diharapkan dapat sesuai dengan karakter pelat tulang yang dapat terdegradasi dalam tubuh secara biologis. Tahap awal yang dilakukan yaitu mereaksikan amilosa dengan asam monokloroasetat untuk menghasilkan karboksimetilamilosa (CMA). Gugus asam karboksilat yang terikat pada amilosa diharapkan dapat bertindak sebagai katalis dalam proses degradasi. Dari hasil 1H-NMR, maka dapat ditunjukkan adanya gugus asam karboksilat yang menempel pada atom C-2 cincin amilosa dengan derajat substitusi berkisar 0,38. Kemudian CMA direaksikan dengan anhidrida asam asetat dengan konsentrasi yang berbeda-beda sehingga diperoleh karboksimetilamilosa asetat (CMA-Ac) yang memiliki variasi derajat substitusi asetat (Dsac)berkisar antara 1,91 sampai 2,64. Selain menggunakan gugus asam karboksilat sebagai katalis, pada penelitian ini, akan digunakan juga basa yang diharapkan dapat mengkatalisis proses degradasi. Amilosa direaksikan dengan kloropropilamin yang dilindungi sebelumnya menggunakan gugus pelindung di-tert-butyl dicarbonate (Boc¬2O) sehingga dihasilkan aminopropilamilosa-Boc (APA-Boc). Kemudian material ini diasetilasi dan menghasilkan aminopropilamilosa-Boc asetat (APA-Boc-Ac). Langkah terakhir yang dilakukan yaitu melepas kembali gugus pelindung Boc sehingga hasil akhir yang diperoleh yaitu aminopropilamilosa asetat (APA-Ac). Polimer yang telah disintesis kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan ATR-FTIR, Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), dan Thermal Gravimetric Analysis (TGA). Dari hasil pengukuran sifat termal maka dapat disimpulkan bahwa material ini merupakan material yang dapat diproses dengan nilai temperatur transisi gelas berkisar 163°C dan tidak ada tanda-tanda terjadinya kristalisasi. Material ini kemudian diproses membentuk pelat film pada suhu 180°C dengan metoda cetak tekan (compression molding). Pelat film ini kemudian direndam dalam larutan fosfat buffer (PBS) dan NaN3 pada temperatur 37°C untuk uji biodegradasi. Proses biodegradasi diuji dengan analisa persen pengurangan massa, persen derajat penggembungan serta ATR-FTIR setiap minggu selama 2 bulan. Berdasarkan hasil uji biodegradasi, maka dapat disimpulkan bahwa CMA-Ac dengan DSac rendah memiliki persen derajat penggembungan dan persen pengurangan massa yang lebih besar daripada CMA dengan DSac yang tinggi. Selain itu, persen pengurangan massa dari CMA-Ac lebih besar daripada APA-Ac. Gugus asam karboksilat yang menempel pada cincin glukopiranosa dari amilosa terbukti meningkatkan proses degradasi yang terlihat dari nilai persen derajat penggembungan dan persen pengurangan massa CMA-Ac yang lebih besar daripada amilosa asetat tak termodifikasi.