Viona Diansari Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Fakultas Pasca Sarjana (S3) 2026

Dissertation

Perkembangan hidroksiapatit selama beberapa dekade terakhir dalam aplikasi biomedis dan dental, terutama untuk perbaikan dan regenerasi jaringan tulang semakin pesat. Hidroksiapatit alami dapat meniru apatit tulang asli serta memiliki kelebihan akan biaya yang murah dan sumber yang mudah didapatkan, salah satunya dari tulang sapi Aceh yang merupakan ternak lokal Indonesia dengan kelimpahan limbah tulang dan belum dimanfaatkan secara maksimal. Hal ini menjadi urgensi untuk dikaji potensinya sebagai sumber hidroksiapatit alami dan aplikasi lanjutnya dalam rekayasa jaringan sebagai bahan baku biomaterial scaffold telah menjadi perhatian besar saat ini. Hidroksiapatit alami mempunyai sifat bioaktvfitas, bioafinitas dan biokompatibilitas yang dapat meningkatkan osteokonduktivitas dan osteoinduktivitas pada integrasi tulang sehingga menjadi keunggulannya sebagai scaffold tulang. Biomaterial scaffold harus dapat merangsang pembentukan tulang baru dan mempercepat proses penyembuhan jaringan tulang di area yang rusak. Kombinasi biokomposit hidroksiapatit-gelatin mampu menciptakan scaffold yang memiliki sifat mekanik yang baik, porositas optimal untuk pertumbuhan sel, efektif dalam memicu reaksi osteoblas, dan kemampuan untuk mengatur pelepasan faktor pertumbuhan yang diperlukan dalam regenerasi tulang serta mengurangi risiko penolakan tubuh karena sifatnya yang biokompatibel dan biodegradabel. Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis potensi tulang sapi Aceh sebagai bahan baku biokomposit hidroksiapatit - gelatin (BHA-GEL) untuk kandidat material scaffold dalam regenerasi jaringan dan tulang. Metode ekstraksi hidroksiapatit alami dilakukan dengan teknik kalsinasi pada suhu tinggi. Konfirmasi terhadap bovine hidroksiapatit (BHA) yang diperoleh dilakukan melalui uji karakterisasi menggunakan fourier-transform infrared (FTIR), particle size analyzer (PSA), x-ray diffractometer (XRD), dan scanning electron microscopy (SEM)-energy dispersive x-ray (EDX). Sintesis biokomposit scaffold BHA-GEL menggunakan metode liofilisasi dilanjutkan dengan uji karakterisasi FTIR, termogravimetri, XRD dan SEM-EDX serta analisis terhadap sifat fisikokimia-mekanikal (degradasi, swelling, porositas, densitas dan kekuatan tekan). Pengujian tersebut mampu merekomendasikan kelayakan BHA-GEL sebagai biomaterial scaffold yang memiliki desain cocok untuk perlekatan sel, proliferasi, diferensiasi, dan pembentukan jaringan spesifik organ, khususnya pada organ tulang yang mengalami destruksi tentu membutuhkan penanganan yang tepat melalui teknologi scaffold dalam rekayasa jaringan tulang. Evaluasi terhadap efektivitas scaffold BHA-GEL pada regenerasi defek tulang dilakukan melalui uji in vivo pada hewan coba yang didahului oleh uji sitotoksisitas secara in vitro dengan metode MTT. Hasil penelitian ekstraksi BHA dari tulang femur sapi Aceh menggunakan kalsinasi pada suhu bervariasi 700, 800, 900 dan 1000 oC memperoleh rendemen bubuk BHA terendah 52,62% (suhu 700oC) dan tertinggi 60,54% (suhu 900oC). Karakterisasi FTIR dan XRD menunjukkan fase utama adalah BHA dengan kristalinitas >80% dan teridentifikasi adanya gugus fungsi spesifik dari BHA yaitu fosfat, karbonat dan hidroksil. Peningkatan suhu kalsinasi menghasilkan BHA dengan kristalinitas yang lebih tinggi, ukuran partikel yang lebih besar, dan kemurnian kimia yang lebih baik. Suhu kalsinasi 900°C memberikan hasil yang optimal dalam hal kristalinitas dan partikel yang seragam. Hasil sintesis dan karakterisasi komprehensif biokomposit kombinasi BHA dari tulang sapi Aceh dan gelatin sebagai biomaterial scaffold untuk perbaikan tulang dievaluasi berdasarkan sifat fisikokimia, mekanik, dan biologisnya. Spektroskopi FTIR mengonfirmasi keberadaan gugus fungsi fosfat, karbonat, hidroksil, amida, amina dan karboksil yang berasosiasi dengan BHA dan gelatin. Analisis EDX mendeteksi adanya unsur-unsur penting yang berkaitan dengan tulang, termasuk Ca, P, dan O, serta trace element seperti Na, Mg, dan Al. Analisis termogravimetri dan XRD menunjukkan stabilitas termal hingga 600 °C, dan kristalinitas tertinggi (59,2%) teramati pada rasio biokomposit BHA-GEL 7:3. Analisis morfologi dan porositas dengan SEM mengungkapkan struktur berpori yang saling interkonektif dengan ukuran pori berkisar antara 40–295 μm, yang kondusif untuk infiltrasi seluler dan pertukaran nutrisi. Scaffold tersebut juga menunjukkan degradasi yang baik (83–87%), swelling (675–836%), densitas (0,30–0,36 g/cm3), kekuatan tekan (0,22–0,44 MPa), dan porositas (65–86%). Penilaian sitotoksisitas in vitro menggunakan uji MTT mengonfirmasi viabilitas sel yang tinggi (95%) dari osteoblas MC3T3-E1, yang mengindikasikan biokompatibilitas. Hasil evaluasi in vivo pada hewan coba tikus wistar menunjukkan respons inflamasi normal tanpa tanda-tanda infeksi atau alergi, dan regenerasi tulang yang lebih cepat dibandingkan dengan kontrol tanpa implan scaffold, sebagaimana dibuktikan oleh peningkatan aktivitas osteoblas, osteoklas, dan osteosit dalam analisis histopatologi serta peningkatan kepadatan tulang relatif yang signifikan melalui analisis kualitatif dan kuantitatif pada radiograf rontgen sinar-X. Temuan ini mendukung potensi biokomposit BHA-GEL sebagai material scaffold yang ekonomis dan ramah lingkungan karena bahan baku bersumber dari lokal, serta biokompatibel untuk rekayasa jaringan tulang. 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 1710011 2026-01-22 22:32:57 2026-01-23 09:43:32 machine generated