Fluorapatit-Tembaga(II) Oksida-Kitosan: Sintesis, Pencirian, dan Sifat Antibakterinya

Abstract

Fluorapatit (FAp) berpotensi sebagai antibakteri dan telah menjadi perhatian peneliti saat ini. Kemampuan FAp dalam mencegah infeksi bakteri berkaitan dengan penerapannya sebagai pelapis implan gigi. Namun, FAp bersifat bakteriostatik, sehingga efektivitasnya tidak sebaik agen antibakteri lain yang bersifat bakterisida. Penggabungan FAp dengan bakterisida seperti tembaga(II) oksida (CuO) dan kitosan diharapkan dapat menjadi solusi untuk meningkatkan sifat antibakteri FAp. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menyintesis FApCuO-kitosan melalui metode sol-gel dengan tiga variasi bobot kitosan, mencirikan gugus fungsi, kristalinitas, morfologi, ukuran partikel, serta menguji sifat antibakterinya. Sintesis FAp-CuO-kitosan pada penelitian ini menggunakan kitosan dengan tiga variasi bobot, yaitu 0,50 (4FK1); 0,75 (3FK1); dan 1,00 g (2FK1). Sintesis dilakukan melalui metode sol-gel yang dilanjutkan dengan pencirian produk. Produk dicirikan menggunakan empat instrumen, yaitu difraktometer sinar-X untuk mengukur tingkat kristalinitas, spektrometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) untuk mendeteksi gugus fungsi, particle size analyzer (PSA) untuk mengukur diameter partikel dan distribusi ukuran partikel, serta mikroskop elektron payaran-spektrometer sinar-X dispersif energi (SEM-EDX) untuk mencirikan morfologi partikel dan komponen kimianya. Sifat antibakteri diuji menggunakan metode difusi cakram pada dua kultur bakteri target, yaitu Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Difraktogram ketiga sampel FAp-CuO-kitosan menghasilkan puncak difraksi pada kisaran 2? 31-32° yang berasal dari keberadaan fase FAp. Hal ini menunjukkan bahwa fase FAp telah dipertahankan sebagai fase dominan. Derajat kristalinitas pada tiga sampel FAp-CuO-kitosan menurun seiring dengan bertambahnya jumlah kitosan yang bersifat amorf. Spektrum FTIR mendeteksi adanya gugus fungsi penciri kitosan dan FAp-CuO pada FAp-CuO-kitosan. Interaksi yang dapat terjadi antara kitosan dan FAp-CuO, yaitu ikatan koordinasi antara atom Ca atau Cu dan atom N atau O pada kitosan, serta interaksi hidrogen antara atom F dan atom H pada kitosan. Tiga sampel FAp-CuO-kitosan merupakan mikropartikel dengan distribusi ukuran partikel yang tidak seragam berdasarkan hasil PSA dan nilai indeks polidispersitas. Hasil tersebut juga didukung oleh citra SEM pada perbesaran 25000× yang menggambarkan morfologi partikel telah teraglomerasi. Hal ini disebabkan oleh perbedaan muatan permukaan antarpartikel. Komponen kimia FAp-CuO-kitosan terdiri atas unsur Ca, P, C, dan O dengan nisbah Ca/P yang menurun seiring dengan bertambahnya jumlah kitosan. Sampel 2FK1 dan 3FK1 menghasilkan zona hambat tertinggi berturut-turut pada E. coli (2,35 mm) dan S. aureus (0,78 mm). Hasil tersebut tergolong lemah, namun menyiratkan bahwa peningkatan jumlah kitosan dapat meningkatkan sifat antibakteri FAp-CuO sebesar 221% pada S. aureus dan 68% pada E. coli.