Fabrikasi dan Karakterisasi Mikrosfer Bioactive Glass Terdoping Yttrium (Y-90)

Abstract

Tulang merupakan organ penting dalam tubuh yang berperan sebagai penggerak, pendukung dan pelindung jaringan lunak,tempat penyimpanan kalsium dan fosfat, serta tempat penyimpanan sumsum tulang. Hal ini menjadikan kesehatan tulang menjadi salah satu prioritas kesehatan nasional. Salah satu permasalahan tulang yang banyak terjadi pada berbagai rentang usia adalah kanker tulang sehingga membutuhkan pengobatan intensif untuk membunuh sel kanker. Salah satu metode terapi yang dianggap lebih efektif dibanding metode terapi lainnya adalah terapi radiasi internal karena bersifat lokal pada target sehingga mampu mengurangi efek radiasi pada sel sehat di sekitarnya. Dalam terapi kanker tulang, terapi radiasi internal dikembangkan tidak hanya untuk membunuh sel kanker tetapi juga memicu regenerasi jaringan tulang baru. Oleh sebab itu, diperlukan biomaterial berbentuk mikrosfer terdoping bahan radioaktif yang berperan sebagai double agent dalam terapi kanker tulang. Penelitian ini bertujuan untuk fabrikasi dan karakterisasi mikrosfer bioactive glass terdoping yttrium (Y90) dengan variasi konsentrasi. Fabrikasi mikrosfer bioactive glass terdoping yttrium dilakukan melalui metode flame spray spheroidization menggunakan gas oxy/acetylene dengan rasio 7:6. Starting material yang digunakan untuk fabrikasi mikrosfer adalah partikel bioactive glass berukuran 10 - 125 µm yang terlebih dahulu difabrikasi melalui metode melting-quenching dengan penambahan Y2O3 dengan variasi konsentrasi (0 – 2.5%). Hasil karakterisasi XRD menunjukkan struktur alamiah partikel atau mikrosfer bioactive glass berfasa amorf. Pola difraksi sinar-X yang sama juga terlihat pada partikel dan mikrosfer bioactive glass terdoping yttrium. Hal ini menunjukkan penambahan yttrium tidak merubah struktur fasa bioactive glass. Citra SEM menunjukkan tidak adanya pengaruh penambahan ytrrium terhadap morfologi bioactive glass. Citra SEM juga menunjukkan keberhasilan metode flame spray spheroidization dalam menghasilkan mikrosfer bioactive glass terdoping yttrium dengan ukuran rata-rata sebesar 76-87 µm. Adapun hasil EDX menunjukkan persentase berat elemen yttrium yang semakin besar seiring dengan penambahan Y2O3 dalam formulasi bioactive glass. Sebaliknya, semakin besar penambahan Y2O3 maka persentase elemen natrium semakin berkurang secara linear karena adanya substitusi prekursor Y2O3 terhadap Na2CO3 dalam formulasi bioactive glass. Kata kunci: flame spray spheroidization, hidroksiapatit, kanker tulang, radiasi internal, SEM-EDX, XRD.

Bone is an important organ in the body acting as locomotor, support and protection of soft tissues, calcium and phosphate storage, and harboring of bone marrow. Therefore, bone health is categorized as one of the national health priorities. One of the bone problems that often occurs in various age is bone cancer, so it requires intensive treatment to kill the cancer cells. Internal radiation therapy is one of cancer therapies that is considerably more effective among others due to the localized treatment to the target leading to reduce the effects of radiation on surrounding healthy cells. In bone cancer therapy, internal radiation therapy was developed to not only kill cancer cells but also induce newly bone tissue regeneration. Therefore, biomaterials are needed in the form of radioactive microspheres acting as a double agent in bone cancer therapy. This study aims to fabricate and characterize yttrium (Y-90)-doped bioactive glass microspheres with various concentrations. The fabrication of yttrium-doped bioactive glass microspheres was carried out through the flame spray spheroidization method using oxy/acetylene with a gas ratio of 7:6. The starting material used for the microsphere fabrication was irregular bioactive glass particles with the size ranges of 10 - 125 µm that had been prepared before using melting-quenching process with the addition of various Y2O3 concentration (0 - 2.5%). The XRD results showed the natural structure of the amorphous phase both irregular bioactive glass particles and bioactive glass microspheres. The same x-ray diffraction pattern was also found in yttrium-doped bioactive glass particles and microspheres. These results showed that the addition of yttrium did not change the natural structure of bioactive glass. The SEM image performed no effect of the yttrium addition on the morphology of the bioactive glass. The SEM image also showed the success of flame spray spheroidization method in fabrication yttrium-doped bioactive glass microspheres with an average particle size of 76-87 µm. In addition, EDX results showed the weight percentage of yttrium was getting bigger along with the addition of Y2O3 precursor in the bioactive glass formulation. In contrary, the greater the addition of Y2O3, the weight percentage of sodium decreased linearly due to the substitution of Y2O3 precursor into Na2CO3 in the bioactive glass formulation. Keywords: bone cancer, flame spheroidization, hydroxyapatite, internal radiation, SEM-EDX, XRD.