FABRIKASI DAN KARAKTERISASI MEMBRAN KOMPOSIT HIBRID NANOFIBER BERBASIS NANOMATERIAL ALAMI UNTUK APLIKASI BIOMEDIS
Abstract
Penelitian pada tahun pertama telah menghasilkan membran hibrid nanofiber PVA-Aloe Vera
(AV)/Nano-emulsi Chitosan (NeCS) dengan diameter fiber yang relatif merata. Akan tetapi
dengan variasi konsentrasi NeCS dari 0% hingga 15% dan penurunan viskositas larutan spinning,
diameter fiber rata-rata mengalami penurunan dari 366 nm to 180 nm. Sedangkan sifat tarik
meningkat dari 2,52 0.54 MPa sampai 6,18 0,15 MPa untuk kuat tarik dan dari 7,5 1,06 MPa
sampai 21,9 9,88 MPa untuk modulus tarik. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa
membran dengan konsentrasi NeCS 15% memiliki sifat tarik yang memenuhi strandar material
biomedis yaitu termasuk dalam rentang sifat kulit alami; (5,0 – 30,0 MPa) and (4,6 – 20,0 MPa),
masing-masing untuk kuat tarik dan modulus tarik. Kenaikan kuat tarik membran disebabkan oleh
penambahan nano-emulsi kitosan yang bersifat amorf. Hasil penelitian tahun pertama ini telah diaccepted
dan akan terbit di Jurnal Defect and Diffusion Forum (Q4), 2019. Akan tetapi masih
perlu meningkatkan sifat tarik membran PVA_AV/NeCS yang telah dihasilkan, karena kuat tarik
baru mencapai sedikit lebih tinggi dari batas bawah dan modulus elastisitasnya sedikit lebih tinggi
dari batas rentang kulit alami. Oleh karena itu pada tahun kedua ini perlu dilakukan modifikasi
hibridisasi bahan pembuat membran agar dapat menghasilkan membran hibrid nanofiber dengan
kuat tarik 10 MPa, kuat modulus < 20 MPa dan elongation at break < 100%.
Untuk memenuhi capaian tersebut, maka PVA sebagai bahan matriks polimer yang digunakan
akan divariasi berat molekul (BM) nya dan dihibridisasi/diblend dengan serbuk extrak Aloe Vera
dan serbuk mikro-kitosan. Sedangkan sebagai bahan pengisi (fillers) akan digunakan nanomaterial
alam amorf (kitosan) dan kristal (selulosa) dengan berbagai variasi konsentrasi. Pembuatan larutan
spinning akan disiapkan dengan berbagai formula dan digunakan sebagai feed untuk proses
electrospinning menggunakan mesin electrospinning hasil capaian tahun pertama yaitu tipe
double-syringe dan rotary drum collector. Namun sebelumnya perlu dilakukan validasi mesin
electrospinning dan optimasi membran PVA dengan variasi BM. Selanjutnya semua membrane
nanofiber yang dihasilkan akan dilakukan uji tarik, morfologi nanofiber, kristalinitas membran, uji
termal dan uji klinis sebagai aplikasi bahan pembalut luka. Untuk aktivitas riset tahun ke-3 akan
difokuskan pada pembuatan membran PVA_Kitosan/selulosa nanokristal. Membran yang
memiliki sifat tarik yang optimum dari masing-masing formula (variasi) akan dibandingkan hasil
uji klinisnya.
Hasil uji klinis dari produk membran hibrid nanofiber tersebut diharapkan dapat diaplikasikan
sebagai bahan pembalut luka, sehingga pada tahan penelitian akhir tahun ke-3 dapat menghasilkan
prototype pembalut luka. Adapun target capaian yang direncanakan dari hasil penelitian tahun
kedua ini adalah paper prosiding internasional terindex, jurnal internasional berreputasi, draft buku
ajar Pengantar Nanomaterial dan penyempurnaan draft paten produk mesin electrospinning (tahun
ke-2). Sedangkan untuk tahun ke-3 adalah jurnal internasional berreputasi, paten sederhana mesin
electrospinning (status terdaftar) dan prototype pembalut luka.