Makalah Kristalografi :))

Deteksi konsentrasi unsur gigi manusia dengan menggunakan X-ray Fluorescence (XRF) Spectrometry

Arindha Reni Pramesti (080810115), Miranda Zawazi ichsan, Nurul Istiqomah

Teknobiomedik Universitas Airlangga

Pendahuluan.

Konsentrasi dari beberapa elemen dan juga beberapa mikeoelement pada sampel beberapa gigi diukur menggunakan XRF.  Penentuan tingkat konsentarsi yang akurat sangat penting dalam bidang ilmu biomedis agar dapat digunakan untuk kepentingan aplikasinya serta untuk mengetahui tingkat kesehatan penduduk di daerah tersebut. Dalam makalah ini akan dibahas penentuan konsentasi unsur dalam gigi manusia dengan menggunakan X-ray fluorescence dengan sumber radioisotop ¹⁰⁹Cd (E_Kα=22.16 keV) dan ²⁴¹Am (E_ϒ=59.57 keV). XRF ini digunakan untuk menganalisis unsur gigi manusia , baik dalam hal bentuk, serta tebal sampel gigi , dan secara terpisah menggunakan bagian dari enamel, dentin, dan sementum untuk analisisnya.

Eksperimen.

Teknik fluoresensi sinar-X (XRF) merupakan suatu teknik analisis yang dapat menganalisa unsur-unsur yang membangun suatu material. Teknik ini juga dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi unsur berdasarkan pada panjang gelombang dan jumlah sinar X yang dipancarkan kembali setelah suatu material ditembaki sinar-X berenergi tinggi. Sampel yang digunakan biasanya berupa serbuk hasil penggilingan atau pengepressan menjadi bentuk film.  Namun, sampel tidak hanya dalam bentuk serbuk saja tapi juga dapat berupa padatan atau cairan dengan syarat sebagai berikut :

à Serbuk.

·         Ukuran serbuk < 4.00 mesh

à Padatan.

·         Permukaan yang dilapisi akan meminimalisir efek penghamburan.

·         Sampel harus datar untuk menghasilkan analisis kuantitatif yang optimal.

à Cairan.

·         Sampel harus segar ketika dianalisis dan analisis dilakukan secara cepat jika sampel mudah menguap.

·         Sampel tidak boleh mengandung endapan.

Prinsip dasar dari XRF :

Dasar analisis alat X-Ray Fluorescent ini adalah pencacahan sinar x yang dipancarkan oleh suatu unsur akibat pengisian kembali kekosongan elektron pada orbital yang lebih dekat dengan inti (karena terjadinya eksitasi elektron) oleh elektron yang terletak pada orbital yang lebih luar.

Ketika sinar x yang berasal dari radioisotop sumber eksitasi menabrak elektron dan akan mengeluarkan elektron kulit dalam, maka akan terjadi kekosongan pada kulit itu. Elektron dari kulit yang lebih tinggi akan mengisi kekosongan itu. Perbedaan energi dari dua kulit itu akan tampil sebagai sinar X yang dipancarkan oleh atom. Spektrum sinar X selama proses tersebut menunjukan peak/puncak yang karakteristik, dimana setiap unsur akan menunjukkan peak yang karakteristik yang merupakan landasan dari uji kualitatif untuk unsur-unsur yang ada dalam sampel.

Tahap 1 :

Ketika photon X-Ray memiliki energy yang cukup untuk menabrak atom,  ini menyebabkan electron terlepas dari kulitnya (dalam hal ini Kulit K)

Tahap 2:

Atom akan mengisi kekosongan pada kulit K dengan electron dari kulit L; sebagai penurunan electron ke tingkat energy rendah dan melepaskan energy yang disebut K alfa X-Ray.

Tahap 3:

Atom mengisi kekosongan kulit K dengan electron dari kulit M, sebagai penurunan electron ke tingkat energy rendah, dan melepaskan energy yang disebut K betha X-ray.

Prinsip Dasar XRF

Box diagram dari XRF :

·         X-ray Source (Tabung Sinar-X)

Electron energy tinggi ditembakkan pada anoda (biasanya terbuat dari Ag atau Rh). Energy eksitasi dapat bervariasi dari 15-50 kV dan arusnya 1-200 µA.

·         Silicon Drift Detector (SDD) and digital pulse processor

Energy dispersive, multi channel analyzer tidak monokromatik , inilah yang diperlukan. Energy foton dalam keV adalah terkait dengan jenis elemen. Tingkat emisi (cps) berhubungan dengan konsentrasi unsur.

·         Perangkat lunak analyzer mengkonversi data spectral untuk pembacaan hasil secara langsung.

Konsentrasi unsur ditentukan dari data kalibrasi pabrik, ketebalan sampel seperti yang diperkirakan dari sumber backscatter , dan parameter lainnya.

Jenis – Jenis XRF

Jenis XRF yang pertama adalah WDXRF (Wavelength-dispersive X-ray Fluorescence) dimana dispersi sinar-X didapat dari difraksi dengan menggunakan analyzer yang berupa cristal yang berperan sebagai grid. Kisi kristal yang spesifik memilih panjang gelombang yang sesuai dengan hukum bragg (PANalytical, 2009).

Keuntungan menggunakan WDXRF spektrometer (PANalytical, 2009):

·      Aplikasinya luas dan beragam.

·      Kondisi pengukuran yang optimal dari tiap – tiap elemen dapat diprogram.

·      Analisa yang sangat bagus untuk elemen berat.

·      Sensitivitas yang sangat tinggi dan limit deteksi yang sangat rendah

Gambar berikut menggambarkan prinsip kerja WDXRF(Gosseau,2009.)

Sampel yang terkena radiasi sinar-X akan mengemisikan radiasi ke segala arah. Radiasi dengan dengan arah yang spesifik yang dapat mencapai colimator. Sehingga refleksi sinar radiasi dari kristal ke detektor akan memberikan sudut θ. Sudut ini akan terbentuk jika, panjang gelombang yang diradiasikan sesuai dengan sudut θ dan sudut 2θ dari kisi kristal. Maka hanya panjang gelombang yang sesuai akan terukur oleh detektor. Karena sudut refleksi spesifik bergantung panjang gelombang, maka untuk pengukuran elemen yang berbeda, perlu dilakukan pengaturan posisi colimator, kristal serta detektor (Gosseau,2009).

Jenis XRF yang kedua adalah EDXRF. EDXRF (Energy-dispersive X-ray Fluorescence) spektrometri bekerja tanpa menggunakan kristal, namun menggunakan  software yang mengatur seluruh radiasi dari sampel kedetektor (PANalytical, 2009). Radiasi Emisi dari sample yang dikenai sinar-X akan langsung ditangkap oleh detektor. Detektor menangkap foton – foton tersebut dan dikonversikan  menjadi impuls elektrik. Amplitudo dari impuls elektrik tersebut bersesuaian dengan energi dari foton – foton yang diterima detektor. Impuls kemudian menuju sebuah perangkat yang dinamakan MCA (Multi-Channel Analyzer) yang akan memproses impuls tersebut. Sehingga akan terbaca dalam memori komputer sebagai channel. Channel tersebut yang akan memberikan nilai spesifik terhadap sampel yang dianalisa. Pada XRF jenis ini, membutuhkan biaya yang relatif rendah, namun keakuratan kurang. (Gosseau,2009).

Gambar berikut mengilustrasikan prinsip kerja EDXRF (Gosseau,2009):

Ilustrasi prinsip kerja EDXRF

Kelebihan dan kekurangan XRF

Setiap teknik analisa memiliki kelebihan serta kekurangan, beberapa kelebihan dari XRF :

·      Cukup mudah, murah dan analisanya cepat

·      Jangkauan elemen Hasil analisa akurat

·      Membutuhan sedikit sampel pada tahap preparasinya(untuk Trace elemen)

·      Dapat digunakan untuk analisa elemen mayor (Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P) maupun tace elemen (>1 ppm; Ba, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, La, Nb, Ni, Rb, Sc, Sr, Rh, U, V, Y, Zr, Zn)

·      Akurasi yang tinggi

·      Dapat menentukan unsur dalam material tanpa adanya standar

·      Dapat menentukan kandungan mineral dalam bahan biologik maupun dalam tubuh secara langsung

Beberapa kekurangan dari XRF :

·      Tidak cocok untuk analisa element yang ringan seperti H dan He

·      Analisa sampel cair membutuhkan Volume  gas helium yang cukup besar

·      Preparasi sampel biasanya membutuhkan waktu yang cukup lama dan memebutuhkan perlakuan yang banyak

·      tidak dapat mengetahui senyawa apa yang dibentuk oleh unsur-unsur yang terkandung dalam material yang akan kita teliti. 

·      tidak dapat menentukan struktur dari atom yang membentuk material itu.

Pada makalah ini kami akan menganalisa unsur-unsur apa saja yang terkandung dalam gigi penduduk (kota Oradea, Eropa*sesuai jurnal yang kami bahas*)  dengan menggunakan XRF. Bagian gigi yang akan di analisis meliputi enamel, dentin, dan sementum.

Skema diagram gigi yang dibelah, menunjukkan berbagai jaringan gigi

Karakteristik spectrum sinar X telah dicatat oleh Si(Li) X-ray detector yang memiliki ketebalan 3mm dan luas 30 mm2 (gambar dibawah ini). Detektor Si (Li) merupakan detektor semikonduktor untuk jenis radiasi sinar X dan bekerja optimum pada suhu – 196^o C. Detektor ini lebih effesien dibandingkan dengan detektor isian gas, karena terbuat dari zat padat serta mempunyai resolusi yang lebih baik dari pada detektor scintilasi . Resolusi energy yang diukur dari system detector 200 eV FWHM pada garis 5,9 keV Mn garis K_α. Lainnya, komponen jendela detector Be, sampel kaca pemegang dan perlindungan Pb dan Ag dimaksudkan untuk menyerap secara memadai efek hamburan Compton. Foton 22,16 keV dari ¹⁰⁹Cd dan foton 59,57 keV dari ²⁴¹Am digunakan untuk eksitasi dari target sinar X. Pemilihan sumber sinar x untuk pengeksitasi didasarkan pada jenis unsur yang akan dianalisis.

(1)   Si (Li) detector; (2) sumber ¹⁰⁹Cd; (3) sumber ¹⁰⁹Cd standart annular; (4) Al; (5) Perisai Pb; (6) Perisai Ag; (7) Kaca Sampel; (8) baskom dari kaca khusus dan bawah polietilen (5µm, S= 3cm²); (9) Jendela Be.

Pengukuran analisis kuantitatif dari spectrum dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak yang digunakan untuk menghitung intensitasnya.

Karakteristik spectrum sinar-X yang dihasilkan dari penyinaran irisan gigi dentin manusia oleh sumber ¹⁰⁹Cd

Hasil XRF pada uji kualitatif setiap unsur biasanya akan muncul dua peak untuk meyakinkan keberadaan unsur itu yaitu K_α dan K_β. Setiap unsur mempunyai K_α dan K_β yang berbeda-beda sehingga kita dapat menebak unsur apa saja yang terkandung didalamnya. Tapi tidak semua unsur mempunyai dua energy karakteristik (K_α dan K_β) contohnya Ni, Cu, dan Sr pada grafik diatas yang hanya terlihat satu energy karakteristik yaitu K_α. Sedangkan apabila kita ingin mengetahui kuantitas dari masing-masing unsur tersebut dengan cara manual adalah Peak area unsur (missal Ca) yang dihasilkan sample dibandingkan dengan peak area standart Ca kemudian dikalikan dengan kadarnya sehingga akan diperoleh kadar Ca dalam sampel gigi ini. Dalam eksperimen penentuan konsentrasi unsur gigi ini analisa kuantitatifnya dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak sehingga bisa langsung diketahui hasilnya.

Hasil dan Diskusi.

Unsur utama pembentuk gigi adalah Ca dan P. Penyinaran dengan sumber ¹⁰⁹Cd menentukan unsur nomor atom yang rendah seperti K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Bi(Pb), Se, Br dan dengan menggunakan sumber ²⁴¹Am dapat ditentukan konsentrasi unsur dengan nomor atom tinggi seperti Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, In(Cd), Sn, Te, I, Ba, La, Ce, Nd. Pada tabel dibawah ini menunjukkan konsentrasi tiap unsur dari gigi yang terdeteksi dengan XRF sumber ²⁴¹Am.

Biasanya konsentrasi unsur lebih tinggi pada permukaan daripada pada gigi massal. Urutannya adalah sebagai berikut : sementum > enamel > dentin, terutama untuk Mn, Fe, Cu, dan Nb. Lebih lanjut kemudian dianalisis logam-logam yang ditemukan dalam gigi. Fe dan Cr pada gigi sampel menunjukkan konsentrasi menengah sampai tinggi. Mereka berkorelasi dengan tingkat degradasi (karies/ non karies)pada gigi yang dianalisis. Hasil ini dapat dihubungkan dengan fakta bahwa penduduk tersebut terkena polusi lokal (exposure/asupan makanan). Mungkin, kontaminasi Fe dan Cr tersebut berasal dari emisi pabrik dan polusi jalan raya. Konsentasi Zn dan Cu lebih rendah pada gigi dari donor perempuan. Hal ini berkaitan dengan fisiologi khusus perempuan.

Kesimpulan

·      XRF (X-ray fluorescence spectrometry) digunakan untuk identifikasi serta penentuan konsentrasi elemen yang ada pada padatan, bubuk ataupun sample cair.

·       X-Ray Fluorescent Spectroscocy (XRF) mempunyai banyak keuntungannya yaitu analisis tidak merusak, cepat, multi elemen dan murah.

·      Pada aplikasi yang kami bahas yaitu mengetahui konsentrasi unsur gigi didapatkan hasil terdapat kandungan logam berat yaitu Fe dan Cr pada sampel gigi penduduk karena pengaruh polusi dan emisi pabrik.

Daftar Pustaka

C. Oprea, P.J. Szalanski, M.V. Gustova, I.A. Oprea, V. Buzguta , XRF detection limits for dental tissues of human teeth , www.elsevier.com

Penanggungjawab MatKul Semester 6 Angkatan ‘08

Penanggungjawab Mata Kuliah Semester 6 Prodi S1 Teknobiomedik Angkatan '08

No.	Mata Kuliah	Penanggungjawab
1.	Agama II	Yudha Noor Aditya
2.	Analisis Biomaterial II	Ary Andini
3.	Analisis Sinyal Biomedis	Talitha Asmaria
4.	Bahasa Inggris II	Nurul Istiqomah
5.	Dasar Manajemen	Guruh Hariyanto
6.	Komputasi Biomedis	Ima Kurniastuti
7.	Praktikum Komputasi Biomedis	Ima Kurniastuti
8.	Instrumentasi Biomedis	Sabrina Ifahdini Soraya
9.	Praktikum Instrumentasi Biomedis	Sabrina Ifahdini Soraya
10.	Komunikasi	Aditya Iman Rizqy
11.	Kristalografi	Windi Aprilyanti Putri
12.	Metode Penelitian	Ninik Irawati
13.	Robotika	Affan
14.	Sistem Cerdas	Fadillah Nurfinda
15.	Nanomaterial	Arindha Reni Pramesti

Rangkuman Kuliah PKL @Instalasi Pusat Biomaterial - Bank Jaringan Dr Soetomo Sby :))

LAMPIRAN
LAPORAN PELAKSANAAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN
Berikut adalah rangkuman dari serangkaian kegiatan yang kami lakukan selama menjalani Praktek Kerja Lapangan di Instalasi Pusat Biomaterial – Bank Jaringan RSUD Dr.Soetomo Surabaya :
1. Pengarahan Mengenai Instalasi Pusat Biomaterial Bank Jaringan RSUD Dr Soetomo
Oleh : dr, Tri Wahyu Martanto, SpOT (1 Februari 2011)
 Bank Jaringan merupakan tempat berlangsungnya kegiatan, penyaringan donor, pengambilan, pemrosesan, penyimpanan, dan distribusi jaringan tubuh manusia untuk kepentingan medis.
 Jaringan yang diproses pertama kali adalah tulang karena selain mudah pemrosesannya, penemu Bank Jaringan pertama kali adalah seorang dengan basic orthopedi.
 Biomaterial adalah material yang berasal dari bahan alam atau sintetis yang telah di proses yang digunakan untuk mengganti atau memperkuat fungsi jaringan atau organ. Ada 2 macam :
- Sintesis : Metal, Polimer, Keramik, dan Komposit.
- Alami : Autograft, Allograft, dan Xenograft.
 Tujuan utama Bank Jaringan :
- Menyediakan berbagai jenis jaringan untuk transplantasi.
- Menghasilkan jaringan yang bermutu tinggi.
 Flow chart produksi jaringan manusia :
Donor  Selection  Procurement  Cuarantine  Deep Frozen
Sterilization  Packaging & Labelling  Freeze Dried  Processing
Storage
Discharge
 Donor didapatkan dari donor hidup maupun meninggal.
 Hasil produk Bank Jaringan :
- Tulang Manusia - Tulang Sapi - Tendon dan Fascia
- Amniotic Membrane - Gigi - Furnaching Hydroxyappatite
2. Aplikasi Biomaterial di Bidang Kesehatan
Oleh : Dr Ferdiansyah, dr, SpOT (2 Februari 2011)
 Fungsi implant ada 2, yaitu mengganti (prosthesis) atau memperkuat (augmentasi).
 Suatu implant tidak boleh memiliki sifat teratogenicity (menyebabkan cacat lahir pada bayi) dan wajib tidak inert (tidak menyebabkan inflamasi).
 Pengujian awal biomaterial adalah secara in vitro, lalu in vivo. Untuk pengujian secara in vitro biasanya menggunakan kultur MTT Assay untuk menguji toxicity bahan. Sedangkan untuk in vitro menggunakan hewan coba untuk mengamati reaksi jaringan sekitar, uji darah secara sistemik, dan lain lain. Pengujian carcinogenicity bisa di lakukan post marketing, jadi setelah produk beredar di pasaran baru diamati dampak carcinogenicity dari biomaterial tersebut.
 Macam implant dan yang harus diperhatikan :
- resorbable implant : berapa lama bisa menyatu dan apakah bisa menggantikan (creeping substitution)?
- long life implant : tingkat keausannya dan apakah perlu remodelling jika terjadi cracking?
 Evolusi biomaterial
- Generasi Pertama :  Inert
 Implant yang hanya diperuntukkan ditanam dalam tubuh
 Jangka panjang menimbulkan reaksi  debri
 Contoh : PMMA, Dacron, dan Stainless Stell
- Generasi Kedua :  Rekayasa implant
 Dokter bekerjasama dengan engineer
 Melakukan dari pengalaman generasi pertama
 Low volume, high value  bisnis
 Pengembangan ilmu material
 Contoh : Titanium Alloy, Cobalt-Chrome, dan UHMWP
- Generasi Ketiga :  Mengarah pada Tissue Engineering
 Bahan yang paling banyak digunakan  polimer
 Contoh : Cartilago dan Trakhea buatan
 Mengimplankan biomaterial perlu diperhatikan, yang digantikan adalah strukturnya saja atau metabolismenya.
- Replace Structure  menggunakan biomaterial saja
Contoh : Cartilage, Tulang, dan Tendon
- Replace Metaboism  menggunakan organ pengganti
Contoh : Liver dan Pancreas
- Diantara keduanya  menggunakan biomaterial dan jaringan / organ pengganti
Contoh : Kulit, Otot, dan Syaraf
 Tulang ibarat bangunan, yang menjadi besi adalah collagen untuk menahan axial load sedangkan semennya adalah hidroxiappatite untuk menahan bending load.
 Implant permanen vs Implant yang biodegradable
- Permanen :  dapat beresiko iritasi fisik
 dapat menyebabkan inflamasi kronik
 thrombogenecity
 Stress shielding
- Biodegradable :  Lebih dapat memperbaiki jaringan rusak secara fisiologis
 Memungkinkan pertumbuhan jaringan
 Less invasive repair
 Kebutuhan implant tulang ada 3 :
- Osteoconductive  hanya menjadi kerangka
- Osteoinductive  sebagai pengisi dan merangsang pertumbuhan sel
- Osteogenesys  hanya berupa sel saja
3. Aplikasi Biomaterial di Bidang Skin and Wound Coverage
Oleh : dr, Sitti Rizaliyana, SpBP (7 Februari 2011)
 Dalam bedah plastik, dikenal autolytic debridement, dimana terjadi proses pembuangan jaringan mati serta material asing yang terdapat pada luka.
 Autolytic debridement dapat menggunakan gelatine, collagen, serta stromelisin sebagai penutup luka. Dapat juga menggunakan hydrocolloid, transparrent film, dan hydrogel.
Debridement ada beberapa macam :
- Surgical debridement  lewat pembedahan saat operasi.
- Autolytic debridement  water based  air digunakan untuk mengaktifkan enzym.
- Enzym debridement  menggunakan enzym dari nanas dan pepaya.
 Beberapa tropical debriding agent :
- Collagenase
- Fibrinolysin
- Protease
- Papain Urea
- Trypsin
 Surgical debridement : (+) cepat
(-) tidak selektif
Enzymatic deberidement : (+) paling selektif  tidak ada bleeding
Autolytic debridement : (+) paling murah
 Exudate management  luka tidak boleh banjir, tetapi harus tetap lambap.
- Calcium Alginate
- Pembalut Absortif  ada gel di dalamnya
- Hydrofibre  jika terkena air, menjadi gel
- Foam
- Hydroactive Gel
- Hydro Colloid  busa tipis untuk menjaga kelembapan
- Carboflex  menyerap cairan dan bau
 Skin Substitute : bersifat temporer  sampai sembuh sendiri
- Hemicelulose dressing
- Calcium Sodium Alginate  menyerap cairan
- Amnion
- Tulle
4. Prosesing Biomaterial Bahan Tulang dan Amniotic membrane
Oleh : dr, Mouli Edward, SpOT (8 Februari 2011)
Untuk menghasilkan jaringan biologis sumbernya ada 2 :
1. Donor hidup
2. Cadaver (mayat)
Jaringan biologis yang diproduksi dalam bentuk kering (Freeze Dried) ada 3 bentuk:
1. Powder
2. Cancelous lebih rapuh
3. Cortical Kandungan kalsiumnya tinggi
Dalam membuat graft harus memperhatikan beberapa aspek diantaranya:
 Osteogenesis
 Osteoinductive : kandungan protein
 Osteoconductive : kandungan kalsium semakin tinggi kandungan kalsium pada graft maka kerangka yang diberi graft tersebut juga semakin bagus.
Freeze dried allograft yang baik harus sesuai dengan ketentuan berikut ini :
1. Tidak beresiko penularan penyakit.
2. Sterilisasi yang bagus
3. Mengurangi immunogenicity cangkok
4. Meningkatkan penggabungan
Maka jaringan donor harus lolos tahap sreening dari : HIV, Hepatitis B, Hepatitis C, dan Shipilis
Berikut ini alur prosesnya :
Donors
Fresh tissues
Quarantine at 40C
Processed
Packaging & Labeling
Radiation Sterilization
Storage
Implant
Untuk mencapai tujuan tersebut maka proses di dalam bank jaringan itulah sangat penting , diantaranya :
1. Mencegah penularan penyakit
2. Sterilisasi yang terjamin
3. Memudahkan penanganan cangkok
4. Mengurangi kekebalan yang ada pada cangkok
5. Meningkatkan penyatuan dengan jaringan asli
6. Memperpanjang waktu simpan
Di Bank Jaringan Dr. Soetomo memproduksi 2 yaitu:
1. Hidroxiapatit dari tulang sapi
2. Amniotic Membrane
Proses Pembuatan HA (Hidroxiapatit) dari Tulang Sapi :
1. Dissection membersihkan jaringan yang masih menempel pada tulang sapi..
2. Pemotongan tulang sapi.
3. Pencucian tulang untuk menghilangkan material organic , pencucian dilakukan selama berulang-ulang agar benar-benar bersih.
4. Pasteurization direbus dalam ultrasonic shaker pada suhu 600C selama 3 jam.
5. Tahap selanjutnya adalah deep freezing , berfungsi agar tulang tidak cepat patah.
6. Setelah dibekukan kemudian di lyophilization (pengvakuman) menggunakan alat Lyophilizer. Fungsinya untuk menghilangkan kandungan air dalam tulang dan kandungan airnya tidak boleh lebih dari 8%
7. Pengemasan dan pelabelan.
8. Radiasi sinar gamma 25kGy ini standartnya , kalau dibawah ini kuman masih hidup dan apabila diatas 25kGy akan merusak bahan.
Tapi di Indonesia terdapat banyak problem di antaranya :
1. Budaya / adat-istiadat
2. Sumber donor yang sedikit
3. Kebutuhan dan persediaan donor tidak seimbang
4. Control infeksi
Prosesing Amniotic Membrane
1. Amnion diambil dari Rumah Sakit  disimpan di larutan NaCl  fungsinya agar growth factornya tidak rusak.
2. Dimasukkan freezer (pendingin)
3. Ketika akan diproses, direndam dulum dalam larutan NaOCl atau clorine selama 5-10 menit
4. Dicuci dengan aquades berulang kali sampai bau clorine-nya hilang.
5. Peregangan di kasa
6. Dimasukkan kulkas pada suhu -800C
7. Sublimasi dengan menggunakan Lyophilizer selama 6-7 jam untuk menghilangkan kandungan air.
8. Packaging dan pelabelan.
9. Sterilisasi sinar gamma di Batan Jakarta.
5. Aplikasi Biomaterial di BidangOrthopaedi
Oleh : dr, Tri Wahyu Martanto, SpOT (8 Februari 2011)
Biomaterial adalah beberapa bahan (bukan obat) atau kombinasi dari beberapa bahan sintetis atau alami, yang digunakan selama periode waktu tertentu , secara keseluruhan atau hanya sebagian dari system yang digunakan untuk pengobatan atau mengganti beberapa jaringan, organ, atau fungsi organ tubuh.
Biokompatibilitas adalah interaksi antara material dan jaringan secara tidak langsung harus inert, non toxic, non carcinogenic, non allergenic, non inflammatory, non degradable, dan material tidak boleh mempengaruhi jaringan sekitarnya.
 First generation : Inert
 Second generation : Bioactive
 Third generation : Biodegradable
Material yang biokompatibel memiliki cirri-ciri :
1. Tidak karsinogenik
2. Tidak immunogenicity
3. Tidak teratogenicity (cacat bayi saat lahir)
4. Tidak toxic
6. Processing HA
Oleh : Bapak Lesmono (9 Februari 2011)
1. Tulang sapi yang telah di-dissection dipotong dengan ukuran 1 cm3.
2. Pencucian dengan mengunakan alat penyemprot air bertekanan tinggi, bertujuan untuk menghilangkan lemak. Setelah tahap ini, potongan tulang menjadi lebih putih dan porinya mulai terlihat.
3. Memasukkan bahan yang telah dipotong ke dalam wadah berisi larutan H2O2, kemudian dimasukkan ke dalam Ultrasonic Shaker, untuk menghilangkan sisa lemak pada tulang.
4. Perendaman bahan dalam larutan Hexane selama ±15 menit.
5. Dicuci lagi dengan akuades dan dikocok, dilakukan berulang kali hingga bau Hexane hilang.
6. Dibekukan dalam freezer hingga suhu kurang lebih – 80 °C selama 24 jam.
7. Bahan yang telah dibekukan kemudian dimasukkan dalam alat Freeze Dryer Lyophilizer untuk menguapkan es pada tulang tanpa sempat mencair. Atau dengan kata lain, dari fase beku dipaksa untuk menyublim.
8. Untuk mendapatkan Hidroksiapatit, freeze dried bone dibakar dalam oven/alat pemanas hingga 1000°C untuk menghilangkan protein tulang. Selain itu, pembakaran ini termasuk untuk usaha untuk mensterilkan bahan dari segala macam mikroba yang mungkin dapat membahayakan.
9. Setelah mencapai suhu 1000°C, alat pemanas dimatikan dan bahan dibiarkan mengalami penurunan suhu yang biasanya memakan waktu sehari semalam.
10. Bahan dicuci dengan akuades untuk menghilangkan sisa pembakaran.
11. Bahan dimasukkan ke dalam freezer dan kemudian diuapkan dengan alat Freeze Dryer Lyophilizer.
12. Hidroksiapatit siap dikemas dan disterilkan.
7. Processing Amniotic Membrane
Oleh : Bapak Lesmono (10 Februari 2011)
1. Selaput ari-ari (amnion) didapatkan dari proses persalinan di beberapa rumah sakit.
2. Lapisan amnion yang sudah diambil, dimasukkan dalam larutan NaCl di kemasan yang sudah disediakan. Satu kemasan untuk satu pemilik amnion. Kemudian dibawa ke Instalasi Pusat Biomaterial – Bank Jaringan dalam keadaan dingin (termos dingin).
3. Setelah sampai di Instalasi Pusat Biomaterial – Bank Jaringan, larutan NaCl dalam kemasan dibuang, lapisan amnion disaring untuk memastikan larutan NaCl telah terbuang seluruhnya.
4. Setelah disaring, lapisan amnion dikembalikan ke dalam kemasan yang tidak berisi larutan apapun.
5. Siapkan larutan NaOCl / Chlorine 0,05%. Lalu tuangkan larutan pada masing-masing kemasan lapisan amnion. Rendam selama 5-10 menit. Hal ini dimaksudkan membunuh bakteri yang dapat menyebabkan kontaminasi. Setelah direndam dalam larutan Chlorine, aroma lapisan amnion yang awalnya berbau anyir tergantikan oleh aroma Chlorine.
6. Setelah itu, larutan Chlorine dalam kemasan dibuang, lapisan amnion disaring untuk memastikan larutan telah terbuang seluruhnya. Tahap selanjutnya adalah pembilasan dengan aquadest. Lapisan amnion ini dibilas sampai aroma chlorine nya hilang.
7. Lapisan amnion yang sudah tidak beraroma Chorine direndam dengan aquadest dalam kemasan. Setelah itu diregangkan pada punggung loyang yang sudah dilapisi kasa. Bagian yang kesat menghadap kassa dan yang licin di bagian atas.
8. Dengan menggunakan pinset, pisahkan lapisan amnion dengan lapisan chorion. Jika mengalami kesulitan, dapat menggunakan spatula dengan cara mengkorek sehingga lapisan corionnya terpisah. Bersihkan dengan aquadest.
9. Pegang ujung-ujung lapisan amnion yang sudah bersih , lalu letakkan pada punggung loyang berbeda yang sudah dilapisi kasa.
10. Tata lapisan amnion rata memenuhi punggung loyang. Usahakan bagian tengah tertutup terlebih dahulu, jika bagian pinggir ada yang belum tertutup, ditambal dengan sisa amnion yang masih satu pemilik.
11. Ratakan lapisan dengan menggunakan spatula. Berilah nomor identitas di setiap belakang loyang. Catat pada katalog dan beri tanda jika sudah diproses, sertakan pula jumlah loyang yang digunakan untuk peregangan amnion pada setiap pemilik.
12. Simpan hasil peregangan dalam freezer dengan kisaran suhu -80 oC sampai dengan -100 oC.
13. Langkah selanjutnya adalah sublimasi, pada tahapan ini, lapisan amnion yang beku dipaksa menguap hingga kering dengan alat lyophilizer. Alat disamping ini terdiri dari alat pendingin yang menjaga amnion tetap dalam keadaan beku, penghisap, dan juga vacuum. Langkah ini dilakukan selama 6-7 jam dengan suhu sekitar -105 oC dan tekanan dalam miliTorr.
14. Pemrosesan amniotic membrane ini dilakukan secara teril dari awal sampai akhir termasuk tahapan packing. Tahap ini dilakukan dengan alat laminer airflow. Pertama yang harus dilakukan adalah sterilisasi laminer airflow dengan sinar UV.
15. Lakukan packing dengan alat laminer airflow menyala, sehingga antara udara luar dan di dalam alat tidak tercampur. Pastikan semua peralatan termasuk operator dalam keadaan steril.
16. Packing menggunakan plastik berbahan polyethylene dengan ketebalan standar Eropa yaitu 0,8 mm lapis 3. Selisih tinggi plastik adalah 3 cm dan selisih lebarnya 1 cm. Plastik yang digunakan untuk packing, harus disterilkan dulu dengan radiasi sinar gamma di BATAN.
17. Label setiap kemasan harus jelas beserta kode yang menunjukkan kepemilikan amnion. Setiap lapisan harus di”las” sehingga kedap udara. Langkah terakhir adalah sterilisasi dengan radiasi sinar gamma di BATAN.
8. Tissue Engineering
Oleh : Dr Ferdiansyah, dr, SpOT (10 Februari 2011)
Dalam konteks transplantasi :
 Organ : Sel hidup
 Jaringan : Sel tak hidup
Replace struktur (untuk tulang, konea, trakea, dll) pakai stem cell + biomaterial
Replace metabolism (untuk organ seperti hati, ginjal, dll) pakai stem cell
Sel :
 Mature atau primary cells
 Stem cells sel punca yang differensiasi dimana saja ada, contoh : rambut
 Adult stem cell :
 Bone marrow stem cells
 Multipotent adult stem cells
 Adipose
 Cord blood stem cells
 From each organ
 Embriotic stem cell
Stem Cell : Sel punya kemampuan membelah asimetris jadi diri sendiri , jadi apapun bisa.
 Totipotent : Bisa membentuk individu baru
 Multipotent : bisa menjadi apa saja , tetapi dibagi lagi :
 Endodermal : jadi ginjal, paru-paru, hati
 Ectodermal : jadi kulit, rambut, saraf
 Eksodermal
Pada aplikasi ini biomaterial berfungsi sebagai scaffold ( Kerangka)
9. Presentasi
Oleh : Peserta PKL (Kelompok 1) [11 Februari 2011]
Aplikasi Biomaterial Chitosan Berbasis Polysaccharide di Bidang Teknik Jaringan Tulang Rawan : Rangkuman.
Setelah rusak, tulang rawan articular (articular cartilage) mempunyai kapasitas kemampuan yang sangat kecil untuk penyembuhan secara spontan karena sifat avascular dari jaringannya. Banyak pembedahan pun telah dilakukan dengan berbagai metode, namun pada kenyataannya, sebagian besar pembedahan yang dilakukan untuk memperbaiki tulang rawan yang rusak hanya diarahkan kepada pengobatan gejala klinis daripada regenerasi tulang rawan hyaline nya sendiri, seperti untuk menghilangkan rasa sakit dan pemulihan fungsional struktur sendi pada permukaan yang berartikulasi. Teknik pembedahan yang selama ini dilakukan masihlah teknik perbaikan chondral yang memanfaatkan gangguan/pengrusakan tulang subchondral agar terjadi pendarahan pada sumsum tulang, sehingga mengakibatkan mekanisme penyembuhan luka regular di bagian tulang rawan yang mengalami defect secara alamiah.
Baru-baru ini, konsep tissue engineering telah diperkenalkan untuk mengembangkan perbaikan berbasis sel untuk articular cartilage. Tissue engineering dari articular cartilage melibatkan isolasi kondrosit articular atau prekusor sel mereka yang dapat dikembangkan secara in vitro dan kemudian ditanam pada sebuah matrik yang biokompatibel, atau scaffold, untuk dikultur dan implantasi berikutnya ke dalam sendi.
Salah satu kandidat yang bias digunakan sebagai scaffold dari kasus di atas adalah kitosan, suatu derivat dari deasetilasi kitin sebagian, ditemukan pada exoskeletons Artropoda (contoh: cangkang udang dan kepiting). Banyak potensi kitosan sebagai biomaterial berasal dari kationik bahan alam dan tingkat densitas yang tinggi dalam larutan. Salah satu fitur kitosan yang paling menjanjikan adalah kemampuan yang bagus untuk diolah menjadi struktur berpori untuk digunakan dalam transplantasi sel dan regenerasi jaringan.
Extensibility tertinggi dari Chitosan ini diperoleh dengan orientasi struktur pori acak dengan dibekukan cepat pada -78 C untuk memberi pori-pori berdiameter 120μm. Namun menurut para ahli bedah, ukuran pori seperti ini masihlah kurang meninjau dari kebutuhan ruang lebih untuk interstisi sel-sel baru.

Jadwal PKL minat Biomaterial - Teknobiomedik , Liburan Semester 5 :D @Instalasi Pusat Biomaterial - Bank Jaringan RSUD Dr.Soetomo Surabaya, Gedung Diagnostic Center Lantai 4

                     JADWAL KULIAH BIMBINGAN MAHASISWA UNAIR        

MINGGU I DAN II FEBRUARI 2011

No	Nama Mahasiswa	Waktu Tanggal	Materi
1	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	1 Februari 2011	Pengarahan Mengenai Instalasi Pusat Biomaterial Bank Jaringan RSUD Dr Soetomo Oleh : Dr Ferdiansyah, dr, SpOT
2	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	2 Februari 2011	Aplikasi Biomaterial di Bidang Kesehatan Oleh : dr, Tri Wahyu Martanto, SpOT
3	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	4 Februari 2011	Aplikasi Biomaterial di BidangOrthopaedi Oleh : dr, Tri Wahyu Martanto, SpOT
4	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	7 Februari 2011	Aplikasi Biomaterial di Bidang Skin and Wound Coverage Oleh : dr, Sitti Rizaliyana, SpBP
5	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	8 Februari 2011	Prosesing Biomaterial Bahan Tulang dan Amniotic membrane Oleh : dr, Mouli Edward, SpOT
6	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	9 Februari 2011 Dan 10 Februari 2011	Observasi Kerja Lapangan Oleh : Lesmono
7	Istigfarah Agnes Kristanti Nurul Istiqomah Arindha Reni Aditya Iman Perwitasari	11 Februari 2011	Tissue Engineering Oleh : Dr. Ferdiansyah, dr, SpOT

JADWAL KULIAH BIMBINGAN MAHASISWA UNAIR

MINGGU III DAN IV FEBRUARI 2011

No	Nama Mahasiswa	Waktu Tanggal	Materi
1	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	14 Februari 2011	Pengarahan Mengenai Instalasi Pusat Biomaterial Bank Jaringan RSUD Dr Soetomo Oleh : Dr Ferdiansyah, dr, SpOT
2	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	16 Februari 2011	Aplikasi Biomaterial di Bidang Kesehatan Oleh : dr, Tri Wahyu Martanto, SpOT
3	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	17 Februari 2011	Aplikasi Biomaterial di BidangOrthopaedi Oleh : dr, Tri Wahyu Martanto, SpOT
4	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	18 Februari 2011	Aplikasi Biomaterial di Bidang Skin and Wound Coverage Oleh : dr, Sitti Rizaliyana, SpBP
5	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	21 Februari 2011	Prosesing Biomaterial Bahan Tulang dan Amniotic membrane Oleh : dr, Mouli Edward, SpOT
6	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	22 Februari 2011 Dan 23  Februari 2011	Observasi Kerja Lapangan Oleh : Lesmono
7	1. Miranda Zawazi 2. Windi Aprilianti 3. Ary andayani 4. Gilang Daril Umami 5. Tri Wahyu Bintarti 6. Wida Dinar Tri	24  Februari 2011	Tissue Engineering Oleh : Dr. Ferdiansyah, dr, SpOT