Hidroksiapatit

Inilah dia tulang dari tulangku…
(Kej 2:23, LAI:1974)

Saya memakai petikan salah satu ayat Kitab Suci di atas untuk halaman depan pada karya penelitian saya tentang hidroksiapatit. Istilah hidroksiapatit lebih suka saya pakai daripada kalsium hidroksiapatit yang sering dipergunakan oleh dosen saya. Tentu, saya memilih istilah yang lebih pendek itu karena literatur yang saya jumpai juga cukup menyebutnya “hidroksiapatit” tanpa embel-embel di depan yang memakai kata “kalsium”.

Hidroksiapatit sendiri memang mengandung unsur kalsium. Lengkapnya, senyawa ini memiliki rumus kimia Ca10(PO4)6(OH)2. Sebagaimana Anda lihat, pada rumus tersebut tampak unsur kalsiumnya, Ca. Namun, tidak usahlah kita menyebutnya dengan tambahan kalsium, cukup kita menyebutnya hidroksiapatit saja. Meskipun begitu, memang ada nama-nama lain yang dikenal selain nama hidroksiapatit. Sebutan lain untuk hidroksiapatit itu adalah hidroksilapatit (ada semacam penegasan pada keberadaan gugus hidroksil) atau kalsium hidroksi ortofosfat (penamaan semacam ini terkesan untuk mengingat-ingat unsur-unsur atau gugus ion penyusun senyawa yang terdiri atas ion kalsium, hidroksi, dan fosfat).

Senyawa hidroksiapatit dinyatakan sebagai salah satu anggota dari kelompok mineral apatit atau mineral fosfat. Namun, ketersediaannya di alam jarang bisa kita jumpai dalam keadaan murni. Biasanya mineral ini bercampur dengan mineral apatit fluor yang disebut fluorapatit. Hidroksiapatit dapat terbentuk karena gugus hidroksi (OH) menggantikan ion fluor (F) pada fluorapatit.

Selain terdapat dalam wujud mineral di bebatuan alami, keberadaan apatit juga bisa kita jumpai pada makhluk hidup. Tulang dan gigi adalah contoh organ yang memiliki kandungan hidroksiapatit. Menurut Williams dan Cunningham (1979:79–80) dalam buku berjudul Materials in Clinical Dentistry, senyawa hidroksiapatit merupakan penyusun terbesar dari email gigi (kurang lebih 95 %). Sementara itu, Winter et al (1982:51–71) dalam buku berjudul Biomaterials menyebutkan kandungan hidroksiapatit pada tulang manusia ada sekitar 70 %.

Hidroksiapatit memang sangat dikenal dalam dunia medis. Jika Anda pergi ke klinik Kedokteran Gigi dan bertanya tentang hidroksiapatit, Anda akan dapat memperoleh informasi mengenainya yang berhubungan dengan bahan implant. (Dahulu, gara-gara harus merunut literatur ini saya mesti pergi juga ke perpustakaan milik Fakultas Kedokteran Gigi. Namun, teman-teman saya dari Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro ternyata malah sudah lebih dahulu menyambangi Fakultas Kedokteran Gigi yang bertetangga dengan fakultas kami. Bukan lantaran memburu literatur juga, melainkan “memburu” mahasiswi-mahasiswinya.)

Mengenai proses penggantian ion hidroksi pada fluorapatit, sebagaimana saya sebut di atas, kita bisa sedikit membayangkannya dengan analogi iklan pasta gigi yang menyebut memiliki kandungan fluorida aktif. (Apakah ion fluorida menggeser gugus hidroksi pada hidroksiapatit email gigi sehingga dengan demikian email gigi semakin keras, saya belum mempelajari lebih lanjut.) Namun, dalam hal pembuatan hidroksiapatit secara sintetis kita dapat juga melakukannya dengan cara mereaksikan kapur padam dengan asam fosfat. (Orang Jawa mengenal kapur padam dengan nama injet. Orang yang suka menginang biasanya memakai salah satu bahan penting ini. Konon injet juga menjadi bagian perlengkapan dalam hantaran manten, barangkali sebagai pesan-halus agar pengantinnya rajin pula merawat gigi.)

Berikut adalah reaksi yang berlangsung yang memungkinkan terbentuknya endapan hidroksiapatit.

10Ca^2+ + 6 H2PO4- + 14 OH- –>  Ca10(PO4)6(OH)2

Nah, untuk mengecek pembentukan hidroksiapatit tersebut, saya melakukan uji spektrofometri inframerah untuk mengetahui keberadaan gugus OH- (hidroksi). Sayangnya, berhubung di jurusan sendiri alat spektrofotometer tersebut waktu itu tidak bisa dijalankan (saya lupa alasan tepatnya, rusak atau tidak ada?), maka kembali saya pergi ke fakultas tetangga. Kali ini bukan Fakultas Kedokteran Gigi, melainkan Fakultas MIPA Jurusan Kimia. Dan inilah hasil yang saya peroleh untuk lima buah sampel yang saya buat, setelah sampel itu menjalani pengeringan dan pembakaran sampai suhu 1.200 derajat C.

Langkah berikutnya dalam pengecekan keberadaan hidroksiapatit adalah dengan uji difraksi sinar-X. Seingat saya, waktu itu saya memperoleh bantuan dari mahasiswa S2 yang mengirimkan sampel saya ke Bandung untuk menjalani uji yang dimaksud. Setahu saya, analisis spektrum dengan sinar-X ini diperlukan karena proses identifikasi suatu senyawa tidak bisa hanya dengan mengandalkan hasil spektrum inframerah saja. Melalui uji spektrum difraksi sinar-X, kita bisa mendapat keterangan tambahan seperti rumus molekul atau bobot molekul dari senyawa yang hendak kita identifikasi.

Berikut adalah adalah hasil spektrum difraksi sinar-X yang saya peroleh untuk salah satu sampel berwarna putih, yang ditengarai mengandung hidroksiapatit yang paling optimum. (Alasan yang mendasari diambilnya satu sampel saja pada analisis ini hanya mengikuti pertimbangan praktis, yaitu tingginya biaya analisis. Ini sudah terbantu karena ada mahasiswa S2 yang kebetulan mau menyertakan sampel saya. Di samping itu, penelitian sebelumnya juga menyebutkan bahwa ciri hidroksiapatit antara lain berwarna putih. Beberapa sampel saya yang lain, setelah pembakaran, ada yang berwarna abu-abu.)

Perhatikan gambar hasil uji difraksi sinar-X pada sampel dengan gambar di bawahnya (gambar uji difraksi sinar-X dari literatur). Terlihat pada gambar, selain tampak puncak-puncak yang mengindikasikan keberadaan hidroksiapatit, ada juga puncak spektrum yang menunjukkan senyawa lain seperti trikalsium fosfat.
Memang, ada beberapa kemungkinan munculnya trikalsium fosfat ini. Pertama terbentuk saat reaksi kapur padam dengan asam fosfat pada awal pemrosesan, atau kedua, terbentuk akibat pembakaran yang mencapai suhu 1.200 derajat celsius. Pada suhu yang tinggi ini hidroksiapatit mungkin mengalami transformasi menjadi trikalsium fosfat. Persamaan reaksi yang menggambarkan transformasi tersebut adalah sebagai berikut.

Ca10(PO4)6(OH)2 –> 3Ca3(PO4)2 + CaO + H2O

Tag: , ,

4 Tanggapan to “Hidroksiapatit”

  1. rakhafi firdausi Says:

    banyak pertanyaan dlm otakQ.. hhe.

    1. “gugus hidroksi (OH) menggantikan ion fluor (F) pada fluorapatit”.. maksud.na gmn kax ?? bisa jelasin pake’ bahasa yg lebih gampang gx kax..

    2. ada gax makanan yang mengandung hidroksiapatit ??

    3. apa hidroksiapatit = zat kapur ?? coz, hidroksiapatit terkandung dalam tulang, sementum, email, dentin, dll yang nanti.na bakal mengeras..
    aku pngen lebih banyak tau tentang hidroksiapatit..

    • kisahbangsa Says:

      1. Mari kita bandingkan Konstanta Hasil Kali Kelarutan (Ksp) hidroksiapatit dan Ksp fluorapatit. Menurut sumber yang saya peroleh, Ksp hidroksiapatit Ca5(PO4)3(OH) sekitar 10-51, sedangkan Ksp fluorapatit Ca5(PO4)3F sekitar 10-60. Artinya, senyawa hidroksiapatit relatif mudah larut daripada fluorapatit. Oleh karena itu, dalam suatu sistem (kita dapat memandang air liur dalam rongga mulut sebagai suatu “sistem”) yang memiliki kesetimbangan ion-ion kalsium, fosfat, hidroksi, dan fluor, berada pada konsentrasi jenuh, maka senyawa fluorapatit akan relatif lebih dahulu terendapkan daripada hidroksiapatit. Dengan demikian, email gigi yang tadinya berupa hidroksiapatit, kini digantikan ion hidroksinya dengan ion fluor menjadi fluorapatit. Karena Ksp fluorapatit lebih kecil daripada Ksp hidroksiapatit, maka email gigi yang mengandung fluorapatit dapat dipandang lebih kuat daripada yang mengandung hidroksiapatit.
      2. Unsur-unsur mineral kalsium, fosfat, hidroksi memang kita butuhkan. Mineral-mineral ini dapat dijumpai dalam berbagai makanan yang kita makan seperti susu, kacang-kacangan, dan sebagainya. Untuk lebih jelasnya, saya sarankan Anda bertanya kepada ahli nutrisi dan kesehatan. Sementara itu, hidroksiapatit yang dimaksudkan di sini tidaklah ditujukan sebagai makanan.
      3. Hidroksiapatit tidak sama dengan batu kapur. Mari kita kita lihat rumus kimianya. Hidroksiapatit ditulis Ca5(PO4)3OH, sedangkan batu kapur CaCO3. Meski begitu, keduanya memiliki satu ion penyusun yang sama yaitu kalsium (Ca2+). Batu kapur yang dibakar pada suhu sekitar 800-900o Celcius dapt melepaskan gas karbondioksida yang terikat dalam CaCO3 sehingga batu kapur itu berubah rumus kimianya menjadi CaO. Masyarakt umumnya menyebut batu kapur yang dibakar ini sebagai gamping. Jika gamping diguyur air, maka kapur gamping akan “padam” (timbul panas akibat kontak kedua bahan itu). kapur yang dipadamkan itu (slaked lime) dalam rumus kimia ditulis Ca(OH)2.

  2. atta Says:

    terima kasih info yang diberikan, ada yang ingin saya ketahui, adakah cara dengan teknologi sederhana dapat membentuk hidroksiapatit untuk implan orthopaedi?

    terima kasih

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s


%d blogger menyukai ini: