## Karekteristik Hidroksiapatit (HA) Dari Limbah Tulang Sapi dengan Metode Mekanik-Termal

## Characteristics of Hydroxyapatite (HA) by Mechanical-Thermal Method of bovine bone
Ikhsan 1) , Gunawarman 2) & Yuli Yetri 3)
1) Mahasiswa Teknik Mesin S2 Universitas Andalas Kampus Limau Manis Padang, Email: ikhsan_pnp@yahoo.com
2) Jurusan Teknik Mesin Universitas Andalas Kampus Limau Manis Padang, Email : gunawarman.ft@unand.ac.id
3) Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang Kampus Limau Manis Padang Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576 Email: yuliyetriyetri@gmail.com

## Abstract
The  availability  of  bovine  bone  waste  is  very  abundant  and  has  not  been  utilized  optimally  as  raw material for the manufacture of Hydroxyapatit (HA).HA is widely used in the field of orthopedics and dentistry, because it is biocompatible and bioactive, bovine bone wastes are synthesized by thermal-mechanical methods to obtain  HA.  The  first  stage  of  bovine  bone  preparation  is  done  to  obtain  HA  from  bovine  bone  waste  by mechanical collision to obtain bone meal smooth. The second stage of calcination at a temperature of 800oC. The results of microstructural observation with SEM obtained granules obtained almost evenly smoothness with average  size  42.25  μm  in  span  (irregular  spherical  (30.29-136.4μm)  and  chemical  composition  with  XRF obtained by Ca / P ratio of 1.61, close to the optimal value of HA of 1.67.
Keywords: bovine bone waste, mechanical-thermal, Ca/P ratio

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  tulang  buatan untuk mengganti atau memperbaiki jaringan  tulang  yang  rusak  pada  pasien sangat  tinggi.  Kebutuhan  tulang  buatan tersebut  tidak  hanya  digunakan  sebagai tulang  penyangga  paha,  lutut,  dan  gigi, tetapi  juga  untuk  menggantikan  tulang dada,  mata  dan  telinga  [1].  Jumlah  operasi penyambungan  tulang  diseluruh  dunia  dari tahun  2009-2010  hampir  2.9  juta,  yang terdiri  dari  dari  1.4  juta  penyambungan tulang  paha  dan  1.1  juta  tulang  lutut  serta 95  ribu  penggantian  tulang  lengan,  dan angka  ini  cenderung  terus  meningkat  dari tahun  ke  tahun  [2].  Kerusakan  yang  terjadi pada jaringan keras  (tulang) tubuh manusia bisa  disebabkan  karena  berbagai  faktor, baik  itu  karena  kerapuhan,  kanker  tulang, kecelakaan,  bencana  alam  ataupun  cacat bawaan  lahir.  Ada  3  (tiga)  cara  untuk mengembalikan  fungsi  tulang  tersebut,
diantaranya  adalah autograft , allograft dan xenograft [3].
Namum dalam pengaplikasian
masing-masing  dari  upaya  di  atas  masih terdapat berbagai keterbatasan yang menyebabkan
terhambatnya proses pengobatan. Seperti pada autograft (jaringan  dari  tubuh  pasien),  adanya keterbatasan  jaringan  tulang  yang  dapat digunakan  karena  pengambilan  jaringan dalam jumlah yang besar dari suatu jaringan sehat  berpotensi  merusak  jaringan  yang sehat  tersebut.  Sedangkan  pada  upaya allograft (jaringan  pendonor  dari  spesies yang  sama)  berpotensi  mengakibatkan terjadinya transfer penyakit dari si pendonor,  jumlah  yang  tersedia  dan sulitnya  mendapatkan  anatomi  serta  sifat fisik  tulang  yang  sama  dengan  pasien, menyebabkan  tingginya  biaya  pengobatan. Upaya ke tiga yaitu xenograft (jaringan dari spesies  lain),  memiliki  kendala  pada masalah kompatibilitas [3].
Untuk itu diperlukan upaya membuat tulang  tiruan  yang  lebih  ekonomis  dan kompatibel  dengan  tulang  manusia.  Salah satu  bahan  yang  sedang  dikembangkan sebagai biomaterial sintesis adalah biokeramik.  Kelebihan  biokeramik  adalah memiliki  sifat  biokompatibilitas  yang  baik dengan  sel-sel  tubuh  dibandingkan  dengan biomaterial  polimer  atau  logam,  bersifat tidak beracun dan paling banyak digunakan untuk mengganti fungsi jaringan atau organ tubuh manusia [4].
Biokeramik yang sering digunakan dalam .. bidang .. biomedis .. adalah .. HA [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] [5]. HA banyak digunakan  pada  bidang  ortopedi  dan kedokteran gigi [6].
Pada penelitian
ini sintesis hidroksiaptit  memanfaatkan  limbah  tulang sapi  ( biowaste )  yang  berasal  dari  rumah makan  yang  menyediakan  sup  tulang  sapi, sebagai  upaya  pemanfaatan  limbah  tulang sapi  yang  sangat  melimpah  [14],  [15]  dan [16]  dengan  harga  yang  sangat  ekonomis bahkan  gratis  serta  ramah  lingkungan  jika dibandingkan  menggunakan  HA  komersial yang sangat mahal.

## Tujuan Penelitian ini adalah:
1) Memperoleh  serbuk  HA  yang  halus berukuran mikron
2) Mendapatkan  serbuk  HA  dari  limbah tulang  sapi  dengan  rasio  Ca  dan  P yang optimal.

## Manfaat Penelitian ini adalah:
1) Dapat  memanfaatkan  limbah  tulang sapi  sebagai  bahan  baku  pembuatan hidroksiapatit  dengan  proses  yang sederhana.
2) Mendapatkan  material  tulang  buatan yang murah dengan karakteristik yang lebih baik.
3) Mengurangi .. ketergantungan .. penggu- naan  bahan  dari  logam  dan  bahan impor.
4) Memberikan  nilai  tambah  ekonomis pada tulang, khususnya limbah tulang sapi

## Komposisi Utama Tulang Sapi
Tulang  merupakan  salah  satu  jaringan tubuh yang komplek bersifat kuat, kaku dan keras  yang  berfungsi,  sebagai  sistem penggerak,  penunjang,  pelindung  organ tubuh,  penyimpan  mineral  dan  energi  serta penghasil  sel  darah  merah.  Komposisi tulang  sapi  yang  terdiri  dari  93%  HA  dan 7% β-tricalcium phosphate (Ca3(PO4)2, β- TCP)  [17].  Zat  anorganik  penyusun  tulang sapi  terdiri  dari  unsur  Ca,  P,  O,  H,  Na  dan Mg,  dimana  reaksi  kimia  antara  unsur  Ca, P,  O,  H  merupakan  senyawa  apatit sedangkan Na dan Mg adalah zat anorganik penyusun  tulang  sapi  dan  titik  lebur  tulang sapi mencapai temperatur 1227oK (953.85 o C) [18].

## Hidroksiapatit (HA)
HA  merupakan  senyawa  kalsium posfat yang mengandung hidroksida dengan rumus molekul Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 merupakan  material  keramik.  Aplikasi  HA dari tulang sapi telah luas digunakan dalam dunia  medis  seperti  untuk  pencangkokan tulang,  penggantian  tulang,  memperbaiki dan  mengisi  tulang  serta  untuk  perbaikan jaringan  gigi.  Hal  ini  karena  HA  memiliki sifat  biokompatilitas  yang  sangat  baik dengan jaringan keras, sifat  bioaktivitasnya yang  dapat  merekonstruksi  ulang  jaringan tulang  yang  telah  rusak  dan  juga  di  dalam jaringan,  osteokonduksitasnya  tinggi,  non- toksik, non inflamasi dan bersifat imunogenik [19].
Struktur  kristal  pada  HA  dapat dibedakan  menjadi  dua  yaitu  monoklinik dan  heksagonal.  Pada  umumnya  HA  yang disintesis memiliki struktur kristal heksagonal.  Struktur  tersebut  terdiri  dari susunan  gas  PO 4 tetrahedral  yang  diikat oleh  ion-ion  Ca.  Struktur monoklinik dapat dijumpai apabila HA yang terbentuk benar- benar stoikiometri dengan rasio Ca/P adalah 1,67  dan  densitasnya  3,19  g/ml.  Rasio molar  dari  Ca/P  juga  berpengaruh  kepada kekuatan dari  HA  yang  disintesis.  Semakin besar  rasio  molar  Ca/P  maka  kekuatan makin  meningkat  dan  mencapai  nilai
maksimum  disekitar  rasio  Ca/P  ~1,67  (HA stoikiometrik)  dan  tiba-tiba  turun  ketika rasio Ca/P >1,67 [21].
HA memiliki sifat kimia yang sesuai persyaratan untuk bahan biomedis, diantaranya, biocompatible , bioactive dan bioresorbable . Biocompatible adalah  sifat suatu  material  yang  tidak  menyebabkan penolakan  dari  sistim  kekebalan  tubuh. Bioactive merupakan  sifat  suatu  material yang dapat membantu pembentukan lapisan permukaan biologis. Bioresorbable merupakan  sifat  material  yang  dapat melarut  (tanpa  memperhatikan  mekanisme yang akan menyebabkan  pemindahan material)  dan  mengizinkan  jaringan  yang baru  terbentuk  tumbuh  pada  permukaan material.  Material bioresorbable digunakan sebagai scaffolds ataupun  pengisi  ( filler ) yang menyebabkan mereka berinfiltrasi dan bersubstitusi ke dalam jaringan.
Penggunaan  HA  dalam  aplikasi biomedik  telah  banyak  dilaporkan  antara lain  sebagai  pembawa  obat  [17],  [22]  dan [23]  karena  bersifat  tidak  beracun  dan  non inflamasi.  Sintesis  HA  dan  nano  HA  juga digunakan sebagai bone filler dan pengganti  tulang  ( bone  substitute )  [24], [26]  dan  [27],  karena  HA  sintesis menunjukan pengabungan yang kuat dengan jaringan keras sehingga menjadikan HA  untuk  aplikasi  yang  menjanjikan dibanding  dengan allograft dan autograft bahkan implant dari bahan logam. Kelebihan  utama  HA  dari  tulang  sapi adalah  biokompabilitas,  biodegradasi  yang rendah,  kemampuan osteokonduktivitas yang baik.

## Proses Mekanis
Proses  mekanis  merupakan  langkah untuk memperkecil ukuran tulang sapi yang telah direringkan menjadi ururan yang lebih kecil atau serbuk dengan jalan penumbukan secara  manual  maupun  menggunakan  alat khusus seperti mesin penghalus bowl mill .

## Proses Kalsinasi
Kalsinasi  adalah  proses  pemanasan, penghilangan kandungan air,
karbondioksida atau gas lain yang mempunyai  ikatan  kimia  dengan  materi pada  temperatur  tinggi  di  bawah  titik  leleh dari  zat  penyusun  materi  khusus  HA mencapai  suhu  1200 o C.  Energi  panas  yang dihasilkan  oleh furnace mengalir  secara konduksi ke seluruh bagian permukaan HA untuk  menguraikan  zat  organik,  air  dan menghilangkan  bakteri  atau  agen  pembawa penyakit sehingga massa dari HA berkurang. Laju kalsinasi dari HA bergantung  pada  bentuk  dan  ukuran  dari butiran  HA  dan  lama  pemanasan.  Semakin bulat bentuk butiran maka proses pemanasan  semakin  efektif  karena  panas dapat  berdifusi  secara  bebas  dari  segala sudut permukaan, sehingga proses kalsinasi jadi maksimal [26]. t

## Sintesa Hidroksiapatit
Sintesa HA telah banyak dilaporkan yang  dihasilkan  dari  bahan  sintesis  dan tulang  sapi  dengan  berbagai  metode, diantarannya  dipaparkan  sebagai  berikut: Sintesis HA dari bagian korteks tulang sapi melalui metode sintering. Tulang sapi  yang talah  dibersihkan  dan  dicuci  kemudian dipotong  dengan  ukuran  1x1x1  cm,  lalu dilakukan  sintering  dengan  rentang  suhu 500-1400 o C  dengan heat  rate 5 o C/menit selama 2, 3 dan 4 jam, didinginkan perlahan sampai temperatur ruang kemudian dihaluskan  untuk  mencapai  ukuran  ±  250 µm.  Didapatkan  hasil  HA  kualitas  terbaik pada  suhu  sintering  1000 o C  dengan  waktu 3 jam [19].
Metode  alkalin  hidrotermal  yaitu serbuk tulang sapi dicampur dengan 25% wt larutan  sodium  hidroksida  dengan  rasio solid  :  liquid sebesar  1:40  dan  dipanaskan pada  suhu  50 o C  selama  5  jam  selanjutnya dilakukan  dekomposisi  termal  yaitu  tulang sapi  dipanaskan pada suhu 750 o C selama  6 jam  dengan  furnace  yang  memiliki heating rate 10 o C/menit,  menghasilkan nanorod HA dengan ukuran partikel yang lebih kecil [20].
Sintesis  nano  HA  dari  tulang  sapi dilaporkan  menggunakan  metode  vibro- milling.  Dimana  tulang  sapi  dipotong menjadi  ukuran  lebih  kecil  dan  direbus
selama  8  jam  dalam  air  destilasi  untuk menghilangkan tendon. Sampel dikeringkan pada  suhu  200oC  semalam  dan  dilanjutkan dengan proses kalsinasi suhu 800oC selama waktu  3  jam,  selanjutnya  dihancurkan menjadi  potongan  kecil  dan  digiling menggunakan  bowl  mill  selama  24  jam. Kemudian  dilakukan  vibro-milling  dengan etanol sebagai media milling dengan variasi waktu  penggilingan.  Dilaporkan  bahwa terbentuk  nano  HA  dengan  morfologi seperti  jarum  dan  mempunyai  kristal hexagonal  dengan  ukuran  partikel  58  dan 62nm. Waktu vibro-milling tidak mempengaruhi  ukuran  kristal  tetapi  pada distribusi  nano  HA  yang  diperoleh  lebih baik dengan waktu optimum 2- 4 jam [26].
HA  berpori  dihasilkan  melalui pemanasan  ( annealing )  tulang  sapi  pada rentang  temperatur  400  sampai  1200 o C, prosesnya  berawal  dari  tulang  femur  sapi dewasa  yang  telah  diperkecil  ukurannya, lalu  dipanaskan  selama  2  jam  dengan electric  furnace pada  sembilan  tingkat temperatur dalam  rentang suhu 400 sampai 1200 o C  dengan heating  rate 5 o C/menit. Pada  suhu  600  hingga  1000 o C  dihasilkan HA  murni  dan  kristalinitas  HA  meningkat, pada  suhu  1100  hingga  1200 o C  adanya sebagian  kecil  β-TCP,  ini  menunjukkan dekomposisi  parsial  dari  HA.  Sementara pada temperatur di atas 700 o C menghasilkan struktur sponge (berpori) dari tulang yang saling berhubungan [17].
HA  disentesis  dari  batu  calcite dengan  cara  dikalsinasi  pada  suhu  1000oC selama 5 jam untuk  memperoleh Ca(OH)2, lalu  dicampur  dengan  larutan  HNO3  dan larutan  DHP  (NH4)2HPO4  sebagai  sumber P  untuk  mendapatkan  nano  HA  dengan metode  presipitasi,  kemudian  komposit HA-alumina  didapat  melalui  metode  solid state  reaction  dengan  perlakukan  sintering pada  suhu  1200 o C  dan  penambahan alumina  50%  didapatkan  nilai  kekesaran tertinggi sebesar 38,8 MPa [35].
HA  dihasilkan  dari  tulang  sapi dengan proses de-fatting (perebusan) selama  5  jam  dan  diikuti  proses  kalsinasi selama  2  jam  dengan  suhu  900  oC  lalu digiling  dengan  bowlmill,  menghasilkan HA dengan fase kristalin yang tinggi [37].
Pembuatan  HA  dari  limbah  tulang sapi  dengan  proses  sintering  pada  suhu 800oC dilakukan sampai 4 kali pengulangan  yang  diselingi  dengan  proses bowlmill,  diperoleh  ukuran  serbuk  sebesar 63µm  dengan  kadar  kalsium  yang  tinggi sebesar  35,7%  dan  posfat  sebesar  19,04%. Selanjutnya  pembuatan  komposit  HA dengan  metode  pencampuran  serbuk  HA dengan  resin  (penambal  gigi)  diperoleh kekuatan  tarik  komposit  yang  paling  tinggi pada  penambahan  resin  30%  sebesar  13,66 MPa [38].
Laporan  dari  penelitian-penelitian tersebut  diketahui  bahwa  pembentukan  HA dari  tulang  sapi  dapat  dilakukan  dan  dari beberapa  metode  yang  telah  dilakukan metode  mekanik  dan  kalsinasilah  yang lebih sederhana dalam mensintesa HA [19]. Ringkasan  mengenai  penelitian  tentang berbagai  proses  sintesis  HA  dapat  dilihat pada Tabel 1.

## Planetary Bowl Mill
Planetary  bowl  mill  adalah  bowl mill  dengan  skala  kecil  yang  digunakan  di dalam  laboratorium  dan  digunakan  untuk mereduksi ukuran, baik dengan penggilingan  secara  kering  dan  basah, pencampuran,  homogenisasi  dari  bahan kimia,  tanah,  dan  bahan  farmasi.    Umpan yang  diizinkan  masuk  ke  dalam  planetary bowl mill berukuran hingga 10 mm dengan keadaan  lunak,  keras,  dan  rapuh.  Planetary bowl mill terdiri dari bola giling dan wadah penggilingan seperti Gambar 1. Bola giling berfungsi  sebagai  penghancur,  sehingga material  pembentuk  bola  giling  harus memiliki  kekerasan  yang  tinggi  agar  tidak terjadi  kontaminasi  saat  terjadi  benturan dan gesekan antara serbuk, bola dan wadah penggilingan.
Gambar 1. Alat Planetary Bowl Mill
Tabel 1. Sintesis hidroksiapatit yang telah dilakukan.
Sumber Bahan Metode Hasil Referensi
Ca(NO 3 ) 2 , N 4 H 2 P 4 dan NH 2 CON H 2
Presipitasi, ultrasonik dan thermal Nano kristalin HA Li-yun et al , 2005 [27]
Ca(NO 3 ).4
H 2 O, (NH 4 ) 2 HP O 4 dan etanol Ultrasonik sol- gel,thermal dibandingkan dengansol-gel, thermal Nano HA Bubuk Gopi et al , 2008 [28] Tulang sapi Metode sintering HA dengan struktur kristal heksagon al Kusrini et al., 2012 [18] Tulang sapi Pemanasan pada T 400-1200 o C Porous HA Ooi et al ., 2007 [26] Tulang sapi Proses de- fatting dengan kalsinasi HA Hilmi et al ., 2011 [37] Tulang sapi Mekanik, sintering , Bowlmill HA dan sebaran ukuran seragam Paskarino R. 2015 [38]
Ukuran  bola  yang  digunakan  dalam proses  pereduksi  mempengaruhi  efisiensi serta bentuk akhir serbuk setelah dilakukan proses  milling.  Ukuran  yang  besar  dan density  yang  tinggi  pada  suatu  bola  akan menghasilkan  energi  impact  yang  besar. Penggunaan bola yang besar
memungkinkan  adanya  kontaminan  yang semakin  besar  dan  bagian  bola  yang
menumbuk  serbuk  akan  semakin  kecil luasnya  selain  itu  penggunaan  bola  besar mempercepat kenaikan temperatur. Sedangkan  dengan  penggunaan  bola  kecil maka  energi  yang  dihasilkan  kecil  tetapi luas  kontak  bola  dengan  serbuk  semakin luas.  Sehingga  untuk  memaksimalkan proses  milling  salah  satunya  dengan menggunakan  ukuran  bola  yang  berbeda- beda.
Pengamat Struktur Mikro dengan SEM SEM (Scanning Electron Microscope)  adalah  sebuah  peralatan  yang dipergunakan  untuk  mengamati  permukaan material/bahan  tertentu  dengan  tujuan mendapatkan  bentuk  yang  lebih  detail struktur  mikro  dan  makro  material  seperti terlihat  pada  Gambar  2.  Pada  sebuah  SEM ( Scanning  Electron  Microscope )  terdapat beberapa peralatan utama antara lain:
1)  Penembak  elektron,  biasanya  berupa filamen  yang  terbuat  dari  unsur  yang mudah melepas elektron misal tungsten.
2)  Lensa  untuk  elektron,  berupa  lensa magnetis karena elektron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet.
3)  Sistem  vakum,  karena  elektron  sangat kecil  dan  ringan  maka  jika  ada  molekul udara  yang  lain  elektron  yang  berjalan menuju  sasaran  akan  terpencar  oleh tumbukan  sebelum  mengenai  sasaran sehingga  menghilangkan  molekul  udara menjadi sangat penting.
Gambar 2. Alat Scanning Electron Microscope (SEM), HITACHItipe S-3400N
Pengecekan  komposisi  kimia  dengan XRF
XRF . (X-Ray Flourrescence)
merupakan metoda analisis untuk menentukan  komposisi  kimia  dari  semua jenis material. Material dapat berupa padat, cair,  bubuk,  atau  dalam  bentuk  lain  yang diinginkan.  Metoda  XRF  sangat  cepat, akurat  dan  tidak  destruktif  serta  hanya memerlukan  sampel  yang  sangat  sedikit. Pemakaian  peralatan  ini  sangat  luas meliputi  logam,  semen,  minyak  bumi, polimer,  plastik,  dan  industri  makanan, pertambangan,  mineralogi,  geologi  dan analisis air serta material sampah pada ilmu lingkungan.  Sistem  spektrometer  dapat dibagi  menjadi  beberapa  kelompok  utama yaitu: system dispersi energi (EDXRF) dan sistem dispersi panjang gelombang (WDXRF).  Unsur  yang  dapat  dianalisa pada  EDXRF  mulai  dari  Na  sampai  U. Untuk  WDXRF  bahkan  juga  bisa  pada unsur  ringan  seperti  Be  sampai  ke  unsur berat  U.  selang  konsentrasi  yang  terukur sangat  kecil  mulai  dari  sub  ppm  sampai 100%.  Secara  umum  unsur  dengan  nomor atom  lebih  banyak  dapat  lebih  akurat dideteksi  dibanding  unsur  yang  lebih ringan,  presisi  sangat  akurat  dan  tanpa diperlukan standar eksternal.
Alat XRF seperti pada Gambar 3 dapat menentukan  unsur  kimia  dari  sampel dengan jalan mengukur spektrum karekteristik  sinar–x  flourescences  yang
dipancarkan oleh unsur-unsur yang berbeda dalam sampel saat diterangi oleh sinar-x.
Gambar 3. XRF ( X-Ray Flourrescence )

## METODOLOGI
Metode yang dipakai untuk mengekstrak  HA  dalam  penelitian  ini adalah proses kering dengan jalan memanaskan tulang pada temperatur 800 o C, yang  merupakan  temperatur  optimal  dalam pembuatan  HA  [12].  Untuk  memperoleh HA yang optimal dilakukan proses kalsinasi disertai dengan penumbukan dengan bowlmill secara berulang.
Langkah penelitian ini dibagi menjadi 3 (tiga). Pertama pembuatan serbuk tulang  dari  limbah  tulang  sapi,  tahapan kedua pembuatan HA dari proses kalsinasi, ketiga  pengamatan  fisik  mengunakan  SEM dan XRF.

## Preparasi bahan baku
a) Menyiapkan  limbah  tulang  sapi  dari limbah rumah makan yang menyediakan sup tulang sapi.
b) Membersihkan  dari  jaringan  dan  zat yang  tersisa  di  permukaan  tulang  lalu mencuci menggunakan sabun cuci cair.
c) Tulang  direbus  selama  4  jam,  untuk menghilangkan  sisa  sumsum  dan  lemak yang tersisa.
d) Mengulangi langkah b untuk mendapatkan tulang yang bersih dari sisa jaringan  lunak  dan  lemak,  kemudian dijemur di bawah sinar matahari.
e) Pemotongan tulang menjadi ukuran 20 x 60  mm,  mengunakan  gerinda  tangan, hasil potongannya.
f) Perebusan  dengan  panci  bertekanan selama  4  jam  untuk  menghilangkan lemak  dan  membuat  tulang  menjadi rapuh.
g) Proses pengeringan terdiri dari,
penjemuran  di  bawah  sinar  matahari untuk mengurangi kadar air dan dilanjutkan  pemanasan  dengan  oven selama 2 jam.
h) Penghalusan  dengan  palu  dan blender yang  biasa  digunakan  untuk  rumah tangga, untuk memperoleh tepung tulang sapi.

## Preparasi  hidroksiapatit  dengan  proses kalsinasi
Proses  pembuatan  Hidroksiapatit  (HA) pada  penelitian  ini  dilakukan  beberapa tahapan.
a)  Tepung  tulang  sapi  tersebut  dikalsinasi mengunakan  electric  furnace  seperti Gambar  4  pada  temperatur  800oC selama  3  jam  dan  didinginkan  perlahan hingga  suhu  ruang,  dengan  setingan furnace berikut:
•  T1  =  200 o C,  lama  kenaikan  t1=  15 menit, holding time = 30 menit
•  T2  =  400 o C,  lama  kenaikan  t2=  15 menit, holding time = 30 menit
•  T3  =  600 o C,  lama  kenaikan  t3=  15
menit, holding time = 30 menit
•  T3  =  800 o C,  lama  kenaikan  t4=  15 menit, holding time = 30 menit
b)  Tepung  tulang  dihaluskan  dengan menggunakan bowl mill dengan settingan sebagai berikut:
•  Diameter ball yang digunakan 10 mm sebanyak  45  butir  berbahan  stainless steel
•  Kecepatan  200  rpm  dengan  tiga  (3) kali pengulangan kiri dan kanan
•  Lama pengulangan 20 menit
c)  Dilanjutkan dengan pengayakan bertingkat dengan menggunakan ayakan nomor 60 (250µm), nomor 120
(125µm), nomor 230 (63µm).
d)  Ulangi langkah a s/d c hingga 4 (empat) kali pengulangan agar diperoleh jumlah dan ukuran tepung yang kita perlukan.

## Pengamatan sifat fisik
Pengamatan fisik terdiri dari tiga  bagian dianratanya:
a) Menggunakan  SEM,  untuk  melihat struktur mikro dari serbuk HA
b) Menggunakan  XRF  untuk  mengetahui komposisi kimia dari serbuk HA
c) Menggunakan image  prosessing untuk menentukan  ukuran  serbuk  HA  yang terbentuk.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Morfologi Serbuk HA
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan, didapatkan hasil berupa gambaran morfologi serbuk HA yang diamati menggunakan  SEM  dengan  pembesaran 2000  kali  seperti  pada  Gambar  5.  Butiran yang  didapat  hampir  merata  kehalusannya dengan  ukuran  rata-rata  sekitar  42.25  µm pada rentang antara (30.29-136.4µm) berbentuk bulat tidak beraturan sebagaimana  lampiran  2  (1)  dan  (2). Sementara hasil yang didapat dari
penelitian  sebelumnya,  diperoleh  ukuran rata-rata  butiran  sebesar  63  µm,  dengan sebaran  yang  tidak  merata  [38].  Ukuran butiran  yang  halus  ini  sangat  membantu dalam  proses  pencampuran  bahan  sehingga distribusi  butiran  lebih  merata  dan  sangat
penting  pada  kekuatan  mekanik  komposit [9].
Gambar 5. Hasil SEM sebuk tulang sapi

## Komposisi Kimia Serbuk HA
Tabel  2.  dan  Gamabar  6  merupakan hasil  pengukuran  komposisi  kimia  serbuk HA dengan XRF, kadar Kalsium (Ca) yang didapatkan sebesar 37.418% dan Posfor (P) 23.185%,  dengan  rasio  Ca/P  sebesar  1.61. Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan sebelumnya  dengan  mensintesa  HA  dari tulang sapi menggunakan metode kalsinasi-
bowlmill  diperoleh  kadar  Kasium  (Ca) tertinggi  sebesar  35.07%  dan  Posfor  (P) sebesar  19.04%  dengan  perbandingan  Ca/P sebesar  1.84%  [38],  kemudian  Wahdah  I, (2014) [25] melaporkan bahwa hasil sintesa HA  dari  tulang  sapi  menggunakan  metode basah-pengendapan  menghasilkan  kadar kandungan  Ca  dan  P  sebesar  38.88%  dan 18.78% dengan rasio Ca/P = 2.06.
HA  yang  didapat  dari  penelitian  ini lebih  optimal  nilai  rasio  Ca/P  karena mendekati  nilai  optimal  rasio  Ca/P  HA pada  umumnya  sebesar  1.67.  Nilai  Ca/P berpengaruh pada kekuatan dari HA karena semakin  besar  perbandingan  Ca/P  maka kekuatannya  meningkat  dan  mencapai maksimal  pada  nilai  Ca/P  ~  1,67  dan  akan turun pada nilai rasio Ca/P > 1.67 [21].
Tabel 2. Hasil uji XRF
Compound Conc Unit Compound Conc Unit Mg 0.764 % MgO 0.509 % Al 1.611 % Al2O3 1.865 % Si 0.219 % SiO2 0.345 % P 23.185 % P2O5 22.072 % Cl 0.124 % Cl 0.079 % K 0.094 % K2O 0.069 % Ca 37.418 % CaO 34.124 % Ti 0.009 % Ti 0.004 % Mn 0.006 % Mn 0.003 % Fe 0.047 % Fe2O3 0.033 % Zn 0.032 % Zn 0.016 % Sr 0.087 % Sr 0.042 % Zr 0.003 % Zr 0.001 % Na 0.658 % Na 0.476 %
Gambar 6. Diagram hasil XRF serbuk tulang sapi

## Ukuran butiran serbuk
Hasil  dari image  prosesing dengan menggunakan  bantuan software  “image  J” di  peroleh  hasil  seperti  tabel.  3  dengan sebaran  kehalusan  buturan  seperti  pada tabel. 4. Ukuran
Tabel 3. Data sebaran kerataan butiran HA
Tabel 4. Hasil pengukuran image prosessing No Area A/ꞃ r D ∑ D (pix) ∑D (µm)
1  5.24E+00 1.67E+00 1.29E+00 2.58E+00  3.521088 42.2530 5 2  7.02E+00 2.24E+00 1.50E+00 2.99E+00 3  3.32E+01 1.06E+01 3.25E+00 6.50E+00 4  6.51E+00 2.07E+00 1.44E+00 2.88E+00 5  7.11E+00 2.26E+00 1.50E+00 3.01E+00 6  1.46E+01 4.65E+00 2.16E+00 4.31E+00 7  6.85E+00 2.18E+00 1.48E+00 2.95E+00 8  1.12E+01 3.56E+00 1.89E+00 3.77E+00 9  1.40E+01 4.45E+00 2.11E+00 4.22E+00 10  6.56E+00 2.09E+00 1.45E+00 2.89E+00 11  7.85E+00 2.50E+00 1.58E+00 3.16E+00 12  9.36E+00 2.98E+00 1.73E+00 3.45E+00 13  8.63E+00 2.75E+00 1.66E+00 3.32E+00 14  7.48E+00 2.38E+00 1.54E+00 3.09E+00 15  8.63E+00 2.75E+00 1.66E+00 3.32E+00 16  8.58E+00 2.73E+00 1.65E+00 3.31E+00 17  6.37E+00 2.03E+00 1.42E+00 2.85E+00 18  6.50E+00 2.07E+00 1.44E+00 2.88E+00 19  7.49E+00 2.38E+00 1.54E+00 3.09E+00
20  6.92E+00 2.20E+00 1.48E+00 2.97E+00 21  1.18E+01 3.74E+00 1.93E+00 3.87E+00 22  1.13E+01 3.59E+00 1.90E+00 3.79E+00 23  2.56E+01 8.15E+00 2.85E+00 5.71E+00 24  9.60E+00 3.06E+00 1.75E+00 3.50E+00 25  8.45E+00 2.69E+00 1.64E+00 3.28E+00 26  1.54E+01 4.89E+00 2.21E+00 4.42E+00 27  1.13E+01 3.59E+00 1.90E+00 3.79E+00 28  8.06E+00 2.57E+00 1.60E+00 3.20E+00 29  6.88E+00 2.19E+00 1.48E+00 2.96E+00 30  1.26E+01 4.02E+00 2.00E+00 4.01E+00 31  1.59E+01 5.06E+00 2.25E+00 4.50E+00 32  2.19E+01 6.97E+00 2.64E+00 5.28E+00 33  1.08E+01 3.44E+00 1.86E+00 3.71E+00 34  6.51E+00 2.07E+00 1.44E+00 2.88E+00 35  2.79E+01 8.89E+00 2.98E+00 5.96E+00 36  5.69E+00 1.81E+00 1.35E+00 2.69E+00 37  8.77E+00 2.79E+00 1.67E+00 3.34E+00 38  4.10E+01 1.31E+01 3.61E+00 7.23E+00 39  7.83E+00 2.49E+00 1.58E+00 3.16E+00

## SIMPULAN
Sintesa  HA  dari  limbah  tulang  sapi dengan  metode  mekanik-kalsinasi  terbukti dapat  menghasilkan  kandungan  kalsium (Ca)  sebesar  37.418%  dan  posfor  (P) sebesar  23.185%  dengan  rasio  Ca/P  =  1.61 mendekati  nilai  rasio  Ca/P  optimal  HA sebesar 1.67.

## SARAN
Dari  hasil  penelitian  ini  disarankan adanya penelitian lanjutan dalam hal proses penggilingan  serbuk  tulang  sapi  untuk memperoleh  butiran  lebih  halus  dan seragam

## DAFTAR PUSTAKA
Heimann,  R.B.  2002. Materials  Science  of Crystalline  Bio  ceramics:  A  review of Basic properties and Applications . CMU journal, 1(1), pp.
23-46.
Ortho  world  Inc.  2010. The  orthopedic industry  annual  report :  2009-2010 Joint Replacement . Ohio, US.
Laurencin  CT,  LS.    Nair,  2008. Nano technology  and  tissue  engineering: the scaffold . CRC Press.
Hench,  1991.    Biomaterials-the  Interfacial Problem.  Adv.  Biomeg.  Eng.,  5,  pp. 35-150.
Göller G, Oktar FN, 2002. Sintering effects on  mechanical  properties  of  glass reinforced hydroxyapatite composites,  International  Journal  of Ceramics, 28(6), pp. 617-621 https://www.bps.go.id/linkTableDinamis/vi ew/id/1038, diunduh tanggal 8/6/2017
https://kampoengternak.or.id/bagaimana- menghitung-berat-karkas, diunduh
tanggal 8/6/2017
Ooi,C.Y.,  Hamdi,  M.,  Ramesh,  S.  (2007).
Properties of
hydroxyapatite produced  by  annealing  of  bovine bone. Ceramics International. 33, pp. 1171-1177.
Sontang, M., 2000. Optimasi hydroxyapatite dalam  tulang  sapi  melalui  proses sintering. Tesis, Universitas Indonesia. Kusrini, E., Sontang, M, 2012. Characterization of X-Ray Diffraction and Electron Spin
Resonance:  Effects  of  Sintering
Time  and  Temperature  on  Bovine
Hydroxyapatite.  Rad.  Physical  and Chem.81, pp. 118-125.
Barakat,  N.A.M.,  Khil,  M.S.,  Sheikh,  F.A.,
Omran,  A.M.,  Kim,  H.Y.  (2009). Extraction
of pure natural hydroxyapatite from the bovine bone bio waste by three different methods.
Materials  Processing  Technology. 209, pp. 3408-3415.
Ferraz,  M.,  Montero,  F.J.,  Manuel,  C.M. 2004.  Hydroxyapatite  nanoparticles: A review of preparation
methodologies.  J.  App.  Biomat.
Biomech. 2, pp. 74-80.
Ruksudjarit,  A.,  Pengpat,  K.,  Rujijanagul,
G.,  Tunkasiri,  T.  2008.  Synthesis and characterization of nanocrystalline  hydroxyapatite  from natural bovine bone. Current Applied Physics. 8, pp. 270-272.
Li-Yun,  C.,  Chuan-bo,  Z.,  Jiang-feng,  H.
(2005).  Influence  of  temperature,
[Ca2+],  Ca/P  ratio  and  ultrasonic power  on  the  crystalinity  and morphology of hydroxyapatite nanoparticles  prepared  with  a  novel precipitation method. Material Letters. 59, pp. 1902-1906.
Kweh,  S.W.K.,  Khor,  K.A.,  Cheang,  P.,
1999. The production and characterization  of  hydroxyapatite powders.  J.  Material  Processing
Technology. 89(9), pp. 373-377.
Wang,  A.,  Lu,  Y.,  Zhu,R.,  Li,  S.,  Ma,  X.,
2009.  Effect  of  process  parameters on  the  performance  of  spray  dried hydroxyapatite microspheres.
Powder Technology. 191, pp 1-6.
Barakat,  N.A.M.,  Khalil,  K.A.,  Sheikh,
F.A., Omran, F.A., Gaihre, B., Khil, M.S.,Kim, H.Y., 2008.
Physiochemical  characterizations  of hydroxyapatite extracted from
bovine  bones  by  three  different methods:  Extractiom  of  biologically desirable  HAp,  Materials  Science and  Engineering,  C28,  pp.  1381- 1387.
Hilmi,  I.,  Rinastiti,  M.,  herliansyah,  M.K., 2011.  Synthesis  of  Hydroxyapatite from  Local  Bovine  Bones  for Biomedical Application, 2011 International Conference on Instrumentation, Communication, Information Technology and Biomedical  Engineering.  Bandung, Indonesia.
Paskarino  R.  2015.  Analisis  Sipat  Mekanik Tualng  Buatan  dari  Limbah  Tulang Sapi dengan Metode Mixing Powder dan  Kaitannya  dengan  Struktur Mikro, Tesis Pascasarjana Universitas Andalas.