## SINTESA DAN PEMANFATAAN HIDROGEL: REVIEW
Nita Indriyani 1* , Ratnawati 2 , Dyah Hesti Wardhani 2
1 Prodi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Pendidikan Muhammadiyah Sorong Jl.K.H. Ahmad Dahlan no.1, Aimas, Kabupaten Sorong, 98444.
2 Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50275.
* Email: nitaindriyani@unimudasorong.ac.id

## Abstrak
Hidrogel adalah jaringan viskoelastik ikatan silang hidrofilik tiga dimensi dari rantai polimer. Tautan  silang  membuat  hidrogel  memiliki  struktur  fisik  dan  elastisitas  dalam  jaringannya, sehingga  memungkinkan  untuk  meregang  atau  menyusut.  Dalam  artikel  review  ini  akan mengulas  sintesa  hidrogel  dan  penggunaan  hidrogel  pada  beberapa  bidang.  Metode  yang digunakan dalam penulisan artikel ini adalah studi literatur atau kajian pustaka. Pustaka yang digunakan  dari  berbagai  sumber,  seperti  jurnal,  prosiding,  buku,  paten,  dan  website  resmi. Teknik  analisis  berupa  deskriptif  argumentatif.  Metode  pembuatan  hidrogel  dapat  dibagi dalam dua kelompok besar: ikatan silang kimia dan ikatan silang fisik. Pemanfaatan hidrogel dapat  digunakan  pada  berbagai  bidang  seperti,  pengolahan  air  limbah,  rekayasa  jaringan, dan sistem pengiriman obat,  Hidrogel adalah bahan yang cocok digunakan untuk pengolahan pembuangan  air  limbah,  karena  batas  adsorpsi  tidak  berkurang  setelah  beberapa  kali pemulihan  dan dapat  digunakan kembali. Selain itu, kelebihan hidrogel  dalam meniru ikatan yang  tepat  pada  jaringan  hidup,  dapat  digunakan  secara  serbaguna  sebagai  biomaterial dalam rekayasa jaringan. Sifat fisik yang unik dari hidrogel telah memicu minat khusus dalam penggunaannya  dalam  aplikasi  pengiriman  obat.  Strukturnya  yang  sangat  berpori  dapat dengan  mudah  diatur  dengan  mengontrol  kepadatan  ikatan  silang  dalam  matriks  gel  dan afinitas hidrogel untuk lingkungan berair di mana hidrogel mengembang.
Kata kunci : Hidrogel, hidrofilik, biomaterial, alginat

## 1. PENDAHULUAN
Hidrogel  adalah  rantai  polimer  dengan jaringan  viskoelastik  ikatan  silang  hidrofilik tiga  dimensi.  Memiliki  struktur  fisik  dan elastisitas  akibat  tautan  silang  membuat hidrogel  memungkinkan  untuk  meregang  atau menyusut.  Bergantung  pada  kondisi  sekitarnya seperti  suhu,  tekanan,  komposisi  pelarut, kandungan garam, dan pH, hidrogel menunjukkan perubahan volume yang signifikan  tanpa  mengubah  sifat  strukturalnya (Okay,  2010).  Struktur  yang  dimiliki  hidrogel sangat  berpori  yang  memungkinkan  pemuatan substrat ke dalam matriks gel dan melepaskannya  dengan  kecepatan  tergantung pada  koefisien  difusi  substrat  melalui  jaringan gel.  Hidrogel  dapat  disintesis  berdasarkan polimer  yang  larut  dalam  air  dan  mencapai berbagai  komposisi  kimia  dan  sifat  fisik (Dabbaghi dkk., 2021).
Pemanfaatan  hidrogel dapat digunakan pada berbagai  bidang  seperti,  sistem  pertanian  dan botani (Ibrahim dkk., 2015), sistem pengiriman obat  (Singh  &  Lee,  2014),  sistem  medis  (Ma dkk.,  2015),  rekayasa  jaringan  (Sayyar  dkk., 2014),  immobilisasi  protein  dan  sel  (Li  dkk.,
2014),  pengolahan  air  limbah  (Gawande  & Mungray,  2015).  Dalam  artikel review ini  akan mengulas  sintesa  hidrogel  dan  penggunaan hidrogel pada beberapa bidang.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penulisan artikel  ini  adalah  studi  literatur  atau  kajian pustaka.  Pustaka  yang  digunakan  dari  berbagai sumber,  seperti  jurnal,  prosiding,  buku,  paten, dan website resmi.  Teknik  analisis  berupa deskriptif argumentatif.

## 3. HASIL

## 3.1 JENIS DAN SUMBER HIDROGEL
Hidrogel dapat disintesis berdasarkan polimer  yang  larut  dalam  air  dan  mencapai berbagai  komposisi  kimia  dan  sifat  fisik (Dabbaghi  dkk.,  2021).  Produk  hidrogel  dapat dibedakan  berdasarkan,  a)  sumber  polimer,  b) komposisi polimer, c) konfigurasi (struktur fisik dan  komposisi  kimia),  d)  jenis  ikatan  silang,  e) tampilan  fisik  hidrogel,  f)  muatan  listrik  pada jaringan hidrogel.
Berdasarkan  sumber  polimer  hidrogel dibedakan menjadi dua, yaitu alami dan sintetis.
Polimer  alami  pembentuk  hidrogel  meliputi protein  seperti  kolagen  dan  gelatin  dan polisakarida  seperti  pati,  alginat,  dan  agarosa. Sumber polimer alami untuk hidrogel ditunjukan  pada  gambar  1.  Polimer  sintetik yang  membentuk  hidrogel  secara  tradisional dibuat  menggunakan  metode  polimerisasi kimia.  Hidrogel  berdasar  komposisi  polimer, yaitu  a)  Hidrogel  homopolimer  mengacu  pada jaringan  polimer  yang  berasal  dari  satu  jenis monomer, yang merupakan unit struktural dasar yang terdiri dari setiap jaringan polimer (Iizawa dkk., 2007).
Homopolimer  mungkin  memiliki  struktur kerangka  yang  terhubung  silang  tergantung pada sifat monomer dan teknik polimerisasi. (b) Hidrogel  kopolimer  terdiri  dari  dua  atau  lebih spesies monomer yang berbeda dengan setidaknya  satu  komponen  hidrofilik,  disusun dalam  konfigurasi  acak,  blok  atau  bolak-balik disepanjang  rantai  jaringan  polimer  (L.  Yang dkk.,  2002).  c) Multipolymer  Interpenetrating polymeric (IPN) hydrogel ,  hidrogel  yang terbuat  dari  dua  komponen  polimer  sintetik dan/atau alami yang terhubung silang, terkandung  dalam  bentuk  jaringan.  Dalam hidrogel  semi  IPN,  salah  satu  komponennya adalah  polimer  ikatan  silang  dan  komponen lainnya  adalah  polimer  yang  tidak  berikatan silang  (Hacker  &  Nawaz,  2015;  Maolin  dkk., 2000). Hidrogel berdasarkan konfigurasi struktur  fisik  dan  komposisi  kimia  (Ahmed, 2015),  yaitu  a)  amorf  (non  kristal),  b)  semi kristal  merupakan  campuran  kompleks  fase amorf dan kristal, c) kristal.
Berdasarkan  jenis  ikatan  silang,  hidrogel dibagi  menjadi  dua,  yaitu  sifat  kimia  dan  fisik dari  ikatan  silang,  Jaringan  yang  terhubung secara kimiawi memiliki ikatan tetap, sedangkan  jaringan  yang  tersambung  secara fisik  memiliki  ikatan  sementara.  Jaringan  fisik terjadi  dari  keterikatan  rantai  polimer  atau interaksi  fisik  seperti  interaksi  ionik,  ikatan hidrogen atau ikatan  hidrofobik  (Ahmed, 2015; Hacker  &  Nawaz,  2015).  Hidrogel  berdasar tampilannya  dapat  dibedakan  sebagai  berikut matriks, film, atau mikrosfer. Tampilan tersebut tergantung  pada  teknik  polimerisasi  yang terlibat dalam proses preparasi (Ahmed, 2015).
Berdasar  ada  tidaknya  muatan  listrik  yang terletak pada rantai ikatan silang hidrogel, yaitu a) netral (non-ionik), b) ionik (termasuk anionik atau  kationik),  c)  elektrolit  amfoter  (amfolitik), mengandung  gugus  asam  dan  basa,  d) Zwitterionic (polibetain)  memgandung  gugus
anionik  dan  kationik  disetiap  unit  pengulangan struktur (Iizawa dkk., 2007).
Gambar 1. Jenis hidrodel dengan bahan dasar alami (Catoira dkk., 2019)

## 3.2 PEMBUATAN HIDROGEL
Pembuatan hidrogel biasanya menggunakan monomer  hidrofilik  untuk  membentuk  jaringan ikatan  silang  yang  dapat  menyerap  air.  Proses gelasi  terjadi  ketika  campuran  polimer  berubah dari  keadaan  sol  menjadi  keadaan  gel,  ini disebut  transisi  sol-gel  dan  titik  gel  dapat dihitung  untuk  setiap  hidrogel  menggunakan studi  reologi  (H.  Gulrez  dkk.,  2011).  Metode pembuatan  hidrogel  dapat  dibagi  dalam  dua kelompok besar: ikatan silang  kimia  dan ikatan silang  fisik.  Hidrogel  kimia  dapat  berikatan silang  secara  kovalen  dan  metodenya  meliputi: pencangkokan  ( grafting ),  polimerisasi  radikal, click chemistry , reaksi enzimatik, termal gelasi, dan  pengikatan  silang  radiasi.  Hidrogel  dengan ikatan  silang  fisik  dapat  dilakukan  dengan penambahan  ion  prekursor  seperti  Ca 2+ ,  Mg 2+ , dan Zn 2+ .
Penambahan  ion  prekusor  mempercepat gelasi  melalui  pembentukan  ikatan  ionik  pada polimer  seperti  alginat  yang  kaya  akan  gugus anionik.  Namun,  hidrogel  alami  sebagian  besar dibentuk  melalui  proses  pengikatan  silang  fisik mandiri, terutama mencakup perubahan interaksi antarmolekul seperti pengikatan silang ionik,  interaksi  hidrofobik,  dan  gel  berikatan hidrogen.  Semua  proses  tersebut  diperoleh dengan  memodifikasi  suhu  prekursor  hidrogel yang meningkat hingga 37°C atau menurunkannya  secara  drastis  (−20/−80  °C) (van  Vliergerghe  dkk.,  2011).  Selama  proses gelasi banyak parameter yang dapat diubah atau dikontrol  untuk  memperolehi  struktur  hidrogel yang  diinginkan  (Mun  dkk.,  2010).  Kombinasi
ikatan  silang  kimia  dan  fisika  juga  merupakan pilihan dalam pembuatan hidrogel.

## 3.3 HIDROGEL PADA
APLIKASI

## PENGOLAHAN AIR LIMBAH
Meningkatnya populasi dunia dan kebutuhan industri yang berkelanjutan, memunculkan permasalahan pencemaran dalam kehidupan,  seperti  air  bersih.  Polutan  air  yang umum  ditemukan  adalah  logam  berat.  Hal  ini dikarenakan logam berat tidak dapat terdegradasi  secara  biologis  alami,  sehingga dalam  waktu  beberapa  dekade  ini  industri pengolahan  air  mencari  solusi  (Alharbi  dkk., 2020;  Liu  dkk.,  2021).  Air  merupakan kebutuhan  utama  untuk  semua  kehidupan  di alam.  Ion  logam  berat  menjadi  serius  bagi lingkungan  ekologi  karena  tidak  dapat  terurai secara  hayati  dan  cenderung  terakumulasi dalam jaringan hidup (Yu dkk., 2019).
Dalam  pengolahan  air  limbah,  dapat digunakan  kembali  adalah  properti  yang  paling penting  untuk  adsorben  (Ahmed,  2015;  Rabiul Awual  dkk.,  2014).  Secara  ekonomis,  hidrogel adalah  bahan  yang  cocok  digunakan  untuk pengolahan  pembuangan  air  limbah,  karena batas adsorpsi tidak berkurang setelah beberapa kali  pemulihan  dan  dapat  digunakan  kembali (Gao  dkk.,  2011).  Kemampuan  batas  adsorpsi yang tinggi, kekuatan mekanik, biodegradabilitas, dan dapat digunakan kembali dalam  berbagai  rentang  pH  membuat  hidrogel baik  digunakan  dalam  menghilangkan  semua kotoran dari air limbah (Gao dkk., 2011).
Selain  itu,  menurut  beberapa  penelitian hidrogel menunjukkan sifat yang dapat digunakan  kembali  setelah  melalui  lima  kali siklus  adsorpsi-desorpsi  (Yi  dkk.,  2018).  Sifat dapat  digunakan  kembali  merupakan  pengaruh dari  struktur  hidrofilik  hidrogel  yang  memiliki gugus polar seperti -OH, -COOH, -CONH 2 , dan –  SO 3 H  (M.  Khan  dkk.,  2020).  Penelitian (Gokmen  dkk.,  2021)  menggunakan  hidrogel polimer berbasis asam poliakrilat (PAA)  untuk menghilangkan  ion  logam  M 2+ (Cd 2+ ,  Ni 2+ dan Cu 2+ ) dan Fe 3+ dari air limbah. Asam poliakrilat adalah  polimer  ramah  lingkungan  dengan  sifat biodegredabel dan antimikroba. Hasil penelitian tersebut  melaporkan  bahwa  pengaruh  pH terhadap  karakteristik  pembengkakan  hidrogel diperiksa  secara  mendalam  dan  kapasitas pembengkakan tertinggi sebesar 1200% terlihat pada  hidrogel  PAA  ikatan  silang  2%  pada  pH 10.  Semua  sampel  ini  memberikan  hasil  yang sangat  baik  dalam  adsorpsi  Cu 2+ ,  Cd 2+ ,  Ni 2+ ,
dan  Fe 3+ dari  larutan  air  pada  nilai  pH  antara  2 dan 10.
Kapasitas adsorpsi tertinggi ion logam pada hidrogel ditetapkan sebagai ion Cd 2+ . Dikarenakan  proses  produksinya  yang  bersih, kapasitas  adsorpsi  logam  berat  yang  tinggi  dan dapat  digunakan  kembali,  hidrogel  berbasis PAA  memiliki  potensi  tinggi  sebagai  bahan produksi  pembersih  yang  ramah  lingkungan. Penelitian lain melaporkan lignin hidrogel (LH) memiliki  potensi  aplikasi  dalam  meremediasi air  limbah  yang  terkontaminasi  zat  warna (Gujjala & Won, 2022). Selain itu, nanokomposit  tanah  liat-hidrogel  adalah  bahan yang  cocok  untuk  mengurangi  polusi/dampak lingkungan  karena  kapasitas  adsorpsinya  yang tinggi.  Penelitian  lain  melaporkan  bahwa sintesis komposit nano hidrogel poliakrilamid/bentonit  dibantu  oleh ultrasound melalui  penggabungan  nano  bentonit  berhasil sebagai  pengisi  dan  penghubung  silang  ke dalam  kerangka  poliakrilamida  (S.  A.  Khan dkk., 2020).

## 3.4 HIDROGEL PADA APLIKASI REKAYASA JARINGAN
Kelebihan  hidrogel  dalam  meniru  ikatan yang  tepat  pada  jaringan  hidup,  dapat digunakan secara serbaguna sebagai biomaterial dalam  rekayasa  jaringan  (Han  dkk.,  2018), pembalut luka (Kamoun dkk., 2015; Y. H. Yeo dkk.,  2022),  lensa  kontak  (Kim  dkk.,  2018; Xinming dkk., 2008), sistem penghantaran obat (Huang  dkk.,  2018;  Kiene  dkk.,  2018),  zat pelepas  nukleat  (Kahn  dkk.,  2017),  dan membran  (Klueh  dkk.,  2018;  Xinming  dkk., 2008).  Salah  satu  penggunaan  hidrogel  yang relevan adalah degradasi menjadi molekul larut yang  tidak  beracun  yang  dapat  dimetabolisme atau dikeluarkan dari tubuh manusia (Ilochonwu  dkk.,  2020).  Saat  ini,  sodium alginat  (SA)  adalah  salah  satu  bahan  dasar hidrogel yang banyak digunakan dan menguntungkan  sebagai  rekayasa  jaringan lunak  (Pahlevanzadeh  dkk.,  2020;  Tarassoli dkk., 2021).
Sodium  alginate  adalah  produk  samping dari ekstraksi manitol dan yodium pada rumput laut  atau  sargassum  dalam  ganggang  coklat. Polisakarida alami yang molekulnya terdiri dari asam  β-mannuronat  (M)  dan  asam  α-guluronat (G)  yang  dihubungkan  berdasarkan  ikatan (1  4).  Sodium  alginate  merupakan  polimer rantai  panjang  yang  terdiri  dari  segmen  ikatan GM,  MM, dan  GG  ditunjukan  pada  Gambar  2.
Pada  segmen  G  dapat  bereaksi  dengan  kation divalen  (Ca 2+ ,  Ba 2+ )  membentuk  gel,  hidrogel dari  sodium  alginat  yang  mengandung  segmen G  tinggi  akan  berikatan  silang  dengan  ion kalsium  memberikan  sifat  kaku  dan  rapuh, sedangkan  hidrogel  dari  sodium  alginat  yang mengandung  segmen  M  tinggi  memberikan sifat kurang kaku namun lebih elastis (Tarassoli dkk., 2021). Selain itu, sodium alginat memiliki kelebihan  biaya  murah,  sitotoksisitas  rendah, pemrosesan muah, dan gelasi cepat (Gurikov & Smirnova, 2018; Murab dkk., 2022).
Gambar 2. Struktur molekul sodium alginat (Wei dkk., 2023)
Sifat  hidrogel  sodium  alginat  sangat  mirip dengan  matriks  ekstraseluler  alami  dan  dapat mengenkapsulasi  sel  dalam  lingkungan  3D yang  sangat  terhidrasi  (Schütz  dkk.,  2017), sehingga  memiliki  peran  penting  dalam konstruksi  dan  rekonstruksi  fungsional  struktur jaringan  lunak.  Akan  tetapi,  sodium  alginat memiliki  beberapa  kelemahan  dalam  aplikasi rekayasa  jaringan  lunak,  yaitu  a)  sifat  mekanik yang buruk, sehingga  gagal dalam memberikan dukungan  mekanik  yang  cukup  efektif  di lingkungan  yang  penuh  tekanan,  b)  degredasi yang lambat dan tidak terkendali, c) inert secara biologis,  sehingga  tidak  dapat  menyediakan tempat adhesi yang cukup untuk sel dan kurang berinteraksi  dengan  sel  (K.  Y.  Lee  &  Mooney, 2012; Li dkk., 2018).
Kelemahan  tersebut  sangat  membatasi penerapan  hidrogel  sodium  alginat  dalam rekayasa  jaringan.  Oleh  karenanya,  untuk memperbaiki kelemahan sodium alginat tersebut  dilakukan  modifikasi  metode  fisika maupun  kimia.  Modifikasi  hidrogel  sodium alginat  dilakukan  untuk  meningkatkan  atau mencapai sifat fisikokimia dan biologis,  seperti meningkatkan  kekakuan  mekanik, swelling , degradasi,  adhesi  sel,  atau  menggabungkan dengan  molekul  bioaktif  untuk  mencapai pelepasan  faktor  pertumbuhan  secara  lambat (Fernando dkk., 2019; Jin dkk., 2016) sehingga dapat memenuhi berbagai kebutuhan fungsional
rekayasa  jaringan.  Aplikasi  hidrogel  berbahan dasar sodium alginat dengan teknologi pencetakan 3D terlihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Gambaran umum modifikasi hidrogel sodium alginat, bioprinting 3D, dan
aplikasinya (Wei dkk., 2023)
Munculnya  teknologi  bioprinting  semakin mendorong  penerapan  bahan  hidrogel  dalam rekayasa  jaringan.  Kolagen,  gelatin,  kitosan, asam hialuronat, karagenan dan fibrin merupakan  biomaterial  alami  yang  biasa digunakan  dalam  rekayasa  jaringan  (Catoira dkk.,  2019;  Seal  dkk.,  2001).  Biopolimer  ini memiliki  keunggulan  kompatibilitas  yang sangat  baik,  non-toksisitas  alami,  dan  daya rekat sel yang baik. Memadukan sodium alginat dengan biomaterial alami dengan biokompatibilitas  yang  sangat  baik  dapat meningkatkan proliferasi dan migrasi sel.
Oleh  karena  itu  bahan  bioalami  umumnya kaya akan gugus fungsi seperti gugus hidroksil, karboksil,  dan  amino  yang  dapat  membentuk ikatan  hidrogen  dengan  gugus  hidroksil  dan karboksil dari molekul sodium alginat, sehingga meningkatkan  struktur  jaringan  tiga  dimensi dari bahan hidrogel campuran dan meningkatkan  sifat  mekanik  hidrogel  sodium alginat  (Wei  dkk.,  2023).  Beberapa  penelitian melaporkan  hidrogel  sodium  alginat  dengan campuran material lain dalam aplikasi rekayasa jaringan  lunak,  yaitu  campuran  SA-kitosan menunjukkan  hasil  peningkatan  porositas, hidrofilisitas  tinggi,  dan  proliferasi  sel  yang sangat  baik  (Bushkalova  dkk.,  2019;  G.  Wang dkk.,  2017).  Hidrogel  dari  campuran  SA-asam hialuronat  menghasilkan  sifat  fisik  yang  dapat disesuaikan  dan  kompatibilitas  sel  yang  lebih baik serta tidak beracun (Dahlmann dkk., 2013; Pérez-Madrigal dkk., 2020). Campuran material SA-gelatin meningkatan sifat mekanik, biokompatibiltas,  dan  proliferasi  sel  (Giuseppe
dkk.,  2018;  Q.-Q.  Wang  dkk.,  2019).  SA- kolagen,  dan extracellular  matrix (ECM) memperlihatkan  hasil peningkatan aktivitas sel, proliferasi, dan migrasi sel yang sangat baik (H. J.  Lee  dkk.,  2015;  M.  Yeo  dkk.,  2016). Beberapa  biomaterial  lainnya  dengan  sifat biologis  yang  sangat  baik  untuk  meningkatkan sifat  fisiokimia  hidrogel  sodium  alginat  dan memenuhi kebutuhan penggunaan yang berbeda.
Modifikasi kimia
mengacu pada pembentukan  turunan  sodium  alginat  dengan memfungsikan  hidroksil  dan  karboksil  yang tersedia  kelompok,  yang  dapat  mengubah  sifat fisikokimia  dan  biokimia  seperti  kelarutan  dan hidrofobisitas  (J.-S.  Yang  dkk.,  2011).  Metode yang banyak digunakan untuk modifikasi kimia sodium  alginat  meliputi  oksidasi,  sulfasi,  dan pencangkokan ( grafting ).

## 3.5 APLIKASI SISTEM PENGIRIMAN OBAT
Sifat  fisik  yang  unik  dari  hidrogel  telah memicu  minat  khusus  dalam  penggunaannya dalam  aplikasi  pengiriman  obat.  Strukturnya yang sangat berpori dapat dengan mudah diatur dengan  mengontrol  kepadatan  ikatan  silang dalam  matriks  gel  dan  afinitas  hidrogel  untuk lingkungan berair di mana hidrogel mengembang.  Porositas  mungkinkan  pemuatan obat  ke  dalam  matriks  gel  dan  pelepasan  obat, selanjutnya  pada  laju  yang  bergantung  pada koefisien difusi molekul kecil atau makromolekul melalui jaringan gel.
Manfaat  hidrogel  untuk  penghantaran  obat sebagian besar bersifat farmakokinetik khususnya  bahwa  formulasi  depot  dibuat  dari mana obat perlahan-lahan dielusi, mempertahankan  konsentrasi  obat  lokal  yang tinggi  di  jaringan  sekitarnya  selama  periode yang  lama,  meskipun  juga  dapat  digunakan untuk  pengiriman  sistemik.  Hidrogel  juga umumnya  sangat  biokompatibel,  sebagaimana tercermin  dalam  keberhasilan  penggunaannya di  peritoneum  (Desai  &  Harrison,  2010)  dan tempat lain secara in vivo.
Desain  hidrogel  injeksi  untuk  aplikasi penghantaran  obat  harus  memenuhi  beberapa persyaratan  penting:  (a)  viskositas  larutan polimer  encer  harus  cukup  rendah  (mengalir bebas)  untuk  memfasilitasi  injeksi  subkutan yang  lebih  mudah,  (b)  gelasi  cepat  diperlukan untuk meminimalkan pelepasan semburan awal; (c)  hidrogel  harus  biokompatibel  dan  dapat terurai  secara  hayati,  dan  produk  degradasinya
harus  tidak  bersifat  sitotoksik;  dan  (d) pemuatan  obat  yang  efisien  dan  pelepasan  obat yang  terkendali  selama  berbagai  periode  waktu diperlukan  (Hoare  &  Kohane,  2008).  Pada Gambar  4  terlihat  mekanisme  penghantaran obat melalui hidrogel.
Gambar 4. Strategi penghantaran obat hidrofobik  melalui  hidrogel  (a)  kopolimerisasi acak dari monomer hidrofobik; (b) transplantasi rantai  samping  hidrofobik;  (c)  penggabungan siklodekstrin (Hoare & Kohane, 2008)

## 4. KESIMPULAN
Hidrogel adalah jaringan viskoelastik ikatan silang  hidrofilik  tiga  dimensi  dari  rantai polimer.  Tautan  silang  membuat  hidrogel memiliki  struktur  fisik  dan  elastisitas  dalam jaringannya,  sehingga  memungkinkan  untuk meregang  atau  menyusut.  Metode  pembuatan hidrogel  dapat  dibagi  dalam  dua  kelompok besar:  ikatan  silang  kimia  dan  ikatan  silang fisik.
Pemanfaatan  hidrogel  dapat  digunakan pada  berbagai  bidang  seperti,  pengolahan  air limbah, rekayasa jaringan, serta sistem pengiriman  obat,    Hidrogel  adalah  bahan  yang cocok digunakan untuk pengolahan pembuangan  air  limbah,  karena  batas  adsorpsi tidak berkurang setelah beberapa kali pemulihan dan penggunaan Kembali. Selain itu, kelebihan  hidrogel  dalam  meniru  ikatan  yang tepat  pada  jaringan  hidup,  dapat  digunakan secara  serbaguna  sebagai  biomaterial  dalam rekayasa  jaringan.  Sifat  fisik  yang  unik  dari hidrogel  telah  memicu  minat  khusus  dalam penggunaannya  dalam  aplikasi  pengiriman obat.  Strukturnya  yang  sangat  berpori  dapat dengan  mudah  diatur  dengan  mengontrol kepadatan  ikatan  silang  dalam  matriks  gel  dan afinitas  hidrogel  untuk  lingkungan  berair  di mana mereka mengembang.

## DAFTAR PUSTAKA
Ahmed,  E.  M.  (2015).  Hydrogel:  Preparation,
characterization, and applications: A review. Journal  of  Advanced  Research ,
6 (2),
105–121. https://doi.org/10.1016/j.jare.2013.07.006
Alharbi, N. S., Hu, B., Hayat, T., Rabah, S. O., Alsaedi,  A.,  Zhuang,  L.,  &  Wang,  X.
(2020). Efficient elimination of environmental pollutants through sorption- reduction  and  photocatalytic  degradation using nanomaterials. Frontiers of
Chemical  Science  and  Engineering , 14 (6),
1124–1135. https://doi.org/10.1007/s11705-020-1923-z Bushkalova,  R.,  Farno,  M.,  Tenailleau,  C., Duployer,  B.,  Cussac,  D.,  Parini,  A., Sallerin,  B.,  &  Girod  Fullana,  S.  (2019). Alginate-chitosan  PEC  scaffolds:  A  useful tool for soft tissues cell therapy.
International  Journal  of  Pharmaceutics , 571 , 118692. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2019.118 692 Catoira,  M.  C.,  Fusaro,  L.,  Di  Francesco,  D.,
Ramella,  M.,  &  Boccafoschi,  F.  (2019). Overview of natural hydrogels for regenerative medicine applications. Journal of Materials Science: Materials in Medicine , 30 (10), 1–10. https://doi.org/10.1007/s10856-019-6318-7
Dabbaghi,  A.,  Ramazani,  A.,  Farshchi,  N., Rezaei,  A.,  Bodaghi,  A.,  &  Rezayati,  S. (2021). Synthesis, physical and mechanical properties  of  amphiphilic  hydrogels  based on  polycaprolactone  and  polyethylene glycol  for  bioapplications:  A  review.
Journal  of  Industrial  and  Engineering Chemistry , 101 , 307–323. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2021.05.051
Dahlmann,  J.,  Krause,  A.,  Möller,  L.,  Kensah, G., Möwes, M., Diekmann, A., Martin, U., Kirschning,  A.,  Gruh,  I.,  &  Dräger,  G. (2013). Fully defined in situ cross-linkable alginate  and  hyaluronic  acid  hydrogels  for myocardial tissue engineering. Biomaterials , 34 (4), 940–951. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2012
.10.008
Desai,  S.,  &  Harrison,  B.  (2010).  Direct- Writing  of  Biomedia  for  Drug  Delivery and  Tissue  Regeneration.  Dalam  R. Narayan,  T.  Boland,  &  Y.-S.  Lee  (Ed.),
Printed  Biomaterials:  Novel  Processing and  Modeling  Techniques  for  Medicine and  Surgery (hlm.  71–89).  Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-1395- 1_5
Fernando, I. P. S., Kim, D., Nah, J.-W., & Jeon, Y.-J.  (2019).  Advances  in  functionalizing fucoidans  and  alginates  (bio)polymers  by structural modifications: A review. Chemical  Engineering  Journal , 355 ,  33– 48. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.115
Gao, T., Wang, W., & Wang, A. (2011). A pH- sensitive  composite  hydrogel  based  on sodium  alginate  and  medical  stone: Synthesis,  swelling,  and  heavy  metal  ions adsorption  properties. Macromolecular Research , 19 (7), 739–748. https://doi.org/10.1007/s13233-011-0706-2
Gawande,  N.,  &  Mungray,  A.  A.  (2015). Superabsorbent  polymer  (SAP)  hydrogels for  protein  enrichment. Separation  and Purification  Technology , 150 ,  86–94.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.04.0
24
Giuseppe,  M.  D.,  Law,  N.,  Webb,  B.,  A. Macrae,  R.,  Liew,  L.  J.,  Sercombe,  T.  B., Dilley,  R.  J.,  &  Doyle,  B.  J.  (2018). Mechanical  behaviour  of  alginate-gelatin hydrogels  for  3D  bioprinting. Journal  of the  Mechanical  Behavior  of  Biomedical Materials , 79 , 150–157. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2017.12.0
18
Gokmen, F. O., Yaman, E., & Temel, S. (2021).
Eco-friendly polyacrylic acid based porous hydrogel  for  heavy  metal  ions  adsorption: Characterization, adsorption behavior, thermodynamic  and  reusability  studies. Microchemical  Journal , 168 ,  106357. https://doi.org/10.1016/j.microc.2021.1063 57
Gujjala,  L.  K.  S.,  &  Won,  W.  (2022).  Process development,  techno-economic  analysis and  life-cycle  assessment  for  laccase catalyzed  synthesis  of  lignin  hydrogel.
Bioresource  Technology , 364 ,  128028. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.128 028
Gurikov,  P.,  &  Smirnova,  I.  (2018).  Non- Conventional  Methods  for  Gelation  of Alginate. Gels , 4 (1), Article 1. https://doi.org/10.3390/gels4010014
H. Gulrez, S. K., Al-Assaf, S., & O, G. (2011).
Hydrogels: Methods of Preparation,
Characterisation  and  Applications.  Dalam A. Carpi (Ed.), Progress in Molecular and Environmental Bioengineering—From Analysis  and  Modeling  to  Technology Applications . InTech. https://doi.org/10.5772/24553
Hacker,  M. C.,  &  Nawaz,  H.  A.  (2015).  Multi-
Functional Macromers for Hydrogel Design  in  Biomedical  Engineering  and Regenerative Medicine. International Journal  of  Molecular  Sciences , 16 (11), Article 11. https://doi.org/10.3390/ijms161126056
Han,  S.-S.,  Yeol Yoon,  H.,  Young Yhee,  J.,
Ok Cho,  M.,  Shim,  H.-E.,  Jeong,  J.-E.,
Lee, D.-E., Kim, K., Guim, H., Hwan Lee, J., Moo Huh, K., & Kang, S.-W. (2018). In situ cross-linkable hyaluronic acid hydrogels using copper free click chemistry  for  cartilage  tissue  engineering. Polymer Chemistry , 9 (1), 20–27. https://doi.org/10.1039/C7PY01654A
Hoare,  T.  R.,  &  Kohane,  D.  S.  (2008). Hydrogels  in  drug  delivery:  Progress  and challenges. Polymer , 49 (8),  1993–2007. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2008.01. 027
Huang,  J.,  Deng,  Y.,  Ren,  J.,  Chen,  G.,  Wang,
G.,  Wang,  F.,  &  Wu,  X.  (2018).  Novel  in situ  forming  hydrogel  based  on  xanthan and  chitosan  re-gelifying  in  liquids  for local drug delivery. Carbohydrate Polymers , 186 , 54–63. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.01.0 25 Ibrahim, M. M., Abd-Eladl, M., & Abou-Baker,
N.  H.  (2015).  Lignocellulosic  biomass  for the preparation of cellulose-based hydrogel and  its  use  for  optimizing  water  resources in agriculture. Journal of Applied Polymer Science , 132 (42). https://doi.org/10.1002/app.42652
Iizawa,  T.,  Taketa,  H.,  Maruta,  M.,  Ishido,  T., Gotoh,  T.,  &  Sakohara,  S.  (2007).
Synthesis
of porous poly(N- isopropylacrylamide) gel beads by sedimentation  polymerization  and  their morphology. Journal  of  Applied  Polymer Science , 104 (2), 842–850. https://doi.org/10.1002/app.25605
Ilochonwu, B. C., Urtti, A., Hennink, W. E., &
Vermonden, T. (2020). Intravitreal
hydrogels for sustained release of therapeutic proteins. Journal of Controlled Release , 326 , 419–441. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.07.0
31
Jin,  Y.,  Compaan,  A.,  Bhattacharjee,  T.,  & Huang,  Y.  (2016).  Granular  gel  support- enabled  extrusion  of  three-dimensional alginate and cellular structures.
Biofabrication , 8 (2), 025016. https://doi.org/10.1088/1758- 5090/8/2/025016 Kahn, J. S., Hu, Y., & Willner, I. (2017, Maret 1). Stimuli-Responsive DNA-Based
Hydrogels:  From  Basic  Principles  to Applications (world)  [Research-article]. ACS  Publications;  American  Chemical Society. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.6b005
42
Kamoun,  E.  A.,  Chen,  X.,  Mohy  Eldin,  M.  S., &  Kenawy,  E.-R.  S.  (2015).  Crosslinked poly(vinyl  alcohol)  hydrogels  for  wound dressing applications: A review of remarkably  blended  polymers. Arabian Journal of Chemistry , 8 (1), 1–14. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2014.07.00
5
Khan,  M.,  Shah,  L.  A.,  Rehman,  T.,  Khan,  A., Iqbal,  A.,  Ullah,  M.,  &  Alam,  S.  (2020). Synthesis  of  physically  cross-linked  gum Arabic-based  polymer  hydrogels  with enhanced  mechanical,  load  bearing  and shape  memory  behavior. Iranian  Polymer
Journal , 29 (4), 351–360.
https://doi.org/10.1007/s13726-020-00801- z
Khan,  S.  A.,  Siddiqui,  M.  F.,  &  Khan,  T.  A. (2020).  Ultrasonic-assisted  synthesis  of polyacrylamide/bentonite hydrogel
nanocomposite  for  the  sequestration  of lead  and  cadmium  from  aqueous  phase: Equilibrium,  kinetics  and  thermodynamic studies. Ultrasonics  Sonochemistry , 60 , 104761.
https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104
761
Kiene,  K.,  Porta,  F.,  Topacogullari,  B., Detampel,  P.,  &  Huwyler,  J.  (2018).  Self- assembling  chitosan  hydrogel:  A  drug- delivery  device  enabling  the  sustained
release  of  proteins. Journal  of  Applied Polymer Science , 135 (1), 45638. https://doi.org/10.1002/app.45638
Kim,  G.,  Kim,  H.  J.,  &  Noh,  H.  (2018).  PH Sensitive  Soft  Contact  Lens  for  Selective Drug-Delivery. Macromolecular Research , 26 (3),
278–283. https://doi.org/10.1007/s13233-018-6029-9
Klueh, U., Ludzinska, I., Czajkowski, C., Qiao, Y.,  &  Kreutzer,  D.  L.  (2018).  Crosslinked basement membrane-based coatings enhance  glucose  sensor  function  and continuous  glucose  monitoring  in  vivo. Journal  of Biomedical  Materials  Research Part A , 106 (1), 7–16. https://doi.org/10.1002/jbm.a.36206
Lee,  H.  J.,  Kim,  Y.  B.,  Ahn,  S.  H.,  Lee,  J.-S., Jang,  C.  H.,  Yoon,  H.,  Chun,  W.,  &  Kim,
G.  H.  (2015).  A  New  Approach  for Fabricating  Collagen/ECM-Based  Bioinks Using  Preosteoblasts  and  Human  Adipose Stem Cells. Advanced Healthcare Materials , 4 (9), 1359–1368. https://doi.org/10.1002/adhm.201500193
Lee,  K.  Y.,  &  Mooney,  D.  J.  (2012).  Alginate:
Properties  and  biomedical  applications.
Progress  in  Polymer  Science , 37 (1),  106– 126.
https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.201 1.06.003
Li, H., Koenig, A. M., Sloan, P., & Leipzig, N. D.  (2014).  In  vivo  assessment  of  guided neural  stem  cell  differentiation  in  growth factor immobilized
chitosan-based hydrogel  scaffolds. Biomaterials , 35 (33), 9049–9057.
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2014
.07.038
Li, H., Tan, C., & Li, L. (2018). Review of 3D
printable hydrogels and constructs.
Materials & Design , 159 , 20–38. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.08.0
23
Liu,  X.,  Pang,  H.,  Liu,  X.,  Li,  Q.,  Zhang,  N.,
Mao,  L.,  Qiu,  M.,  Hu,  B.,  Yang,  H.,  & Wang, X. (2021). Orderly Porous Covalent Organic Frameworks-based Materials:
Superior Adsorbents for Pollutants Removal  from  Aqueous  Solutions. The Innovation , 2 (1), 100076. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100076
Ma,  J.,  Li,  X.,  &  Bao,  Y.  (2015).  Advances  in cellulose-based  superabsorbent  hydrogels. RSC  Advances , 5 (73),  59745–59757. https://doi.org/10.1039/C5RA08522E
Maolin,  Z.,  Jun,  L.,  Min,  Y.,  &  Hongfei,  H.
(2000). The swelling behavior of radiation prepared  semi-interpenetrating  polymer networks  composed  of  polyNIPAAm  and hydrophilic  polymers. Radiation  Physics and Chemistry , 58 (4), 397–400. https://doi.org/10.1016/S0969-
806X(99)00491-0
Mun, G., Suleimenov,  I., Park, K., & Omidian, H.  (2010).  Superabsorbent  Hydrogels. Dalam  R.  M.  Ottenbrite,  K.  Park,  &  T. Okano  (Ed.), Biomedical  Applications  of Hydrogels  Handbook (hlm.  375–391).
Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-
4419-5919-5_20
Murab,  S.,  Gupta,  A.,  Włodarczyk-Biegun,  M. K.,  Kumar,  A.,  van  Rijn,  P.,  Whitlock,  P., Han, S. S., & Agrawal, G. (2022). Alginate based  hydrogel  inks  for  3D  bioprinting  of engineered orthopedic tissues. Carbohydrate  Polymers , 296 ,  119964.
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119
964
Okay,  O.  (2010).  General  Properties  of Hydrogels.  Dalam  G.  Gerlach  &  K.-F.
Arndt  (Ed.), Hydrogel  Sensors  and Actuators:  Engineering  and  Technology (hlm. 1–14). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-75645- 3_1
Pahlevanzadeh,  F.,  Mokhtari,  H.,  Bakhsheshi- Rad,  H.  R.,  Emadi,  R.,  Kharaziha,  M., Valiani,  A.,  Poursamar,  S.  A.,  Ismail,  A. F.,  RamaKrishna,  S.,  &  Berto,  F.  (2020). Recent  Trends  in  Three-Dimensional Bioinks Based on Alginate for Biomedical Applications. Materials , 13 (18),  Article 18. https://doi.org/10.3390/ma13183980
Pérez-Madrigal,  M.  M.,  Shaw,  J.  E.,  Arno,  M. C.,  Hoyland,  J.  A.,  Richardson,  S.  M.,  &
Dove, A. P. (2020). Robust
alginate/hyaluronic  acid  thiol–yne  click- hydrogel scaffolds with superior mechanical  performance  and  stability  for load-bearing soft tissue engineering.
Biomaterials  Science , 8 (1),  405–412. https://doi.org/10.1039/C9BM01494B
Rabiul Awual, Md., Munjur Hasan, Md., Ihara,
T.,  &  Yaita,  T.  (2014).  Mesoporous  silica
based  novel  conjugate  adsorbent  for efficient selenium(IV) detection and removal  from  water. Microporous  and
Mesoporous  Materials , 197 ,  331–338. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014. 07.005
Sayyar,  S.,  Murray,  E.,  Thompson,  B.  C.,
Chung,  J.,  Officer,  D.  L.,  Gambhir,  S., Spinks,  G.  M.,  &  Wallace,  G.  G.  (2014). Processable  conducting  graphene/chitosan hydrogels  for  tissue  engineering. Journal of  Materials  Chemistry  B , 3 (3),  481–490. https://doi.org/10.1039/C4TB01636J
Schütz, K., Placht, A.-M., Paul, B.,
Brüggemeier, S., Gelinsky, M., & Lode, A. (2017).  Three-dimensional  plotting  of  a cell-laden  alginate/methylcellulose  blend: Towards biofabrication of tissue engineering  constructs  with  clinically relevant  dimensions. Journal  of  Tissue
Engineering  and  Regenerative  Medicine , 11 (5),
1574–1587.
https://doi.org/10.1002/term.2058
Seal, B. L., Otero, T. C., & Panitch, A. (2001).
Polymeric  biomaterials  for  tissue  and organ  regeneration. Materials  Science  and Engineering:  R:  Reports , 34 (4),  147–230. https://doi.org/10.1016/S0927- 796X(01)00035-3
Singh,  N.  K.,  &  Lee,  D.  S.  (2014).  In  situ gelling  pH-  and  temperature-sensitive biodegradable  block  copolymer  hydrogels for  drug  delivery. Journal  of  Controlled
Release , 193 , 214–227. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2014.04.0
56
Solovieva, E. V., Fedotov, A. Y., Mamonov, V.
E.,  Komlev,  V.  S.,  &  Panteleyev,  A.  A.
(2018). Fibrinogen-modified sodium alginate  as  a  scaffold  material  for  skin tissue  engineering. Biomedical  Materials , 13 (2), 025007.
https://doi.org/10.1088/1748-605X/aa9089
Tarassoli,  S.  P.,  Jessop,  Z.  M.,  Jovic,  T.,
Hawkins,  K.,  &  Whitaker,  I.  S.  (2021). Candidate  Bioinks  for  Extrusion  3D Bioprinting—A  Systematic  Review  of  the
Literature. Frontiers  in  Bioengineering and Biotechnology , 9 . https://www.frontiersin.org/articles/10.338
9/fbioe.2021.616753
van Vliergerghe, S., Dubruel, P., & Schacht, E.
(2011). Biopolymer-based  hydrogels  as
scaffolds for tissue engineering applications:  A  review.  Biomacromol  12: 1387–1408 .
Wang,  G.,  Wang,  X.,  &  Huang,  L.  (2017). Feasibility  of  chitosan-alginate  (Chi-Alg) hydrogel  used  as  scaffold for  neural  tissue engineering:  A  pilot  study  in  vitro.
Biotechnology & Biotechnological Equipment , 31 (4), 766–773. https://doi.org/10.1080/13102818.2017.13
32493
Wang,  Q.-Q.,  Liu,  Y.,  Zhang,  C.-J.,  Zhang,  C.,
& Zhu, P. (2019). Alginate/gelatin blended hydrogel  fibers  cross-linked  by  Ca2+  and oxidized starch: Preparation and properties. Materials Science and Engineering: C , 99 , 1469–1476. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.02.091
Wei, Q., Zhou, J., An, Y., Li, M., Zhang, J., & Yang, S. (2023). Modification, 3D printing process and application of sodium alginate based hydrogels in  soft tissue engineering:
A  review. International  Journal  of Biological  Macromolecules , 232 ,  123450. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.12 3450
Xinming,  L.,  Yingde,  C.,  Lloyd,  A.  W., Mikhalovsky,  S.  V.,  Sandeman,  S.  R., Howel,  C.  A.,  &  Liewen,  L.  (2008). Polymeric  hydrogels  for  novel  contact lens-based ophthalmic drug delivery systems:  A  review. Contact  Lens  and Anterior Eye , 31 (2), 57–64. https://doi.org/10.1016/j.clae.2007.09.002
Yang,  J.-S.,  Xie,  Y.-J.,  &  He,  W.  (2011).
Research progress on chemical modification  of  alginate:  A  review.
Carbohydrate  Polymers , 84 (1),  33–39. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.11.0 48
Yang, L., Chu, J. S., & Fix, J. A. (2002). Colon- specific  drug  delivery:  New  approaches and in vitro/in vivo evaluation. International  Journal  of  Pharmaceutics , 235 (1),
1–15. https://doi.org/10.1016/S0378-
5173(02)00004-2
Yeo,  M.,  Lee,  J.-S.,  Chun,  W.,  &  Kim,  G.  H.
(2016).  An  Innovative  Collagen-Based Cell-Printing Method for Obtaining Human Adipose Stem Cell-Laden Structures  Consisting  of  Core–Sheath Structures for Tissue Engineering.
Biomacromolecules , 17 (4),  1365–1375. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.5b0176 4
Yeo, Y. H., Chathuranga, K., Lee, J. S., Koo, J., & Park, W. H. (2022). Multifunctional and thermoresponsive methylcellulose
composite  hydrogels  with  photothermal effect. Carbohydrate Polymers , 277 , 118834. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118 834
Yi, X., Sun, F., Han, Z., Han, F., He, J., Ou, M., Gu,  J.,  &  Xu,  X.  (2018).  Graphene  oxide encapsulated  polyvinyl  alcohol/sodium alginate  hydrogel  microspheres  for  Cu  (II) and  U  (VI)  removal. Ecotoxicology  and Environmental  Safety , 158 ,  309–318. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.04.0 39 Yu,  J.,  Lu,  Q.,  Zheng,  J.,  &  Li,  Y.  (2019).
Chitosan/attapulgite/poly(acrylic acid) Hydrogel  Prepared  By  Glow-Discharge
Electrolysis  Plasma  As  A  Reusable Adsorbent For Selective Removal Of Pb2+ Ions. Iranian  Polymer  Journal , 28 (10), 881–893. Https://Doi.Org/10.1007/S13726-019- 00751-1