Sintesis dan Karakterisasi Semi- Interpenetratingpolymer Network (SEMI-IPN) Hidrogel Berbasis Nanopartikel Pati Buah Mangrove dan Monomer Asam Akrilat Sebagai Drug Delivery

Abstract

Hidrogel adalah polimer silang dengan kemampuan untuk membengkak dalam media berair. Pati adalah biopolimer alami yang memiliki banyak aplikasi sebagai bahan baku industri. Teknologi nanopartikel dapat meningkatkan karakteristik pati, sehingga memiliki viskositas suspensi yang lebih rendah pada konsentrasi tinggi dengan kekuatan pengikatan yang lebih tinggi karena luas permukaan yang lebih besar, nanopartikel pati diperoleh melalui metode kimia-mekanik terbukti bahwa nanopartikel pati yang didapat berukuran 38,79 nm. Nanopartikel pati yang diperoleh dari buah mangrove dilarutkan dalam sistem pelarut PEG / NaOH dan larutan yang dihasilkan dipolimerisasi dengan monomer asam akrilat dan pengikat silang N, N 'Metilena Bisacrylamida (MBA) melalui polimerisasi radikal bebas. Hidrogel Semi-IPN ini dikarakterisasi uji daya serap air dan uji persentase derajat ikat silang. Struktur kimia menggunakan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), ketahanan termal menggunakan Differential Scanning Calorimeter (DSC), morfologi permukaan hidrogel menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Karakterisasi hidrogel dengan penambahan Crude ekstrak daun mangrove diuji aktivitas antibakteri menggunakan bakteri uji Staphylococcus Aureus, Escherichia Coli, Propionibacterium Acnes, dan Salmonella Typhi. Penambahan nanopartikel meningkatkan rasio swelling dan derajat ikat silang pada kosentrasi 0,8 gram sebesar 1584, 18% dan 86,98%. Hasil karakterisasi dengan FTIR mengidentifikasikan telah terjadinya ikat silang antara asam akrilat dengan MBA pada panjang gelombang 1403 Cm-1 dan 1560 Cm-1 menujukkan adanya stretching simetris dan asimetris dari anion karboksilat. Hidrogel mengalami penguraian awal pada suhu 340,57°C dan dekomposisi sempurna pada 470,38°C menggunakan DSC. Analisa SEM menunjukkan peningkatan konsentrasi nanopartikel pati mangrove menyebabkan struktur permukaan menjadi lebih kasar. Karakterisasi hidrogel dengan penambahan crude ekstrak daun mangrove memiliki aktivitas antimikroba tertinggi pada konsentrasi 50%. Hidrogel dapat digunakan pelepasan obat terkendali, kecepatan pelepasan obat tergantung pada kelarutan dalam air.

Hydrogels are cross polymer with the ability to swell in aqueous media. Starch is a natural biopolymer that has many applications as industrial raw materials. Nanoparticle technology can improve the characteristics of starch, so that it has a lower suspension viscosity at higher concentrations with higher binding strength because of the larger surface area, starch nanoparticles obtained through chemical-mechanical methods proved that the obtained starch nanoparticles were 38.79 nm. Starch nanoparticles obtained from mangroves were dissolved in the PEG / NaOH solvent system and the resulting solution was polymerized with acrylic acid monomers and N, N 'Methylene Bisacrylamide (MBA) crosslinking through free radical polymerization. This Semi-IPN hydrogel is characterized by a water absorbency test and a crosslinked percentage degree test. Chemical structure using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), thermal resistance using Differential Scanning Calorimeter (DSC), surface morphology of hydrogels using Scanning Electron Microscopy (SEM). Characterization of hydrogels with the addition of Crude mangrove leaf extract was tested for antibacterial activity using test bacteria Staphylococcus Aureus, Escherichia Coli, Propionibacterium Acnes, and Salmonella Typhi. The addition of nanoparticles increased the swelling ratio and crosslinking degrees at a concentration of 0.8 grams of 1584, 18% and 86.98%. The results of the characterization with FTIR identified the occurrence of crosslinking between acrylic acid and MBA at wavelengths of 1403 Cm-1 and 1560 Cm-1 indicating symmetrical and asymmetrical stretching of carboxylic anions. Hydrogels experienced initial decomposition at 340.57°C and perfect decomposition at 470.38°C using DSC. SEM analysis showed an increase in the concentration of mangrove starch nanoparticles causing the surface structure to become more coarse. Characterization of hydrogels with crude addition of mangrove leaf extract had the highest antimicrobial activity at a concentration of 50%. Hydrogel can be used controlled drug release, the speed of drug release depends on solubility in water.