1 MINI REVIEW MEMBRAN PERPADUAN KITOSAN YANG BERPOTENSI SEBAGAI PEMBALUT LUKA Oleh : Andi Nursanti G451160151 PASCA SARJANA KIMIA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2017 2 A. Latar Belakang Polymer-based membrane is a very important material to support the development in various fields of biomedicine. Polymer-based membrane research is mostly done to look for materials that are competitive, strategic, and biodegredable. One application of polymer-based membrane in the biomedical field is wound bandaging membrane. Wound dressing is one tool that used in wound healing. Based on the wound type, suitable dressing material must be used. Dressing selection should be based on its ability to a) provide or maintain moist environment b) enhance epidermal migration c) promote angiogenesis and connective tissue synthesis d) allow gas exchange between wounded tissue and environment e) maintain appropriate tissue temperature to improve the blood flow to the wound bed and enhances epidermal migration f) provide protection against bacterial infection and g) should be non-adherent to the wound and easy to remove after healing h) must provide debridement action to enhance leucocytes migration and support the accumulation of enzyme and i) must be sterile, non-toxic and non-allergic. ( Dhivyaa et al. 2015) Dressing are widely studied at this time, is derived from natural polymers such as chitosan. Chitosan is a biopolymer derived from chitin, which is found in nature as a major structural polymer in arthropod exoskeleton and crustacean shells. Chitosan is a by-product of the fishery industry but produces enormous benefits as a biomaterial because of its intrinsic attractive properties, such as biodegradation, biocompatibility (non-toxic), has antimicrobial and hemostatic activity. Due to its cationic nature, chitosan is able to form a gel in a slightly acidic solution. The positive level of amino groups is protonated so that chitosan is bioadhesi, which increases its retention in its application, besides chitosan antibacterial activity caused by electrostatic interaction between amino group of prototype chitosan and phosphate negatively charged from cell wall component of bacteria. In particular this bond increases the permeability of cell membranes and promotes the release of fundamental biological compounds from bacterial cells. . Application of wound dressings with chitosan can act as a penetration enhancer by opening a close connection of the epithelium and accelerating wound healing (Franco et al, 2017). 3 In this mini review paper will be briefly reviewed some studies using chitosan that has the potential as a wound dressing membrane. B. Isi 1. Membran paduan Kitosan-PVA dengan Teknik Elektrospining In a study conducted by Chellamani et al. (2012) chitosan combined with a synthesis polymer that is PVA by using electrospining. Electrospining is a technology commonly used for electrostatic fiber formation that utilizes electric power to produce polymer fibers. The resulting polymer Nanofibers have a very large surface to volume ratio and surface flexibility; because such properties make polymer nanofibers used in many applications in wound healing. Manufacture of alloy membranes based on natural polymer nanoparticles and synthetic polymers will produce a primary wound membrane membrane that can protect against bacterial attacks, retain moisture around the wound, have good mechanical properties, and can cover wound. Figure 1. Elektrospining Electrospining is used to produce nanomembrane PVA / chitosan. Pva and chitosan solutions were prepared separately and mixed in various mixed proportions (10% PVA solution and 1% chitosan solution with 4 different ratios of 80/20, 70/30, 60/40 and 50/50). From the results of the research, the best PVA / Chitosan (PCNWD) wound dressing is 50/50 which has high vapor transmission properties and good antimicrobial activity. The PCNWD substrate has no cytotoxicity effect and excellent odor-absorbing ability. The PVA / Chitosan 4 bandage does not cause skin irritation even after 72 hours of contact with the wound and the time required for wound healing when using PCNWD 50% faster than wound without the use of wound dressing Figure 2. Wound healing of open wounds and wounds using PVA/nanomembrane 2. Membran Paduan Nano Partikel Titanium Dioksida-Kitosan-Pektin Pada penelitian yang dilakukan oleh Archana et al. (2013) kitosan dipadukan titanium dioksida-pektin yang dibuat menjadi pembalut nano untuk aplikasi dalam pembalut luka. Adanya sifat fotoaktif TiO2 merupakan semikonduktor yang memiliki fotoaktivitas dan stabilitas kimia tinggi, juga bersifat nontoksik. Pektin sebagai bahan komposit di bidang industri farmasi dan pengobatan kesehatan. Secara potensial sebagai pengantar obat ke saluran cerna bisa dalam bentuk matriks tablet, matriks gel, pelapis pada dressing salep dikarenakan pektin meruapakan bahan profilaksis alami yang dapat melawan keracunan terhadap ion-ion yang beracun. Pada penelitian ini digunakan kitosan dengan ph netral dengan aktivitas antibakteri yang sangat rendah. Sehingga dengan memanfaatka sifat dari pektin TiO2 dibuatlah paduan antara kitosan-pektin dibuat dengan metode coating yang diharapkan dapat menghasilkan pembalut luka yang jauh lebih baik dari sebelumnya. Karakterisasi juga dilakukan dengan FTIR, TGA, DSC, SEM dan TEM. Parameter fisikokimia nano dressing dievaluasi dengan berbagai teknik variasi teknik, yaitu uji pembekuan darah utuh, pengukuran rasio hemolisis, uji sitotoksisitas, uji antibakteri. Efisiensi penyembuhan luka disiapkan dilakukan secara invivo. 5 Dari hasil penelitian yang dilakukan dihasilkan dressing dengan adanya aktivitas antibakteri yang sangat baik dapat menghambat E. coli, S. aureus, P. aeruginosa, B. subtilis, (2) memiliki biokompatibilitas yang sangat baik dan (3) efisiensi penyembuhan meningkat (4) swellable air yang baik di alam. Spektrum IR material menunjukkan formulasi polielektrolit kompleks (PEC) antara pektin dan kitosan. Studi morfologi menunjukkan titanium dioksida nano partikel terdistribusi dengan baik ke dalam dressing. Kekuatan mekanik campuran (1;1) meningkat. Material dressing (pembalut) kitosan-pektin-TiO2 menyerap lebih banyak eksudat, sehingga dapat menjaga luka tetap lembab tanpa risiko dehidrasi atau eksudat akumulasi. Membran paduan tersebut menurunkan sitotoksisitas. Penyembuhan luka denga uji invivo menunjukkan bahwa nano dressing yang memiliki efek penyembuhan yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan kitosan(Archana et al. 2013) Gambar 3. Penyembuhan luka menggunakan nano dressing 3. Membran Paduan Nano Partikel Titanium Dioksida-Kitosan-Pektin Pada penelitian yang dilakukan oleh Kumar et al. (2012) digunakan paduan antara kitosan-hidrogel dan ZnO sebagai pembalut luka. Hydrogel memberikan 6 sensasi dingin dan lingkungan yang lembab, sekaligus berperan sebagai penghalang bagi mikroba. Pada penelitian tersebut dikembangkan komposit kitosan hidrogel / nano oksida (CZBs) melalui penggabungan nanopartikel oksida seng (nZnO) menjadi kitosan hidrogel. Metode yang digunakan yaitu metode coating. Perban nanokomposit dikarakterisasi menggunakan Fourier mengubah spektroskopi inframerah (FT-IR), difraktometri sinar-X (XRD), dan pemindaian mikroskop elektron (SEM). Sebagai tambahan, efek pembengkakan, degradasi, pembekuan darah, antibakteri, sitokompatibilitas, pelekatan sel pada materi, dan infiltrasi sel ke dalam perban komposit dievaluasi. Gambar 4. Skema representasi komposit kitosan hidrogel / nZnO Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa komposit nanopartike kitosan hidrogel / nZnO menunjukkan porositas ~80% dari total volume perban dan menyerap volume besar terhadap eksudat luka. CZBs menunjukkan control degradasi, peningkatan pembekuan darah, dan platelet yang sangat baik kemampuan sitokompatibilitas pada uji in vitro menunjukkan bahwa viabilitas sel infiltrasi yang lebih baik. Evaluasi penyembuhan luka secara in vivo terbukti meningkatkan kemampuan penyembuhan luka. CZB tidak menyebabkan toksisitas sel. Studi aktivitas antibakteri in vitro dan in vivo terbukti membantu epitelisasi kolagen dan deposisi kolagen lebih cepat. Semua penelitian ini menunjukkan bahwa CZBs dapat digunakan untuk luka bakar, kronis, dan infeksi luka pada diabetes (Kumar et al. 2012) 7 Gambar 4. Penyembuhan luka C. Kesimpulan Pembalut luka berfungsi memelihara lingkungan yang lembab di permukaan luka, memungkinkan pertukaran gas, bertindak sebagai penghalang bagi mikroorganisme dan menghilangkan kelebihan eksudat (Zahedi et al. 2010). Idealnya pembalut luka harus tidak beracun, tidak menimbulkan alergi, memiliki sifat antimikroba dan terbuat dari bahan biomaterial yang banyak tersedia Pembalut luka dapat dibuat dari membran berbahan dasar polimer. Bahan pembalut yang banyak diteliti pada saat ini, yaitu berasal dari polimer alam diantaranya adalah kitosan. Dari 3 ulasan jurnal diatas dengan menggunakan polimer kittosan dapat disimpulkan bahwa penelitian yang dilakukan oleh Archana et al. (2013) menghasilkan membran komposit nano dressing jauh lebih baik dan proses penyembuhan luka pada uji invivo jauh lebih cepat yaitu 16 hari dibandingkan penelitian yang dilakukan oleh Kumar et al. (2012) dan Chellamani et al. (2012). 8 DAFTAR PUSTAKA Archana D, Dutta J, Dutta PK. 2013. Evaluation of chitosan nano dressing for wound healing: characterization, in vitro and in vivo studies. Int J Biol Macromol. 57:193-203. doi:10.1016/j.ijbiomac.2013.03.002 Chellamani KP, Sundaramoorthy K, Suresham T. 2012. Wound dressing made out of poly vinyl alcohol/chitosan nanomembranes, J Acad Ind Res. 1:342–347. Kumar PT, Lakshmanan VK, Anilkumar TV, Ramya C, Reshmi P, Unnikrishnan AG, Nair SV, Jayakumar R. 2012. Flexible and microporous chitosan hydrogel/nano ZnO composite bandages for wound dressing: in vitro and in vivo evaluation. ACS Appl Mater Interfaces. 4(5):2618-29. doi:10.1021/am300292v
