Sintesis dan Studi Efektifitas Nanofiber Berbasis NCS dan Polylactic Acid (NCS/PLA) Untuk Aplikasi Wound Dressing

Sari, Citra Yulia (2025) Sintesis dan Studi Efektifitas Nanofiber Berbasis NCS dan Polylactic Acid (NCS/PLA) Untuk Aplikasi Wound Dressing. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008241030-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Luka kronis, seperti ulkus diabetes dan luka tekan, merupakan masalah kesehatan global yang memerlukan solusi efektif dan berkelanjutan. Penggunaan antibiotik yang berlebihan dapat menyebabkan resistensi antimikroba (AMR), sehingga diperlukan alternatif yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Nanochitosan (NCS) memiliki potensi besar karena sifat biokompatibel dan antibakterinya yang baik. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis NCS dari limbah cangkang udang dan menggabungkannya dengan polylactic acid (PLA) untuk menghasilkan nanofiber wound dressing melalui metode electrospinning. Proses sintesis menghasilkan kitin dengan yield 10,72% dan derajat deasetilasi (%DD) sebesar 73,1%, yang kemudian dikonversi menjadi kitosan dengan yield 74,3% dan %DD meningkat menjadi 81,75%, memenuhi standar kemurnian (>78%). Kitosan ini memiliki berat molekul 127 kDa dan setelah dikonversi menjadi NCS, ukuran partikel yang diperoleh adalah 420,2 nm dengan berat molekul 120 kDa, lebih kecil dibandingkan kitosan biasa (1901 nm), menandakan keberhasilan proses. Optimasi parameter elektrospinning menunjukkan bahwa penambahan chitosan hingga konsentrasi optimum 5,7576% menurunkan jumlah beads dan diameter fiber secara signifikan, dengan diameter minimum 397 nm dan jumlah beads nol, sedangkan feed rate optimum adalah 8,0303 ml/h dan voltage optimum 21,6364 kV. Namun, penambahan selulosa 2–6% ke dalam komposit PLA/NCS menghasilkan peningkatan beads, penurunan porositas (dari 54.7% menjadi 44.3%),), serta penurunan elongation at break dari 75,83% menjadi 12,78%, meskipun meningkatkan modulus Young hingga 6,34 MPa. Dari uji in vivo pada luka terinfeksi MRSA, nanofiber PLA/NCS menunjukkan tingkat penyembuhan luka diabetic paling tinggi dengan peningkatan luas jaringan sehat hingga 25% pada hari ke-8, dibandingkan dengan Aquacel (-9%) dan kontrol negatif (-21%). Hasil ini membuktikan bahwa nanofiber PLA/NCS efektif menghentikan infeksi MRSA dan mempercepat transisi fase inflamasi ke fase proliferasi, menjadikannya kandidat potensial sebagai pembalut luka diabetic dengan kemampuan antibakteri dan regeneratif yang unggul.
====================================================================================================================================================================================
Chronic wounds, such as diabetic ulcers and pressure sores, are global health issues that require effective and sustainable solutions. The overuse of antibiotics can lead to antimicrobial resistance (AMR), making it necessary to develop more efficient and environmentally friendly alternatives. Nanochitosan (NCS) holds great potential due to its excellent biocompatibility and antibacterial properties. This study aimed to synthesize NCS from shrimp shell waste and incorporate it with polylactic acid (PLA) to produce nanofiber wound dressings via the electrospinning method. The synthesis process yielded chitin at 10.72% with a degree of deacetylation (%DD) of 73.1%, which was then converted into chitosan with a yield of 74.3% and an increased %DD of 81.75%, meeting the purity standard (>78%). The resulting chitosan had a molecular weight of 127 kDa, and after conversion into NCS, the particle size was 420.2 nm with a molecular weight of 120 kDa—significantly smaller than regular chitosan (1901 nm)—indicating a successful synthesis. Optimization of electrospinning parameters showed that adding chitosan up to an optimum concentration of 5.7576% significantly reduced both the number of beads and fiber diameter, with a minimum fiber diameter of 397 nm and zero beads, at an optimum feed rate of 8.0303 ml/h and voltage of 21.6364 kV. However, adding 2–6% cellulose to the PLA/NCS composite resulted in an increase in beads, a drastic decrease in porosity (from 54.7% to 44.3%), and a drop in elongation at break from 75.83% to 12.78%, although it increased the Young’s modulus to 6.34 MPa. In vivo tests on MRSA-infected wounds showed that PLA/NCS nanofiber dressings achieved the highest wound healing rate, with a 25% increase in healthy tissue area by day 8, compared to -9% for Aquacel and -21% for the negative control. These results demonstrate that PLA/NCS nanofibers effectively halt MRSA infection and accelerate the transition from the inflammatory to the proliferative phase, making them a promising candidate for chronic diabetic wound dressings with superior antibacterial and regenerative capabilities..

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	R Medicine > R Medicine (General) > R857 Biomedical materials--Effect of lasers on T Technology > TP Chemical technology T Technology > TP Chemical technology > TP248 Nanogels. Nanoparticles.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Citra Yulia Sari
Date Deposited:	04 Aug 2025 11:23
Last Modified:	04 Aug 2025 11:23
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/125337

Actions (login required)

View Item