Karakterisasi Komposit Penyembuh Luka dari Kitosan-Pektin-Ekstrak Batang Pisang Kepok (Musa Paradisiaca.Linn) Melalui Uji Invitro dan Invivo

Abstract

Utilization of chitosan-based composites as wound dressings has been promoted to accelerate the healing of skin connective tissue. The present study designed a new wound healing composite formulated from pectin and loaded with the bioactive stem extract of pisang kepok (Musa paradisiaca L.). The study characterized the physico-chemical properties of biocomposite and investigated the wound-healing capacity of biocomposites through animal experimentation in the laboratory. The ethanolic stem extract of M. paradisiaca was identified for its major chemical components using GC- and LC-MS revealing the presence of Corticosteron, Stigmasterol, Obtusifoliol, Lupeol, Cyclolanostan, Oleanolic acid , Raddeanoside, Methyl ophiopogonone , Ginsenoside dan Eclalbasaponin. The compounds were reported as antibacteria, antiinflammatory, and antioxidants. A low cytotoxicity (LC50 = 894.96) of the extract was found suitable to be applied as topical medicine. Three types of composite i.e. Chitosan-Pectin (MKP), Chitosan-Pectin-PVA (MKP-VA) and Chitosan-Pectin-Glutaraldehyde (MKP-VA-GA) were prepared using the wet-phase inversion method. The formulation was initiated in room temperature (25–30 oC) at 1 atm, 800 rpm for 8 hr with different ratios of chitosan and pectin (2:1; 3:2; 1:1; 2:3, 1:2). The physical characteristics of a formulation (1:2) were considered as optimum with % elongation at 2.38%, young’s modulus at 19.67, the weakest tensile strength at 0.48, the highest swelling at 266, and WVTR of 9.68 g/m3/hr. The differential temperature between onset and endset in thermogravimetric analysis revealed the lowest temperature at 54 oC of the maximum mass loss. Morphological feature of the composite showed a homogeneity of pores and fibers on the formulation. Swelling and porosity were tested among MKP, MKP-VA, and MKP-VA-GA composites with values of 266, 271, 171 for swelling and 64, 55, 40 for porosity, respectively. Based on TGA analysis, the presence of polyvinylalcohol and glutaraldehyde improved the thermal properties of composites. Based on DSC analysis, the impregnation of pectin contributed to the low energy level while increasing the endothermic and exothermic heat following the increase concentration of PVA and GA. The degree of crystallinity using XRD analysis revealed the alteration of diffratogram of chitosan (42.15%), MKP (34.73%), MKP-VA (20.87%), and MKP-VA-GA (49.64%). Morphological observation on MKP-VA revealed a more homogenous distribution of particles and better compatibility with the smallest particle size of 0.84 μm and distribution at 250. Antimicrobial activity of MKP-VA and MKP-VA-GA was tested against Staphylococcus aureus and Escherichia coli with the inhibitory index of 0.8 and 0.6, respectively. In vivo assay through cutaneous wound healing assessment to laboratory rats revealed that the treatment using MKP-VA loaded with ethanolic extract of M. paradisiaca (50%, w/v) showed an effectivity of 86.99%, higher than positive control (Betadine) at 74.77%. Histopathological analysis of 9-day skin tissue revealed an increase of fibroblast population which further supported the better wound healing capacity by the composite.

Penggunaan komposit pada pembalut luka dengan tujuan untuk mengefektifkan perbaikan jaringan ikat kulit telah banyak dilakukan dengan basis kitosan. Oleh karena itu dilakukan penelitian untuk mencari bahan yang dapat dikomposisikan dengan kitosan tersebut, Salah satunya adalah pektin yang berasal dari cincau hijau (Cyclea Barbata Miers) dengan pengaktifan ekstrak batang tanaman pisang kepok (Musa Paradisiaca Linn) pada komposit. Penelitian ini bertujuan mengkaji kemampuan komposit kitosan - pektin cincau hijau dan ekstrak etanol sebagai pembalut luka yang efektif dan dapat diunggulkan dengan matriks jenis lain dan diaplikasikan langsung dengan luka sayat pada hewan uji. Hasil kajian ekstrak etanol Musa Paradisiaca L (GCMS dan LC-MS) sebagai bahan pengaktif penyembuh luka pada komposit, terdapat beberapa senyawa antara lain : Corticosteron, Stigmasterol, Obtusifoliol, Lupeol, Cyclolanostan, Oleanolic acid , Raddeanoside, Methyl ophiopogonone , Ginsenoside dan Eclalbasaponin bersifat antibakteri, antiinflamasi dan antioksidan. Dengan diperoleh nilai sitotoksik rendah (LC50 =894,46), sehingga dapat diperuntukkan untuk kulit. Permasalahan utama dihadapi untuk dapat mememanfaatkan material tersebut adalah komposisi kitosan pektin yang efektif. Tiga jenis komposit dihasilkan Kitosan-Pektin (MKP), Kitosan-Pektin-PVA (MKP-VA) dan Kitosan-Pektin-PVA-Glutaraldehid (MKP-VA-GA). Metode pembuatan komposit dengan Metode Inversi Fase Basah. Kondisi perlakuan pada suhu ruangan (25-30oC) pada tekanan 1 atm dengan 800 rpm selama 8 jam. Telah diperoleh komposit sebagai penyembuh luka dibuat berbahan matriks Kitosan, dengan pengisi Pektin (tanaman cincau hijau) pada variasi komposisi (2:1; 3:2; 1:1; 2:3 dan 1:2). Dengan parameter tersebut, komposisi 1:2 melalui % Elongation (2,38), Modulus Young (19,67), Tensile Strenght yang terendah 0,48 dengan Swelling terbesar 266 pada nilai WVTR 9,68 g/m3/jam. Pada perbedaan suhu antara Onset dan Enset untuk Termogravimetri analisis yang terendah 540 dengan kehilangan berat terbesar. Pengamatan morfologi permukaan adanya keseragaman pori dan gambaran serat pada komposisi 1:2 tersebut.Komposisi campuran komposit sebagai penyembuh luka dibuat berbahan Kitosan, Pektin (tanaman cincau hijau) pada 1 : 2 (V/V) MKP , MKP-VA, MKP-VA-GA telah dilakukan karakterisasi Mekanik, Swelling (266; 271; 171) dan Porositas komposit(64; 55; 40). Analisis TGA dengan keberadaan PVA dan GA memperbaiki sifat termal komposit tersebut. Didukung juga analisa termal DSC, pengamatan antara Endoterm dan Eksoterm dari ketiga komposit tersebut, keberadaan pektin dapat menurunkan jumlah energi, peningkatan kalor endoterm dan eksoterm seiring dengan penambahan bahan PVA dan GA. Pengujian yang sejalan dengan XRD adanya pembuktian perubahan difragtogram dengan derajat kristalinitas dari Kitosan (42,15%), MKP (34,73%), MKP-VA (20,87%) dan MKP-VA-GA (49,64%). Dan dengan pengamatan morfoligi permukaan, terlihat bahwa komposit MKP-VA lebih tersebar merata dengan kompatibilitas yang lebih baik dengan partikel paling kecil 0,84 μm nilai distribus terbesar 250. Indeks anti mikrobial antara MKP-VA dan MKP-VA-GA yang telah termodifikasi EEMP dengan cara absorpsi yang terbesar adalah komposit MKP-VA (0,8 dan 0,6) pada bakteri Stapylococus Aureus dan Escheria Coli .Aplikasi komposit MKP-VA dengan EEMP (50%) sebagai pengaktif telah dilakukan dengan uji luka sayat diperoleh penyembuhan secara significant sebesar 86,99% dibanding dengan MKP-VA dengan Betadine (10% ) sebesar 74,77% . Dan dilakukan uji pembuktian kembali hispatologi kulit luka di hari ke-9 menunjukkan jumlah fibroblast yang sama dengan kulit normal.