PERHITUNGAN AB INITIO INTERAKSI ANTARA TRIKALSIUM FOSFAT DAN HIDROKSIAPATIT DENGAN SEGMEN MOLEKUL SELULOSA

Abstract

Komposit selulosa bakterial-kalsium fosfat merupakan material hibrid organik-anorganik yang dapat dimanfaatkan sebagai material implan tulang. Interaksi antarmolekul merupakan salah satu tinjauan penting dalam pembentukan komposit selulosa bakterial-kalsium fosfat. Interaksi antarmolekul yang terjadi antara kalsium fosfat dengan molekul selulosa dalam pembentukan komposit selulosa bakterial-kalsium fosfat dapat diprediksi menggunakan metode komputasi. Dari hasil analisis IR dan XRD pada penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kalsium fosfat yang terdeposit adalah trikalsium fosfat dan hidroksiapatit. Bedasarkan fakta ini, tujuan dari penelitian ini adalah untuk memprediksi interaksi yang terjadi antara ion Ca2+, PO43-, CaPO4- dalam berbagai konfigurasi, Ca3(PO4)2 dan Ca5(PO4)3OH dengan dimer glukosa (segmen selulosa) menggunakan metode perhitungan ab initio. Perhitungan dilakukan pada tingkat teori dan basis set HF/6-31G(d,p) menggunakan program Gaussian03. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa energi interaksi antara ion Ca2+ dan PO43- dengan dimer selulosa berturut-turut adalah -247,134 kJ/mol (2,3 Å) dan -321,169 kJ/mol (3,1 Å). Energi interaksi untuk dimer glukosa...CaPO4- pada konfigurasi tegak dan miring serta dimer glukosa...PO4Ca- berturut-turut -78,790 kJ/mol (2,5 Å), -62,092 kJ/mol (3,75 Å) dan -42,480 kJ/mol (3 Å). Sedangkan energi interaksi antara Ca3(PO4)2 dan Ca5(PO4)3OH dengan dimer glukosa adalah -65,355 kJ/mol (2,5 Å), dan -93,967 kJ/mol (2,5 Å). Hasil perhitungan energi tersebut menunjukkan bahwa Ca2+, PO43-, CaPO4-, Ca3(PO4)2 dan Ca5(PO4)3OH berinteraksi kuat dengan dimer glukosa.