BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nanopartikel
2.1.3 Efek sifat nanopartikel terhadap penghantaran obat
2.1.3.3 Drug loading
Secara ideal, sistem nanopartikulat yang sukses harus mempunyai kapasitas muatan obat yang tinggi sehingga mengurangi kuantitas material matriks untuk pemberian. Drug loading dapat dilakukan dengan 2 metode yaitu: 1. Digabung pada saat produksi nanopartikel (metode penggabungan)
2. Absorpsi obat setelah pembentukan nanopartikel dengan inkubasi pembawa dengan larutan obat jenuh (teknik adsorpsi dan absorpsi).
Drug loading dan efisiensi penjerapan sangat dipengaruhi oleh tingkat-padat kelarutan obat dalam material matriks atau polimer (disolusi padat atau dispersi), yang dihubungkan pada komposisi polimer, berat molekul, interaksi obat-polimer dan adanya gugus fungsional (ester dan karboksil) (Govender, et al., 1999; Govender, et al., 2000; Panyam, et al., 2004). PEG tidak mempuyai atau sedikit efek pada drug loading (Peracchia, et al., 1997). Makromolekul atau protein menunjukkan efisiensi muatan yang tinggi ketika dia dimuat dan dekat dengan titik isoelektrik dimana ia mempunyai kelarutan yang rendah dan adsorpsi maksimum, untuk molekul kecil, studi menunjukkan bahwa penggunaan interaksi ionik antara obat dengan material matriks dapat menjadi cara yang lebih efektif untuk meningkatkan drug loading (Chen, et al., 1994; Chen, et al., 2003).
2.1.3.4Pelepasan obat
Untuk mengembangkan sistem nanopartikulat, baik pelepasan obat dan biodegradasi polimer merupakan faktor pertimbangan yang penting. Secara umum, laju pelepasan obat dipengaruhi oleh:
1. Kelarutan obat
2. Desorpsi pada permukaan/ obat teradsorpsi 3. Difusi obat melalui nanopartikel matriks 4. Erosi/degradasi matriks nanopartikel 5. Kombinasi dari proses erosi/ difusi
Jadi, kelarutan, difusi, dan biodegradasi dari material matriks mempengaruhi proses pelepasan (Mohanraj dan Chen, 2006).
Dalam kasus nanosferis, dimana obat terdistribusi secara merata, pelepasan terjadi oleh difusi atau erosi matriks di bawah kondisi sink. Jika difusi obat lebih cepat dari erosi matriks, mekanisme pelepasan lebih banyak dikontrol oleh proses difusi. Pelepasan yang cepat paling utama disebabkan oleh lemahnya ikatan atau obat diadsorbsi pada permukaan besar nanopartikel (Magenheim, et al., 1993). Ini terbukti bahwa metode penggabungan memiliki efek pada profil pelepasan. Jika obat yang dimuat dengan metode penggabungan, sistem memiliki efek pelepasan yang kecil dan memiliki sifat sustained release (Fresta, et al., 1995). Jika nanopartikel dilapisi dengan polimer, pelepasan dikontrol dengan difusi obat dari inti melewati membran polimer. Lapisan membran bertindak sebagai penghalang untuk pelepasan, oleh karena itu, kelarutan dan difusivitas obat dalam polimer membran menjadi faktor penentu dalam pelepasan obat. Lebih lanjut, kecepatan pelepasan juga dapat dipengaruhi oleh interaksi ionik antara obat dan penambahan bahan pembantu. Ketika obat dilibatkan dalam interaksi dengan bahan pembantu untuk membentuk kompleks yang sedikit larut dalam air, kemudian pelepasan obat dapat menjadi lebih lambat dengan hampir tidak terjadi efek pelepasan (Chen, et al., 1994); sedangkan jika penambahan bahan pembantu seperti penambahan ethylene oxide-propylene oxide block copolymer (PEO-PPO) sampai kitosan, mengurangi interaksi dari model obat bovine serum albumin (BSA) dengan material matriks (kitosan) karena interaksi kompetitif elektrostatik dari PEO-PPO dengan kitosan, kemudian meningkatkan pelepasan obat (Calvo, et al., 1997).
Variasi metode yang dapat digunakan untuk studi pelepasan in vitro obat, yaitu:
1. Sel difusi berdampingan dengan membran biologis maupun buatan 2. Teknik dialysis bag diffusion
3. Teknik reverse dialysis bag
4. Agitasi diikuti dengan ultrasentrifugasi/sentrifugasi 5. Teknik ultrafiltrasi atau ultrafiltrasi sentrifugasi.
Biasanya studi pelepasan dilakukan oleh agitasi terkontrol diikuti dengan sentrifugasi. Karena memakan waktu dan kesulitan teknis yang dihadapi dalam pemisahan nanopartikel dari media pelepasan, teknik dialisis secara umum lebih disukai (Mohanraj dan Chen, 2006).
2.2 Teknik Dialisis
Dari semua metode yang digunakan untuk memeriksa jumlah obat yang terlepas dari bentuk sediaan yang berukuran nano, metode dialisis yang paling sering digunakan dan popular. Dalam metode ini, pemisahan fisika dari bentuk sediaan dapat dicapai dengan menggunakan membran dialisis yang memudahkan sampling pada interval waktu tertentu. Dari berbagai jenis teknik dialisis yang digunakan, teknik yang paling sering digunakan adalah dialysis bag (dialisis biasa), dan adaptasi lain seperti reverse dialysis, dan side by side dialysis (Chidambaram dan Burgess, 1999; Yan, et al., 2010; Calvo, et al., 1996). Pada teknik dialisis biasa, nanopartikel dimasukkan ke dalam ke dalam dialysis bag yang berupa media pelepasan (kompartemen/ media dalam), yang kemudian ditutup dan ditempatkan dalam wadah besar yang berisi medium pelepasan (kompartemen/ media luar), diagitasi untuk meminimalkan efek lapisan air yang
tidak teraduk (Kumar, et al., 2011; Muthu dan Singh., 2009). Secara umum, volume yang dimasukkan ke dalam dialysis bag (media dalam) lebih kecil dibandingkan dengan media luar. Sebagai contoh, volume media dalam yang dilaporkan dalam literatur berkisar 1-10 ml, sedangkan volume media luar lebih besar, yaitu sekitar 40-100 ml (Kumar, et al., 2011; Yan, et al., 2010; Muthu dan Singh., 2009). Oleh karena itu, ukuran wadah dipengaruhi oleh volume total dari medium pelepasan yang dibutuhkan untuk studi pelepasan secara in vitro. Dalam teknik dialisis biasa, jumlah obat yang terlepas dari nanopartikel berdifusi melalui membran dialisis menuju kompartemen luar dimana sampel diambil untuk dianalisis (Gambar 2.1).
Gambar 2.1 Gambar teknik dialisis biasa (D’Souza dan De Luca, 2006)
Kemudahan untuk mendesain dan sampling dengan metode dialisis membuatnya menjadi teknik yang paling simpel dan mudah untuk studi pelepasan obat dari berbagai jenis bentuk sediaan nano seperti nanosferis, liposom, emulsi, nanosuspensi dan lain-lain (Yan, et al., 2010; Calvo, et al., 1996; Muthu dan Singh., 2009). Akan tetapi, terdapat persoalan yang dilaporkan mengenai teknik dialisis biasa. Jika ditutup dengan tidak benar, maka akan terjadi kebocoran media
dan bentuk sediaan dialysis bag. Data pelepasan obat akan tidak sempurna jika adanya kondisi nonsink dan waktu equilibrium yang tinggi (Heng, et al., 2008).
2.3 Nanopartikel Alginat
Nanopartikel alginat telah digunakan untuk memformulasi berbagai obat. Karena mereka disiapkan dalam lingkungan berair di bawah kondisi sejuk, nanopartikel alginat terutama cocok untuk formulasi protein, peptida dan oligonukleotida (Lambert, et al., 2001). Selanjutnya, selain bersifat biodegradabel, alginat juga nonimunnogenik. Untuk mengurangi tingkat pertukaran dari kation seperti Ca2+ dengan ion monovalen dalam medium disolusi, alginat anionik sering
digabung dengan molekul kationik seperti kitosan, poly-l-lysine, atau tripolyphosphate. Beberapa contoh dari berbagai aplikasi dari nanopartikel berbasis alginat telah dijelaskan. Nanopartikel alginat disiapkan dengan tripolyphosphate digunakan untuk penghantaran oral (Bodmeier, et al., 1989). Studi dari sifat fisik menunjukkan bahwa nanopartikel alginat-kitosan cocok untuk penghantaran DNA (Douglas dan Tabrizian, 2005). Nanopartikel alginat yang dilapisi dengan kitosan meningkatkan stabilitas dan menurunkan pelepasan cepat dari ovalbumin (Borges, et al., 2005). Studi melaporkan bahwa nanopartikel alginat yang distabilkan dengan kitosan dapat meningkatkan bioavailabilitas dan pelepasan diperpanjang dari obat antijamur dibandingkan dengan nanopartikel PLGA (Pandey, et al., 2005). Walaupun sebagian besar digunakan untuk pemberian oral, nanopartikel alginat inhalasi meningkatkan bioavailabilitas dari obat antituberkulosis (Zahoor, et al., 2005). In vivo, nanopartikel alginat terakumulasi dalam sel Kupffer, sel parenkim dalam hati dan fagosit dalam limpa dan hati (Yi, et al., 1999; Ahmad, et al., 2006). Nanopartikel alginat juga
dilaporkan untuk diabsorbsi pada Peyer’s patches, memberi kesan bahwa ini akan meningkatkan kemampuan target pada mukosa usus (Borges, et al., 2006). Di dalam tubuh, alginat terdegradasi oleh hidrolisis asam pada segmen guluronic dan mannuronic (Holtan, et al., 2006).
2.4 Nanopartikel Kitosan
Selain untuk obat yang memiliki berat molekul rendah dan nutrasetikal, nanopartikel kitosan, banyak digunakan untuk penghantaran makromolekul seperti DNA dan small interfering Ribonucleic acid (siRNA) (Chen dan Subirade, 2005). Selain pelepasan yang diperpanjang dari makromolekul, nanopartikel kitosan melindungi mereka dari nuklease. Nanopartikel kitosan placebo memiliki aktivitas antibakteri untuk beberapa mikroba seperti Escherichia coli (Qi, et al., 2004). Permukaan nanopartikel kitosan dimodifikasi secara hidrofobik dengan asam linoleat untuk penghantaran tripsin (Liu, et al., 2005). Aplikasi lain dari kitosan seperti penghantaran paru-paru (Grenha, et al., 2005) dan mata (Enriquez, et al., 2006). Gugus amina primer pada posisi kedua dapat dimodifikasi untuk menyesuaikan kitosan untuk aplikasi yang spesifik. Sebagai contoh, konjugasi kimia dari gugus amina menjadi gugus metoksi-PEG meningkatkan kelarutan air (Saito, et al., 2003). Thiolasi dari kitosan meningkatkan permeasi dari nanopartikel (Bernkop-Schnurch, 2000). Modifikasi secara hidrofobik glikol kitosan menjadi nanopartikel telah digunakan untuk menghantarkan doksorubisin (Hyung Park, et al., 2006). Target nanopartikel kitosan pada reseptor folat pada permukaan sel meningkatkan efisiensi transfeksi DNA (Mansouri, et al., 2006). Tidak terdapat efek yang ditemukan pada nanopartikel kitosan. Pada pemberian intravena, nanopartikel kitosan terakumulasi pada hati (Yan, et al., 2006).
2.5 Amoksisilin 2.5.1 Uraian bahan
a. Rumus bangun:
Gambar 2.2 Rumus bangun amoksisilin (Ditjen POM, 1995) b. Rumus molekul: C16H19N3O5S.
c. Berat molekul: 419,45.
d. Nama kimia: Asam (2S, 5R, 6R)-6-[(R)-(-)-2-amino-2-
(hidroksifenil)asetamido]-3,3-dimetil-7-okso-4 tia-1-azabisiklo[3,2,0]- heptana-2-karboksilat trihidrat.
e. Pemerian: Serbuk hablur, putih, praktis tidak berbau.
f. Kelarutan: Sukar larut dalam air dan metanol; tidak larut dalam benzena, dalam karbontetraklorida dan dalam kloroform.
