Formulasi Granul Mukoadhesif Ekstrak Etanol Rimpang
Lakka-Lakka (Curculigo Orchioides G) dengan Variasi Konsentrasi Polimer
HPMC-Karbopol
Nurul Arfiyanti Yusuf
*, Lyane Ventisari Limbu Layuk
Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi Makassar, Jl. Perintis Kemerdekaan KM 13,7 Makassar 90242
Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang formulasi granul mukoadhesif ekstrak etanol rimpang lakka-lakka (Curculigo orchioides Gaertn.) dengan variasi konsentrasi polimer HPMC-Carbopol. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi polimer HPMC-Carbopol terhadap evaluasi fisik granul mukoadhesif dan konsentrasi dari polimer HPMC-Carbopol yang menghasilkan granul mukoadhesif yang memenuhi karakteristik uji mukoadhesif. Penelitian ini memformulasikan granul mukoadhesif dengan polimer HPMC-Carbopol yaitu F1 (11.6% : 11.6%), F2 (7.7% : 15.5%), dan F3 (15.5 % : 7.7%). Pengujian dilakukan terhadap sifat fisik granul dan uji mukoadhesif granul pada usus sapi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ketiga formula dengan variasi konsentrasi polimer HPMC-Carbopol dapat memenuhi syarat sifat fisik granul dan menghasilkan granul mukoadhesif yang memiliki kemampuan melekat lebih dari 2 jam.
Kata kunci:Rimpang Lakka-Lakka (Curculigo orchioides Gaertn),mukoadhesif, polimer HPMC-Karbopol.
1. Pendahuluan
Lakka-lakka (Curculigo orchioides Gaertn) adalah tanaman yang termasuk dalam family Amaryllidaceae. Tanaman ini dikenal juga dengan sebutan Golden eye grass, Black Musale dalam bahasa Inggris dan Kalimusli dalam bahasa Hindi. Rimpang atau akar lakka-lakka (Curculigo orchioides Gaertn) merupakan bagian tanaman yang banyak digunakan dalam pengobatan untuk berbagai penyakit di daerah India, Pakistan, China dan negara Asia lainnya [1]. Di Sulawesi Selatan khususnya masyarakat Barru, lakka-lakka dikenal juga dengan nama Lakka-lakka atau congkok, penelitian tanaman ini dikembangkan dalam pengobatan antiinflamasi atau anti radang dan pemutih.
Inflamasi merupakan sebagai suatu respon protektif normal terhadap luka jaringan yang disebabkan oleh trauma fisik, zat kimia perusak, atau zat-zat mikrobiologik [2]. Inflamasi juga dapat diartikan respon protektif setempat yanng ditimbulkan oleh cedera atau kerusakan jaringan yang berfungsi menghancurkan, mengurangi atau mengurung (sekuestrasi) baik agen pencedera maupun jaringan yang cedera itu [3].
* KBK Farmasetika dan Teknologi Farmasi Email: [email protected]
Pengembangan bahan obat dari alam salah satunya adalah dengan memformulasi dalam bentuk sediaan. Salah satu bentuk sediaan oral adalah sediaan mukoadhesif. Sistem penghantaran obat mukoadhesif merupakan salah satu bentuk sistem penghantaran obat terkendali, yang memanfaatkan sifat-sifat mucin dalam saluran cerna. Sistem mukoadhesif telah banyak digunakan untuk merancang penghantaran obat menuju organ spesifik seperti penggunaan oral, bukal, nasal, rektal, dan rute vaginal untuk efek sistemik dan lokal [4]. Sistem penghantaran obat mukoadhesif dimaksudkan untuk memperpanjang waktu tinggal sediaan di lokasi aplikasi atau memperpanjang waktu absorbsi dan memfasilitasi kontak yang kuat antara sediaan dengan permukaan absorpsi sehingga dapat memperbaiki dan meningkatkan kinerja terapi obat [5].
Sediaan mukoadhesif memerlukan jenis dan jumlah polimer mukoadhesif yang sesuai. Polimer mempengaruhi daya mengembang dari granul. Hal tersebut penting untuk proses mukoadhesif karena tahap pertama dalam proses mukoadhesif adalah pembasahan
dan pengembangan polimer sehingga terjadi kontak antara polimer dan mukosa [6].
Carbopol sebagai polimer memiliki kemampuan menyerap air yang sangat besar. Pada kondisi pH asam, sifat mengembang carbopol dipengaruhi oleh gugus karboksilatnya yang tidak bermuatan yang saat terhidrasi membentuk ikatan hidrogen dengan air yang diserap sehinggah merelaksasi rantai polimer carbopol [7]. HPMC memiliki kemampuan menyerap air atau hidrasi yang terkontol sehingga granul yang mengandung HPMC tunggal mengambang secara perlahan-lahan. Secara umum, kombinasi antara HPMC dan Carbopol menunjukkan daya mukoadhesif yang lebih baik dibandingkan HPMC tunggal maupun carbopol tunggal. Penggunaan polimer kombinasi antara HPMC dan Carbopol dapat meningkatkan daya mukoadhesif formula granul mukhoadhesif [7, 8].
2. Metode Penelitian
2.1 Alat dan BahanAlat yang digunakan antara lain ayakan (14 dan 16 mesh), gelas piala (Pyrex), bejana maserasi, batang pengaduk, cawan porselin, corong (pyrex), gelas ukur (pyrex), kain saring, kertas perkamen, kertas saring, lemari pengering, lumpang dan alu, mucoadhesive tester (silinder berputar) (Labindia DT1000), piknometer 25 ml, sendok tanduk, stopwacth, timbangan analitik, dan timbangan kasar. Bahan yang digunakan adalah avicel PH 101 (pharmaceutical grade), akuades, carbopol 974P (pharmaceutical grade), HPMC (pharmaceutical
grade), ekstrak etanol lakka-lakka, etanol 70% PVP
(pharmaceutical grade).
2.2 Pengambilan dan Pengolahan Sampel
Sampel rimpang Lakka-lakka diambil di kabupaten Bantaeng, Kecamatan Pa’jukukang, Provinsi Sulawesi Selatan. Sampel rimpang lakka-lakka disortasi basah lalu dicuci dengan air mengalir hingga bersih, kemudian dikupas dan dipotong-potong kecil dan dikeringkan dengan cara diangin-anginkan tanpa terkena sinar matahari langsung lalu disortasi kering, kemudian di ekstraksi dengan metode maserasi.
2.3 Ekstraksi Ekstrak etanol Rimpang Lakka-lakka
Sebanyak 1500 g simplisia diekstraksi dengan 11250 mL etanol menggunakan metode maserasi pada suhu kamar selama 3 x 24 jam sambil sesekali diaduk setiap 24 jam, kemudian disaring dan dimaserasi kembali (remaserasi). Ekstrak yang diperoleh kemudian disaring dan diuapkan hingga diperoleh ekstrak kering.
2.4 Pembuatan Granul (Granulasi)
Formula ini dibuat dengan metode granulasi basah dengan mencampurkan ekstrak etanol rimpang lakka-lakka yang telah dikeringkan dengan avicel lalu ditambahkan PVP sebagai pengikat. Setelah tercampur kemudian ditambahkan HPMC dan Carbopol, lalu ditetesi dengan etanol 70%, dan ditambah kan sisa avicel. Diaduk sampai membentuk massa yang bisa dikepal. Campuran yang sudah ada kemudian diayak menggunakan ayakan 14. Setelah semua bahan menjadi granul, kemudian ditebarkan diatas selembar aluminium
foil dalam nampan yang datar, ditimbang terlebih dahulu
dan dikeringkan dalam oven pada suhu 40°C-60°C. Granul yang sudah kering kemudian diayak dengan ayakan 16.
Tabel 1. Rancangan Formula Tiap 100 mg granul mengandung :
Nama Bahan Kegunaan Komposisi (%)
F1 F2 F3 Esktrak lakka-lakka Zat Aktif 1 1 1 HPMC Polimer 11.6 7.7 15.5 Carbopol Polimer 11.6 % 15.5 7.7 PVP Pengikat 4 4 4 Avicel PH 101 Pengisi ad 100 ad 100 ad 100 Keterangan :
FI = Konsentrasi polimer HPMC : Carbopol 11.6%:11.6% FII = Konsntrasi polimer HPMC : Carbopol 7.7 % : 15.5 % FIII = Konsentrasi polimer HPMC : Carbopol 15.5 % : 7.7 %
2.5 Evaluasi Granul Mukoadhesif Penetapan Kadar Lembab/Kadar Air [9].
Ditimbang seksama 5 g granul basah (A gram), dikeringkan di oven pada suhu 40ºC sampai diperoleh bobot konstan, kemudian ditimbang (B gram). Hitung kadar lembab/kadar air menggunakan persamaan :
%
= ℎ − 100%
%
= ℎ − ℎ 100%
Syarat kadar lembab granul yang baik adalah antara 2-4%.
Uji Sifat Alir [9]
Uji Sudut Diam (Angle of repose)
Granul yang akan diujikan dimasukkan ke dalam corong yang telah disiapkan sebelumnya, kemudian dijatuhkan di atas kertas grafik pada ketingggian 10 cm dari permukaan kertas, lalu dihitung sudut
kemiringannya. tan α = , dimana h adalah tinggi kerucut dari sebuk granul dan r merupakan jari-jari permukaan kerucut (½ D).
Tabel 2. Hubungan antara derajat dan aliran serbuk
Derajat Aliran <20 20-30 30-34 >40 Sangat baik Baik Agak baik Sangat kurang
Uji BJ sebenarnya (sejati)
Disiapkan alat dan bahan yang digu nakan yaitu piknometer (25 ml), paraffin cair. Ditimbang piknometer kosong dengan penutup yang telah bersih dan kering (A gram). Selanjutnya piknometer isi dengan paraffin cair sampai penuh, ditutup, dibersihkan, kemudian ditimbang (B gram). Selanjutnya granul dibersihkan dari fines, ditimbang dalam piknometer sebanyak 1 gram, lalu dimasukkan paraffin cair ke dalamnya smapai penuh dan bebas gelembung udara lalu ditimbang (C gram) lalu dihitung bobot sebenarnya dengan rumus:
! " ## =% $ & ' $− ( $ ) ' $ = /$ + , ( = 1 25 $ − / −! " − 1## 0= /$ Uji Porositas " =% $ 1(% $ 1(− ! , ( 100% atau: " = 21 − ! ,! 1( ( 3 100% Porositas yang baik terletak antara range 10-90%.
Uji BJ Nyata/Kompresibilitas [9]
Sebanyak 25 g granul ditimbang, dimasukkan ke dalam gelas ukur dan dicatat volume awalnya (V0). Alat
dihidupkan dan granul dimampatkan sebayak 500 ketukan dan dicatat volumenya (V500). Kompresibilitas
dihitung menggunakan persamaan:
4 = / 1 − 2%500%0 30 100%
I adalah indeks kompresibilitas; V0 adalah volume
granul sebelum dimampatkan (ml); V500 adalah volume
graul setelah dimampatkan 500 ketukan (ml). Syarat
indeks kompresibilitas granul yang baik adalah tidak lebih dari 20%. Bisa juga digunakan persamaan:
+ + = %0
! 1( =% $ 'ℎ $ 5 6 = ! 1(! 7 ##
Untuk Rasion Haussner <1,25 mengindikasikan aliran yang baik dan >1,5 mengindikasikan aliran yang kurang baik.
Uji Mukoadhesif
Uji Mukoadhesif terhadap granul rimpang lakka-lakka dilakukan menggunakan alat uji waktu hancur (desintegrasi). Jaringan lambung tikus putih yang sudah dicuci dengan larutan NaCl fisiologis dilekatkan pada kaca objek. Sebanyak 50 granul diletakkan pada mukosa lambung secara merata, kemudian ditempatkan pada tabung kacaa dan dimasukkan ke dalam alat uji disintegrasi menggunakan medium cairan lambung buatan suhu 37 ± 0,5 °C. Alat digerakkan naik turun dengan kecepatan 30 kali per menit. Jumlah granul yang masih melekat pada mukosa dihitung setiap 30 menit selama 2 jam.
3. Hasil dan Pembahasan
Pada penelitian ini digunakan bahan alam yaitu ekstrak rimpang lakka-lakka (Curculigo orchioides Gaertn) sebagai bahan aktif dalam pembuatan granul mukoadhesif. Untuk mendapatkan ekstrak rimpang lakka-lakka (Curculigo orchioides Gaertn) dilakukan penyarian dari simplisia kering sebanyak ± 1000 g dengan cairan penyari etanol 70% sebanyak 10 L. Dari hasil tersebut dihitung jumlah rendamen, diperoleh persen rendamen sebesar 13,6%. Ekstrak kemudian diformulasi menjadi granul mukoadhesif dengan hasil sebagai berikut:
3.1 Uji Kadar Air
Tabel 3. Hasil uji kadar lembab/kadar air Formula MC (%) LoD (%) Parameter F1 14.12 12.38 MC (%) LoD (%) F2 11.9 10.6 1-15 0-100 F3 20.5 17.05
Pengukuran untuk menyatakan kelembaban dalam zat padat ialah berdasarkan berat kering yaitu,
kandungan lembab ( Moisture content, MC) (Lieberman
et al, 1994). Kelembaban didalam zat padat dinyatakan
berdasarkan berat basah atau berat kering. Berdasarkan berat basah, kandungan dari suatu bahan dihitung sebagai persen berat dari bahan basah yang menggambarkan penyusutan pada saat pengeringan (Lost on drying, LOD) [9].
Dari hasil pengujian yang dilakukan diperoleh kadar lembab granul seperti pada tabel 3 Granul yang dihasilkan pada Formula 1 dan Formula 2 memenuhi syarat kadar kelembaban MC 1-15%, sedangkan Formula 3 memiliki perbandingan polimer HPMC : Carbopol (15.5% : 7.7%). HPMC , Carbopol memiliki sifat higroskopis yang dapat memenuhi kadar lembab granul. Kombinbasi HPMC : Carbopol (15.5% : 7.7%) memungkinkan mampu menyeraap air lebih tinggi sehingga nilai MC menjadi lebih tinggi.
3.2 Uji Sudut Diam (Sudut Istirahat)
Besar kecilnya sudut diam dipengaruhi oleh gaya tarik dan gaya gesek antar partikel, jika gaya gesek kecil maka akan lebih cepat dan lebih mudah mengalir [10]. Sudut diam merupakan suatu parameter untuk mengukur aliran partikel granul. Sudut diam merupakan sudut yang dibentuk oleh suatu tumpukan granul setelah diberikan perlakuan. Perlakuan yang dimaksud disini sejumlah granul dilewatkan dalam corong dengan ketinggian 10cm dari dasar dan diukur diameter beserta tinggi tumpukan granul, dimana granul yang mempunyai sifat alir yang baik apabila mempunyai sudut diam antara <25°-40° dan semakin kecil nilai sudut diamnya menunjukkan karakteristik yang lebih baik [11]. Semakin kecil sudut diam yang dibentuk, maka sifat alirnya semakin baik sehingga granul yang dihasilkan akan seragam, bila sudut lebih besar atau sama dengan 40° biasanya daya mengalirnya kurang baik. (Sheth, 1980). Besar kecilnya sudut diam dipengaruhi oleh gaya tarik dan gaya gesek antar partikel, jika gaya gesek kecil, maka akan lebih cepat dan lebih mudah mengalir [10].
Tabel 4. Hasil pengujian sudut diam Pengukuran Waktu Alir Sudut Diam Parameter F I 4.50 g/detik 27.92° < 20° (Aliran sangat baik) 20°-30° (Aliran baik) 30°-34° (Aliran agak baik) >40° (Aliran buruk) F II 5,07 g/detik 21.80° F III 5,25 g/detik 26.56°
Setiap formula memiliki nilai sudut diam yang berkisar antara 20-30°, nilai sudut diam tersebut termasuk dalam kategori aliran yang baik. Semakin
tinggi konsentrasi dari PVP maka nilai sudut diam semakin kecil. Diperoleh nilai sudut diam dan kecepatan alir yang sangat baik dari ketiga formula, hal ini disebabkan oleh PVP yang memiliki sifat kohesi yang baik dan mampu meningkatkan kekuatan ikatan antar granul [9]. Dari hasil uji waktu alir tersebut memenuhi syarat waktu alir dari granul, dimana parameter atau standar kecepatan alir yaitu kurang dari 10g/detik. Formula yanng memiliki waktu alir yang pendek akan mempermudah proses masuknya granul kedalam alat cetak [10].
3.3 Uji Bj sejati, Bj Nyata, Bj Mampat
Tabel 5. Hasil pengujian Bj Sejati, Bj Nyata, Bj Mampat Pengukuran Bj Sejati (g/mL) Bj Nyata (g/mL) Bj Mampat (g/mL) F I 1.3297 0.2777 0.3289 F 2 1.3297 0.3972 0.4237 F 3 3.1107 0.2941 0.3623 Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bobot jenis sejati, bobot jenis nyata dan bobot jenis mampat. Pengujian bobot jenis dilakukan untuk mengetahui hasil dari bobot jenis pembuatan granul. Bobot jenis sejati adalah bobot sampel dibagi dengan volume sampel tanpa ruang antar partikel dan ruang intra partikel. Pada pengujian bobot jenis, ruang antar partikel dihilangkan menggunakan suatu cairan yang tidak melarutkan ataupun bereaksi dengan senyawa yang diuji, dimana pada percobaan digunakan paraffin cair.
Bobot jenis nyata merupakan bobot sampel dibagi dengan volume sampel, termasuk ruang antar partikel dan ruang intra partikel. Bobot jenis mampat merupakan bobot sampel dibagi dengan volume sampel, termasuk ruang intra partikel tetapi tanpa ruang antar partikel. Ruang antar partikel dikurangi bahkan dihilangkan dengan pengetukan sehingga diperoleh bobot mampan yang konstan [9].
Hasil evaluasi bobot jenis yang dilakukan menunjukkan bahwa bobot jenis dari semua formula relatif hampir sama karena ukuran partikel granul dari setiap formula tidak terlarut bervariasi sehingga jumlah ruang kosong intra partikel yang dimiliki oleh granul [9].
3.4 Uji Kompressibilitas
Kompresibilitas adalah kemampuan serbuk untuk berkurang/menurun volume setelah diberi tekanan atau perlakuan lainnya (pressure or stress). Pengujiannya dapat dilakukan dengan mengukur pengurangan volume terhadap sejumlah tertentu serbuk setelah diberi tekanan atau pengetapan. Hasil pengujian kompressibilitas
menunjukkan bahwa semua formula memiliki kemampuan mengalir yang cukup baik karena mempunyai nilai indeks kompessibilitas antara 15-25%. Tabel 6. Hasil uji kompressibilitas
Pengukuran Kompressibilitas Hasil (%) Parameter F 1 15.56 <15% = kemampuan mengalir baik 15-25%=kemampua n mengalir cukup baik 25% = kemampuan mengalir buruk F 2 18.06 F 3 18.83 3.5 Uji Porositas
Tabel 7. Hasil pengujian porositas
Pengujian Porositas(%) Parameter
F I 15.57
10-90%
F 2 6.26
F 3 18.83
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa formula 1 dan formula 3 tersebut memenuhi syarat persentasi ketentuan nilai porositas yang baik dimana nilai persentasi porositas pada umumnya yaitu 10-90%, sedangkan formula 2 tidak memenuhi syarat persentasi dari ketentuan nilai porositas. Dikarenakan konsentrasi dari carbopol yang lebih tinggi daripada HPMC, sehingga carbopol memiliki daya higroskopis yang tinggi dibandingkan dengan HPMC.
Secara umum faktor yang paling berpengaruh terhadap sifat alir serbuk padat antara lain adalah bentuk dan distribusi ukuran partikel, rugositas dari partikel, kandungan lembab, temperatur, lama waktu penyimpanan, dan komposisi serbuk/granul [8].
3.6 Uji Mukoadhesif
Tabel 8. Hasil Uji Mukoadhesif Formula Jumlah Granul 5 menit 30 menit 60 menit 90 menit 120 menit F 1 50 granul 48 granul 45 granul 45 granul 45 granul F 2 50 granul 50 granul 48 granul 48 granul 48 granul F 3 50 granul 49 granul 47 granul 47 granul 47 granul
Pada pengujian ini Formula 1 di menit ke 30 sudah terlihat 2 granul yang terlepas dan di menit yang ke 60 terlihat 3 granul yang terlepas. Pada Formula 2 di menit ke 30 granul masih tertempel pada usus sapi, dan di menit ke 60 terlihat 2 granul yang terlepas dari usus sapi. Pada Formula 3 di menit ke 30 sudah terlihat 1 granul yang terlepas, begitu pula pada menit ke 60, terlihat 2 granul yang terlepas. Dari ketiga formula di menit yang ke 90 dan 120, tidak terlihat adanya granul yang lepas.
Sifat mukoadhesif dari HPMC dapat mencegah hidrasi yang berlebihan dan pembentukan mucilago licin yang dapat lepas dari permukaan mukosa dengan mudah, sedangkan Carbopol dapat menghasilkan pembentukan jaringan yang lebih kuat antara polimer dan membran mukus [7]. Dari hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa formulasi sediaan mukoadhesif yang menggunakan carbopol sebagai polimer mukoadhesif memiliki daya lekat yang baik [12]. Oleh sebab itu, polimer HPMC dan Carbopol sama-sama memiliki daya lekat yang kuat sehingga cocok digunakan sebagai polimer mukoadhesif [7].
4. Kesimpulan
Variasi konsentrasi Carbopol-HPMC berpengaruh terhadap uji kadar air, uji sudut diam, uji Bj, uji kompressibilitas, uji porositas, dan uji mukoadhesif. Formulasi variasi konsentrasi polimer HPMC-Carbopol menghasilkan granul mukoadhesif yang memiliki kemampuan melekat lebih dari 2 jam.
Daftar Pustaka
1. Asif, M. 2012, Review on Phytochemical and Ethnopharmacological Activities of Curculigo orchioides, Mahidol University Journal of Pharmaceutical Sciences, 39:3-4.
2. Mycek, M.J., R.A., dan champe, P.C. 2001,
Farmakologi Ulasan Bergambar, Edisi II, Widya
Medika, Jakarta, Indonesia
3. Dorland, Newman. 2002, Kamus Kedokteran
Dorland, Edisi 29, Penerbit Buku Kedokteran EGC,
Jakarta.
4. Rajput, G. C., et al.. (2010). Stomach specific mucoadhesif tablet as a controlled drug delivery system – a review work. International Journal on
Pharmaceutical and Biological Research,1,1,30-41.
5. Agoes, Goeswin, 2008 Sistem Penghantaran Obat
Mukoadhesif. Desain Bentuk Sediaan
Obat. Teknologi Farmasi Program Pasca Sarjana. ITB,1-22
6. Junginger HE, Verhoef JC, Thanou M.2007. Drug
Swarbrick (Ed.). Encyclopedia of pharmaceutical technology (3rd ed., Vol. 1). Informa Healthcare
USA. New York
7. Majithiya RJ, et al.2008. Enhancement of
mucoadhesion by blending anionic, cationic, & nonionik polymer. Januari 15, 2015.
8. Carstensen, J. T. 2001. Advanced Pharmaceutical Solids. Marcel Dekker Inc., Madison Avenue. New
York. P. 309-310.
9. Lieberman, H. A., Leon Lachman, Kanig J. L.1994.
Teori dan Praktek Farmasi Industri. Edisi II.
Universitas Indonesia-Press. Jakarta. p. 140-149, 183-187, 643-657, 662, 680, 690.
10. Fonner, E., Anderson, N. R., Banker, G. S. 1981.
Granulation and Tablet Characteristic in Pharmaceutical Dosage Form Tablets. Marcel
Dekker Inc. New York. Vol.3
11. Siregar, Charles J. P. 2010. Teknologi Farmasi
Sediaan Tablet. Buku Kedokteran EGC. Jakarta.
p.204, 458-470.
12. Gunawan, S.G., S. 26;3 , 30312 (200) setiabudy, R., Nafrialdi, Elysabeth. 2007, Farmakologi dan
Terapi, Edisi V, Balai Penerbit FKUI, Jakarta,
