COSMETIC STABILITY. Rabu, 18 Nopember 2004, Hotel Menara Peninsula, Slipi, Jakarta

(1)

COSMETIC STABILITY

Pharm.Dr. Joshita Djajadisastra, MS, PhD Departemen Farmasi, FMIPA,

Universitas Indonesia

Disampaikan pada “Seminar Setengah Hari HIKI”

Rabu, 18 Nopember 2004, Hotel Menara Peninsula, Slipi, Jakarta

(2)

PENDAHULUAN

• Stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan

suatu produk obat atau kosmetik untuk bertahan dalam batas spesifikasi yang ditetapkan

sepanjang periode penyimpanan dan penggunaan untuk menjamin identitas, kekuatan, kualitas dan kemurnian produk tersebut

• Sediaan kosmetika yang stabil adalah suatu sediaan yang masih berada dalam batas yang dapat diterima selama periode waktu

penyimpanan dan penggunaan, dimana sifat dan karakteristiknya sama dengan yang

(3)

Sediaan kosmetika tidak dapat

diterima lagi karena

• Perubahan fisika,

• Perubahan kimia dan

(4)

Shelf-Life

• Periode waktu penyimpanan dan

penggunaan itu disebut ‘shelf life’ atau ‘waktu simpan’.

• ‘Waktu simpan’ adalah periode waktu dimana suatu produk tetap memenuhi spesifikasinya jika disimpan dalam

wadahnya yang sesuai dengan kondisi penjualan di pasar

(5)

Jenis spesifikasi

• Spesifikasi ‘release’ adalah spesifikasi yang harus dipenuhi pada waktu

pembuatan, misalnya 95-105%.

• Spesifikasi periksa atau spesifikasi waktu simpan atau spesifikasi umur produk,

adalah spesifikasi yang harus dipenuhi

sepanjang waktu simpannya, misalnya 90-110%.

(6)

Spesifikasi ‘release’ dan spesifikasi

‘waktu simpan’

Waktu simpan minimum : Periode waktu yang dibutuhkan suatu produk yang berada pada batas spesifikasi ‘release’ saat pembuatan untuk mencapai batas spesifikasi periksa

100 105 95 100 110 90

(7)

Stabilitas suatu produk ditunjang oleh dua hal yaitu kestabilan isi kandungan dan interaksi antara isi

kandungan dengan wadahnya

• Stabilitas Produk, yaitu stabilitas dari produk yang disimpan dalam wadah inert dan tidak permeable yang tidak berinteraksi dan

sepenuhnya melindungi produk dari atmosfir

• Stabilitas Produk-Wadah, termasuk semua interaksi yang mungkin terjadi antara produk dan wadah misalnya absorpsi konstituen produk oleh wadah, melarutnya konstituen wadah oleh produk, korosi atau efek buruk lain dari produk pada wadah dan sifat barrier wadah.

(8)

Ketidakstabilan fisik sediaan

• Ketidakstabilan fisika dari sediaan ditandai dengan

adanya pemucatan warna atau munculnya warna, timbul bau, perubahan atau pemisahan fase, pecahnya emulsi, pengendapan suspensi atau caking’, perubahan

konsistensi, pertumbuhan kristal atau perubahan bentuk kristal, terbentuknya gas dan perubahan fisik lainnya

• Kestabilan fisik emulsi atau suspensi dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan kimia dari emulgator, suspending agent, antioksidan,

(9)

Ketidakstabilan kimia sediaan

• Ketidakstabilan kimia ditandai dengan

berkurangnya konsentrasi zat aktif karena terjadi reaksi atau interaksi kimia,

rusaknya eksipien karena hidrolisis dan reaksi sejenis, serta pembentukan

(10)

Ketidakstabilan mikrobiologi

sediaan

• Ketidakstabilan mikrobiologi ditandai dengan pertumbuhan mikroorganisme

yang tampak maupun tidak tampak seperti

Aspergillus niger, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa,

Staphylococcus aureus, Escheria coli,

yang mencemari produk pada waktu pembuatan.

(11)

KESTABILAN EMULSI

• Emulsi adalah sistem yang secara termodinamika tidak stabil

• _{Antarmuka emulsi}_{: Faktor yang menstabilkan} sistem emulsi adalah suatu lapisan surfaktan

dan koloid pelindung yang terdapat pada

antarmuka emulsi yaitu bagian luar dari tetesan • _Koalesense_{terjadi jika jumlah surfaktan dan}

koloid pelindung tidak cukup menyelimuti seluruh antarmuka emulsi

(12)

Emulsi mengandung n tetesan minyak dengan diameter d µm dan density D g/cm3

nDπd3 Q = 6 6 Q n = Dπd3

Q = jumlah fase minyak per cm3 sediaan

Setiap partikel mempunyai luas permukaan πd2, sehingga luas total permukaan adalah n. πd2 = 6 Q / D d

(13)

Contoh soal

• Jika kerapatan minyak 0,9 g/ cm3, jumlah fasa minyak per cm3 adalah 0,75 g dan

diameter globul minyak 10 μm (10-3cm), berapakah luas

permukaan fase minyak ?

Kemudian jika suatu surfaktan dengan bobot molekul 800 dan luas penampang melintang molekular 30Ǻ2 berada dalam emulsi tersebut dengan

konsentrasi 0,2 %, apakah surfaktan tersebut cukup

banyak untuk dapat menutupi seluruh permukaan minyak tadi ? Jawab • A = n πd2 = 6Q/D.d = ( 6x0,75 / 0,9x10-3) = 5 x 103 cm2 • 0,2% surfaktan = 0,2 g/100 cm3_{= 2 mg/ cm}3_{= 2/800} = 2,5 x 10-3 mmol = 2,5 x 10-6 mol = (2,5 x 10-6 mol ) (6,023x1023) = 1,5 x 1018_molekul = 30 Ǻ2_{(1,5 x 10}18₎ = 45 x 1018 Ǻ2 = 4500 cm2

(14)

Kesimpulan

• Ini adalah luas permukaan surfaktan yang dapat menyelubungi permukaan minyak (4500 cm2)

• Karena luas permukaan total globul

minyak yang harus diselubungi adalah

5000 cm2, maka surfaktan yang tersedia tidak cukup untuk menyelubungi seluruh permukaan globul minyak.

(15)

Hubungan antara ukuran globul

dan viskosita

• Kenaikan viskosita akan meningkatkan stabilitas sediaan

• Semakin tinggi viskosita, semakin kecil ukuran globul dan semakin besar volume ratio

• Ukuran globul merupakan indikator utama untuk kecenderungan terjadinya creaming

(16)

Kestabilan sistem

emulgator/koloid pelindung

• Terjadinya kerusakan kimiawi dari surfaktan • Surfaktan non ionik yang sering digunakan

adalah suatu ester yang dapat terhidrolisis atau berinteraksi dengan komponen lain dari emulsi. • Setelah terhidrolisis surfaktan non ionik akan

menghasilkan asam lemak yang merupakan bagian dari fase minyak dan akan menambah jumlah fase minyak

• Menyebabkan kurang tertutupnya tetesan minyak

(17)

Hal yang harus diperhatikan dalam

membuat emulsi

• Tipe emulsi • Sifat reologi

• Penampilan emulsi merupakan fungsi ukuran globul

Ukuran globul (μm) Penampilan 0,005

0,005-0,1 0,1-1

>0,1

Translusen (transparan) Semi transparan, abu-abu Emulsi putih-kebiruan

(18)

Emulsi pecah (breaking) dan koalesens

• Ketidaktercampuran kimiawi antara

emulgator dan bahan lain dalam system emulsi (boraks dan gom akasia)

• _{Pemilihan pasangan surfaktan yang tidak} cocok (HLB yang salah)

• Konsentrasi elektrolit yang tinggi • _{Ketidakstabilan emulgator}

• _{Viskosita yang terlalu rendah} • Temperatur

(19)

Fenomena kerusakan emulsi

• Breaking adalah emulsi memisah menjadi dua fase tersendiri

• Jika proses pemisahan ini lambat, kadang-kadang

muncul sejumlah kecil partikel minyak pada permukaan yang disebut oiling.

• Jika terjadi pemisahan menjadi dua emulsi, fenomena ini disebut creaming

• Flokulasi adalah penggabungan globul yang bergantung pada gaya tolak menolak elektrostatis (zeta potensial)

• Koalesens adalah penggabungan globul yang bergantung pada sifat film antar muka

(20)

Sifat listrik pada antar muka

• Kation lebih sukar larut dalam fase minyak dari pada anion, dan hal ini meningkatkan tetesan yang bermuatan negatif (pembentukan zeta-potensial dalam suspensi)

• Turunnya potensial pada film bergantung pada keadaan elektrolit (terbentuk diffuse double layer di kedua cairan, yang merupakan kebalikan dari suspensi, dimana hanya terbentuk satu diffuse double layer).

• Elektrolit dapat meningkatkan atau memperburuk stabilita. Jika elektrolit menghilangkan perlindungan yang diberikan oleh sistem surfaktan/koloid pelindung maka terjadilan koalesens

• Sering juga terjadi elektrolit mempunyai efek mengurangi kekuatan mengemulsi dari surfaktan sehingga menyebabkan salting out atau pengendapan sesungguhnya dari surfaktan.

• Namun dalam beberapa hal elektrolit dapat dengan mudah

mempengaruhi turunnya potensial pada kedua double layer dan dapat menstabilkan sistem suspensi.

(21)

UJI STABILITA SISTEM EMULSI

• UJI DIPERCEPAT : Pengujian ini dimaksudkan untuk

mendapatkan informasi yang diinginkan pada waktu sesingkat mungkin dengan cara menyimpan sample pada kondisi yang

dirancang untuk mempercepat terjadinya perubahan yang biasanya terjadi pada kondisi normal

• Pengujian tersebut antara lain :

Elevated temperature – indikator kestabilan

Elevated humidities – untuk menguji kemasan produk

Cycling test termasuk freeze-thaw test – untuk menguji terbentuknya kristal/awan

Pemaparan terhadap cahaya – untuk menguji keadaan di pasar

Shaking test dan Centrifugal test – untuk menguji pecahnya emulsi

(22)

KONDISI PENGUJIAN

• Uji penyimpanan pada suhu 4oC/kelembaban kamar :

1 minggu

• Uji penyimpanan pada suhu kamar : 20o_atau

25o_{C/kelembaban kamar selama 0, 1, 2, 3, 4 bulan, satu tahun}

• Uji penyimpanan pada suhu -20oC : _{24 jam (pengukuran}

dilakukan setelah dilelehkan)

• Uji penyimpanan pada suhu -5oC : ₁_{minggu (pengukuran}

dilakukan setelah dilelehkan)

• Uji penyimpanan pada suhu 40oC/kelembaban

kamar (ICH guideline) : 3 hari, 1,2,3,4 minggu; 2, 3, 6 bulan

• Uji penyimpanan pada suhu 45oC/kelembaban

kamar (FDA guideline) : 3 hari, 1,2,3,4 minggu; 2,3 bulan

• Uji penyimpanan pada suhu 50oC/80% RH : 1,3 hari; 1

(23)

Ekstrapolasi pada keadaan normal

• Penyimpanan pada suhu 37o-45oC selama

3 bulan tanpa ada tanda ketidakstabilan menunjukkan bahwa produk stabil pada suhu kamar (25o-30oC) selama lebih

kurang setahun, dengan menganggap

bahwa reaksi yang terjadi pada suhu yang dinaikkan sama dengan reaksi yang terjadi pada suhu kamar.

(24)

Cycling test

• Siklus antara suhu kamar/suhu 45oC

masing-masing selama 24 jam sebanyak 6 siklus

• Freeze/Thaw antara 4oC dan 40o atau

45oC

• Freeze/Thaw antara -30oC/suhu kamar

selama 24 jam sebanyak minimum 6

siklus untuk semua larutan, emulsi, krim, cairan dan semisolid lain

(25)

Pemaparan pada cahaya

• Dipaparkan pada cahaya sianghari selama 1 tahun,

bukan pada matahari langsung

• Pemaparan terusmenerus selama 1-2 minggu dalam lemari uji cahaya yang berisi bateri tabung fluorescens dimana sample ditempatkan sejauh 1 kaki dari sumber cahaya, sumber cahaya biasanya tipe Polarite-daylight, 40 w (Thorn-EMI) dengan panjang tabung 132 cm dan batere dengan 12 tabung cukup untuk mendapatkan pencahayaan seperti cahaya sianghari

• Dengan lampu Xenon 1-2 minggu • Dengan sinar UV 1-2 minggu

(26)

Uji mekanis

• Uji vibrasi/Shaking Test selama 1 minggu dan bisa dilakukan pada 30o atau 40oC

(27)

Parameter uji kestabilan

• Organoleptik/ penampilan fisik : warna, bau, pemisahan • Viskosita, untuk emulsi kosmetika diharapkan sifat

reologinya adalah viskoelastis pada viskosimeter multi point. Setiap sample yang telah diuji sifat reologinya tidak dapat lagi digunakan untuk pengukuran

berikutnya. Pengukuran reologi pada sample yang

disimpan pada suhu yang dinaikkan tidak dianjurkan karena akan memberikan interpretasi yang salah

• Ukuran partikel sebaiknya dapat dilakukan tanpa harus mengikuti prosedur pengenceran yang rumit. Kenaikan ukuran partikel yang kontinu menunjukkan

ketidakstabilan kecuali sediaannya sangat encer • pH

(28)

KESTABILAN ‘ZAT AKTIF’

DALAM KOSMETIKA

• persamaan Arrhenius

• ICH dan FDA guidelines menyepakati

kadar zat aktif yang diterima adalah 95% dan senyawa hasil urainya harus dapat dideteksi, diisolasi dan diidentifikasi.

(29)

KETIDAKSTABILAN BAHAN PEMBANTU

SEDIAAN KOSMETIKA

• _{Transesterifikasi}

• _Solubilisasi

(30)

SELEKSI SAMPEL

• _{Sampel Formulasi}

• _{Sampel Pilot Plant}

• Sampel Production Batch

(31)