Dispersed phase Continuous phase Interface

DISPERSI KASAR:

SUSPENSI & EMULSI

Dispersed Systems

Dispersed phase

Continuous phase

•

Emulsion:

Liquid

drug in liquid vehicle:

•

Suspension:

Solid

drug in liquid vehicle

Coarse Dispersions



Oil-in-water emulsions (o/w)



Water-in-oil (w/o)

Reasons for Use



Drug is

insoluble



_{Drug is more}

_stable

_in

suspension or emulsion



There is a need to

control

the

rate of

release

of the drug

Routes of Administration



Oral



_Ocular



_Otic



_Rectal

SUSPENSI: Konsep

 Suspensi farmasetik adalah dispersi kasar yang di

dalamnya terdispersi partikel-partikel padat yang tidak

larut dalam medium cair. Sebagian besar partikel tersebut memiliki diameter lebih besar dari 0,1 μm; di bawah

pengamatan mikroskop, sebagian partikel menunjukkan gerak Brown jika dispersi memiliki viskositas yang rendah.

 _{Suspensi berperan dalam dunia farmasi dan kedokteran}

dengan memberikan bentuk sediaan yang mengandung bahan bahan tak larut yang jika terlarut sering memiliki rasa yang tidak enak.

 Suspensi juga berperan dengan menyediakan bentuk

sediaan yang sesuai untuk pemakaian dermatologis pada kulit dan terkadang ke dalam membran mukosa, dan

Suspensi yang dapat diterima memiliki

mutu tertentu yang diinginkan,

diantaranya:

1. Bahan tersuspensi tidak mengendap dengan cepat

2. Partikel-partikel yang turun ke dasar wadah tidak membentuk gumpalan padat, tetapi harus dapat tersuspensi kembali

dengan mudah dan menjadi campuran homogen jika wadah dikocok

Wetting

Well Formulated

Suspension



Resuspend

easily upon shaking



Settle

rapidly after shaking



Homogeneous

mix of drug



Physically and chemically

stable

during its shelf life



Sterile

(parenteral, ocular)

Physical Stability

• the large surface area of dispersed particles results in high surface free energy DG = _SL DA

• thermodynamically unstable

• can reduce _SL by using surfactants but not often can one reach DG = 0

Interfacial Phenomena

flocculation or caking

 determined by forces of attraction (van der Waals)

versus forces of repulsion (electrostatic)

_{deflocculated}

 repulsion> attraction

 affected by [electrolytes]

flocculated

“External” Forces Acting

on Particles

V(



-



_o

)g

2-5



m

Gravity

_{Brownian Movement}



Sedimentation

equilibrium:

Gravity is

neutralized by

Sifat Antarmuka Partikel

Tersuspensi

 Partikel-partikel dalam suspensi cair cenderung

berflokulasi, yaitu membentuk gumpalan yang lunak

dan ringan yang tergabung bersama-sama karena gaya van der Waals yang lemah.

 _{Pada kondisi tertentu, partikel-partikel dapat menyatu}

dengan gaya yang lebih kuat dan membentuk agregat. Penggumpalan (caking) sering terjadi karena

pertumbuhan dan peleburan kristal-kristal dalam endapan dan menghasilkan suatu agregat padat.

 Pembentukan setiap tipe aglomerat, baik bentuk flokulat maupun agregat, digunakan sebagai ukuran

Sifat Antarmuka Partikel

Tersuspensi

 Peningkatan kerja, W, atau energi bebas permukaan,

ΔG, didapat dengan membagi padatan menjadi partikel-partikel yang lebih kecil sehingga

meningkatkan luas permukaan total, ΔA, yang digambarkan pada persamaan berikut:

Sifat Antarmuka Partikel

Tersuspensi

 Tegangan antarmuka dapat diturunkan melalui

penambahan suatu surfaktan, tapi biasanya tidak dapat dibuat = 0.

 Karena itu, suatu suspensi yang terdiri dari partikel-partikel tidak larut biasanya memiliki tegangan

antarmuka positif yang terbatas, dan partikel-partikelnya cenderung membentuk flokulat. Analisis setipe juga

dapat dilakukan pada pemecahan suatu emulsi.

 Gaya pada permukaan partikel mempengaruhi derajat flokulasi dan aglomerasi dalam suatu suspensi. Gaya tarik menarik yang terjadi adalah tipe London van der

Settling and Aggregation



The suspension shall

form loose networks of

flocks

that settle rapidly,

do not form cakes and

are easy to resuspend.



Settling and aggregation

may result in formation of

cakes

(suspension) that

is difficult to resuspend or

phase separation

(emulsion)

flock

Sediment Volume

F=0.5 F=1.0 F=1.5

F={volume of sediment V_u}/{original volume V_o}

•V_o

•V_u

•V_o

Partikel-partikel yang terdeflokulasi mengendap secara

perlahan-lahan dan pada akhirnya membentuk suatu

sedimen dengan agregat dan gumpalan keras yang sulit

untuk disuspensikan kembali.

Partikel-partikel yang terflokulasi terikat lemah,

mengendap cepat, tidak membentuk

DLVO (Derjaguin & Landua, Verwey

& Overbeek): Optimal Distance

Distance

Energy

Attraction

Repulsion

Attraction

Deflocculated Condition

• repulsion energy is high

• particles settle slowly

• particles in sediment compressed over time to form a cake (aggregation)

• difficult to re-suspend caked sediment by agitation

Flocculated Condition

• weakly bonded to form fluffy conglomerates

• 3-D structure (gel-like)

• settle rapidly but will not form a cake - resist close-packing

• easily re-suspended

Controlled Flocculation

Zeta-potential

F=V

_u

/V

_o

Caking Caking Non-caking

Flocculating Agent

+

+

- Flocculating agent

changes zeta-potential of the particles (it can be electrolyte,

charged surfactant or charged polymer adsorbing on a

surface).

 If the absolute

value of the zeta-potential is too high the system

deflocculates because of

Flokulasi Terkendali



Dengan berasumsi bahwa serbuk terbasahi

dan terdispersi dengan baik, dapat kita

pertimbangkan berbagai cara untuk

menghasilkan flokulasi terkendali sehingga

mencegah terbentuknya sedimen padat yang

sulit terdispersi kembali.



Hiestand, membahas bahan-bahan yang

digunakan untuk menghasilkan flokulasi

Flokulasi Terkendali

 Elektrolit bekerja sebagai bahan pemflokulasi dg mengurangi sawar elektrik antarpartikel, seperti dibuktikan oleh penurunan potensial zeta &

pembentukan jembatan antara partikel-partikel

berdekatan yg menghubungkan partikel-partikel tersebut dalam suatu struktur yg longgar.

 Surfaktan telah digunakan untuk menghasilkan flokulasi partikel-partikel tersuspensi. Konsentrasi yg diperlukan untuk mendapatkan efek ini perlu diperhatikan karena senyawa ini juga dapat bekerja sebagai bahan

pembasah & bahan pendeflokulasi.

 Polimer hidrofilik juga bekerja sebagai koloid pelindung, dan partikel-partikel yg terlapisi dg cara ini memiliki

Other Considerations



temperature



raising T often causes flocculation of

sterically stabilised suspensions



freezing may result in cake formation

EMULSI

Emulsi adalah suatu sistem yang tidak stabil secara

termodinamika yang terdiri dari sedikitnya dua fase cair

tak tercampurkan, salah satunya terdispersi sebagai

Emulsification

EMULSI



Konsistensi fase terdispersi atau fase kontinu

dapat berkisar dari cairan yang mudah

mengalir hingga semipadat.



Sistem teremulsi berkisar dari losion dengan

viskositas yang relatif rendah hingga salep dan

krim yang bersifat semipadat.

EMULSI



Bahan pengemulsi dapat dibagi menjadi 3

kelompok, yaitu:

1. Bahan aktif permukaan (surfaktan), yang diadsorpsi

pada antarmuka minyak-air untuk membentuk selaput monomolekul dan mengurangi tegangan antarmuka.

2. Koloid hidrofilik, yang membentuk selaput

multimolekul di sekeliling tetesan-tetesan minyak yang terdispersi dalam emulsi m/a.

3. Partikel padat yang terbagi dengan halus, yang

diadsorpsi pada antarmuka antara dua fase cair tak tercampurkan dan membentuk suatu selaput

EMULSI

 _{Faktor umum untuk ketiga kelompok bahan pengemulsi}

SEMIPADAT ̴ ̴ ̴ GEL



_{Gel merupakan suatu sistem padat atau}

semipadat yang sedikitnya mengandung 2

konstituen, yang terdiri dari massa

terkondensasi yang dilingkupi dan

diinterpenetrasi oleh cairan.



Jika cairan banyak mengandung matriks

koheren, produknya sering disebut jeli. Jika

cairannya dihilangkan dan hanya tinggal

SEMIPADAT ̴ ̴ ̴ GEL

 Hidrogel mengandung sejumlah besar air, tetapi tidak larut dalam air dan, karena sifat-sifat ini, hidrogel

sering digunakan dalam rancangan obat topikal.

 _{Kecepatan difusi obat bergantung pada struktur fisik}

jaringan polimer dan sifat kimianya. Jika gel sangat terhidrasi, difusi terjadi melalui pori-pori. Dalam gel

yang lebih sedikit terhidrasi, obat terlarut dalam polimer dan diangkut di antara rantai-rantai.

 Massa gel dapat terdiri dari

flokulat partikel-partikel kecil dan bukan molekul-molekul besar, seperti yg ditemukan dalam gel Al(OH)3, magma bentonit, & magma magnesia. Struktur gel dalam sistem 2 fase ini tidak

selalu stabil (Gambar 17-14a; b). Gel-gel ini dapat bersifat

tiksotropik, yaitu membentuk semipadat selama pendiaman & menjadi cair bila diaduk.

 Gel juga dapat terdiri dari

makromolekul yg berada sebagai untaian anyaman berbentuk tikar (Gambar 17-14c).

SEMIPADAT ̴ ̴ ̴ GEL

 Untaian-untaian ini sering terikat bersama dg gaya van der Waals yg lebih kuat

Sineresis & Pengembangan

 Jika dibiarkan selama beberapa lama, suatu gel sering menciut secara alami, dan sebagian cairannya

tertekan keluar. Fenomena yang disebut sebagai

sineresis ini diperkirakan terjadi akibat struktur matriks atau serabut gel yang terus menerus mengasar

sehingga menimbulkan efek penekanan keluar.

 Sineresis terlihat pada jeli makanan dan pencuci mulut gelatin.

 “Keluaran” terkait dengan pelepasan minyak atau air

Sineresis & Pengembangan

 Kebalikan sineresis adalah penyerapan cairan oleh suatu gel yang menghasilkan peningkatan volume. Fenomena ini dikenal sebagai pengembangan

(swelling).

 Gel juga dapat mengambil sejumlah tertentu cairan tanpa adanya peningkatan volume yang terukur, dan ini disebut imbibisi.

 _{Cairan yang dapat menyebabkan terjadinya}

Bioavailability from Coarse Dispersions

I. Bioavailability from Suspensions II. Bioavailability from Emulsions.

Bioavailability of indoxole (NSAID) in different dosage forms