NASAL DRUG DELIVERY - DEFINISI
Sistem pelepasan obat dimana obat akan
diberikan dan dilepaskan di rongga nasal.
Bentuk sediaan biasanya berupa obat tetes
atau spray.
Beberapa obat dilepaskan di rongga nasal
1.
efek lokal
obat tetes hidung atau spray
seperti dekongestan, antibiotik dan mukolitik.
2.
sirkulasi sistemik contohnya obat migrain atau
senyawa aktif obat tersebut tidak dapat
diberikan secara oral karena akan
Nasal Vestibule atau ruang depan hidung adalah
bagian paling anterior dari rongga hidung yang
Olfactory Region atau wilayah penciuman terletak di
puncak rongga hidung. Hal ini dilapisi oleh sel penciuman dengan reseptor penciuman.
Repiratory Region atau wilayah pernapasan adalah
yang terbesar, dan dilapisi oleh epitel bersilia psudeostratifed. Dalam epitel yang diselingi sel goblet mukus
Fungsi konka adalah untuk meningkatkan luas
Oleh
Marina Ika Irianti
1106065716
RUTE TRANSPOR DAN
Pada sistem pengantaran obat melalui intranasal,
absorbsi obat menjadi faktor penting dalam menentukan efektivitas obat.
Ada 2 rute utama terjadinya absorbsi obat yang
diberikan secara intranasal, yaitu :
Rute Paraselular
Rute Paraselular
•
Rute paraselular merupakan rute yang
melalui celah diantara sel epitelial
dengan mekanisme
difusi pasif
atau
penarikan oleh pelarut.
•
Permeabilitas paraselular dari epitel
nasal hampir sama dengan usus
sehingga molekul kecil yang hidroflik
dapat berdifusi secara pasif melalui sel.
•
Difusi pasif di antara sel dapat terjadi
karena
adanya
gradient
atau
Rute transelular merupakan rute yang melewati sel
epithelial
Terjadi melalui beberapa mekanisme seperti difusi
pasif, transport melalui pembawa, atau dengan membuka tight junction.
Rute transelular berperan dalam transport obat yang
bersifat lipoflik. Difusi pasif di antara sel dapat terjadi karena adanya gradient atau perbedaan konsentrasi, dengan laju absorpsi sesuai dengan hukum Fick’s pertama.
Derajat ionisasi obat, pKa obat, dan pH lingkungan
merupakan factor yang penting dalam absorbsi transelular secara difusi pasif.
APLIKASI LOKAL
Zat aktif Merk dagang Indikasi
Azelastin Astelin Antihistamin H1-bloker
Beklometason Beconase Rinitis alergi, asma kronis, bronkitis non-asmatikus
Budenosid Rhinocort Asma, rinitis, alergi, crohn’s disease
Levocabastin Livostin rhino-sinusitis
Mometason Nasonex rhino-sinusitis
Olapatadin Patanase rhino-sinusitis
Natrium kromoglikat Nasalcrom Rhinitis alergetika sepanjang tahun dan musiman
Triamsinolon asetonida Nasacort Rhinitis alergi intermiten sedang-berat
Pemberian obat melalui intranasal menunjukkan availabilitas sistemik yang lebih baik dibanding rute oral atau intravena
Contoh:
analgesik(morfn), obat-obat kardiovaskuler seperti propranolol dan carvedilol, hormone seperti levonorgestrel, progesterone, dan insulin, obat-obat antiinfamasi seperti indometasin dan ketorolac, serta obat-obat antiviral seperti asiklovir
Zat aktif Merk dagang Indikasi
Estradiol Aerodiol Terapi pengganti hormone Nikotin Nicotrol NS Candu rokok
Sianokobalamin Nascobal Defisiensi vit B12
Desmopresin Desmospray Mengontol dehidrasi dari pasien diabetes insipidus
Oksitosin Syntocinon Stimulan laktasi
Kalsitonin salmon Miacalcin Pengobatan meno-pausal, osteoporosis Buserelin Suprefact Pengobatan kanker prostat
Nafarelin Synarel Endometriosis Zolmitriptan Zomig nasal
Sumatriptan Imigran Pengobatan migraine dan sakit kepala Fentanil Instany
Butorfanol Stadol NS Mengurangi nyeri Vaksin influenza FluMist Mencegah flu
Pengantaran obat ke SSP terjadi melalui olfactori
neuroepithelium.
Meskipun melalui olfaktori berpotensial untuk
menembus sawar darah otak, namun P-gp juga terdapat di area ini.
Graf et.al mengkonfrmasi bahwa P-gp terdapat di
olfactory ephitelium dan endothelial sel yang
megelilingi olfactory bulb. Selain itu juga tedapat transport obat melalui system saraf trigeminal dari rongga hidunng menuju system saraf pusat.
Terdapat beberapa barrier pada system penghantaran
obat ini yaitu
Tight junction pertahanan elektrik transendotelial (1500-2000 Ω.cm2) yang lebih besar dari organ lain seperti kulit,
kandung kemih, kolon dan paru-paru (3-33 Ω.cm2).
multidrug efux protein transporters dapat mengurangi potensi obat untuk berpenetrasi secara sistemik ke sistem saraf pusat, contoh P-gp.
G A M B A R. P- G LI KO P R O T E I N , P OM PA E FF LU X B E R G A N TU N G AT P , U N T U K M E N C E G A H IN F LU X OB AT DA R I M E M B RA N
Tidak melalui FPM pada hepar
FPM pada
mukosa nasal.
Enzim
:
monooksigenase,
reduktase,
transferase, esterase, dan enzim proteolitik
pada mukosa nasal, sekret nasal, sel
epithelial nasal (pada sitosol) dan lamina
propria
Fase
I
oksidatif
(sit-P450
dependen
monooksigenase)merupakan
FPM
untuk
xenobiotik, dan juga dekongestan nasal,
anestesi, alkolhol, nikotin dan kokain.
Aktivitas katalilitik daerah olfaktori > daerah
pernapasan
Enzim fase II (glutation transferase) banyak
ditemukan pada mukosa nasal.
Pada penghantaran protein dan peptide.
aktivitas peptidase (eksopeptidase dan
endopeptidase) dan protease terjadi pada epithelium nasal dan sekret nasal.
Aminopeptidase : enzim proteolitik utama pada mukosa nasal.
Klirens dari formulasi obat dari mukosa nasal akan
berkurang pada pasien dengan kondisi patologis, yang cenderung merusak fungsi silia :
- Fungsi silia optimal pada pH 7-10 untuk trakea dan jaringan bronkhial
- Bakteri seperti Haemophilus infuenza dan
Staphylococcus mengganggu gerak silia - Peningkatan klirens mukosa : merokok
- Penurunan klirens mukosa : penderita rhinitis alergi, rhinitis atropic, dan sinusitis kronik
- Penurunan klirens mukosiliari : pasien dengan
diskinesia silia primer, pasien fbrosis sistik (akibat jumlah mucus yang tidak normal walaupun fungsi dari silia normal), pasien diabetes mellitus
Fibya Indah
1006775041
FORMULASI OBAT, CONTOH
Molekul dengan BM kurang dari 1000 lebih
banyak terabsorpsi daripada molekul dengan BM
lebih besar dari 1000.
Bentuk molekul siklik memiliki absorpsi lebih baik
daripada bentuk yang liniear.
Ukuran partikel juga berpengaruh karena partikel
sebesar 10
μ
m dapat melewati rongga hidung dan
terdeposit di paru-paru (sediaan spray). Untuk
formulasi serbuk, ukuran partikel yang lebih
besar dari 50
μ
m telah terbukti memiliki
Hal lain yang perlu diperhatikan dalam
formulasi intranasal adalah konsentrasi
larutan dan volume
Volume yang dapat dihantarkan dibatasi
oleh
ukuran
rongga
hidung,
dengan
Sifat eksipien pada fomulasi nasal digunakan sesuai
dengan bentuk sediaan dan sistem penghantarannya.
Solubilizer
yang biasa digunakan dapat
berupa solvent konventional atau kosolven
seperti glikol, alcohol. Bahan tersebut dapat
meningkatkan kelarutan obat. Dapat juga
digunakan surfaktan atau siklodestrin.
Pengawet
pada
formulasi
intranasal
Antioksidan
digunakan
untuk
mencegah
degradasi obat, berdasarkan profl kelarutan.
Antioksidan yang biasa digunakan diantaranya
sodium metabisulfte, sodium bisulfte, butylated
hydroxy toluene dan tokoferol.
Humektan
dapat ditambahkan pada sediaan
Nasal drops
(tetes hidung)
NASAL POWDERS
Nasal sprays
(solution/suspensi)
Nasal mucoadhesive particulate
delivery
(mikro/nanopartikel,
liposom)
Nasal ointments
HAL-HAL YANG PERLU
mikrosfer, hidrogel, dan liposom dapat
digunakan dalam rute nasal dan dapat
meningkatkan absorpsi, menurunkan
klirens mukosiliari, dan memperlama
waktu tinggal obat dalam rongga
hidung.
PEMBAWA SEDIAAN INTRANASAL
Siklik oligosakarida yang memiliki permukaan luar
hidroflik dan rongga lipoflik sehingga obat nonpolar bisa masuk.
Agen pengompleks untuk meningkatkan absorpsi
sediaan nasal dengan meningkatkan kelarutan dan stabilitas obat.
Vesikel fosfolipid yang terdiri dari lipid
bilayer
Enkapsulasi yang efektif pada molekul
besar
dan
kecil
dengan
rentang
hidroflisitas dan nilai pKa yang luas
(Alsarra et al, 2008).
Meningkatkan absorpsi sediaan nasal
seperti pada insulin dan kalsitonin
dengan
meningkatkan
penetrasi
membran.
Mikrosfer biasanya berasal dari polimer mukoadesif
seperti kitosan dan alginate, yang memberi keuntungan untuk penghantaran sediaan nasal.
Faktor Fisikokimia
Obat dan Faktor
Formulasi
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
ABSORPSI OBAT DALAM
INTRANASAL DDS
FAKTOR
FISIKOKIMIA OBAT
Lipoflisitas
• Obat-obat lipofl diabsorpsi
secara baik dengan laju
absorpsi cepat melalui rute transeluler.
• Jika terlalu lipofl obat tidak
larut dalam lingkungan berair di rongga hidung
mempercepat klirens mukosilia (MCC) waktu kontak dengan membran hidung berkurang permeasi berkurang.
Bobot molekul
• Pada senyawa lipofl : BM
> 1 kDa absorpsinya mulai berkurang secara signifkan
• obat hidroflik : absorpsi
lebih bervariasi, misalnya Na cromoglycate
(absorpsi cepat), absorpsi peptida dan protein
bervariasi dari 100% (penta peptida),
metkephamid (BM 660 Da), sampai 1%
pKa
Bentuk molekul akan lebih
mudah diabsorpsi daripada bentuk ion (bermuatan)
oleh membran mukosa
hidung dipengaruhi nilai pKa obat dan pH mukosa hidung (5,0-6,5).
Terutama berpengaruh
untuk senyawa-senyawa polar (hidroflik).
FAKTOR
FISIKOKIMIA OBAT
Stabilitas
• Lingkungan rongga hidung memiliki kemampuan untuk memetabolisme obat
secara enzimatik mengurangi stabilitas biologis dari obat
dibentuk pro-drug maupun menggunakan inhibitor
enzim.
• Disisi lain, beberapa obat juga mungkin tidak stabil akibat mengalami hidrolisis, oksidasi, isomerisasi, reaksi dekomposisi atau
polimerisasi.
Kelarutan
• Agar dapat diabsorpsi obat
harus terdisolusi di dalam cairan mukosa hidung
sehingga dapat terdispersi secara molekuler dan
Konsentrasi (Kadar)
Absorpsi pada intranasal DDS : difusi
pasif (transeluler dan paraseluler)
juga
dipengaruhi oleh konsentrasi obat dalam
larutan pada membran.
Semakin tinggi konsentrasi
perbedaan
gradien konsentrasi yang mendorong
terjadinya difusi juga semakin besar.
Oleh karena itu, jika obat diformulasikan
sebagai larutan, dipilih konsentrasi
tertinggi yang kompatibel dengan volume
dan dosis yang akurat.
pH
pH formulasi : sesuai pH
stabilitas obat dan dapat meyakinkan jumlah
terbesar dari spesies obat yang tidak
terionisasi (bentuk
molekul) dilepaskan dari sediaan.
pH juga sedapat mungkin
sesuai atau mendekati pH mukosa hidung ( 5,0-6,5 ) sehingga tidak
menyebabkan iritasi.
FAKTOR FORMULASI
Viskositas
•
Peningkatan
viskositas larutan
memperlama waktu
kontak antara obat
dan mukosa hidung
sehingga dapat
meningkatkan potensi
penyerapan obat.
•
Viskositas tinggi
dapat mengganggu
klirens mukosilia
(MCC) sehingga
meningkatkan
Bentuk Sediaan
Tetes hidung : sediaan intranasal paling sederhana,
namun tidak dapat menghantarkan obat dalam jumlah yang terukur secara tepat dan dapat mengakibatkan overdosis.
Untuk dapat diabsorpsi, aerosol harus terdeposisi lalu
diikuti dengan disolusi partikel padat saat digunakan.
Bentuk semprotan larutan lebih disukai daripada
semprotan bubuk karena dapat menyebabkan iritasi mukosa hidung.
Saat ini dikembangkan sistem khusus seperti emulsi
lipid, mikrosfer, liposom dan flm meningkatkan absorpsi.
Eksipien
Eksipien dalam formulasi mungkin dapat menyebabkan
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PENGHANTARAN SECARA INTRANASAL
Idam Titis Permana
FAKTOR FISIOLOGIS
Absorbsi dan bioavailibilitas obat secara garis besar dipengaruhi oleh luas area absorbs yang tersedia,
lama waktu kontak antara obat dan are absorpsi, adanya proses metabolism sebelum dan saat
absorpsi, keadaan keabnormalan atau patologi
AREA ABSORBSI
Eptelium respiratori terdiri dari 4 tipe sel yang
berbeda: basal, mukosa yang mengandung goblet, bagian bersilia, dan daerah yang tidak bersilia.
Luas permukaan rongga nasal 160 cm2.
Sel pada daerah respirasi terdiri dari 300 mikrovilli
Meskipun demikian efektivitas area permukaan untuk
absorbsi dipengaruhi oleh tipe sediaan pada penghantaran obat.
Diantaranya adalah diameter partikel.
Partikel > 10µm tersaring oleh vibrissae pada rongga hidung.
Partikel 5-10 µm terdeposit pada jalur nasal, kemudiann akan dibersihkan melalui proses pembersihan mukosiliari.
ALIRAN DARAH
Pada vascular nasal terdapat venous sinusoid,
arteriovenus anastosome, dan vascular rongga nasal memiliki banyak pembuluh darah.
Suplai darah yang besar dalam rongga nasal obat yang diabsorpsi mempunyai onset aksi yang cepat.
Aliran darah nasal juga mengatur ukuran lumen nasal.
Adanya factor lain seperti perubahan mood atau emosi, hiperventilasi, dan olahraga dapat
Arteriol nasal mengandung membrane elastic dalam
jumlah yang sangat sedikit membran dasar
endothelial bersambungan dengan membrane dasar sel-sel otot polos.
Hal tersebut menybabkan aliran darah yang cepat
WAKTU KONTAK
Lamanya waktu kontak obat dengan jaringan absorpsi
banyaknya obat yang akan menembus mukosa.
Dipengaruhi oleh kecepatan klirens obat dari area
absorpsi oleh klirens mukosiliari dan metabolism.
Klirens mukus dari hidung berlangsung setiap10-20
Partikel yg terdeposit pada daerah bersilia (turbinat)
klirens berlangsung cepat.
Partikel terdeposit pada daerah tidak bersilia
(anterior rongga hidung) klirens berlangsung lambat.
PENGHALANG MUKUS
Mukus mengandung polymorphonuclear leucosytes dan
eosynophyls. Terdiri dari 2,5-3% garam, 1-2% musin
(sulphurated scyderoprotein) dan 95% air. Juga mengandung Lyzozym, enzim dan immunoglobulins, dan protein lain.
Berperan sebagai physical barrier difusi obat
Memperlambat difusi air
Berikatan dengan obat
Ikatan obat dengan mucin difusi menurun
Molekul obat bermuatan (+) berikatan dengan mukus glikoprotein melalui interaksi elektrostatik dengan komponen bermuatan (-) residu asam silalik dan sulfate ester.
KEADAAN PATOFISOLOGIS
Kecepatan klirens mukosiliari dan kapasitan absorbsi
nasal dipengaruhi oleh kondisi patofsiolgi rongga nasal dan hal ini akan mempengaruhi kecepatan klirens dari obat.
Contoh penyakit : rhinitis, fu ringan, alergi, sinusitis,
asma, polip pada hidung, sindrom Sjogren dan Kartagener. Selain itu faktor lingkungan seperti kelembaban, suhu dan polusi juga mempengaruhi kecepatan klirens nasal.
Demam dan fu hipersekresi mukus, hidung tersumbat.
Obat tidak dapat memberikan dosis yang optimal/
AKTIVITAS ENZIMATIK
Mukasa hidung memiliki enzim eksopeptidase (seperti
aminopeptida, metilloproteinase, dll) dan
endopeptidase (cerynproteinase, cysteinproteinase, metalloproteinase, dll).
Enzim-enzim tersebut menyebabkan degradasi
peptida dan protein (A. Yekta Ozer. 2007)
Enzim- enzim pada epitel nasal berfungsi dalam
Aktivitas enzimatik pada rongga hidung < GIT
Namun aktivitas CYP P450 di olfaktori jaringan epitel
nasal lebih besar daripada di hati.
Nasal dekongestan, anestesi, nikotin dan kokain
IMMUNOLOGICAL CLEARANCE
Sistem imun berfungsi untuk mengenali dan
mengeliminasi materi asing.
Antibodi disekresi pada rongga hidung dan terdapat
pada lapisan mukus
Dapat menetralkan antigen pada mukosa hidung.
Dapat menyebabkan munculnya gejala alergi seperti
Yekta Ozer. 2007. Alternative Applications for Drug Delivery: Nasal and Pulmonary Routes. Turkey: Hacettepe University, Faculty of Pharmacy,
Department of Radiopharmacy, Ankara 06531.
Swatantra K.S. Kushwaha; Ravi Kumar Keshari; and A.K. Rani. 2011. Advances in Nasal Trans-Mucosal Drug Delivery. India: Pranveer Singh Institute of
Technology. Journal of Applide Phamceutical Science 01 (07);2011:21-28. Publised by www.jasposline.com
.
1. Luas permukaan besar Rongga nasal memiliki luas permukaan kira-kira 360 cm2 untuk absorpsi obat
2. Suplai darah yang besarabsorpsi dan onset aksi yang cepat.
3. Aktivitas metabolik yang rendah
4. Kemudahan akses
5. Kemudahan dalam pemberianAlat nasal seperti dosis terukur nasal spray, lebih sederhana untuk pasien dan dapat lebih mudah diterima dibanding suppositoria untuk rute intravaginal dan rektal.
6. Alternative intestinal, dilakukan ketika rute gastrointestinal tidak dapat dilakukan seperti pasien dengan mual dan
muntah, pasien dengan kesulitan menelan atau anak-anak, obat yang tidak stabil dalam cairan gastrointestinal, obat yang mengalami frst pass efect dalam jumlah besar
1. Klirens mukosiliari mengurangi waktu retensi obat dalam rongga nasal dan kesempatan untuk absorpsi.
2. Penghalang mucus. Difusi obat mungkin terbatasi dengan
penghalang fsik dari lapisan mucus dan terikatnya obat dengan musin.
3. Terbatas untuk molekul poten. Obat dengan berat molekul tinggi (sulit diabsorpsi), rute ini terbatas hanya untuk molekul obat yang poten dengan kadar plasma efektif dalam ng mL- 1 atau kurang
4. Kurangnya reprodusibilitas. Permasalahan utama dalam pemberian intranasal adalah apakah hal tersebut dapat memberikan absorpsi yang dapat diandalkan.Perubahan permeabilitas absorpsi dapat mempengaruhi apakah absorpsi obat lebih tinggi atau rendah dari seharusnya
5. Efek samping. Iritasi local dan sensitiftas terhadap obat harus
diperhatikan. Epitel nasal dan dalam particular silia sangat sensitive dan rapuh.Kerusakan pada epithelium dapat mengakibatkan
mukosiliari yang tidak normal yang berhubungan dengan penyakit pernapasan
Dinda Rahma Sesha
100670502 2
PENGEMBANGAN
TEKNOLOGI TERBARU
DALAM PENGHANTARAN
LATAR BELAKANG PENGEMBANGAN
TEKNOLOGI TERBARU INTRANASAL
Berikut ini beberapa cara yg digunakan untuk
Lamanya waktu kontak antara obat dan daerah
absorpsinya dapat meningkatkan bioavailabilitas
dari obat. Karena obat dapat dibersihkan dari rongga nasal melalui mekanisme mucociliary clearance,
menelan dan atau melalui metabolisme, maka
penghambatan mekanisme clearance ini akan menghasilkan peningkatan absorbsi.
Langkah- langkah yang di lakukan adalah:
2. MENINGKATKAN WAKTU
c. Penggunaan bahan
bioadhesive
c. Penggunaan bahan
bioadhesive
• Menggunakan prinsip perlekatan substrat bilologis (spt
mukus atau jaringan). Mekanisme bioadhesiv diharapkan dapat mempengaruhi bioavailabilitas dengan cara:
• Menurunkan laju clearance pada daerah absorpsi,
sehingga mampu meningkatkan waktu absorpsi
• Meningkatkan konsentrasi obat lokal pada daerah adhesi/
absorpsi
• Menjaga obat dari pelarutan dan degradasi dari sekresi
nasal.
• Beberapa macam formulasi bioadhesiv yang digunakan
adalah:
• Larutan bioadhesiv/ suspensi digunakan peningkat
viskositas spt metilselulosa, CMC Na, kitosan, karbopol.
• Dry powder bioaadhesiv digunakan microcrystalline
cellulose, pati hidroksietil, microcrystalline chitosan, karbomer dan asam alginat. Mekanismenya: Polimer yang berkontak dgn mukosa nasal akan terhidrasi oleh adanya air dari yang dihasilkan pada epitel nasal terjadi. Polimer yang terhidrasi tersebut menyebabkan
perubahan viskoelastisitas dari mukus.
• Bioadhesiv koloid Digunakan pati, karbomer,
Salah satu mekanisme clearance pada rongga nasal
adalah degradasi enzimatik dari zat aktif melalui sekresi nasal dan mukosa.
Degradasi peptida dan protein oleh protease
inhibitor seperti bestatin, diprotinin A dan aprotinin, akan menginhibisi leucin
aminopeptidase, dipeptidyl peptidase dan trypsin.
Penggunaan peningkat penetrasi menurunkan metabolisme beberapa peptida mempengaruhi absorbsi obat. Penghambatan ini terjadi akibat denaturasi leucine aminopeptidase dengan
mencegah pembentukan kompleks antara substrat-enzim.
Metode ini meliputi:
4. METODE MICELLANEOUS
Perubahan tekanan osmotik (tonisitas)
•
Penurunan pH menyebabkan peningkatan kemampuan
absorbsi
•
Perubahan pH dan tekanan osmotik melebihi konsetrasi
dapat menyebakan kerusakan pada epitel
terjadi
peningkatan permeabilitas xenobiotiknya
Penghantaran obat dalam bentuk dry
powder
•
Penghantaran obat dalam bentuk
dry powder
(tanpa
pembawa bioadhesive). Contohnya pada
insulin
feeze-dried
akan lebih baik kemampuan absorbsinya jika
Taylor, Francis. 2001. Drug Delivery and Targetting for Pharmacist and Pharmaceutical Scientists. Taylor and Francis e-Library: London and New York.
Yang, Liu. 2008. New Development of Reverse Micelles and Applications in Protein Separation and Refolding. Chinese Journal of Chemical Engineering: China.
Gordon, G.S. 1985. Nasal absorption of insulin: Enhancement by hydrophobic bile salts. Medical Sciences: USA.
Hillery, Anya M, etc. 2001. Drug Delivery and Targeting, for Pharmacists and Pharmaceutical Scientists. New York : Taylor & Francis
Pires, Anaisa, etc. 2009. Intranasal Drug Delivery: How, Why and What for?. Journal Pharmacist Pharmaceutical Science
(www.cspsCanada.org) 12(3) 288 - 311, 2009