BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Nanopartikel didefinisikan sebagai dispersi partikulat atau partikel padat
dengan jarak ukuran 1 - 1000 nm. Obat dilarutkan, dijerat, dienkapsulasi, dan
diikat dalam matriks nanopartikel. Bergantung pada metode pembuatan,
nanopartikel, nanospheres dan nanokapsul dapat diperoleh. Nanokapsul merupakan sistem dimana obat berada dalam rongga yang dikelilingi oleh
membrane polimer yang unik, sedangkan nanospheres merupakan sistem matriks dimana obat terdispersi secara fisik dan secara merata. Dalam tahun-tahun terakhir
ini, nanopartikel polimerik terbiodegradasi, terutama yang dilapisi dengan polimer
hidrofilik digunakan sebagai alat penghantaran obat yang potensial karena
kemampuannya untuk bersirkulasi dalam waktu yang diperpanjang dalam organ
target, sebagai pembawa DNA dalam terapi gen, dan kemampuannya untuk
menghantarkan protein, peptida dan gen (Langer, 2000; Bhadra, et al., 2000;
Kommareddy, et al., 2005; Lee dan Kim, 2005).
Tujuan utama dalam mendesain nanopartikel sebagai sistem penghantaran
adalah untuk mengontrol ukuran partikel, sifat permukaan dan pelepasan bahan
aktif secara farmakologi untuk mencapai aksi spesifik target dari obat dengan
kecepatan terapeutik yang optimal dan dosis regimen. Walaupun liposom telah
digunakan sebagai pembawa potensial dengan keuntungan yang unik seperti
melindungi obat dari degradasi, bertarget ke tempat aksi dan mengurangi efek
bermasalah seperti efisiensi enkapsulasi yang rendah, obat yang larut air mudah
lepas dengan cepat dalam komponen darah, dan stabilitas penyimpanan yang
rendah. Di lain pihak, nanopartikel polimerik memiliki beberapa keuntungan
spesifik dibanding liposom. Sebagai contoh, nanopartikel polimerik membantu
meningkatkan stabilitas dari obat dan protein dan menghasilkan sifat pelepasan
terkontrol (Vila, et al., 2002; Mu dan Feng, 2003).
Alginat merupakan polisakarida yang linear dan tidak bercabang yang
mengandung rantai dari guluronat dan asam mannuronat (Tonnesen, et al., 2002).
Dalam media air, ion natrium dari garam anionik ini, heteropolimer bertukaran
dengan kation divalen, seperti kalsium membentuk gel yang tidak larut dalam air
(Rajaonarivory, et al., 1993). Karena dengan kondisi pembuatan yang baik ,
alginat yang merupakan pembawa yang ideal untuk oligonukleotida (Gonzalez, et
al., 1998), peptida, protein (Wee dan Gombotz, 1998), obat yang larut air, atau
obat yang terdegradasi dalam pelarut organik. Alginat bersifat non-immunogenik
dan tersedia memiliki kisaran berat molekul yang lebar sebagai karaktersasi dari
viskositas. Alginat nanopartikel disiapkan dengan cara memasukkan larutan
natrium alginat melalui jarum berlubang kecil, ke dalam larutan dari agen
kationik, seperti ion kalsium, kitosan atau poly-L-lysine. Kation cross-link dengan asam guluronat dan asam manuronat untuk membentuk struktur egg-box yang membentuk inti dari matriks gel. In vivo, agen terapeutik dilepaskan ketika
matriks terlarut yang disebabkan oleh perubahan yang reversibel pada kation
divalen dengan ion monovalen, terutama natrium yang tersedia dalam cairan
fisiologis. Kerugian dari nanopartikel alginat adalah bersifat pertukaran ion secara
satu metode untuk menghasilkan pelepasan yang diperpanjang dengan melapisi
mereka dengan polimer kationik, seperti poly-L-lysine atau kitosan. Aplikasi ini, rasio massa dari alginat terhadap polimer kationik menjadi tahap yang kritis pada
sifat pelepasan dan ukuran partikel (De dan Robinson, 2003).
Kitosan merupakan polimer natural yang didapat dari deasetilasi dari kitin,
komponen dari cangkang kepiting. Kitosan merupakan polisakarida kationik yang
mengandung linear 𝛽𝛽(1,4) linked-D-glucosamine. Terdapat metode yang bervariasi untuk menyiapkan nanopartikel berbasis kitosan dan aplikasi mereka
telah ditinjau secara luas (Agnihotri, et al., 2004). Kitosan dapat menjerat obat
dengan mekanisme yang banyak termasuk pembentukan cross-linking ionik (Prabaharan dan Mano, 2005).
Natrium alginat dan kitosan selalu digunakan untuk enkapsulasi obat
dengan tujuan pelepasan diperpanjang. Ini merupakan polimer polisakarida (baik
berupa mono atau disakarida) yang bergabung bersama yang dijembatani dengan
ikatan glikosidik (Varki, et al., 2008). Kedua polimer tersebut memiliki sifat
sebagai pembawa yang ideal untuk penghantaran obat, karena bersifat
biokompatibel, biodegradable, tidak toksik serta harganya murah (Angshuman, et al., 2010).
Bentuk kompleks poli-ionik alginat-kitosan melalui gelasi ionik berupa
interaksi antara gugus karboksil dari alginat dan gugus amina dari kitosan.
Kompleks melindungi partikel yang dienkapsulasi, bersifat biokompatibel dan
biodegradable, dan membatasi pelepasan obat yang dienkapsulasi menjadi lebih
efektif dibandingkan pemakaian alginat dan kitosan secara terpisah (Yan, et al.,
alginat dengan dua tahap. Ini dilakukan dengan penambahan ion kalsium untuk
membentuk pre-gel, kemudian penambahan larutan polikationik seperti larutan kitosan untuk membentuk suatu lapisan kompleks polielektrolit (Shafie dan
Hadeel, 2013).
Belum lama ini, berdasarkan penelitian yang dikerjakan oleh Arianto, et
al. (2014) berupa pembuatan dan perbandingan pengembangan, mukoadesif, dan
pelepasan ranitidine dari matriks berbentuk bola dari alginat, kitosan,
alginat-kitosan, dan kalsium alginat-kitosan dalam cairan lambung buatan untuk
mendapatkan sistem penghantaran obat gastroretentive yang bertarget secara spesifik pada lambung dan pelepasan obat secara terus menerus dan terkontrol
jadi memberikan keuntungan untuk meningkatkan efikasi dari obat. Dalam
penelitian tersebut membahas tentang pembuatan pengembangan, mukoadesif dan
sifat pelepasan Ranitidine dari matriks alginat, kitosan, alginat-kitosan, dan
kalsium alginat-kitosan dalam cairan lambung buatan.
Amoksisilin merupakan antibiotik beta laktam, berspektrum luas untuk
pengobatan infeksi bakteri yang luas, termasuk Helicobacter pylori. Studi klinis menggunakan amoksisilin menunjukkan paling sedikit resisten dibandingkan
dengan klaritromisin atau metronidazol terhadap Helicobacter pylori (Murakami, et al., 2006). Eradikasi yang tidak sempurna terhadap Helicobacter pylori
disebabkan karena konsentrasi sub-bakterisida dari antibiotik dalam bagian
mukosa lambung, baik dari lumen lambung maupun dari pasokan lambung. Oleh
sebab itu, difusi lokal dalam mukosa lambung sangat penting untuk efikasi
penghantaran amoksisilin pada lapisan mukus bagian dalam dekat dengan tempat
berkembangnya Helicobacter pylori (Motwani, et al., 2008).
Protein sering kali tidak stabil dan sangat mudah rusak. Nanopartikel
alginat meningkatkan stabilitas metabolik pada ikatan antisense oligonukleotida dan melindunginya dari degradasi pada bovine serum dan modifikasi biodistribusi setelah pemberian intravena (Vauthier, et al., 1998; Aynie, et al., 1999; Lambert,
et al., 2001). Berdasarkan studi literatur yang dilakukan, peneliti tertarik untuk
meneliti tentang formulasi kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang
mengandung amoksisilin (BM 419,45) sebagai model obat dengan berat molekul
kecil dan untuk pemberian secara oral, sedangkan Bovine Serum Albumin (BM 66.430) sebagai model obat dengan berat molekul besar dan untuk pemberian
secara parenteral.
1.2 Kerangka Pikir Penelitian
Secara skematis, kerangka pikir penelitian ditunjukkan oleh Gambar 1.1.
Latar belakang Penyelesaian Variabel bebas Variabel terikat Parameter
.
Gambar 1.1 Kerangka pikir penelitian
1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang, maka permasalahan dalam
penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
a. Apakah variasi konsentrasi Tween 80 dapat mempengaruhi ukuran partikel
kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung amoksisilin?
b. Apakah variasi konsentrasi Tween 80 dapat mempengaruhi persentase
penjeratan amoksisilin dalam kompleks alginat-kitosan?
c. Apakah variasi pH pembuatan dapat mempengaruhi ukuran partikel
kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung bovine serum albumin?
d. Apakah variasi pH pembuatan dapat mempengaruhi persentase penjeratan
bovine serum albumin dalam kompleks nanopartikel alginat-kitosan? e. Apakah sediaan kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung
amoksisilin dapat memberikan pelepasan obat yang optimal dalam
medium lambung buatan pH 1,2?
f. Apakah sediaan kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung
bovine serum albumin dapat memberikan pelepasan obat yang optimal dalam medium NaCl 0,9%?
1.4 Hipotesis penelitian
Berdasarkan perumusan masalah di atas, maka hipotesis penelitian ini
adalah sebagai berikut:
a. Variasi konsentrasi Tween 80 dapat mempengaruhi ukuran partikel
b. Variasi konsentrasi Tween 80 dapat mempengaruhi persentase penjeratan
amoksisilin dalam kompleks alginat-kitosan.
c. Variasi pH pembuatan dapat mempengaruhi ukuran partikel kompleks
nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung bovine serum albumin. d. Variasi pH pembuatan dapat mempengaruhi persentase penjeratan bovine
serum albumin dalam kompleks nanopartikel alginat-kitosan.
e. Sediaan kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung
amoksisilin dapat memberikan pelepasan obat yang optimal dalam
medium lambung buatan pH 1,2.
f. Sediaan kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung bovine serum albumin dapat memberikan pelepasan obat yang optimal dalam medium NaCl 0,9%.
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Mengetahui pengaruh variasi konsentrasi Tween 80 terhadap ukuran
partikel kompleks nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung
amoksisilin.
b. Mengetahui pengaruh variasi konsentrasi Tween 80 terhadap persentase
penjeratan amoksisilin dalam kompleks nanopartikel alginat-kitosan.
c. Mengetahui pengaruh pH pembuatan terhadap ukuran partikel kompleks
nanopartikel alginat-kitosan yang mengandung bovine serum albumin. d. Mengetahui pengaruh pH pembuatan terhadap persentase penjeratan
e. Mengetahui pelepasan obat sediaan kompleks nanopartikel alginat-kitosan
yang mengandung amoksisilin dalam medium lambung buatan pH 1,2.
f. Mengetahui pelepasan obat sediaan kompleks nanopartikel alginat-kitosan
yang mengandung bovine serum albumin dalam medium NaCl 0,9%.
1.6 Manfaat Penelitian
Melalui penelitian ini, diharapkan dapat digunakan sebagai informasi
dalam pengembangan sediaan nanopartikel alginat-kitosan yang dapat
menghasilkan pelepasan obat secara terkontrol dan dapat meningkatkan stabilitas
bahan obat, sehingga dapat menjadi salah satu bentuk sistem penyampaian obat
