DIFUSI DAN DISOLUSI DIFUSI DAN DISOLUSI PENGANTAR
PENGANTAR
Difusi bebas maupun transpor aktif suatu zat melalui cairan / zat padat melalui membranDifusi bebas maupun transpor aktif suatu zat melalui cairan / zat padat melalui membran
adalah suatu proses yang sangat penting dalam ilmu farmasi adalah suatu proses yang sangat penting dalam ilmu farmasi
Dalam farmasi : disolusi tablet dan serbuk, liofilisasi, ultrafiltrasi.Dalam farmasi : disolusi tablet dan serbuk, liofilisasi, ultrafiltrasi.
DIFUSI DIFUSI
Difusi : suatu proses perpindahan massa molekul suatu zat yang dibawa oleh gerakanDifusi : suatu proses perpindahan massa molekul suatu zat yang dibawa oleh gerakan
molekular secara acak dan berhubungan dengan adanya perbedaan konsentrasi aliran molekular secara acak dan berhubungan dengan adanya perbedaan konsentrasi aliran molekul melalui suatu batas
molekul melalui suatu batas
Bergantung pada ukuran partikel, bentuk partikelBergantung pada ukuran partikel, bentuk partikel
DIALISIS DIALISIS
Suatu proses pemisahan berdasarkan kecepatan lewatnya zat terlarut dan pelarut yang tidakSuatu proses pemisahan berdasarkan kecepatan lewatnya zat terlarut dan pelarut yang tidak
sama melalui membran yang berpori-pori sangat sama melalui membran yang berpori-pori sangat kecil.kecil.
Hemodialisis digunakan dalam ginjal yang kurang berfungsi untuk membebaskan darah dariHemodialisis digunakan dalam ginjal yang kurang berfungsi untuk membebaskan darah dari
sisa buangan metabolik sekaligus melindungi komponen darah sisa buangan metabolik sekaligus melindungi komponen darah
OSMOSIS OSMOSIS
Suatu proses yang berhubungan dengan dialisis, dulu diartikan sebagai lewatnya zat terlarutSuatu proses yang berhubungan dengan dialisis, dulu diartikan sebagai lewatnya zat terlarut
dan pelarut melalui suatu membran, namun sekarang didefinisikan suatu proses dimana dan pelarut melalui suatu membran, namun sekarang didefinisikan suatu proses dimana hanya pelarut yang berpindah.
hanya pelarut yang berpindah.
Pelarut menembus membran semipermeabel untuk mengencerkan larutan yg mengandungPelarut menembus membran semipermeabel untuk mengencerkan larutan yg mengandung
zat terlarut dan pelarut. zat terlarut dan pelarut.
ULTRAFILTRASI ULTRAFILTRASI
Proses ini digunakan untuk memisahkan partikel koloid dan molekul besar denganProses ini digunakan untuk memisahkan partikel koloid dan molekul besar dengan
menggunakan suatu membran menggunakan suatu membran
Ultrafiltrasi serupa dengan osmosis bolak-balikUltrafiltrasi serupa dengan osmosis bolak-balik
Umumnya untuk memurnikan albumin dan enzim serta dalam industri Umumnya untuk memurnikan albumin dan enzim serta dalam industri kertaskertas
Mikrofiltrasi merupakan suatu proses yang menggunakan membran yang memiliki ukuranMikrofiltrasi merupakan suatu proses yang menggunakan membran yang memiliki ukuran
pori sedikit lebih besar pori sedikit lebih besar
Menghilangkan bakteri dari injeksi intravena, makanan, dan Menghilangkan bakteri dari injeksi intravena, makanan, dan air minumair minum
DIFUSI MASA-TUNAK DIFUSI MASA-TUNAK
HUKUM FICK PERTAMAHUKUM FICK PERTAMA
Ket Ket
D = koefisien difusi dari penetran ( cm
D = koefisien difusi dari penetran ( cm22/ detik )/ detik ) C = konsentrasi (gram / cm
C = konsentrasi (gram / cm 33)) X = jarak (cm)
X = jarak (cm)
HUKUM FICK IIHUKUM FICK II
-
- Hukum fick II menekankan pada perubahan konsentrasi dengan berubahnya waktu pada suatu lokasi tertentu, dari pada difusi massa melalui suatu satuan luas dari barier dalam satuan waktu dikenal sebagai hukum fick II
∆C/∆t = - ∆ j/ ∆x
∆C/∆t = konsentrasi difusan dalam volume unsure berubah terhadap waktu ∆ j/ ∆x = perubahan jarak terhadap arah x
Hal yang penting adalah keadaan / massa tunak (steady state) kesetimbangan dinamis Hukum fick Ipersamaan tersebut memberikan aliran laju difusi melalui satuan luas dalam
aliran pada keadaan tunak
Keadaan tunak bisa digambarkan dengan menggunakan hukum fick II Ada kompartemen donor (zat terlarut)
Ada kompartemen reseptor (pelarut)
Pelarut terus baru agar menjaga konsentrasi selalu rendah sink condition
Mula-mula konsentrasi difusan dalam kompartemen donor turun dan konsentrasi difusan
dalam kompartemen reseptor naik sampai sistem mencapai kesetimbangan
Dalam periode waktu tertentu konsentrasi difusan dalam larutan sebelah kiri dan sebelah
kanan pembatas menjadi konstan terhadap waktu, tetapi jelas tidak sama dalam kedua kompartemen
Rumus ketika suatu diagram memisahkan 2 kompartemen dari suatu sel difusi dengan luas
penampang melintang s dan ketebalan h:
J = dM/s. dt J = D (C1 – C2) / h P = D K / h
Suatu bentuk sediaan dengan aktivitas konstan tidak mungkin menunjukkan proses keadaan
massa tunak dari waktu pelepasan awal
Tahap awal terjadi non steady state selanjutnya kurva konstan dan garis lurus kemudian
sistem berada dalam keadaan massa tunak
Lag time : waktu yang dibutuhkan oleh suatu penetran untuk memantapkan perbedaan
konsentrasi yang sama dalam membran yang memisahkan kompartemen donor dan reseptor
Tl = h2
6 D
DISOLUSI
LAJU DISOLUSI
bila suatu tablet atau sediaan obat lainnya dimasukkan kedalam beaker yang berisi air atau dimasukkan kedalam saluran cerna, maka terjadi disintegrasi dan disolusi
Efektivitas lepasnya suatu tablet bergantung pada laju disintegrasi dari bentuk sediaan dan
deagregasi dari granul-granul tersebut.
Namun biasanya yang lebih penting adalah laju disolusi dari obat tersebut.
Disolusi seringkali merupakan tahapan yang membatasi atau mengontrol laju bioabsorpsi
obat-obat yang mempunyai kelarutan rendah
Karena sering kali tahap disolusi tahap dengan kecepatan yang lambat Hukum yang digunakan hukum noyes dan whitney
dM/dt = DS ( Cs – C)
h
dC/dt = DS ( Cs – C)
V h
M = massa zat terlarut yang dilarutkan pada waktu t dM/dt = laju disolusi dari massa tersebut (massa/waktu) D = koefisien difusi
S = luas permukaan H = ketebalan
Cs = konsentrasi larutan jenuh dari senyawa tersebut pada suhu percobaan C = konsentrasi zat terlarut pada waktu t
dC/dt = laju disolusi V = volume larutan
PENGLEPASAN OBAT
Dipengaruhi oleh:
1. Sifat fisika-kimia obat
2. Sifat fisika-kimia dari sistem biologis
PRINSIP DIFUSI DALAM SISTEM BIOLOGIS Absorpsi obat dalam gastrointestin
Obat masuk ke dalam membran hidup berdasarkan dua kelas transpor: aktif, pasif Obat-obatan : umumnya adalah basa dan asam lemah
Hipotesis Ph-partisi
Hipotesis: bahwa obat-obat diabsorpsi dari saluran gastrointestinal dengan difusi pasif dan
besarnya relatif terhadap fraksi obat tidak terdisosiasi pada pH usus.
Prinsip ini diujikan pada in vitro dan in vivo
Transpor obat oleh difusi melewati suatu membran dinyatakan dalam hukum fick :
- Dm = DmSK (Cg-CP)
dt h
M = jumlah obat dalam kompartemen usus pada waktu tertentu Dm = difusivitas dalam membran usus
S = luas membran
K = koef. partisi membran-medium air dalam usus h = ketebalan membran
Cg = konsentrasi obat dalam kompartemen usus Cp = konsentrasi obat dalam kompartemen plasma
Absorpsi perkutan
Adalah perjalanan melalui kulit yang meliputi:
1. Disolusi obat dalam pembawa
2. Difusi obat terlarut dari pembawa kepermukaan kulit 3. Penetrasi obat melalui lapisan-lapisan kulit
Faktor penting yang mempengaruhi penetrasi obat ke dalam kulit :
1. Konsentrasi obat terlarut
2. Koefisien partisi antara kulit-pembawa 3. Koefisien difusi
Kulit terdiri dari 3 lapisan
Epidermis 1. str. Korneum 2. str.lucidum 3. str granulosum 4. str. Spinosum 5. str. Germin Dermis 1. pembuluh darah 2. kelenjar keringat 3. serabut syaraf
Jaringan sub cutan
Bahan tambahan farmasetik yang tidak terabsorpsi:
2. Zat warna
3. Zat yang melarutkan obat
Absorpsi buccal
Penetrasi obat ke dalam membran lemak dari mulut manusia Asam lemah dipindah melalui lapisan difusi air
Tidak memiliki jalur pori air
PENYERAPAN UAP DAN TRANSMISI
Tablet, kapsul, pembuatan sediaan kosmetik seringkali mengalami hal tsb Menurut hukum Fick jalannya permeasi gas melalui membran:
dm = SD (C1-C2)
dt L
Dm/dt = massa permean yang mendifusi (g)
C1-C2 = perbedaan konsentrasi melewati lapisan tipis (cm2) L = tebal lapisan (cm)
D = koefisien difusi (cm2/ detik)
Semakin hidrofilik suatu lapisan makin besar tarik-menariknya dan makin besar laju
permeasinya
Pada lapisan polimer, ditambahkan bahan pengisi padat Laju transmisi uap air merupakan suatu fungsi dari: tebal lapisan, komposisi pengisi, konsentrasi
Polimer yang memiliki kemampuan menahan permeabilitas uap: Rantai molekular dari karbon jenuh
Rantai cabang minimum
Memiliki simetri yang cukup besar antar molekul yang berdampingan Memiliki proporsi substituen hidrofobik yang tinggi pada rantai polimer
TERMODINAMIKA DIFUSI
Permeasi gas, cairan, zat terlarut melalui membran memerlukan suatu energi pengaktivasi d ln P = E-ΔHs
d ln p ΔH
ΔH = panas penguapan molar dari cairan pembanding ΔHs = panas larutan dari gas dalam polimer
FARMASI FISIK DAN DESAIN PRODUK OBAT
TUJUAN
Menunjukkan bagaimana prinsip-prinsip fisika kimia dan matematik pada bab sebelumnya
dapat diterapkan untuk formulasi beberapa bentuk sediaan yang akan banyak ditemui oleh ahli farmasi dalam praktek
PENGANTAR
Sifat dari suatu bentuk sediaan adalah penting karena sifat tersebut mempengaruhi absorpsi
dan keefektifan biologis dari suatu obat ketika obat dilepaskan dari suatu bentuk sediaan.
Penerapan prinsip kinetika obat dan kestabilan obat, diperlukan untuk menjamin potensi
dari suatu obat selama periode penyimpanan dan penggunaan.
Ukuran granul dan distribusi ukuran, sifat dan jumlah bahan pengisi dan tahapan proses
yang diperlukan dalam membuat suatu bentuk sediaan akhir
Disintegrasi, deagregasi, disolusi, diperlukan sebelum obat dalam suatu bentuk sediaan
padat siap untuk diabsorpsi ke dalam darah.
DISOLUSI DAN BIOABSORPSI OBAT
• Persamaan Noyes-Whitney, persamaan Nernst-Brunner yang di sederhanakan
• Menunjukkan besaran-besaran yang penting dalam mengontrol laju disolusi pada kondisi
sink: dM = k.S.CS
dt
Dengan:
M: massa obat yang terlarut
S : luas permukaan efektif dari partikel-partikel obat
DISOLUSI DAN BIOABSORPSI OBAT
CS : konsentrasi obat pada penjenuhan
k = D/h
D : koefisien difusi
h : tebal lapisan cairan stasioner disekeliling obat
Luas permukaan dan ukuran partikel
• Semakin besar luas permukaan partikel makin kecil ukuran partikel
• Penurunan ukuran partikel/semakin luas permukaan partikel menyebabkan cepatnya
disolusi
• Laju disolusi ditingkatkan dengan mengadsorpsi obat pada suatu adsorben yang
menunjukkan luas permukaan besar
Polimorfisme
• Obat dalam dua atau lebih bentuk kristal
• Polimorf padat yang metastabil memiliki kelarutan dan disolusi lebih cepat daripada
polimorf stabil
• Contoh:
1. Benzocain-kafeina Digoksin-hidro
• Kelarutan dari senyawa obat organik dapat ditingkatkan dengan menggunakan bentuk
garam dari obat tsb
• Makin kecil counterion akan mudah larut senyawa tsb
• pH cairan lambung-usus akan mempengaruhi laju disolusi dari elektrolit lemah • Elektrolit lemah :
H3BO3, H2CO3, NH4OH, Pb asetat, HgCl2, HgI, HgBr, Hg(NH3)2, Cu (NH3)4 dan Fe (CN)6
• Pada daerah pH tinggi, obat yang bersifat asam lemah sebagian besar akan berubah menjadi
bentuk garamnya
• Pada daerah pH rendah, obat yang bersifat basa lemah sebagian besar akan terion pada pH
rendah dan pada pH tinggi sedikit/sama sekali tidak terion
• Usus halus memiliki luas permukaan daripada l ambung tanpa mempertimbangkan pH/Pka
TERAPI OBAT TERKONTROL
• Tujuan:
1. Meningkatkan keuntungan farmasetis 2. Meminimumkan efek toksis
• Hal-hal yang harus diperhatikan:
1. Mengurangi fluktuasi level obat yang tidak diinginkan 2. Meningkatkan kerja terapeutis
3. Menghilangkan efek samping berbahaya 4. Mencegah efek sistemik
Prodrug dan pembawa obat biologis
• Tujuan :
1. Membantu proses farmasetik 2. Meningkatkan kestabilan
• Contoh :
Dengan menambahkan gugus ester akan meningkatkan kelarutan, absorpsi, dan konsentrasi pada tempat yang akan diobati dalam tubuh
(pivampicillin prodrug dari ampicillin, berbagai prodrug erithromisin)
Kontraseptif
• Hormon-hormon kontraseptif, dan steroid lainnya • Pil kontrasepsi liver sirkulasi umum
first pass effect
• Intraurine Contraceptive Device (IUD) telah dikembangkan sejak 15 th yang lalu
• IUD yang berbentuk T mengandung progesteron yang dilepaskan melalui dinding pada laju
65 µg/hari untuk periode 1 tahun
Sistem pemberian transdermal
• Zat bersifat lipoid melewati pembatas kulit lebih cepat daripada zat-zat bersifat polar
• Penetrasi obat secara transdermal dibantu dengan penggunaan berbagai plester dan
pembalut mengandung obat
• Sistem pemberian obat skala mikro terdiri dari 0,2 cm
2
lempengan yang mengandung testosteron yang dilekatkan pada pembalut plastik
• Alat ini melepaskan testosteron pada dosis 40 µg /cm
2
/hari selama 46 hari
• Contoh: scopolamin HBr pada dosis 600 µg /cm
2
akan menimbulkan rasa mual
dosis 200 µg dan memberikan penglepasan dengan laju tetap 10 µg/jam selama 3 hari
• Nitrogliserin diberikan secara sublingual hanya efektif sekitar 5 menit • Seiring perkembangan diberikan dalam sediaan salep.
• Reservoir nitrogliserin yang menempel pada kulit dan menyampaikan obat pada laju 25 µg
/cm2/ jam untuk waktu 24 jam
Obat mata lepas terkendali
• Obat diberikan pada mata dengan sediaan: air, suspensi, gel, salep • Diberikan topikal ke permukaan kornea /ka ntung konjuktiva
• Absorpsi ke aqueous humor
• Untuk meningkatkan viskositas dan memperpanjang waktu kontak dengan kornea,
digunakan: 1. Metilselulosa 2. Polivinil alkohol
• Lensa kontak yang digembungkan dengan atropin, pilokarpin • Terdiri atas reservoir pilokarpin antara 2 permukaan membran
