PERILAKU DISOLUSI KETOPROFEN TERSALUT
GEL KITOSAN-GOM GUAR
FITHRI AMELIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
FITHRI AMELIA
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007
ABSTRAK
FITHRI AMELIA. Perilaku Disolusi Ketoprofen Tersalut Gel Kitosan-Gom Guar. Dibimbing oleh PURWANTININGSIH SUGITA dan BAMBANG SRIJANTO.
Kemampuan kitosan untuk membentuk gel telah banyak dimodifikasi, salah satunya dengan penambahan hidrokoloid alami. Gel kitosan-gom guar berpotensi sebagai penyalut untuk digunakan dalam sistem pengantaran obat. Dalam penelitian ini, gel kitosan-gom guar digunakan untuk mempelajari perilaku disolusi ketoprofen. Mikrokapsul ketoprofen tersalut gel kitosan-gom guar dibuat dengan metode pengeringan semprot. Sebanyak 228.60 ml larutan kitosan 1.75% (b/v) dicampurkan dengan 38.10 ml larutan gom guar dengan ragam konsentrasi 0.35, 0.55, dan 0.75% (b/v), 7.62 ml glutaraldehida dengan ragam konsentrasi 3.0, 3.5, dan 4.0% (v/v), 2 g ketoprofen yang dilarutkan di dalam etanol 96%. Campuran homogen yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam alat pengering semprot dan dihasilkan butiran/granul sebagai produk. Mikrokapsul yang optimum ditentukan dengan metode respons permukaan dalam peranti lunak Minitab Release 14 dan kemudian dikaji perilaku disolusinya. Uji disolusi
dilakukan pada suhu (37 ± 0.5) °C dengan laju pemutaran 150 rpm selama 90 menit dalam
medium disolusi bufer klorida pH 1.2 (cairan lambung) dan bufer fosfat pH 7.4 (cairan usus). Aliquot diambil setelah disolusi berlangsung 15, 30, 45, 60, 75, dan 90 menit. Serapan ketoprofen dalam alikuot diukur pada panjang gelombang 258 nm (untuk cairan lambung) dan 260 (untuk cairan usus). Mikrokapsul optimum diperoleh saat konsentrasi gom guar dan glutaraldehida berturut-turut 0.35% (b/v) dan 3.75% (v/v) untuk konsentrasi kitosan 1.75%. Kondisi ini dapat digunakan untuk menyalut ketoprofen sebanyak 146.5086 mg. Hasil uji disolusi ketoprofen menunjukkan kinetika reaksi orde
ke-3 dengan nilai tetapan laju pelepasan ketoprofen, k dan waktu paruh, t1/2 rerata
berturut-turut 1×10-5
Gum Gel. Supervised by PURWANTININGSIH SUGITA and BAMBANG SRIJANTO.
The ability of chitosan to form gel has much been modified, one of them is the addition of natural hydrocolloid. Chitosan-guar gum gel is potential for microencapsule in drug delivery systems. In this research, chitosan-guar gum gel was applied in studying ketoprofen dissolution behavior. Ketoprofen coated with chitosan-guar gum gel was prepared using spray drying method. As much as of 228.60 ml chitosan solution of 1.75% (w/v) was mixed with 38.10 ml guar gum solution with concentration of 0.35, 0.55, and 0.75% (w/v); 7.62 ml glutaraldehyde solution with concentration of 3.0, 3.5, dan 4.0% (v/v), and 2 g ketoprofen was dissolved in ethanol 96% and 5 ml 2% tween-80 solution. The homogenous mixture, which was obtained, was then entered into spray dry instrument to produce granules. The optimum microcapsule was determined using responce surface method in Minitab Release 14 and then its dissolution behavior was investigated. The dissolution assay was held in (37 ± 0.5) °C with stirring rate 150 rpm for 90 minutes in chloride buffer pH 1.2 (gastric liquid) and phosphat buffer pH 7.4 (intestinal liquid) medium. The aliquots were taken after 15, 30, 45, 60, 75, and 90 minutes. The absorbance of the aliquots was measured at 258 nm (for gastric liquid) and 260 nm (for intestinal liquid). The optimum microcapsule was obtained when the concentrations of guar gum and glutaraldehyde were 0.35% (w/v) and 3.75% (v/v), respectively for the concentration of chitosan solution 1.75% (w/v). This condition can be used to coat 146.5086 mg ketoprofen. The result of dissolution assay showed third order
reaction kinetics with the average realeasing constant, k, and the half-life, t1/2, of
ketoprofen were 1×10-5
Judul : Perilaku Disolusi Ketoprofen Tersalut Gel Kitosan-Gom Guar
Nama : Fithri Amelia
NIM : G44203033
Menyetujui,
Pembimbing I, Pembimbing II,
Dr. Purwantiningsih Sugita, MS Ir. Bambang Srijanto
NIP 131 779 513 NIP 680 003 303
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor,
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS NIP 131 473 999
karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Sholawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga dan para sahabatnya. Penelitian ini bertujuan mendapatkan kinetika pelepasan ketoprofen sebagai fungsi dari konsentrasi ketoprofen dalam mikrokapsul dan waktu paruh ketoprofen, yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2007 sampai Juli 2007 di Laboratorium Kimia Organik dan Laboratorium Bersama Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB, serta di Laboratorium Teknologi Farmasi dan Medika Puspitek Serpong.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Purwantiningsih Sugita, MS dan Bapak Ir. Bambang Srijanto selaku pembimbing yang baik dan senantiasa menyempatkan waktu untuk berkonsultasi terutama dimasa-masa sulit Penulis selama penelitian; kepada Kak Budi Arifin, S.Si atas arahan dan diskusi-diskusi yang sangat berharga selama Penulis menjalani penelitian; serta kepada Buyah, Umi (Alm) dan keluarga yang telah banyak berkorban materi, waktu, tenaga, dan juga senantiasa membantu dengan doa untuk suksesnya penelitian dan menyusun karya ilmiah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Pusat Studi Biofarmaka atas bantuannya dalam analisis FTIR; kepada Ibu Endang dan Mbak Tika atas bantuannya dalam analisis SEM; kepada Ibu Idah atas bantuannya dalam uji disolusi; serta kepada Mbak Siti Rahma dan para laboran di Kimia Organik atas bantuan teknisnya selama Penulis menjalani penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang tulus kepada Roene atas semangat dan motivasinya kepada Penulis. Terima kasih juga kepada teman seperjuangan (Feri, Mahdi, Elin, Debby, Wina, Dicky, dan Ichan,) atas kerja sama dan keceriaan yang terjalin.
Pada kesempatan ini, Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Hibah Bersaing XIV Dikti dan Hibah Penelitian Internal Departemen Kimia sebagai sumber dana penelitian ini.
Akhir kata, semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, September 2007
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 Juli 1985 sebagai anak kedua belas dari tiga belas bersaudara dari ayah M. Shiddieq dan ibu Yumani (Alm). Tahun 2003, Penulis lulus dari SMU Negeri 60 Jakarta, dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, Penulis menjadi asisten praktikum Kimia Dasar II Fapet pada tahun ajaran 2004/2005, Kimia Tingkat Persiapan Bersama pada tahun ajaran 2005/2006, Kimia Pangan D3 Analisis Kimia, Kimia Organik dan Kimia Fisik Ilmu Teknologi Pangan pada tahun ajaran 2006/2007, serta Kimia Lingkungan Geofisika dan Meteorologi pada tahun ajaran 2007/2008. Pada bulan Juli-Agustus 2006, Penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Laboratorium Obat dan Napza Balai Besar POM, Jakarta Pusat.
DAFTAR TABEL………... viii
DAFTAR GAMBAR……….. viii
DAFTAR LAMPIRAN………... ix PENDAHULUAN………... 1 TINJAUAN PUSTAKA Kitosan……….. 1 Gel Kitosan………... 2 Gom Guar………. 3 Ketoprofen……… 3 Mikroenkapsulasi………. 4
Metode Pengeringan Semprot (Spray Drying)... 4
Uji Disolusi... 5
Pencirian Mikrokapsul dengan Mikroskop Elektron Susuran (SEM)…….… 5
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat……….……… 5
Pencirian Kitosan ………...………... 6
Pembuatan Mikrokapsul………... 6
Optimalisasi Mikrokapsul ………...……… 6
Uji Disolusi Secara In Vitro ………...………... 6
Pencirian Mikrokapsul dengan SEM... 7
HASIL DAN PEMBAHASAN Pencirian Kitosan………... 7
Pembuatan Mikrokapsul………... 7
Optimalisasi Mikrokapsul...………...………. 7
Uji Disolusi Mikrokapsul... 8
Kinetika Disolusi... 9
Pencirian Mikrokapsul dengan SEM...………... 10
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan………... 11
Saran………... 11
DAFTAR PUSTAKA………. 11
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Spesifikasi kitosan niaga... 2
2 Persamaan kinetika orde reaksi pelepasan ketoprofen rerata dari matriks kitosan-gom guar... 9
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1 Struktur kitosan (R = sebagian besar -NH2)... 22 Struktur hidrogel kitosan: (a) ikatan silang kitosan-kitosan, (b) jaringan polimer hibrida, (c) jaringan semi-IPN, dan (d) kitosan berikatan silang ionik... 3
3 Struktur gom guar... 3
4 Struktur ketoprofen... 4
5 Klasifikasi mikrokapsul menurut morfologi... 4
6 Perangkat alat pengeringan semprot... 6
7 Mikrokapsul (a) tanpa dan (b) dengan penambahan ketoprofen... 7
8 Kurva pengaruh konsentrasi gom guar dan glutaraldehida terhadap bobot ketoprofen... 8
9 Kurva kondisi optimum konsentrasi gom guar dan glutaraldehida terhadap bobot ketoprofen……….…………. 8
10 Kurva pengaruh waktu terhadap pelepasan ketoprofen rerata pada medium disolusi 1.2 dan pH 7.4... 9
11 Kurva regresi orde reaksi ke-3 pada laju disolusi pH 7.4 ... 10
12 Foto SEM permukaan mikrokapsul tanpa penambahan ketoprofen pada perbesaran 2000×………... 10
13 Foto SEM permukaan mikrokapsul dengan penambahan ketoprofen pada perbesaran 2000×…………... 10
14 Foto SEM permukaan mikrokapsul ketoprofen hasil disolusi pada pH 1.2 saat (a) menit 30; (b) menit 90; (c) hasil disolusi pada pH 7.2 saat menit ke-90 pada perbesaran 2000×………... 11
1 Diagram alir penelitian pendahuluan……... 15
2 Diagram alir penelitian utama……….. 16
3 Penetapan kadar air dan kadar abu kitosan... 17
4 Penentuan derajat deasetilasi kitosan ... 17
5 Penentuan bobot molekul kitosan... 18
6 Kadar air dan abu kitosan... 18
7 Spektrum FTIR dan derajat deasetilasi kitosan... 19
8 Bobot molekul kitosan... 20
9 Hasil optimalisasi ketoprofen dalam mikrokapsul pada berbagai variasi... 21
10 Hasil disolusi mikrokapsula pada pH 1.2 (pH lambung) dan pH 7.4 (pH usus)……….. 23 11 Penentuan orde reaksi mikrokapsula hasil disolusi pada pH 7.4 (metode grafis)……… 26 12 Absorbans larutan ketoprofena pada berbagai panjang gelombang (λ)……….... 28
13 Kurva standar larutan ketoprofen pada berbagai konsentrasi ((λmaks = 254.6 nm)……… 29 14 Absorbans larutan ketoprofena pada berbagai panjang gelombang (λ) dalam medium disolusi bufer klorida pH 1.2……….. 30 15 Kurva standar larutan ketoprofen (pH 1.2) pada berbagai konsentrasi (λmaks = 258 nm)... 31 16 Absorbans larutan ketoprofena pada berbagai panjang gelombang (λ) dalam medium disolusi bufer fosfat pH 7.4………... 32 17 Kurva standar larutan ketoprofen (pH 7.4) pada berbagai konsentrasi (λmaks = 258 nm)... 33 18 Metode pembuatan larutan... 34
PENDAHULUAN
Kitosan merupakan polimer alami yang bersifat non-toksik, biokompatibel, biodegradabel, dan polikationik dalam suasana asam (Sutriyo et al. 2005) dan dapat membentuk gel (hidrogel) karena adanya ikatan silang kitosan-kitosan yang terjadi secara ionik (Berger et al. 2004). Kitosan memiliki struktur yang hampir sama dengan selulosa. Beberapa polimer turunan selulosa, seperti hidroksipropil metil selulosa (HPMC) dan etil selulosa (EC) telah banyak digunakan dalam sediaan lepas terkendali, baik dalam bentuk matriks maupun mikrokapsul (Wade 1994 dalam Sutriyo 2005). Dengan struktur yang mirip dengan selulosa dan dengan kemampuannya membentuk gel dalam suasana asam, kitosan memiliki sifat-sifat sebagai matriks dalam sistem pengantaran obat (Sutriyo et al. 2005). Kitosan telah digunakan sebagai penyalut obat anti-peradangan ketoprofen (Yamada et al. 2001) dan propanolol hidroklorida (Sutriyo et al. 2005). Gel kitosan yang ditaut silang dengan D,L-gliseraldehida juga telah digunakan terhadap beberapa obat anti-peradangan. Namun, gel kitosan yang terbentuk sifatnya rapuh. Oleh karena itu, perlu dilakukan modifikasi gel kitosan untuk memperbaiki sifat gel tersebut.
Wang et al. (2004) melaporkan pembentukan gel kitosan-poli(vinil alkohol) (PVA) dengan glutaraldehida sebagai penaut-silang, dapat memperbaiki sifat gel yang terbentuk, yaitu menurunkan waktu gelasi dan meningkatkan kekuatan mekanis gel. Modifikasi gel kitosan telah banyak dikembangkan dengan menambahkan hidrokoloid alami, di antaranya dengan gom guar (Sugita et al. 2006a), alginat (Sugita et al. 2006b), karboksimetil selulosa (Sugita et al. 2006c), dan gom xantan (Sugita et al. 2007). Keempat modifikasi tersebut berpotensi untuk digunakan sebagai membran. Namun, gel kitosan dengan penambahan gom guar memiliki sifat reologi yang lebih baik dan berpotensi sebagai gel untuk digunakan dalam mikroenkapsulasi. Gom guar sendiri telah dimanfaatkan sebagai pembawa untuk memperbaiki sistem pengantaran obat ke dalam usus besar untuk mengobati radang usus besar dan kanker usus besar (Kshirsagar 2000).
Mikroenkapsulasi merupakan salah satu teknik penyalutan suatu bahan yang mudah dan sederhana dalam menjaga keaktifan suatu bahan serta mengendalikan laju pelepasan
senyawa yang disalutnya. Metode pengeringan semprot merupakan salah satu teknik mikroenkapsulasi yang mengubah sifat fisik bentuk cairan (suspensi) menjadi butiran padat. Bahan penyalut yang sering digunakan adalah polimer turunan selulosa seperti HPMC dan EC (Sutriyo et al. 2005). Selain itu, kitosan-karboksimetil selulosa (CMC) telah digunakan untuk mengantarkan obat anti peradangan indometasin (Tiyaboonchai & Ritthidej 2003). Namun, sulitnya pembentukan gel kitosan-CMC merupakan suatu kendala karena kelarutan CMC yang rendah dalam asam, sedangkan kitosan larut dalam asam dan tidak larut dalam air. Sementara itu, kelarutan gom guar dalam asam lebih baik dibandingkan dengan CMC. Oleh karena itu, gel kitosan-gom guar diharapkan dapat menghasilkan mikrokapsul dengan efektivitas pengantaran obat yang lebih baik dibandingkan dengan mikrokapsul kitosan yang telah diteliti selama ini.
Ketoprofen merupakan obat anti-peradangan kelompok nonsteroidal (AINS) yang bekerja menghambat sintesis prostaglandin. Kelarutan ketoprofen dalam air rendah dan penggunaan dalam dosis tinggi (> 300 mg) dapat menyebabkan pendarahan pada lambung (American Medical Association 1991). Salah satu cara untuk mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut ialah dengan menyalut obat dalam mikrokapsul gel yang mampu mengatur laju pelepasan obat dalam tubuh (Yamada et al. 2001 dan Tiyaboonchai & Ritthidej 2003).
Tujuan penelitian ini adalah mengamati perilaku disolusi ketoprofen tersalut gel kitosan-gom guar secara in vitro pada kondisi optimumnya. Pengaruh waktu terhadap pelepasan ketoprofen dikaji dengan metode regresi linear, sehingga diperoleh orde reaksi dan waktu paruh, t1/2 ketoprofen. Sementara
optimalisasi penyalutan ketoprofen dikaji dengan metode respons permukaan (RSM) dengan faktor-faktor konsentrasi gom guar (gg), konsentrasi glutaraldehida (glu), dan bobot ketoprofen dalam mikrokapsul.
TINJAUAN PUSTAKA
Kitosan
Kitosan merupakan aminopolisakarida hasil deasetilasi kitin, yaitu modifikasi struktur kitin melalui hidrolisis menggunakan larutan basa atau secara biokimia. Kitosan tersusun atas (1,4)-2-amino-2-deoksi-D-glukosa yang saling berikatan β (Gambar 1).
O R OH CH2OH O R OH CH2OH O O O n
Kitosan berbentuk padatan amorf dengan rumus molekul (C6H11NO4)n dan merupakan
salah satu dari sedikit polimer alami yang bersifat polikationik dalam suasana asam. Kitosan larut dalam kebanyakan asam organik pada pH sekitar 4, tetapi tidak larut pada pH lebih besar dari 6.5. Kitosan tidak larut dalam air, alkohol, dan aseton. Dalam asam anorganik, seperti HCl dan HNO3, kitosan
larut pada konsentrasi 1.1%, tetapi tidak larut pada konsentrasi 10%. Sifat kelarutan ini dipengaruhi oleh bobot molekul dan derajat deasetilasi (Muzi dalam Jamaludin 1994).
Gambar 1 Struktur kitosan (R = sebagian
besar -NH2).
Kitosan menunjukkan sifat-sifat polimer biomedis seperti non-toksik, biokompatibel, dan biodegradabel. Dengan struktur yang mirip dengan selulosa dan kemampuannya membentuk gel dalam suasana asam (seperti dalam lambung), kitosan memiliki sifat-sifat sebagai matriks dalam sistem pengantaran obat (Sutriyo et al. 2005). Mutu kitosan bergantung pada sumber (asal), derajat deasetilasi (DD), distribusi gugus asetil, gugus amino, panjang rantai, dan distribusi bobot molekul (BM). Tabel 1 menampilkan spesifikasi untuk kitosan niaga.
Tabel 1 Spesifikasi kitosan niaga*
Parameter Ciri Ukuran partikel Serpihan sampai bubuk
Kadar air ≤ 10% Kadar abu ≤ 2% Derajat deasetilasi ≥ 70%
Warna larutan Tidak berwarna Viskositas (cps):
Rendah < 200 Medium 200−799 Tinggi 800−2000 Sangat tinggi > 2000
*Sumber: Anonim (1987) dalam Jamaludin (1994).
Pengukuran DD kitosan dapat dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri ultraviolet (UV) turunan pertama, titrimetri dengan HBr, dan spektrofotometri inframerah transformasi Fourier (FTIR). Pada penelitian ini, pengukuran DD dilakukan dengan metode
FTIR, karena metode ini relatif cepat dan tidak membutuhkan pelarutan kitosan dalam pelarut berair. Penyiapan kitosan, jenis instrumen yang digunakan, dan kondisi analisis akan memengaruhi hasil analisis (Khan et al. 2002).
Gel Kitosan
Gelasi atau pembentukan gel merupakan fenomena yang menarik dan sangat kompleks. Pada prinsipnya, pembentukan gel terjadi karena terbentuk jaringan tiga dimensi dari molekul primer, yang terentang pada seluruh volume gel dan memerangkap sejumlah pelarut di dalamnya (Oakenfull 1984 dalam Nuraini 1994 dan Tobolsky 1943 dalam Fardiaz 1989).
Gel juga dapat didefinisikan sebagai jaringan polimerik yang dapat menampung sejumlah tertentu air di dalam strukturnya dan mengembang tanpa melarut di dalamnya, disebut juga hidrogel (Wang et al. 2004). Hidrogel, misalnya hidrogel kitosan, dapat digolongkan menjadi hidrogel kimia dan fisika. Hidrogel kimia dibentuk dari reaksi tidak dapat-balik yang melibatkan tautan silang secara kovalen. Sementara hidrogel fisika dibentuk oleh reaksi yang dapat balik, dengan ikatan silang terjadi secara ionik (Stevens 2001 & Berger et al. 2004).
Larutan kitosan pada batas konsentrasi tertentu dalam asam asetat 1% dapat membentuk gel. Gel kitosan yang terbentuk dapat diperbaiki sifatnya, seperti menurunnya waktu gelasi dan meningkatnya kekuatan mekanik gel dengan penambahan PVA (Wang et al. 2004). Cardenas et al. (2004) juga telah melakukan modifikasi kitosan dengan penambahan alginat, yang membentuk membran dan menghasilkan gel kitosan yang lebih kuat. Gom guar merupakan salah satu hidrokoloid alami yang lain selain alginat. Sugita et al. (2006a) telah memperoleh kondisi optimum pembentukan gel kitosan dengan menggunakan larutan kitosan pada konsentrasi tertentu dan ditambahkan glutaraldehida sebagai bahan penaut silang serta gom guar sebagai bahan pengisi jejaring ikatan silang.
Ikatan-silang kovalen dalam hidrogel kitosan dapat dibedakan menjadi 4 bagian, yaitu ikatan silang kitosan-kitosan, jaringan polimer hibrida atau HPN (hybrid polymer network), jaringan polimer saling-tembus tanggung atau utuh (semi IPN atau full-IPN, interpenetrating polymer network), dan
3
kitosan berikatan silang ionik. Struktur hidrogel kitosan ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Struktur hidrogel kitosan: (a)
ikatan silang kitosan-kitosan, (b) jaringan polimer hibrida, (c) jaringan semi-IPN, dan (d) kitosan berikatan silang ionik (Berger et al. 2004).
Gom Guar
Gom adalah molekul berbobot molekul tinggi yang bersifat koloid (berukuran 10– 1000 Å), dan dalam bahan pengembang yang sesuai dapat membentuk gel, larutan, atau suspensi kental pada konsentrasi sangat rendah (Whistler 1973 dalam Nasution 1999).
Hidrokoloid ditinjau dari asalnya diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu hidrokoloid alami, hidrokoloid alami-termodifikasi, dan hidrokoloid sintetik. Berdasarkan cara mendapatkannya, hidrokoloid alami ada 4 macam, yaitu gom eksudat, gom biji, gom hasil ekstraksi, dan gom hasil fermentasi (Fardiaz 1989). Gom guar merupakan gom biji yang diperoleh dari tanaman Legominoae, Cyamopsis tetragomolobus, dan Cyamopsis psoraloides yang ditemukan di barat laut India dan Pakistan (Nussinovitch 1997). Pengolahan yang dilakukan meliputi pemisahan secara mekanik terhadap kulit biji, lalu lembaganya dibuang, dan endosperma yang mengandung gom digiling menjadi tepung halus (Fardiaz 1989). Struktur gom guar sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3 merupakan galaktomanan yang terdiri atas D-galaktosa yang berikatan α-(1→6) dengan rantai tulang punggung 1,4-β-D-manopiranosa (Chaplin 2005). HO H H O H HO H OH CH2OH H O O O CH2 O H H CH2OH H H H OH HO O H H HO H H OH H n
Gambar 3 Struktur gom guar.
Gom guar tidak bermuatan sehingga tidak terpengaruh oleh pH dan sangat efektif dalam produk-produk asam. Gom guar juga bersifat kompatibel dengan hampir semua hidrokoloid; secara khusus dengan karaginan atau gom xantan, dapat terjadi interaksi sinergestik. Interaksi gom guar tidak menghasilkan gel, tetapi hanya meningkatkan kekentalan karena derajat substitusi rantai tulang punggungnya yang tinggi dapat mengurangi interaksi (Fardiaz 1989). Gom guar juga telah dimanfaatkan sebagai pembawa untuk memperbaiki sistem pengantaran obat ke dalam usus besar untuk mengobati radang usus besar dan kanker usus besar (Kshirsagar 2000).
Fungsi penambahan gom guar sebagai interpenetrating agent diharapkan dapat memperbaiki sifat reologi kitosan. Gel kitosan-gom guar terjadi karena terbentuknya jaringan tiga dimensi antara molekul-molekul kitosan dan gom-guar pada seluruh volume gel, yang memerangkap sejumlah air di dalamnya. Sifat jaringan serta interaksi molekular yang mengikat keseluruhan gel menentukan kekuatan, stabilitas, dan tekstur gel. Untuk memperkuat jaringan internal gel ini biasanya digunakan molekul lain sebagai pembentuk ikatan-silang; dalam penelitian ini digunakan glutaraldehida.
Ketoprofen
Ketoprofen [asam 2-(3-benzoilfenil) propanoat; Mr = 254.3 g mol-1] berupa serbuk
hablur yang putih atau hampir putih dan tidak berbau. Zat ini mudah larut dalam etanol, kloroform, dan eter, tetapi taklarut dalam air. Suhu leburnya berkisar antara 93 dan 96 ºC (USP 2003). Struktur ketoprofen dapat dilihat pada Gambar 4.
C O CH CH3 COH O
Gambar 4 Struktur ketoprofen.
Ketoprofen merupakan zat AINS dengan daya analgesik, anti-peradangan, dan antipiretik yang bekerja menghambat sintesis prostaglandin. Ketoprofen dieliminasi melalui ginjal. Dosis oral ketoprofen bagi penderita artritis reumatoid dan osteoartritis adalah 75 mg, 3 kali sehari atau 50 mg, 4 kali sehari (American Medical Association 1991).
Ketoprofen memiliki waktu paruh eliminasi dalam plasma darah, yaitu sekitar 1.5−2 jam. Konsentrasi ketoprofen yang bertahan dalam plasma darah setelah 24 jam hanya sekitar 0.07 mg/l. Oleh karena itu, ketoprofen perlu dimikroenkapsulasi untuk memperbaiki pengantaran dalam tubuh (Patil et al. 2005).
Mikroenkapsulasi
Mikroenkapsulasi adalah suatu teknik untuk menyalut suatu bahan yang ukurannya sangat kecil dengan diameter rerata berkisar 15–20 mikron atau kurang dari setengah diameter rambut manusia (Yoshizawa 2004). Terdapat lebih dari 400 miliar kapsul kecil dalam setiap galon bahan yang dimikroenkapsulasi (Sutriyo et al. 2004).
Mikroenkapsulasi merupakan salah satu upaya untuk mengendalikan pelepasan senyawa aktif dalam obat. Kegunaan lain teknik ini ialah untuk pemisahan dan pemurnian, menyebabkan senyawa aktif lebih aman dipegang, menggabungkan beberapa komponen senyawa dalam obat, melindungi bahan yang peka terhadap lingkungannya, dan mengubah wujud bahan dari cair menjadi padat (Yoshizawa 2004).
Secara umum, mikrokapsul dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu berinti tunggal, berinti banyak, dan tipe matriks (Gambar 5). Pengendalian sifat morfologi penting dan harus dilakukan dalam upaya menghasilkan mikrokapsul yang terbaik dengan sebagian besar bergantung pada metode mikroenkapsulasi yang digunakan.
Gambar 5 Klasifikasi mikrokapsul menurut
morfologi (Yoshizawa 2004). Pembuatan mikrokapsul dapat dilakukan secara fisika dan kimia. Metode fisika yang digunakan antara lain pan coating, pelapisan suspensi udara, piringan pemutar, dan pengeringan semprot (spray drying). Sementara metode kimia antara lain polimerisasi antarmuka, polimerisasi in-situ, polimerisasi matriks, penguapan pelarut, dan pemisahan fase. Dari berbagai metode di atas, metode pengering semprot paling mudah dan sederhana untuk mengkapsulasi suatu bahan karena larutan suspensi yang akan dimikroenkapsulasi cukup dimasukkan ke dalam alat pengering semprot dengan serbuk mikrokapsul sebagai produk (Oliveira et al. 2005).
Metode Pengeringan Semprot
(Spray Drying)
Spray dryer atau alat pengering semprot adalah alat yang digunakan untuk membuat suatu larutan atau suspensi menjadi suatu padatan atau serbuk yang kering (Deymonaz et al. 1998). Metode pengeringan semprot (spray drying) paling mudah dan sederhana untuk mengkapsulasi suatu bahan, karena larutan suspensi yang akan dimikroenkapsulasi cukup dimasukkan ke dalam alat pengering semprot dengan serbuk mikrokapsul sebagai produk. Metode pengering semprot dapat dilakukan melalui bebarapa tahap: pertama, produk yang berupa cairan didispersikan dalam suatu semprotan (spray); kedua, kontak antara semprotan dengan udara panas; ketiga, pengering semprotan; dan keempat, pemisahan antara produk kering (aliran serbuk bebas) dan udara.
5
Keuntungan utama mikroenkapsulasi dengan metode pengeringan semprot ialah meningkatnya stabilitas serbuk, teknik yang dapat diandalkan dan terulangkan dengan mutu produk yang tinggi, biaya yang efektif, menghasilkan serbuk berupa partikel mikrokapsul yang kecil (1−150 µm), tekniknya ramah dan terhindar dari penggunaan pelarut organik, dapat dilakukan dalam satu tahap dan proses yang berkelanjutan (continuous), serta merupakan metode yang fleksibel (dapat digunakan untuk enkapsulasi polimer-polimer yang berbeda dan suhu berbeda). Selain itu, alat ini juga dapat digunakan untuk bahan yang tidak tahan panas atau titik didihnya rendah (Deymonaz et al. 1998).
Uji Disolusi
Uji disolusi merupakan suatu metode fisiko-kimia yang digunakan dalam pengembangan produk dan pengendalian mutu sediaan obat berdasarkan pengukuran parameter laju pelepasan dan melarutnya zat berkhasiat dari sediaannya. Kegunaan uji disolusi menurut Farmakope antara lain (1) untuk pengawasan mutu sediaan dari batch ke batch dan variasi antarproduksi dari satu pabrik yang sama maupun yang berbeda, (2) untuk pengembangan formulasi baru suatu produk, dan (3) merupakan suatu prosedur kendali mutu yang biasa dilakukan dengan cara produksi yang baik (Depkes 1995). Uji ini diterapkan pada sediaan obat padat yang bertujuan mengukur dan mengetahui jumlah zat aktif yang terlarut dalam media cair yang diketahui volumenya pada suatu waktu tertentu, pada suhu tertentu, dan peralatan tertentu (Siregar et al. 1986).
Efek penghambatan pelepasan ketoprofen dari mikrokapsul diamati melalui uji disolusi in vitro, yang dibandingkan dengan bentuk murni ketoprofen. Uji disolusi ini dilakukan pada dua kondisi, yaitu kondisi lambung dan usus.
Pencirian Mikrokapsul dengan Mikroskop Elektron Susuran (SEM)
Analisis SEM merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengamati bentuk dan morfologi permukaan mikrokapsul. Mikrokapsul disalut dengan logam emas menggunakan fine coater di dalam vakum dan sampel diuji dengan alat SEM (Sutriyo 2004).
Prinsip kerja SEM adalah mendeteksi elektron yang dihamburkan oleh suatu contoh padatan ketika ditembakkan oleh berkas elektron berenergi tinggi secara kontinu yang dipercepat di dalam kumparan elektromagnetik yang dihubungkan dengan tabung sinar katode, sehingga dihasilkan suatu informasi mengenai keadaan permukaan dari suatu contoh senyawa (Noor 2001). Hasil foto SEM merupakan gambaran topografi yang memperlihatkan segala tonjolan, lekukan, maupun lubang permukaan.
Analisis SEM telah banyak dilakukan terhadap mikrokapsul, yaitu terhadap mikrokapsul indometasin tersalut kitosan-CMC (Tiyaboonchai & Ritthidej 2003), mikrokapsul propanolol hidroklorida dengan penyalut EC (Sutriyo et al. 2004), mikrokapsul minyak atsiri jahe tersalut kitosan (Wawensyah 2006), dan mikrokapsul minyak kelapa murni dengan penyalut kitosan (Usmayanti 2007). Selain itu, analisis SEM juga dilakukan untuk mengamati ukuran partikel mikrosfer kitosan dalam sistem pengantaran obat (Dubey & Parikh 2004).
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain kitosan niaga yang dibeli di CV Dinar Cikarang Bekasi, NaOH teknis, HCl teknis, air suling, asam asetat teknis, glutaraldehida, gom guar, kertas saring, larutan bufer klorida (KCl−HCl) pH 1.2, larutan bufer fosfat (KH2PO4−NaOH) pH
7.4, Tween-80, etanol teknis, dan senyawa aktif ketoprofen yang diperoleh dari PT Kalbe Farma.
Alat-alat yang digunakan di antaranya alat-alat kaca, lempeng pemanas, oven J.P. SELECTA, pengaduk magnet, spektrofotometer FTIR Bruker jenis Tentor 37, viskometer Ostwald, pengering semprot Buchi 190, alat disolusi, spektrofotometer UV-1700 PharmaSpec, pelapis ion Au IB-2, SEM JEOL JSM-5310LV, dan peranti lunak Minitab Release 14. Analisis FTIR dilakukan di Pusat Studi Biofarmaka (PSB) IPB, uji disolusi dilakukan di Laboratorium Farmasi dan Medikal Pusat Penelitian dan Teknologi (Puspitek) Serpong, dan analisis SEM dilakukan di Laboratorium Zoologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong.
Pencirian Kitosan
Diagram alir penelitian ini dapat dilihat secara garis besar pada Lampiran 1 dan 2. Kadar air dan abu dengan metode gravimetri (AOAC 1999), BM dengan metode viskometer, dan DD dengan metode garis dasar−FTIR merupakan parameter mutu kitosan yang ditentukan. Prosedur selengkapnya berturut-turut diberikan pada Lampiran 3−5.
Pembuatan Mikrokapsul (modifikasi dari Yamada et al. 2000 dan Usmayanti 2007)
Mula-mula dibuat larutan kitosan 1.75% (b/v) dengan pelarut asam asetat 1% (v/v). Sebanyak 228.6 ml larutan ini ditambahkan 38.1 ml larutan gom guar (gg) dengan ragam konsentrasi 0.35, 0.55, dan 0.75% (b/v) sambil diaduk dengan pengaduk magnet sampai homogen. Setelah itu, dilakukan penambahan 7.62 ml glutaraldehida (glu) sambil diaduk dengan ragam konsentrasi 3, 3.5, dan 4% (v/v) (Sugita et al. 2006a).
Campuran kitosan-gom guar dengan nisbah tertentu dicampurkan dengan 2 g obat ketoprofen yang dilarutkan dalam 250 ml etanol 96% untuk membuat suatu suspensi larutan kitosan-gom guar-ketoprofen dengan nisbah kitosan-ketoprofen 2:1, lalu ditambahkan 5 ml Tween-80 2%. Larutan lalu diaduk pada kecepatan 600 rpm dengan pengaduk magnet selama 1 jam pada suhu kamar. Setelah itu, campuran tersebut dibuat menjadi mikrokapsul dengan alat pengering semprot (Gambar 6) sampai berbentuk serbuk/butiran. Alat pengering semprot yang digunakan mempunyai ukuran diameter lubang 1.5 mm dan di atur pada suhu inlet 170−185 °C, suhu outlet 65−95 °C, pompa dengan laju alir 60 rpm, dan tekanan semprot pada skala 2 bar. Selain itu, juga dibuat mikrokapsul kosong tanpa penambahan obat ketoprofen.
Gambar 6 Perangkat alat pengering semprot.
Optimalisasi Mikrokapsul
Pelarut yang digunakan dalam ektraksi ketoprofen dalam mikrokapsul adalah etanol 96%, karena ketoprofen mudah larut dalam etanol (USP 2003). Sebanyak 500 mg mikrokapsul diekstraksi dengan 75 ml etanol 96% sebanyak tiga kali selama 3 jam dengan penggantian pelarut setiap jam. Konsentrasi ketoprofen yang terekstraksi dalam mikrokapsul diukur menggunakan spektrofotometer UV pada panjang gelombang 254.6 nm. Data yang diperoleh dari ragam konsentrasi larutan gom guar (0.35, 0.55, dan 0.75% [b/v]) dan glutaraldehida (3, 3.5, dan 4% [v/v]) dengan konsentrasi larutan kitosan tetap (1.75% [b/v]) kemudian dioptimalisasi dengan menggunakan metode RSM dalam peranti lunak Minitab Release 14 dengan faktor-faktor: konsentrasi gom guar (gg), konsentrasi glutaraldehida (glu), dan bobot ketoprofen dalam mikrokapsul, sehingga diperoleh nisbah gg dan glu tertentu sebagai kondisi optimum penyalutan.
Uji Disolusi Secara In Vitro (Depkes 1995)
Mikrokapsul pada kondisi optimum diuji disolusinya menggunakan alat disolusi tipe 2 (metode dayung), untuk melihat perilaku ketoprofen tersalut gel kitosan-gom guar. Sebanyak 500 mg mikrokapsul ditimbang dan dimasukkan ke dalam chamber disolusi. Uji disolusi dilakukan dalam medium pH 1.2 (cairan lambung) dan medium pH 7.4 (cairan usus) (Depkes 1995) selama 90 menit pada suhu (37 ± 0.5) °C dengan kecepatan pengadukan 150 rpm. Pengambilan alikuot dari mikrokapsul dilakukan pada menit ke-15, 30, 45, 60, 75, dan 90 masing-masing sebanyak 20 ml. Setiap kali pengambilan alikuot, volume medium yang terambil digantikan dengan larutan medium yang baru dengan volume dan suhu yang sama. Volume medium disolusi yang digunakan sebanyak 500 ml. Konsentrasi ketoprofen dalam larutan alikuot diukur dengan alat spektrofotometer UV/Vis pada panjang gelombang 258 nm (untuk disolusi pada pH 1.2) dan 260 nm (untuk disolusi pada pH 7.4). Dari data yang diperoleh dikaji studi kinetikanya, yaitu dengan dibuat grafik yang merupakan hubungan antara persen pelepasan ketoprofen dan waktu disolusi, untuk kemudian ditentukan orde reaksi serta waktu paruh pelepasan ketoprofennya.
7
Pencirian Mikrokapsul dengan SEM
Mikrokapsul kosong dan salah satu mikrokapsul yang berisi ketoprofen dianalisis morfologi strukturnya menggunakan alat SEM. Selain itu, analisis juga dilakukan terhadap mikrokapsul yang telah diuji disolusi ketoprofennya, untuk melihat morfologi permukaan dari mikrokapsul yang diperoleh dari uji disolusi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pencirian Kitosan
Kitosan CV Dinar memiliki nilai kadar air, kadar abu, DD, dan BM berturut-turut sebesar 10.80%, 0.53% (Lampiran 6), 70.13% (Lampiran 7), dan 3090.45 g mol-1 (Lampiran
8). Nilai kadar air ini tidak memenuhi persyaratan spesifikasi kitosan niaga (Tabel 1). Penyimpangan nilai kadar air kitosan ini masih dapat diterima sebagai kitosan niaga. Nilai BM sebesar 3090.45 g mol-1
menunjukkan bahwa kitosan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan suatu polimer.
Pembuatan Mikrokapsul
Pembuatan mikrokapsul gel kitosan-gom guar-ketoprofen merupakan modifikasi dari Usmayanti (2007), yaitu dengan metode pengeringan semprot. Mikroenkapsulasi ketoprofen diawali dengan proses penyalutan dengan gel kitosan-gom guar. Mikrokapsul terbentuk akibat terabsorpsinya ketoprofen pada permukaan matriks gel.
Mikrokapsul yang diperoleh dari metode pengeringan semprot memiliki bentuk visual seperti butiran atau granul halus yang kering dan rapuh. Gambar 7 memperlihatkan bentuk mikrokapsul tanpa dan dengan penambahan ketoprofen. Berdasarkan gambar tersebut, mikrokapsul tanpa penambahan ketoprofen (Gambar 7a) berwarna lebih kuning kecokelatan dibandingkan dengan yang ditambahkan ketoprofen (Gambar 7b). Hal ini diduga karena larutan kitosan yang digunakan sebagai penyalut berwarna kekuningan, sehingga saat diubah menjadi bentuk butiran dengan bantuan panas yang tinggi pada alat pengering semprot, warnanya menjadi agak kecokelatan. Pencampuran dengan ketoprofen yang berwarna putih membuat mikrokapsul menjadi berwarna lebih kekuningan.
Gambar 7 Mikrokapsul (a) tanpa dan (b)
dengan penambahan ketoprofen.
Optimalisasi Mikrokapsul
Optimalisasi mikrokapsul merupakan peragaman kondisi penyalutan (konsentrasi gom guar dan glutaraldehida) untuk menentukan kondisi optimum berdasarkan bobot ketoprofen yang tersalut. Kondisi optimum ditentukan berdasarkan bobot ketopofen terbesar yang diperoleh dari hasil ekstraksi mikrokapsul dengan menggunakan peranti lunak Minitab Release 14.
Pengaruh konsentrasi gom guar dan glutaraldehida terhadap bobot ketoprofen yang terekstraksi (Gambar 8) memperlihatkan bahwa dengan semakin tinggi konsentrasi glutaraldehida (sampai 4.0%), bobot ketoprofen hasil ekstraksi meningkat, yang ditunjukkan oleh perubahan daerah warna dari merah muda ke merah tua. Pada Gambar 8 juga terlihat bahwa pada kisaran konsentrasi gom guar 0.35−0.39% dan konsentrasi glutaraldehida 3.3−>4.0%, bobot ketoprofen yang akan diperoleh sebesar 240−270 mg. Semakin tinggi konsentrasi gom guar dari daerah optimumnya (perubahan daerah warna dari merah ke biru), bobot ketoprofen akan cenderung menurun. Hal ini diduga karena pada batas konsentrasi tersebut campuran mulai menunjukkan sifat gel sehingga ketoprofen yang tersalut lebih sukar terlepas dari matriks gel yang semakin rapat. Oleh karena itu, konsentrasi tersebut kurang baik untuk mikroenkapsulasi dengan metode pengeringan semprot (campuran terlalu kental atau telah berbentuk gel) dan proses pelepasan
b a
ketoprofen menjadi lebih sulit pada saat ekstraksi maupun uji disolusi.
[Gom Guar] (% b/v) [G lu ta ra ld e h id a ] ( % v / v )_ 1 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0 Bobot 150 150 - 180 180 - 210 Ketoprofen 210 - 240 240 - 270 > 270 (mg) < 120 120 -
Gambar 8 Kurva pengaruh konsentrasi gom
guar dan glutaraldehida terhadap bobot ketoprofen.
Kondisi optimum nisbah konsentrasi gom guar dan glutaraldehida terhadap bobot ketoprofen secara tepat ditampilkan dalam Gambar 9. Terlihat bahwa bobot ketoprofen minimum akan diperoleh pada saat konsentrasi gom guar 0.75% dan glutaraldehida >4.0% (bagian mendatar pada kurva). Hal ini sesuai dengan data yang diperoleh dari hasil ekstraksi (Lampiran 9), yaitu bahwa peningkatan konsentrasi glutaraldehida yang terdapat dalam mikrokapsul (dengan konsentrasi gom guar tetap) tidak selalu sebanding dengan banyaknya ketoprofen yang tersalut. Sebaliknya, peningkatan konsentrasi gom guar (dengan konsentrasi glutaraldehida tetap) dapat menurunkan bobot ketoprofen yang tersalut. 4.0 Bobot Ketoprofen (mg) 100 150 3.5 200 250 [Glutaraldehida] (% v/v)_1 0.4 0.5 0.6 0.7 3.0 [Gom Guar] (% b/v)
Gambar 9 Kurva kondisi optimum
konsentrasi gom guar dan glutaraldehida terhadap
bobot ketoprofen (inset: =daerah optimum; =
daerah minimum).
Telah diketahui bahwa glutaraldehida digunakan sebagai penaut silang dalam pembentukan mikrokapsul. Banyaknya
ketoprofen yang tersalut berkaitan erat dengan kekuatan penyalutnya. Semakin kuat penyalutnya, semakin besar pula kemungkinan ketoprofen tersalut dalam mikrokapsul. Hal ini sesuai dengan yang telah dijelaskan Rohindra et al. (2003), yaitu adanya ikatan silang antara kitosan dan glutaraldehida meningkatkan kekuatan mekanik gelnya. Akan tetapi, pada saat konsentrasi glutaraldehida 4.0%, bobot ketoprofen yang terekstraksi cenderung menurun. Hal ini diduga karena dengan semakin kuatnya ikatan silang yang terjadi antara kitosan dan glutaraldehida, polimer yang bersangkutan akan semakin keras dan rapat.
Sugita et al. (2006a) melaporkan bahwa adanya gom guar dapat melemahkan ikatan silang antara kitosan dan glutaraldehida. Lemahnya ikatan silang ini menyebabkan sifat matriks gel menjadi rapuh. Akibatnya, tidak semua ketoprofen dapat tersalut dengan baik sehingga terjadi penurunan bobot ketoprofen hasil ekstraksi. Dari gambar tersebut diperoleh bobot ketoprofen optimum, yaitu saat konsentrasi gom guar dan glutaraldehida berturut-turut 0.35% (b/v) dan 3.75% (v/v) dengan konsentrasi kitosan tetap ialah 1.75% (b/v).
Uji Disolusi Mikrokapsul
Proses disolusi pada penelitian ini dilakukan secara in vitro, yaitu pada kondisi lambung dan usus. Uji disolusi ini dilakukan terhadap mikrokapsul yang optimum menyalut ketoprofen, yaitu saat konsentrasi gom guar dan glutaraldehida berturut-turut 0.35% (b/v) dan 3.75% (v/v) dengan konsentrasi kitosan tetap (1.75% [b/v]).
Gambar 10 menampilkan kurva pengaruh waktu terhadap pelepasan ketoprofen rerata pada medium disolusi bufer klorida pH 1.2 (medium lambung) (kurva warna biru) dan bufer fosfat pH 7.4 (medium usus) (kurva warna merah). Terlihat bahwa pengaruh waktu tidak lagi sebanding dengan banyaknya ketoprofen yang dilepas di medium lambung setelah menit ke-30 (Lampiran 10). Hal ini disebabkan karena sebagian mikrokapsul mulai pecah dan hancur pada menit ke-30 sehingga ikatan silang antar-polimer kitosan dalam matriks gel terputus. Putusnya ikatan silang tersebut diduga akibat medium disolusi yang sangat asam (bufer pH 1.2). Tingginya keasaman ini dapat menyebabkan terhidrolisisnya gugus imina antara polimer kitosan dan glutaraldehida. Adanya gom guar
9
dalam matriks yang berfungsi sebagai interpenetrating agent juga dapat mempercepat terhidrolisisnya gugus imina, karena kemampuannya menarik air (Berger et al. 2004 dan Rohindra et al. 2003). Adanya air yang diserap oleh gom guar juga menyebabkan matriks mengembang dan terjadi pelepasan ketoprofen dari matriks kitosan-gom guar.
Di sisi lain, pengaruh waktu terhadap pelepasan ketoprofen pada medium usus memperlihatkan kinerja ketoprofen yang lebih baik dibandingkan dengan di dalam lambung. Hal ini sesuai dengan sifat ketoprofen yang mudah larut dan terurai dalam usus (Depkes 1995). Kondisi medium disolusi yang agak basa menyebabkan matriks gel tetap kuat menyalut ketoprofen sehingga pelepasan ketoprofen dari matriks gel dapat terjadi secara perlahan. Oleh karena itu, profil kinetika yang dibahas selanjutnya hanyalah pada pH usus. 0 2 0 4 0 6 0 8 0 0 15 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0 10 5 Wa k t u ( m e n i t )
Gambar 10 Kurva pengaruh waktu terhadap
pelepasan ketoprofen rerata pada medium disolusi pH 1.2 ( ) dan pH 7.4 ( ).
Menurut Sutriyo et al. (2005), pelepasan obat dari matriks dikontrol oleh proses difusi obat tersebut melalui matriks. Proses difusi ketoprofen dimulai ketika matriks kitosan-gom guar bersentuhan dengan medium disolusi sehingga terjadi penetrasi cairan ke dalam matriks yang menyebabkan matriks mengembang dan membentuk gel. Lapisan gel ini berfungsi sebagai penghalang di sekeliling matriks yang mengontrol pelepasan ketoprofen dari dalam matriks. Hal ini sesuai dengan Nata et al. (2007) yang melaporkan bahwa proses pembengkakan membran kitosan-gom guar akibat matriks yang bersentuhan dengan cairan sangat baik digunakan untuk sistem pengantaran obat, karena proses pembukaan pori-pori yang unik ini dapat membuat obat terlepas ketika mikrokapsul berinteraksi dengan cairan di dalam tubuh.
Kinetika Disolusi
Hasil uji disolusi terhadap mikrokapsul yang optimum digunakan untuk mempelajari kinetika pelepasan ketoprofen. Parameter yang ditentukan meliputi orde reaksi dan waktu paruh ketoprofen. Pada penelitian ini, penentuan orde reaksi dilakukan menggunakan metode grafis, yaitu dengan melihat nilai koefisien determinasi, R2, yang
diperoleh dari kurva hubungan antara konsentrasi ketoprofen dan waktu (Atkins 1990). Persamaan kinetika yang digunakan untuk reaksi orde ke-1, ke-2, dan ke-3 berturut-turut adalah sebagai berikut:
[ ]
A
t=
ln
[ ]
A
0−
kt
ln
………....(1)[ ] [ ]
kt
A
A
t=
0+
1
1
…..………(2)[ ]
A
t[ ]
A
2
kt
1
1
2 0 2=
+
..…….……….(3)Berdasarkan data uji disolusi pH 7.4 (Lampiran 10), pelepasan ketoprofen dari mikrokapsul mengikuti kinetika orde reaksi ke-3 (Lampiran 11). Hal ini ditunjukkan oleh nilai R2 yang relatif besar pada kurva regresi
untuk orde reaksi tersebut dibandingkan untuk orde reaksi ke-1 dan ke-2 (Tabel 2).
Tabel 2 Persamaan kinetika orde reaksi pelepasan ketoprofen rerata dari matriks gel kitosan-gom guar Orde Persamaan garis R2 Ka
1 y = 1.36 ×10-2x + 4.2265 0.7961 1.36 ×10-2
2 y = 3.00 ×10-4x + 0.0149 0.9152 3.00 ×10-4
3 y = 2.00×10-5x + 0.0002 0.9632 1.00×10-5
aSatuan k (orde ke-1) = menit-1; k (orde ke-2) = lmol -1menit-1; k (orde ke-3) = l2mol-2menit-1
Kurva hubungan antara 1/kuadrat konsentrasi ketoprofen yang tersisa dalam mikrokapsul (1/[A]t
2) dan waktu untuk reaksi
orde ke-3 yang merupakan rerata dari dua ulangan diperlihatkan pada Gambar 11. Berdasarkan kurva tersebut, diperoleh persamaan garis lurus y = 2×10-5
x + 0.0002 dengan R2 = 0.9632. Dari persamaan (3),
dapat diperoleh nilai tetapan laju reaksi, k untuk orde reaksi ke-3 tersebut sebesar 1×10-5
y = 2 x 10- 5x + 0 . 0 0 0 2 R 2 = 0 . 9 6 3 2 0 0 . 0 0 0 5 0 . 0 0 1 0 . 0 0 15 0 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 0 15 3 0 4 5 6 0 7 5 9 0 10 5 Wa k t u ( m e n i t )
Gambar 11 Kurva regresi orde reaksi ke-3
pada laju disolusi pH 7.4. Berdasarkan persamaan (3) juga dapat diperoleh persamaan waktu paruh, t1/2 dari
ketoprofen, sebagai berikut:
[ ]
A
k
t
2 0 2 12
3
=
………..(4)Dari persamaan tersebut, nilai t1/2 yang
diperoleh adalah 15 menit. Nilai ini menunjukkan bahwa dibutuhkan waktu kira-kira 15 menit untuk melepaskan ketoprofen dari mikrokapsul sehingga konsentrasi ketoprofen dalam mikrokapsul berkurang separuh konsentrasi awalnya.
Pencirian Mikrokapsul dengan SEM
Hasil SEM mikrokapsul tanpa penambahan ketoprofen dapat dilihat pada Gambar 12. Foto SEM tersebut memperlihatkan ukuran mikrokapsul yang beragam, yaitu 0.4−5 μm. Mikrokapsul tersebut terlihat berbentuk bulat (sferis) dan tidak berlubang. Hal ini disebabkan oleh kehomogenan larutan mikrokapsul yang digunakan. Larutan mikrokapsul yang tidak homogen dapat menyebabkan terperangkapnya gelembung-gelembung udara sehingga permukaan mikrokapsul terlihat kisut dan berlubang.
Gambar 12 Foto SEM permukaan
mikrokapsul tanpa penambahan ketoprofen pada perbesaran 2000×.
Mikrokapsul dengan penambahan ketoprofen (Gambar 13) memperlihatkan bentuk yang halus, tidak kisut, dan tidak berlubang dengan ukuran berkisar 1 sampai 11 μm. Jika dibandingkan dengan hasil SEM pada mikrokapsul kosong (Gambar 12), mikrokapsul ini berukuran lebih besar. Hal ini disebabkan oleh terisinya ruang kosong di dalam mikrokapsul oleh ketoprofen.
Gambar 13 Foto SEM permukaan
mikrokapsul dengan penambahan ketoprofen pada perbesaran 2000×.
Gambar 14 memperlihatkan morfologi mikrokapsul ketoprofen hasil disolusi pada pH 1.2 (pH lambung) saat menit ke-30 (Gambar 14a) dan ke-90 (Gambar 14b), serta hasil disolusi pada pH 7.4 (pH usus) saat menit ke-90 (Gambar 14c). Pada Gambar 14a terlihat bahwa mikrokapsul membengkak dan mulai hancur. Pada proses disolusi, air dari larutan bufer masuk ke dalam permukaan mikrokapsul, berinteraksi dengan mikrokapsul sehingga membuka pori matriks gel kitosan-gom guar, dan terjadi pelepasan ketoprofen secara perlahan. Pada morfologi mikrokapsul setelah disolusi menit ke-30 ini juga terlihat bahwa masih terdapat mikrokapsul yang berbentuk bulat (mikrokapsul belum hancur secara keseluruhan).
Sementara itu, pada foto SEM mikrokapsul hasil disolusi menit ke-90 (Gambar 14b), mikrokapsul terlihat sudah hancur secara keseluruhan, berbentuk seperti kepingan, dan terpisah satu sama lain. Hal ini terjadi karena mikrokapsul mengalami pembengkakan optimum, dengan semakin banyaknya cairan yang berdifusi masuk ke dalam permukaan mikrokapsul. Seiring dengan bertambahnya waktu disolusi, pori polimer kitosan akan terbuka lebar dan pelepasan ketoprofen juga semakin optimum. Foto SEM ini (Gambar 14) mendukung hasil uji disolusi pada pH lambung, yang tidak dapat dikaji kinetika pelepasan ketoprofennya, karena mikrokapsul telah terurai dan hancur di
10μm ×2.000
20 kV
10μm 20 kV ×2.000
11
dalam lambung sehingga pelepasan ketoprofen menjadi tidak terkendali.
Gambar 14c memperlihatkan foto SEM mikrokapsul ketoprofen pada pH 7.4 saat menit ke-90. Dari Gambar 14c terlihat bahwa mikrokapsul mulai membengkak dan belum seluruhnya hancur. Morfologi mikrokapsul ini hampir serupa dengan mikrokapsul hasil disolusi pada pH 1.2 saat menit ke-30 (Gambar 14a), yang menunjukkan bahwa masih terdapatnya mikrokapsul yang berbentuk bulat. Artinya, matriks gel kitosan-gom guar yang digunakan belum mengalami pembengkakan optimum.
Gambar 14 Foto SEM permukaan
mikrokapsul ketoprofen hasil disolusi pada pH 1.2 saat (a) menit ke-30; (b) menit ke-90; (c) hasil disolusi pada pH 7.4 saat menit ke-90 pada perbesaran 2000× (inset: mikrokapsul yang masih bulat).
Sementara itu, jika dibandingkan terhadap mikrokapsul ketoprofen hasil disolusi pada pH 1.2 saat menit ke-90 (Gambar 14b), morfologi mikrokapsul ini jelas berbeda, karena mikrokapsul pada Gambar 14b ini telah hancur secara keseluruhan. Fenomena ini membuktikan bahwa ketahanan mikrokapsul dengan penyalut gel kitosan-gom guar lebih besar pada kondisi pH usus (kondisi agak basa) dibandingkan dengan pH lambung (kondisi asam). Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan gel kitosan-gom guar sebagai penyalut dalam sistem pengantaran ketoprofen menjadi kurang baik, karena mikrokapsul terurai lebih cepat di dalam lambung dan pelepasan obat menjadi tidak terkendali.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kondisi optimum penyalutan ketoprofen dicapai pada saat konsentrasi gom guar 0.35% (b/v) dan glutaraldehida 3.75% (v/v) dengan konsentrasi kitosan tetap ialah 1.75% (b/v). Mikrokapsul ketoprofen di dalam lambung telah hancur pada menit ke-30. Proses pelepasan ketoprofen pada pH 7.4 (kondisi usus) berjalan menurut orde reaksi ke-3 dengan nilai tetapan laju pelepasan, k dan waktu paruh, t1/2 rerata ketoprofen
berturut-turut 1×10-5 l2mol-2menit-1 dan 15 menit.
Ukuran mikrokapsul kosong dan mikrokapsul terisi ketoprofen hasil foto SEM berturut-turut 0.4−5 μm dan 1−11 μm.
Saran
Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mempelajari lebih jauh sifat penyalutan obat dengan kitosan-gom guar menggunakan teknik mikroenkapsulasi yang lain, seperti double solute. Juga perlu dilakukan modifikasi formula untuk penyalutan dengan kitosan-gom guar agar matriks gel yang diperoleh lebih tahan asam, pengujian disolusi dengan profil kinetika pH lambung yang dilanjutkan dengan pH usus, serta uji disolusi ketoprofen secara in vivo agar pengaruh pelepasan obat dapat diketahui secara pasti dalam tubuh.
DAFTAR PUSTAKA
American Medical Association. 1991. Drug Evaluations. Ed. ke-8.
10μm 10μm ×2.000 ×2.000 20 kV 20 kV a b c 20 kV ×2.000 10μm
AOAC. 1999. Official Methods of Analysis of AOAC International. 5th Revision. Volume 2. Cunnif P (Editor). Maryland: AOAC International.
Atkins PW. 1996. Kimia Fisik. Jilid 2. Ed ke-4. I.I. Kartohadiprodjo, penerjemah; P.W. Indarto, editor; Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry. Berger J et al. 2004. Structure and Interactions
in Covalently and Ionically Crosslinked Chitosan Hydrogels for Biomedical Applications. Eur J of Pharm and Biopharm 57:193-194.
Cardenas A, Monal WA, Goycoolea FM, Ciapara IH, Peniche C. 2003. Diffusion through membranes of the polyelectrolyte complex of chitosan and alginate. Macromol Biosci, 3:535-539.
Chaplin M. 2005. Guar gum. London: South Bank University. http://chem.skku. ac.kr/~wkpark/tutor/mirror/www.martin.ch aplin.btinternet.co.uk/hygua.html [3 Agu 2003].
Departemen Kesehatan RI. 1995. Farmakope Indonesia. Ed. ke-4.
Deymonaz C, Hobson M, Diaz D, Guidinger N. 1998. Spray drying. http://www.wsu.edu/gmhyde/43_web_page s/ drying-web-pages98/dry/ spray-drying-intro.htm [9 Jan 2006].
Dubey RR, Parikh RH. 2004. Two-stage optimisation processnfor formulation of chitosan microspheres. AAPS Pharm Sci Tech 5:1-9.
Fardiaz D. 1989. Hidrokoloid. Bogor: Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor.
Jamaludin MA. 1994. Isolasi dan pencirian kitosan limbah udang windu (Penaeus monodon fabricus) dan afinitasnya terhadap ion logam Pb2+, Cr6+, dan Ni2+
[skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Khan TA, Peh KK, Ch’ng HS. 2002. Reporting degree of deacetylation values of chitosan: the influence of analytical methods. J Pharm Pharmacet Sci 5:205-212.
Kshirsagar NA. 2000. Drug Delivery Sistem. Indian J Pharmacol 32:54-61.
Nasution IR. 1999. Mempelajari pengaruh pH, penambahan NaCl, dan gom guar terhadap karakteristik gel cincau hijau [Skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Nata F, Sugita P, Sjahriza A, Arifin B. 2007. Diffusion behavior of ketoprofen through chitosan-guar gum gel membranes. Prosiding Seminar International Conference and Workshop on Basic Science and Applied Science [6−7 Agustus 2007], in press.
Noor RR. 2001. Scanning Electron Microscope. Bogor: Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Nuraini D. 1994. Pengaruh jenis hidrokoloid terhadap pembentukan gel cincau hitam (Mesona Palustris BL) [Tesis]. Bogor: Program Pasca sarjana, Institut Pertanian Bogor.
Nussinovitch A. 1997. Hydrocolloid Applications. Israel: Chapman and Hall. Oliveira BF, Santana MHA, Re MI. 2005.
Spray Dried Chitosan Microsphere Cross-linked with D,L-glyceraldehyde As a Potential Drug Delivery System: Preparation and Characterization. Brazilian J Chem Eng 22:353-360.
Patil PR, Praveen S, Rani RHS, Paradkar AR. 2005. Bioavailability assessment of ketoprofen incorporated in gelled self-emulsifying formulation: a technical note. AAPS Pharm Sci Tech 6:E9-E13.
Siregar, Charles JP. 1986. Beberapa Aspek Pokok Pengujian Mutu Perbekalan Farmasi. Jakarta: Pusat Pemeriksaan Obat dan Makanan Nasional.
Stevens MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan I, Penerjemah. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Terjemahan dari: Polymer Chemistry: An Introduction.
Sugita P, Sjahriza A, Lestari SI. 2006a. Sintesis dan optimalisasi gel kitosan-gom guar. J Natur 9:32-36.
13
Sugita P, Sjahriza A, Wahyono D. 2006b. Sintesis dan optimalisasi gel kitosan-alginat. J Sains dan Teknologi 8:133-137. Sugita P, Sjahriza A, Rachmanita. 2006c.
Sintesis dan optimalisasi gel kitosan-karboksimetilselulosa. Prosiding Seminar Nasional Himpunan Kimia Indonesia 437-443.
Sugita P, Sjahriza A, Utomo DW. 2007. Optimization synthesis chitosan-xanthan gum gel for metal adsorption. Prosiding 1st
International Conference on Chemical Science MAT/33-4.
Sutriyo, Djajadisastra J, Novitasari A. 2004. Mikroenkapsulasi propanolol hidroklorida dengan penyalut etil selulosa menggunakan metode penguapan pelarut. Majalah Ilmu Kefarmasian 1:193-200.
Sutriyo, Joshita D, Indah R. 2005. Perbandingan pelepasan propanolol hidroklorida dari matriks kitosan, etil selulosa, dan hidroksipropil metil selulosa. Majalah Ilmu Kefarmasian 2:145-153. Tarbojevich M, Cosani A. 1996. Molecular
weight determination of chitin and chitosan. Di dalam Muzarelli RAA & Peter MG (Editor) 1997. Chitin Handbook. Ancona: European Chitin Society 85-108. Tiyboonchai W, Ritthidej GC. 2003.
Development of indomethacin sustained release microcapsules using
chitosan-carboxymethylcellulose complex coarcevation. Songklanakarin J. Sci Technol 25:245-254.
US Pharmacopeia and National Formulary. 2003. US Pharmacopeia 2003. Maryland: The United States Pharmacopial Convention.
Usmayanti NA. 2007. Mikroenkapsulasi minyak kelapa murni menggunakan penyalut kitosan [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Wang T, Turhan M, Gunasekaram S. 2004. Selected properties of pH-sensitive, biodegradable chitosan-Poly(Vinyl Alkohol)hydrogel. Polym Int 53:911-918.
Wawensyah JA. 2006. Mikroenkapsulasi minyak atsiri jahe merah (Zingiber officinale Rosc) dengan penyalut kitosan [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Yamada T, Onishi H, Machida Y. 2001. In vitro and in vivo evaluation of sustained release chitosan-coated ketoprofen microparticles. Yakugaku Zasshi 121:239-245.
Yoshizawa H. 2004. Trends in microencapsulation reseach. KONA 20. [terhubung berkala]. http.// www.kona.or.jp/search/22_023.pdf [22 Sep 2005].
15
Lampiran 1 Diagram alir percobaan pendahuluan
Pembuatan campuran kitosan-gom guar dengan konsentrasi kitosan tetap 1.75%, gom guar dan glutaraldehida berturut-turut 0.05% dan 4%; 0.05%
dan 5%; 0.33% dan 4.86%; serta 0.75% dan 4%
Produk Mikrokapsul
Dilakukan variasi ragam konsentrasi gom guar dan glutaraldehida dari variasi yang menghasilkan
mikrokapsul dengan kandungan ketoprofen maksimum
(dilakukan duplo) Ketoprofen
Pembuatan Mikrokapsul (metode spray dry)
5 ml Tween 80 2%
Ekstraksi dengan etanol 96% dan diukur dengan UV pada
254.6 nm
Mikrokapsul dengan kandungan ketoprofen maksimum
Lampiran 2 Diagram alir penelitian utama
Pembuatan campuran kitosan-gom guar dengan konsentrasi kitosan tetap 1.75%, Gom Guar 0.35;
0.55; 0.75%, Glutaraldehida 3; 3.5; 4%
Produk Mikrokapsul
Uji Disolusi Secara In Vitro (konsentrasi ketoprofen diukur dengan spektrofotometer UV 258 nm untuk cairan lambung
dan 260 nm untuk cairan usus)
Pencirian Mikrokapsul dengan SEM Ketoprofen
Pembuatan Mikrokapsul (metode spray dry)
5 ml Tween 80 2%
Ekstraksi dengan etanol 96% dan diukur dengan UV pada
254.6 nm
Analisis RSM dengan Minitab Release 14
17
Lampiran 3 Penetapan kadar air dan kadar abu kitosan
(a) Penetapan kadar air (AOAC 1999)
Penentuan kadar air kitosan dilakukan dengan metode gravimetri. Sebanyak kira-kira 1.0000 g kitosan dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui bobotnya, kemudian cawan beserta isinya dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105°C selama 3 jam atau sampai beratnya konstan. Setelah itu, dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang. Pengeringan dan penimbangan diulang setiap jam sampai diperoleh bobot konstan. Kadar air kitin/kitosan dihitung dengan persamaan
awal
sampel
bobot
ing
sampel
bobot
awal
sampel
bobot
air
Kadar
=
−
ker
× 100%(b) Penetapan kadar abu (AOAC 1999)
Penetapan kadar abu kitosan juga dilakukan dengan metode gravimetri. Cawan porselen dibersihkan dan dimasukkan ke dalam tanur untuk menghilangkan sisa-sisa kotoran yang menempel dalam cawan, kemudian didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. Sebanyak kira-kira 0.5000 g kitin/kitosan dimasukkan ke dalam cawan tersebut dan dipanaskan sampai tidak berasap, kemudian dibakar dalam tanur pengabuan dengan suhu 6000C sampai diperoleh abu berwarna putih. Setelah itu, cawan beserta isinya didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. Kadar abu kitin/kitosan dihitung dengan persamaan:
%
100
×
=
sampel
bobot
abu
bobot
abu
Kadar
Lampiran 4 Penentuan derajat deasetilasi kitosan (Khan et al. 2002)
Untuk penentuan derajat deasetilasi kitin dan kitosan, digunakan FTIR. Kitin dan kitosan yang diperoleh dibuat pelet dengan KBr 1%, kemudian dilakukan penyusuran pada daerah frekuensi antara 4000 cm-1 dan 400 cm-1. Derajat deasetilasi ditentukan dengan metode garis dasar.
Puncak tertinggi dicatat dan diukur dari garis dasar yang dipilih. Nilai absorbans dapat dihitung dengan menggunakan rumus
P
P
A
0log
=
P0 = % transmitans pada garis dasar
P = % transmitans pada puncak minimum
Kitin yang terdeasetilasi sempurna (100%) memiliki nilai A1655 = 1.33. Dengan membandingkan
absorbans pada bilangan gelombang 1655 cm-1 (serapan pita amida I) dengan absorbans pada bilangan gelombang 3450 cm-1 (serapan gugus hidroksil), % derajat deasetilasi dapat dihitung dengan persamaan
%
100
33
.
1
1
1
%
3450 1655×
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
×
−
=
A
A
DD
Lampiran 5 Penentuan bobot molekul kitosan (Tarbojevich & Cosani 1996)
Bobot molekul kitosan ditentukan dengan menggunakan metode viskometer. Sebanyak ± 0.1000 g kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 0.5 M, kemudian diambil sebanyak 5 ml dan dimasukkan ke dalam viskometer untuk ditentukan waktu alirnya. Pengukuran juga dilakukan untuk beberapa konsentrasi kitosan.
Viskositas relatif
η
r=
η
η
0≅
t
t
0 Viskositas spesifikη
sp=
η
r−
1
Viskositas intrinsik[ ]
(
)
0 ==
η
spc
cη
ηsp/c = [η] + k’[η] c; dengan k’ antara 0.3 dan 0.7
[η] = KMa ; dengan K = 3.5 × 10-4 dan a = 0.76
t = waktu alir zat t0 = waktu alir pelarut
η = viskositas zat η0 = viskositas pelarut
M = bobot molekul zat
Lampiran 6 Kadar air dan abu kitosan.
Ulangan ke- Kadar air (%) Kadar abu (%) 1 10.71 0.44 2 10.90 0.53 3 10.78 0.62
19
Lampiran 7 Spektrum FTIR dan derajat deasetilasi kitosan
Derajat deasetilasi kitosan dicari dengan rumus: A = log
P Po
dengan: Po = % transmitans pada garis dasar P = % transmitans pada puncak minimum A = absorbansi % DD = 1 –
1
100
%
33 , 1 3450 1655×
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
×
A Adengan: A1655 = absorbans pada bilangan gelombang 1655 cm -1
(serapan pita amida) A3450 = absorbans pada bilangan gelombang 3450 cm
-1
(serapan gugus hidroksil) A1655 = log
6
.
2
0
.
11
= 0.6264 A3450 = log4
.
0
1
.
15
= 1.5769 % DD = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ − ) 33 , 1 1 5769 . 1 6264 . 0 ( 1 x x 100 % = 70.13% λLampiran 8 Bobot molekul kitosan
Waktu alir larutan kitosan Konsentrasi Waktu alir
(detik) Rata-rata ln(t/to -1) 0,00 65.90 65.80 65.80 65.70 0,02 81.30 81.33 -1,44385 81.20 81.50 0,05 99.40 99.80 -0,66026 100.30 99.70 0,07 126.10 126.47 -0,08117 126.70 126.60 0,09 129.40 129.17 -0,03763 129.10 129.00
Kemudian dibuat kurva hubungan antara ηsp/c dengan c sehingga diperoleh persamaan:
lnηsp/c =ln [η] + k’ [η]2 c
x y a b
Kurva Penentu Bobot Molekul
y = 22,87x - 1,8502 R2 = 0,9551 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 Kons entrasi (%) ln (t/ to - 1 )
Kurva hubungan konsentrasi (%) dengan ln(t/to -1)
Bobot molekul kitosan dihitung dengan menggunakan persamaan Mark-Houwink: Viskositas relatif ηr = η/ηo ≅ t/to Viskositas spesifik ηsp =ηr -1 Viskositas intrinsik [η] = (ηsp/c)c=0 [η] = KMα dengan K = 3.5 x 10-4 mL/g α = 0.76
t = waktu alir zat t0 = waktu alir pelarut
η = viskositas zat η0 = viskositas pelarut
M = bobot molekul zat
Dengan menggunakan mode regresi linear diperoleh persamaan: ηsp/c = [η]+k’[η]c sama dengan y = -1.8502 + 22.8699 x
Jadi [η] = 0.1572 untuk rumus [η] = KMα
, maka 0.1572 = 3.5 × 10-4 × M0.76 sehingga diperoleh M = 3090.45 g/mol
21
Lampiran 9 Hasil optimalisasi ketoprofen dalam mikrokapsul pada berbagai variasi
Ulangan Absorbans [Ketoprofen] (mg/l) [Ketoprofen] sebenarnya (mg/l) Bobot (mg) V1/E1/fp=200x 0.607 8.5072 1701.4368 127.6078 1 V1/E2/fp=100x 0.339 4.6566 465.6609 34.9246 V1/E3/fp=50x 0.231 3.1049 155.2443 11.6433 Total= 774.1140 174.1756 V1/E1/fp=200x 0.625 8.7658 1753.1609 131.4871 2 V1/E2/fp=100x 0.334 4.5848 458.4770 34.3858 V1/E3/fp=50x 0.252 3.4066 170.3305 12.7748 Total= 793.9895 178.6476 Rata-rata= 784.0517 176.4116 V2/E1/fp=200x 0.896 12.6595 2531.8966 189.8922 1 V2/E2/fp=100x 0.581 8.1336 813.3621 61.0022 V2/E3/fp=50x 0.525 7.3290 366.4511 27.4838 Total= 1237.2366 278.3782 V2/E1/fp=200x 0.883 12.4727 2494.5402 187.0905 2 V2/E2/fp=100x 0.781 11.0072 1100.7184 82.5539 V2/E3/fp=50x 0.596 8.3491 417.4569 31.3093 Total= 1337.5718 300.9537 Rata-rata= 1287.4042a 289.6659a V3/E1/fp=200x 0.647 9.0819 1816.3793 136.2284 1 V3/E2/fp=100x 0.521 7.2716 727.1552 54.5366 V3/E3/fp=50x 0.503 7.0129 350.6466 26.2985 Total= 964.7270 217.0636 V3/E1/fp=200x 0.940 13.2917 2658.3333 199.3750 2 V3/E2/fp=100x 0.572 8.0043 800.4310 60.0323 V3/E3/fp=50x 0.524 7.3147 365.7328 27.4300 Total= 1274.8324 286.8373 Rata-rata= 1119.7797 251.9504 V4/E1/fp=200x 0.559 7.8175 1563.5057 117.2629 1 V4/E2/fp=100x 0.266 3.6078 360.7759 27.0582 V4/E3/fp=50x 0.271 3.6796 183.9799 13.7985 Total= 702.7538 158.1196 V4/E1/fp=200x 0.528 7.3721 1474.4253 110.5819 2 V4/E2/fp=100x 0.253 3.4210 342.0977 25.6573 V4/E3/fp=50x 0.197 2.6164 130.8190 9.8114 Total= 649.1140 146.0506 Rata-rata= 675.9339 152.0851 V5/E1/fp=200x 0.584 8.1767 1635.3448 122.6509 1 V5/E2/fp=100x 0.296 4.0388 403.8793 30.2909 V5/E3/fp=50x 0.223 2.9899 149.4971 11.2123 Total= 729.5738 164.1541 V5/E1/fp=200x 0.587 8.2198 1643.9655 123.2974 2 V5/E2/fp=100x 0.277 3.7658 376.5805 28.2435 V5/E3/fp=50x 0.229 3.0761 153.8075 11.5356 Total= 724.7845 163.0765 Rata-rata= 727.1792 163.6153
Lanjutan Lampiran 9 Hasil optimalisasi ketoprofen dalam mikrokapsul pada berbagai variasi
Keterangan:
V1, V2, V3 = kitosan 1.75%, gom guar 0.35%, dan glutaraldehida 3; 3.5; 4% V4, V5, V6 = kitosan 1.75%, gom guar 0.55%, dan glutaraldehida 3; 3.5; 4% V7, V8, V9 = kitosan 1.75%, gom guar 0.75%, dan glutaraldehida 3; 3.5; 4% E1, E2, dan E3 = ekstraksi ke-1, ke-2, dan ke-3
fp = faktor pengenceran
a
= konsentrasi dan bobot ketoprofen maksimum
Ulangan Absorbans [Ketoprofen] (mg/l) [Ketoprofen] sebenarnya (mg/l) Bobot (mg) V6/E1/fp=200x 0.543 7.5876 1517.5287 113.8147 1 V6/E2/fp=100x 0.244 3.2917 329.1667 24.6875 V6/E3/fp=50x 0.134 1.7112 85.5603 6.4170 Total= 644.0852 144.9192 V6/E1/fp=200x 0.502 6.9986 1399.7126 104.9784 2 V6/E2/fp=100x 0.265 3.5934 359.3391 26.9504 V6/E3/fp=50x 0.160 2.0848 104.2385 7.8179 Total= 621.0967 139.7468 Rata-rata= 632.5910 142.3330 V7/E1/fp=200x 0.669 9.3980 1879.5977 140.9698 1 V7/E2/fp=100x 0.340 4.6710 467.0977 35.0323 V7/E3/fp=50x 0.224 3.0043 150.2155 11.2662 Total= 832.3036 187.2683 V7/E1/fp=200x 0.588 8.2342 1646.8391 123.5129 2 V7/E2/fp=100x 0.296 4.0388 403.8793 30.2909 V7/E3/fp=50x 0.167 2.1853 109.2672 8.1950 Total= 719.9952 161.9989 Rata-rata= 776.1494 174.6336 V8/E1/fp=200x 0.541 7.5589 1511.7816 113.3836 1 V8/E2/fp=100x 0.318 4.3549 435.4885 32.6616 V8/E3/fp=50x 0.238 3.2055 160.2730 12.0205 Total= 702.5144 158.0657 V8/E1/fp=200x 0.540 7.5445 1508.9080 113.1681 2 V8/E2/fp=100x 0.348 4.7859 478.5920 35.8944 V8/E3/fp=50x 0.239 3.2198 160.9914 12.0744 Total= 716.1638 161.1369 Rata-rata= 709.3391 159.6013 V9/E1/fp=200x 0.467 6.4957 1299.1379 97.4353 1 V9/E2/fp=100x 0.254 3.4353 343.5345 25.7651 V9/E3/fp=50x 0.242 3.2629 163.1466 12.2360 Total= 601.9397 135.4364 V9/E1/fp=200x 0.311 4.2543 850.8621 63.8147 2 V9/E2/fp=100x 0.221 2.9612 296.1207 22.2091 V9/E3/fp=50x 0.187 2.4727 123.6351 9.2726 Total= 423.5393 95.2963 Rata-rata= 512.7395 115.3664
