BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Total Parenteral Nutrition (TPN)
Nutrisi parenteral adalah pemberian nutrien yang dibutuhkan secara parenteral (melalui intravena). Larutan nutrisi parenteral juga disebut Total Parenteral Nutrition (TPN) atau hyperalimentation solution (hyperal). Nutrisi parenteral digunakan untuk pasien yang tidak dapat menelan atau mengabsorbsi nutrien melalui saluran gastrointestinal. Nutrisi parenteral total menyuplai semua nutrien yang dibutuhkan, sedangkan nutrisi parenteral parsial memberikan tambahan kebutuhan nutrisi pasien jika kalori dalam jumlah yang cukup tidak dapat diberikan secara enteral (Ansel dan Prince, 2004). Pemberian nutrisi parenteral disesuaikan dengan kondisi pasien setelah menghitung energi basal dengan persamaan Harris-Benedict (Chowdary dan Reddy, 2010).
Infus dengan volume berlebihan menyebabkan edema paru dan konsentrasi tinggi glukosa menyebabkan trombofeblitis vena. Untuk mengatasi masalah ini, digunakan infus dari lemak yang merupakan emulsi minyak kacang kedelai yang distabilkan dengan fosfolipid kuning telur yang terbukti secara klinis aman dan efektif sebagai sumber kalori dan asam lemak esensial (Burgess, 2005). Emulsi tipe m/a dan a/m/a digunakan untuk rute intravena (Mestres dan Nielloud, 2002). Jenis nutrisi parenteral total terdiri atas dua yaitu nutrisi parenteral total periferal dan nutrisi parenteral total sentral.
2.1.1Nutrisi parenteral total periferal
memberi nutrisi kepada pasien dalam waktu yang singkat (7-10 hari). Apabila nutrisi parenteral total dibutuhkan dalam jangka waktu yang lebih panjang maka larutan lemak ditambahkan. Hal ini bertujuan untuk memberikan energi lebih dan mencegah kekurangan asam lemak esensial (Holman, 1987; Jauch, et al., 2009).
Vena perifer dapat menerima larutan injeksi ≤ 900 mOsm/L dan sesuai untuk diberikan emulsi lemak intravena yang isotonis dan larutan dekstrosa hipokalori (contoh, dekstrosa 10%) (Isaacs, et al., 1977). Vena akses perifer yang sering digunakan adalah vena metacarpal, dorsal venous arch, vena sefalik dan vena basilik (Scales, 2005).
Gambar 2.1 Vena akses perifer pada tangan (Scales, 2005)
2.1.2 Nutrisi Parenteral Total Sentral
Pemberian melalui vena sentral bersifat lebih permanen daripada pemberian secara perifer. Vena sentral dapat menerima larutan dengan osmolaritas tinggi dan volume larutan yang lebih banyak dapat diberikan pada satu waktu. Pemberian sentral menggunakan suatu tipe tube kateter yang dipasang pada vena dibawah tulang selangka (vena jugularis atau vena subklavian) setelah dioperasi. Apabila jarum suntik berada didalam tubuh, di bawah kulit, selalu terdapat resiko infeksi yang memasuki darah dan menyebabkan septisemia. Infeksi ini bersifat sangat serius. Jika infeksi terjadi, selang infus yang dipasang harus dikeluarkan dan nutrisi pasien dihentikan (Holman, 1987; Payne-James dan Khawaja, 1993).
2.2 Emulsi Lemak Intravena
Emulsi lemak intravena digunakan sebagai sumber lemak, nutrisi dan kalori, mencegah kekurangan asam lemak esensial (asam linoleat dan asam α-linolenat
yang tidak dapat disintesis tubuh) yang terjadi ketika nutrisi parenteral diberikan selama tiga minggu tanpa lemak (Bartlett, 2014; Waitzberg, et al., 2006; Seidner, et al., 1989).
memprosesnya sedikit dapat menyebabkan hiperlipidemia dan kerusakan hati (Wanten dan Calder, 2007; Kumpf, 2006; Waitzberg, et al., 2006). Emulsi lemak intravena harus diberikan hati-hati kepada pasien sepsis dan kondisi klirens hati terhadap asam lemak terganggu (Kumpf, 2006; Miles, 1993).
Syarat emulsi lemak intravena dalam nutrisi parenteral menurut USP 36 adalah sediaan steril dengan kandungan lemak 10%, 20% atau 30% dalam pembawa berair. Fase air mengandung 0,6-1,8% fosfolipid telur parenteral, bahan osmotik seperti gliserin dengan jumlah 1,7-2,5% atau bahan penstabil yang lain seperti garam asam lemak dan emulsi ini mempunyai pH 6-9. Ukuran droplet menurut metode light scattering, data diinterpretasi dari intensity-wighted mean droplet diameter (MDD) dimana ukurannya harus kurang dari 500 nm atau 0,5 µm. Globul lemak yang besar dari fase terdispersi dinyatakan sebagai persentase residu lemak dalam globul yang lebih besar dari 5 µm harus tidak lebih dari 0,05%. Pengukuran globul besar dilakukan dengan metode light obstruction atau extinction, Menurut Burgess (2005), syarat emulsi lemak intravena adalah diameter rata-rata dari droplet <1 µm, distribusi droplet yang homogen, tegangan permukaan yang rendah dan isotonis dengan osmolaritas 280-300 mOsm/Kg.
Apabila emulsi lemak intravena tidak stabil secara fisika selama penyimpanan akan menyebabkan agregasi dan koalesensi yang akan meningkatkan ukuran droplet lemak dan meningkatkan resiko terjadinya emboli akibat droplet lemak yang besar (Moynihan dan Crean, 2009). Ukuran droplet lemak diatas 5 µm menyebabkan emboli paru (Florence dan Gregoriadis, 1998).
trauma serta kondisi yang tidak sadar dalam waktu yang lama. Intralipid 20% mengandung minyak kedelai yang dimurnikan 20%, fosfolipid yang dimurnikan 1,2%, gliserin 2,2%, natrium hidroksida untuk mengatur pH ±8 dan air untuk injeksi. Dosis hariannya adalah 2g/ kgBB/ hari (ISO, 2014).
2.3 Emulsi
2.3.1 Pengertian emulsi
Emulsi adalah suatu sistem heterogen, campuran dari dua atau lebih cairan yang tidak tercampur dengan bahan pengemulsi yang digunakan untuk menstabilkan fase terdispersi. Untuk meningkatkan stabilitas sering ditambahkan zat ko-pengemulsi dan zat tambahan lain untuk mencegah terjadinya koalesensi dari tetesan terdispersi (Burgess, 2005; Agoes, 2009).
Gambar 2.3Emulsi minyak mineral dalam air (Ansel, 2011)
2.3.2Tipe emulsi
(a/m/a). Emulsi tipe ini disiapkan dengan mendispersikan emulsi a/m dalam larutan berair untuk membentuk emulsi a/m/a atau dengan mendispersikan emulsi m/a dalam minyak membentuk emulsi m/a/m (Burgess, 2005).
Terdapat beberapa cara untuk menentukan tipe emulsi :
1. Sejumlah kecil pewarna larut air seperti metilen biru atau biru brilian FCF dapat mewarnai emulsi. Jika air adalah fase luar (contoh tipe emulsi m/a), pewarna akan larut dan secara seragam berdifusi diseluruh air. Jika emulsi adalah tipe a/m, partikel dari pewarna akan menggumpal pada bagian permukaan.
2. Teknik kedua meliputi pengenceran emulsi dengan air. Jika emulsi bercampur dengan air, maka emulsi itu merupakan tipe m/a.
3. Menggunakan elektroda yang dihubungkan dengan sumber listrik dan dicelupkan ke dalam emulsi. Jika fase luarnya adalah air maka jarum voltmeter akan bergerak atau menyebabkan bola lampu menyala. Jika emulsi tersebut memiliki fase luar minyak, maka emulsi akan gagal menghantarkan arus listrik (Martin, 2011).
2.3.3 Jenis-jenis emulsi
Berdasarkan ukuran fase terdispersi, stabilitas dan kenampakannya, emulsi terdiri dari beberapa jenis yaitu:
1. Emulsi konvensional (Makroemulsi)
2. Mikroemulsi
Mikroemulsi bersifat stabil secara termodinamika, secara visual campuran bersifat transparan dari suatu sistem bifasik m/a yang distabilkan surfaktan (dalam jumlah banyak) yang biasanya dikombinasi dengan ko-surfaktan (alkohol rantai panjang). Diameter droplet pada mikroemulsi mempunyai jangkauan dari 100 Å (0,01 µm) sampai 1000 Å (0,1 µm) (Ansel, 2011; Singh, et al., 2014; Burgess, 2005; Kemken, et al., 1992). Mikroemulsi a/m dan m/a dapat terbentuk secara spontan dengan mengaduk fase minyak dan air dengan surfaktan yang dipilih secara hati-hati. Tipe emulsi yang dihasilkan tergantung sifat minyak dan surfaktan. Surfaktan hidrofilik dapat digunakan untuk menghasilkan emulsi m/a yang transparan dari banyak minyak, termasuk minyak yang beraroma dan minyak vitamin seperti vitamin A, D dan E. Surfaktan yang umumnya digunakan adalah polisorbat 60 dan polisorbat 80 (Ansel, 2011).
3. Nanoemulsi
Nanoemulsi adalah emulsi yang stabil secara kinetika, termodinamika dan secara visual jernih yang terdiri dari dua larutan yang tidak dapat bercampur (air dan minyak) untuk membentuk fase tunggal dengan menggunakan surfaktan dan ko-surfaktan yang sesuai dan memiliki diameter droplet dengan ukuran 0,5-100 nm (Shah, et al., 2010; Mishra, et al., 2014; McClements dan Rao, 2011).
2.3.4 Aplikasi emulsi melalui rute intravena
nonionik mempunyai klirens yang lebih lambat daripada droplet yang distabilkan dengan fosfolipid yang bermuatan negatif (Martin, 2011).
Penggunaan emulsi parenteral digunakan untuk berbagai tujuan, seperti : 1. Sediaan depot lepas lama yang diberikan secara intramuskular, contoh : Injeksi
vitamin K1.
2. Emulsi nutrien minyak dalam air (m/a) yang diberikan secara intravena, contoh : Intralipid 20% (Agoes,2009).
2.3.5 Teori emulsifikasi
Terdapat beberapa teori emulsifikasi yaitu: A.Adsorpsi monomolekuler
Surfaktan, atau amfifil, mengurangi tegangan antarmuka karena adsorpsinya pada antarmuka minyak-air membentuk selaput monomolekuler. Tetesan terdispersi dilapisi oleh lapisan tunggal yang koheren yang menghambat dua tetesan ketika satu sama lain berdekatan. Lapisan selaput tersebut bersifat fleksibel sehingga mampu terbentuk kembali dengan cepat jika pecah atau terganggu. Efek lain yang meningkatkan stabilitas adalah adanya muatan permukaan yang menyebabkan tolak-menolak antara partikel-partikel berdekatan. Hal ini menyebabkan secara praktek, lebih sering digunakan penggabungan bahan pengemulsi daripada bahan pengemulsi tunggal.
B.Adsorpsi multimolekuler dan pembentukan selaput
Dalam teori ini, contoh bahan pengemulsi adalah koloid liofilik terhidrasi. Penggunaannya sekarang telah menurun karena tersedia bahan pengemulsi sintetis. Koloid ini aktif pada permukaan karena tampak pada antarmuka minyak-air. Koloid ini berbeda dari bahan aktif permukaan sintetis, yaitu:
b. Zat ini membentuk suatu lapisan multimolekuler dan bukan lapisan monomolekuler pada antarmuka.
Kerja koloid ini sebagai bahan pengemulsi disebabkan oleh efek yang kedua karena selaput yang terbentuk kuat dan mencegah koalesensi. Efek pembantu dari koloid ini adalah meningkatkan viskositas medium dispersi yang signifikan. Karena bahan pengemulsi yang membentuk multilapisan disekitar tetesan selalu hidrofilik, bahan pengemulsi tersebut cenderung menyebabkan pembentukan emulsi m/a.
C.Adsorpsi partikel padat
Partikel padat yang terbagi halus yang dibasahi hingga derajat tertentu oleh minyak dan air dapat bekerja sebagai bahan pengemulsi. Hal ini disebabkan partikel padat tersebut terkonsentrasi pada antarmuka, tempat partikel tersebut menghasilkan suatu selaput partikulat di sekitar tetesan terdispersi sehingga mencegah koalesensi. Serbuk yang lebih mudah dibasahi dengan air membentuk emulsi m/a, sedangkan yang mudah dibasahi dengan minyak membentuk emulsi a/m (Martin, 2011).
2.3.6 Zat pengemulsi
Zat pengemulsi dapat digolongkan berdasarkan sumber sebagai berikut: a. Bahan karbohidrat, seperti gom, tragakan, agar dan pektin. Bahan-bahan ini
merupakan koloid hidrofilik yang ketika ditambahkan ke dalam air menghasilkan emulsi m/a.
b. Substansi protein, seperti gelatin, kuning telur dan kasein. Substansi-substansi ini menghasilkan emulsi m/a.
penstabil emulsi m/a dari beberapa lotion dan salep yang digunakan secara eksternal. Kolesterol dan derivat kolesterol dapat digunakan secara eksternal untuk menghasilkan emulsi a/m.
d. Bahan pembasah, dapat berupa anionik, kationik atau nonionik yang diadsorpsi pada permukaan minyak-air untuk membentuk selaput monomolekuler dan mengurangi tegangan antar muka.
e. Partikel padat yang terdistribusi halus, dimana bahan ini akan diadsorpsi pada bagian antarmuka antara dua fase cair yang tidak bercampur dan membentuk suatu selaput pada partikel disekeliling globul terdispersi. Contohnya adalah bentonit, magnesium hidroksida dan aluminium hidroksida (Ansel, 2011; Martin, 2011).
2.3.7 Stabilitas fisik emulsi
Faktor yang mempengaruhi stabilitas emulsi adalah pH, suhu, proses pembuatan, jumlah bahan pengemulsi yang digunakan untuk membuat emulsi, perbandingan minyak dan bahan pengemulsi, interaksi komponen emulsi pada bagian antarmuka dan aktivitas biologis (Iriart, et al., 2011). Secara umum, suatu emulsi dikatakan tidak stabil secara fisika apabila fase internal membentuk agregat globul bergerak ke bagian atas atau bawah emulsi untuk membentuk lapisan terkonsentrasi serta jika semua atau sebagian cairan dari fase internal memisah dan membentuk suatu lapisan yang berbeda pada bagian atas atau bawah emulsi (Ansel, 2011). Stabilitas emulsi ditandai dengan tidak berubahnya penampilan fisik, bau, warna dan sifat fisik lainnya (Martin, 2011).
2.3.7.1 Flokulasi (agregasi)
reversibel dimana tetesan-tetesan minyak tetap utuh. Flokulasi dianggap merupakan awal dari proses koalesensi (Banker dan Rhodes, 2002). Agregasi berkaitan dengan potensial listrik dari droplet (Gennaro, 2001).
2.3.7.2 Creaming dan sedimentasi
Creaming adalah pergerakan ke atas dari droplet terdispersi terhadap fase pendispersi. Sedimentasi adalah proses kebalikan dari creaming. Kejadian ini terjadi tergantung terhadap massa jenis fase terdispersi dan fase kontinyu (Gennaro, 2001; Langley dan Belcher, 2008). Proses ini bersifat reversibel tetapi menyebabkan partikel semakin dekat dan memungkinkan terjadinya koalesensi (Ansel, 2011).
Berdasarkan hukum Stokes, laju pemisahan tergantung terhadap ukuran partikel dari fase terdispersi, perbedaan densitas antara kedua fase dan viskositas fase eksternal. Dari hukum ini, dapat diketahui cara-cara yang digunakan untuk mencegah terjadinya creaming adalah meningkatkan viskositas fase kontinu dengan menambah bahan pengental seperti metilselulosa, tragakan atau natrium alginat, mengurangi ukuran partikel globul dengan homogenisasi. Apabila ukuran partikel dikurangi hingga diameter dibawah 2 hingga 5 µm, gerak Brown pada suhu kamar cukup berpengaruh sehingga partikel-partikel mengendap atau mengkrim lebih lambat dari yang diperkirakan dengan hukum Stokes. Selain itu, dapat dilakukan dengan mengatur densitas fase eksternal dan internal hingga memiliki nilai yang sama. Akan tetapi, perubahan suhu dapat menyebabkan perubahan densitas pula (Ansel, 2011; Martin, 2011).
2.3.7.3 Koalesensi
terjadi karena pelindung mekanik atau elektrik tidak cukup untuk mencegah pembentukan progresif droplet-droplet besar. Koalesensi dapat dicegah dengan menggunakan beberapa bahan pengemulsi yang sinergis dan meningkatkan viskositas dari selaput tipis emulsi antarmuka sehingga droplet yang satu susah berkontak dengan droplet lainnya serta meningkatkan elastisitas selaput antarmuka. Peningkatan elastisitas dapat menahan pemecahan droplet emulsi (Gennaro, 2001; Banker dan Rhodes, 2002).
2.3.7.4 Inversi fase
Suatu emulsi dikatakan inversi karena berubah dari emulsi m/a menjadi a/m atau sebaliknya. Inversi terjadi akibat penambahan elektrolit, mengubah rasio fase-volume dan ketika emulsi disiapkan dengan pemanasan serta mencampur dua fase yang akan didinginkan (Gennaro, 2001).
2.3.7.5 Pemecahan emulsi (breaking)
Pemecahan merupakan proses ireversibel. Jika emulsi pecah, pencampuran sederhana tidak dapat mensuspensikan globul kembali karena selaput yang melapisi partikel telah rusak dan minyak cenderung menyatu (Martin, 2011).
Gambar 2.4 Jenis ketidakstabilan emulsi
2.3.8 Komponen yang diperlukan untuk memformulasi emulsi lemak intravena
adalah Intralipid 20%. Intralipid 20% mengandung minyak kedelai yang dimurnikan 20% sebagai komponen lemak, fosfolipid yang dimurnikan 1,2% sebagai bahan pengemulsi, gliserin 2,2% dan air untuk injeksi sebagai fase air.
2.3.8.1 Lemak
Fase minyak untuk formulasi emulsi lemak intravena harus memiliki kemurnian yang tinggi, tidak mengandung komponen yang tidak diinginkan seperti peroksida, pigmen, hasil dekomposisi dan bahan yang tidak dapat disaponifikasi seperti sterol dan polimer (Hippalgaonkar, et al., 2010). Asam lemak tidak jenuh rantai panjang adalah senyawa reaktif yang dapat berubah menjadi peroksida lemak. Peroksida lemak terjadi melalui ikatan lemak dengan oksigen. Pembentukan peroksida lemak mengarah pada terjadinya proliferasi (pertumbuhan pesat untuk menghasilkan jaringan baru) melalui autooksidasi dan menyebabkan ketidakstabilan dan kerusakan membran sel yang luas (Sulastri dan Keswani, 2009). Adanya bahan yang tidak dapat disaponifikasi di dalam lemak menunjukkan bahwa lemak tersebut tidak murni (Channon, 1926).
Lemak (trigliserida rantai panjang dan trigliserida rantai menengah) umumnya digunakan sendiri atau dikombinasi. Contoh dari trigliserida rantai panjang (Long Chain Triglyceride-LCT) yang dapat digunakan adalah minyak kedelai, minyak bunga matahari, minyak wijen dan minyak jarak. Trigliserida rantai menengah (Medium Chain Triglyceride-MCT) yang dapat digunakan adalah minyak kelapa (Cannon, et al., 2008).
2006; Carpentier dan Dupont, 2000). Emulsi lemak yang mengandung LCT hanya 1½ bagian yang dimetabolisme untuk menghasilkan energi, sisanya disimpan pada jaringan adiposa. Kandungan yang tinggi dari ω-6 PUFA telah menimbulkan perhatian ketika lemak ini diberikan secara tunggal kepada pasien yang sakit kritis dan pasien dengan fungsi imun yang lemah, sepsis dan trauma (Carpentier dan Dupont, 2000). Tingginya kandungan ω-6 PUFA menyebabkan peningkatan produksi asam arakidonat yang meningkatkan sintesis mediator pro-inflamasi, faktor nekrosis tumor α dan interleukin-6 (de Meijer, et al., 2009;Fϋrst dan Kuhn,
2000). Meningkatnya kandungan ω-6 PUFA juga dihubungkan dengan aksi imunosupresif seperti merusak sistem fungsi retikuler endotelial dan menghambat fungsi limfosit, makrofag dan neutrofil (Waitzberg, et al., 2006). Selanjutnya, banyaknya ikatan rangkap pada ω-6 PUFA dan ω-3 PUFA, menyebabkan lemak tersebut cenderung mengalami peroksidasi (Calder, et al., 2010). Peroksidasi lemak dapat menyebabkan kematian sel dan menyebabkan kerusakan DNA, lemak dan protein (Calder, et al., 2010; Waitzberg, et al., 2006). Tambahan pula, fitosterol, suatu isomer dari kolesterol dan komponen lain dari minyak kedelai, dapat menyebabkan efek samping terhadap fungsi hati. (de Meijer, et al., 2009; Clayton, et al., 1993).
cepat menghasilkan energi. Akan tetapi, pemecahan MCT mungkin menyebabkan ketosis, sehingga penggunaannya dibatasi terhadap pasien diabetes mellitus atau kondisi klinis yang memburuk dengan kejadian asidosis atau ketosis (Fϋrst dan Kuhn, 2000; Waitzberg, et al., 2006). MCT bukan merupakan sumber asam lemak esensial dan oksidasi MCT menyebabkan peningkatan suhu tubuh, peningkatan penggunaan energi dan menginduksi toksisitas pada sistem saraf pusat (Bach, et al., 1988).
Minyak kedelai merupakan minyak yang kaya akan omega 3 dan omega 6 (asam lemak esensial). Penelitian menunjukkan bahwa minyak kedelai efektif dalam mengurangi kandungan kolesterol dan Low Density Lipoprotein (LDL) dalam serum serta berperan dalam mencegah aterosklerosis dan penyakit jantung karena kemampuan minyak kedelai dalam mengatur keseimbangan eikosanoid (Karasulu, et al., 2013).
Fraksi lemak dari biji kedelai mengandung asam lemak dengan rantai jenuh yang banyak (polyunsaturated fatty acids) seperti asam linoleat dan asam linolenat serta asam lemak yang terdapat satu rantai jenuh-asam oleat yang tinggi. Fraksi lemak dari biji kedelai mengandung asam lemak sekitar 80%, 50% dari asam lemak tersebut adalah asam linolenat. Kandungan asam lemak pada minyak kedelai dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi asam lemak minyak kedelai (Banaszkiewicz, 1997)
Asam lemak Jumlah (%) Asam palmitat 7-12
2.3.8.2 Bahan pengemulsi
Bahan pengemulsi menstabilkan emulsi dengan mengurangi tegangan antarmuka dari sistem dan menyediakan muatan permukaan yang cukup untuk tolakan globul-globul. Pemilihan bahan pengemulsi tergantung profil toksisitas, tempat yang akan dihantarkan dan kemungkinan menstabilkan sistem emulsi. Lesitin alami, yang diperoleh dari kuning telur, telah digunakan untuk menstabilkan emulsi yang diinjeksikan (Rossi dan Leroux, 2006). Bahan pengemulsi ini bersifat biokompatibel, nontoksik dan dimetabolisme seperti lemak alami (Floyd, 1999). Walaupun demikian, hidrolisis dari lesitin alami selama emulsifikasi, sterilisasi dan penyimpanan menyebabkan pembentukan lisofosfolipid, dengan sifat seperti deterjen, dan menyebabkan hemolisis. Kombinasi surfaktan sintetis dengan lesitin, penggunaan lesitin yang dimurnikan dan penambahan asam lemak bebas telah disarankan untuk mengurangi pembentuk lisofosfolipid (Herman dan Groves, 1992).
lemak tidak jenuh pada posisi sn-2 (Li, et al., 2015;Tattrie, 1959). Sebagian bahan dari fosfolipid yang telah dimurnikan selain lesitin mencakup asam fosfatidat, fosfatidiletanolamin dan fosfatidilinositol (Rowe, et al., 2009).
Gambar 2.5 Struktur lesitin (Rowe, et al., 2009)
Gambar 2.6Struktur asam arakidonat (McMurry, 2008)
Gambar 2.7Struktur asam dokosaheksaenoat (McMurry, 2008)
Gambar 2.8Struktur asam oleat (McMurry, 2008)
Gambar 2.9Struktur asam linoleat (McMurry, 2008)
Gambar 2.11 Struktur asam stearat (McMurry, 2008)
Gambar 2.12 Struktur asam fosfatidat (Rowe, et al., 2009)
Gambar 2.13 Struktur fosfatidilinositol (Rowe, et al., 2009)
Gambar 2.14 Struktur fosfatidiletanolamin (Rowe, et al., 2009)
2.3.8.3 Fase air
2.3.9 Proses pembuatan emulsi lemak injeksi
Bahan yang larut dalam air dan larut dalam lemak dilarutkan dalam fase air dan fase minyak. Bahan pengemulsi, seperti fosfatida, didispersikan dalam fase air atau minyak. Kedua fase kemudian dipanaskan dan diaduk agar bahan terdispersi. Fase lemak kemudian ditambahkan ke dalam fase berair dengan mengontrol suhu dan agitasi (menggunakan mixer kecepatan tinggi) untuk membentuk emulsi dengan dispersi kasar homogen (Floyd, 1999; Hansrani, et al., 1983). Emulsi kasar dengan ukuran partikel dibawah 20 µm menghasilkan emulsi stabil (Collins-Gold, et al., 1990). Emulsi kasar kemudian dihomogenisasi (menggunakan microfluidizer atau homogenizer tekanan tinggi) pada tekanan optimal, suhu dan jumlah siklus untuk mengurangi ukuran droplet dan membentuk emulsi baik (Washington dan Davis, 1988; Innocente, et al., 2009).
Faktor-faktor seperti tipe dan konsentrasi fase minyak dan surfaktan, pengaturan suhu, tekanan, jumlah siklus, dan lain-lain dapat mempengaruhi ukuran droplet rata-rata selama homogenisasi tekanan tinggi dan mikrofluidisasi. Proses pembuatan emulsi lemak injeksi dapat dilihat pada Gambar 2.15.
2.4Larutan Elektrolit
Elektrolit adalah molekul-molekul yang berdisosiasi di dalam air menjadi kation dan anion yang ekivalen. Terdapat banyak elektrolit yang penting secara fisiologi, berupa Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3-. Elektrolit dan beberapa komponen bermuatan (seperti protein) terdistribusi tidak merata pada cairan tubuh (Barret, et al., 2010). Ion-ion ini dinyatakan dalam mEq/L. Kebanyakan elektrolit mempunyai fungsi fisiologis yang lebih dari satu; umumnya beberapa elektrolit bekerja sama untuk memediasi peristiwa kimia. Peranan fisiologi elektrolit berupa mempertahankan elektronetralitas kompartemen cairan; memediasi reaksi enzim; mengubah permeabilitas membran sel; mengatur kontraksi dan relaksasi otot; mengatur transmisi impuls saraf (Philips dan Gorski, 2014).
2.4.1 Infus larutan natrium klorida 0,9% (normal salin)
Infus larutan natrium klorida 0,9% (PT. Widatra Bhakti) dipasaran dikemas dalam 500 ml dan mempunyai nilai osmolaritas 308 mOsm/L yang setara dengan ion natrium (Na+) 154 mEq/L dan klorida (Cl-) 154 mEq/L. pH infus larutan natrium klorida 0,9% adalah 4,5 sampai 7.
Fungsi utama natrium adalah mempertahankan volume cairan ekstraseluler. Natrium merepresentasikan 90% kation ekstraseluler karena natrium tidak dapat melewati dinding sel membran dengan mudah (Philips, dan Gorski, 2014). Selain itu, natrium juga berperan dalam mengatur tekanan darah. Banyak proses pada tubuh seperti otak, sistem saraf dan otot berfungsi apabila adanya sinyal listrik yang diperoleh dari elektrolit (Akpan, et al., 2013).
Secara normal, klorida yang dibutuhkan tubuh adalah 95 sampai 108 mEq/L dan fungsi fisiologisnya berupa pengaturan osmolaritas serum; keseimbangan cairan; keasaman cairan lambung; keseimbangan asam-basa; berperan dalam pergantian oksigen-karbon dioksida (pergantian klorida). Klorida merupakan anion terbanyak di cairan ekstraseluler (Philips dan Gorski, 2014).
2.4.2 Larutan Ringer
Larutan Ringer (PT. Widatra Bhakti) yang ada di pasaran dikemas dalam 500 ml mengandung 4,3 gram natrium klorida (NaCl), 0,15 gram kalium klorida (KCl), 0,165 gram kalsium klorida (CaCl2.H2O) serta air untuk injeksi dengan osmolaritas 311 mOsm/L yang setara dengan ion natrium (Na+) 147,1 mEq/L, kalium (K+) 4 mEq/L, kalsium (Ca++) 4,5 mEq/L dan klorida (Cl-) 155,6 mEq/L.
Larutan Ringer adalah cairan dan elektrolit yang mengisi kembali cairan sel, yang lebih sering digunakan untuk mengobati pasien dehidrasi. Konsentrasi elektrolit dalam larutan Ringer menyerupai konsentrasi elektrolit yang terdapat dalam plasma (Philips dan Gorski, 2014).
keseimbangan asam-basa; ketika kalium berpindah keluar dari sel, H+ berpindah ke dalam dan sebaliknya; peranan dalam aksi enzim untuk produksi energi seluler. Kalium adalah elektrolit intraseluler sebanyak 98% dan 2% pada cairan ekstraseluler. Perubahan kalium di dalam darah dapat menyebabkan aritmia (Akpan, et al., 2013; Philips dan Gorski, 2014).
Secara normal, kalsium yang dibutuhkan tubuh adalah 4,5 sampai 5,5 mEq/L atau 9 sampai 11 mg/dL. Fungsi fisiologis kalsium adalah mempertahankan elemen tulang; mengatur aktivitas neuromuskular; memastikan otot dan saraf berfungsi baik; mempengaruhi aktivitas enzim; mengubah protrombin menjadi trombin (membantu dalam pembekuan darah). Kekurangan kalsium yang tidak diobati dapat menyebabkan osteoporosis, hipertensi dan aritmia jantung (Philips dan Gorski, 2014; Pravina, et al., 2013).
2.5 Pencampuran Parenteral
2.6 Pencampuran Larutan Elektrolit dan Emulsi Lemak Intravena
Malnutrisi adalah kekurangan nutrisi kronik dan diakibatkan oleh kurangnya pengetahuan tentang nutrisi dan kemiskinan sehingga tidak dapat memberikan nutrisi yang dibutuhkan (WHO, 1999).Pengobatan awal malnutrisi adalah mengobati atau mencegah hipoglikemia dan hipotermia; dehidrasi dan mengembalikan keseimbangan elektrolit; mengobati septic shock; mulai memberikan makan kepada anak; mengobati infeksi; mengidentifikasi dan mengobati berbagai masalah, termasuk kekurangan vitamin, anemia parah dan gagal jantung (WHO, 1999).
Apabila pasien malnutrisi tidak sadar diri atau mengalami kejang, pengobatan harus diberikan secara intravena. Hipoglikemia untuk anak yang mengalami malnutrisi parah dan tidak sadar diri dapat diberikan infus larutan glukosa 10% (WHO, 1999). Infus larutan glukosa dapat meningkatkan glukosa darah dan menghasilkan panas. Emulsi lemak intravena juga dapat meningkatkan penghasilan panas pada tubuh, sebagai sumber energi dan mencegah kekurangan asam lemak esensial (Green dan Macdonald, 1981; FDA, 2007). Pemberian lemak dalam nutrisi parenteral dapat mencegah komplikasi metabolik karena infus glukosa dalam jumlah yang tinggi (Innis, 2002). Komplikasi metabolik infus glukosa adalah hiperglikemia (Medsafe, 2014).
2.7 Inkompatibilitas secara Parenteral
Inkompatibilitas adalah reaksi yang tidak diinginkan yang terjadi antara obat dengan larutan, wadah atau obat lainnya (Philips dan Gorski, 2014). Terdapat tiga tipe inkompatibilitas yaitu inkompatibilitas fisika, kimia dan terapetik (Scoville, 2013).
Inkompatibilitas fisika terjadi ketika kombinasi obat menyebabkan perubahan visual yang dapat diamati (perubahan warna, pembentukan endapan dan pembentukan gas) dan yang tidak dapat diamati (pembentukan partikel-partikel yang tidak dapat diamati secara visual dan variasi pH) (Nagaraju, et.al., 2015; Gikic, et al., 2000; Felton, 2013; Foinard,. et al., 2013). Inkompatibilitas secara fisika dapat diamati dengan mengetahui sifat kimia dari bahan yang dicampurkan. Contoh inkompatibilitas secara fisika adalah garam natrium dari asam lemah, seperti fenitoin natrium atau fenobarbital natrium yang mengendap dalam bentuk asam bebas ketika diberikan bersamaan dengan cairan yang bersifat asam, garam kalsium mengendap ketika ditambahkan medium basa dan obat yang membutuhkan pelarut khusus seperti diazepam mengendap apabila dicampurkan dengan larutan berair karena diazepam kurang larut di dalam air (Felton, 2013).
Inkompatibilitas terapetik adalah pencampuran yang sulit untuk diamati sebab menghasilkan aktivitas terapetik yang antagonis atau sinergis. Contoh obat yang menghasilkan inkompatibilitas terapetik adalah penisilin atau kortison mempunyai efek antagonis terhadap heparin dan menyebabkan heparin tidak bekerja sebagai antikoagulan (Felton, 2013).
Tabel 2.2 memberikan contoh reaksi obat yang inkompatibel dan Tabel 2.3 memberikan data inkompatibilitas obat dengan emulsi lemak intravena..
Tabel 2.2 Contoh reaksi obat yang inkompatibel (Bentley, et al., 2015).
Obat Inkompatibel Alasan Inkompatibilitas Aksi yang diambil Bahan tambahan yang
mengandung Ca2+dan bahan aditif yang mengandung PO4 3-dalam nutrisi parenteral
Berhubungan dengan
konsentrasi Kurangi konsentrasi bahan aditif; jangan menambahkan kalsium dan fosfat dalam jangka waktu yang dekat. dan larutan dengan pH ˃ 4,2.
Furosemid dan larutan pH rendah
Larutan pH rendah Kemungkinan
mengendap pada
Larutan pH tinggi Inkompatibel dengan larutan pH tinggi, harus diberikan terpisah dengan obat pH tinggi seperti tiopental untuk mencegah
pengendapaan. Lidokain dan propofol Memisah dan koalesensi
pada pembawa propofol karena lidokain merusak sifat surfaktan sebagai pembawa
Tabel 2.3 Daftar obat yang tidak kompatibel dengan emulsi lemak intravena
Heparin (> 1unit/ mL) Indometasin
2.8 Particle Size Analyzer
Particle size analyzer adalah alat yang digunakan untuk mengukur ukuran partikel dari bentuk sediaan larutan, suspensi, emulsi dan aerosol. Particle size analyzer mempunyai beberapa teknik yaitu teknik laser diffraction, dynamic light scattering dan image analysis (Horiba, 2010). Teknik dynamic light scattering juga dikenal sebagai Photon Correlation Spectroscopy. Hasil utamanya adalah nilai rata-rata dari distribusi intensitas dan indeks polidispersitas untuk menjelaskan lebar distribusi (Horiba, 2010; Goldburg, 1999).
Brown. Semakin kecil partikel, semakin cepat gerak Brown. Viskositas dan temperatur juga perlu diketahui dalam pengukuran sampel (Malvern, 2014).
Intensitas cahaya (I) yang dihamburkan proporsional dengan diameter pangkat enam (d6) yang sesuai dengan teori Rayleigh. Kecepatan gerak Brown dinyatakan sebagai koefisien difusi translasi (D). Ukuran partikel dihitung berdasarkan koefisien difusi translasi dengan persamaan Stokes-Einstein yaitu (Horiba, 2010; Malvern, 2014) :
𝑑𝑑(𝐻𝐻) = 𝑘𝑘𝑘𝑘 3𝜋𝜋ƞ𝐷𝐷
Keterangan :
d(H) : diameter hidrodinamik k : konstanta Boltzmann’s T : suhu absolut
