FORMULASI SEDIAAN CAIR DAN SEMIPADAT “GEL”

(1)

FORMULASI SEDIAAN CAIR DAN SEMIPADAT

“GEL”

(2)

DEFINISI



Gel merupakan sistem semipadat terdiri dari suspensi yang dibuat

dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar,

terpenetrasi oleh suatu cairan. Gel kadang–kadang disebut jeli

(FI

IV, hal 7).



Gel merupakan sistem semipadat dimana fase cairnya dibentuk

dalam suatu matriks polimer tiga dimensi (terdiri dari gom alam

atau gom sintetis) yang tingkat ikatan silang fisik (atau

kadang-kadang kimia)-nya yang tinggi sering dibicarakan

(Lachman Jilid II,

edisi Ind halaman 1092).



Gel merupakan sediaan semisolid atau solid yang transparan atau

tembus cahaya, terdiri dari larutan atau dispersi dari satu atau

lebih zat aktif dalam basis hidrofilik atau hidrofobik yang sesuai

(3)

ATURAN UMUM/PERSYARATAN GEL



Zat pembentuk gel yang ideal untuk sediaan farmasi dan kosmetik

ialah inert, aman, dan tidak bereaksi dengan komponen lain.



Pemilihan bahan pembentuk gel harus dapat memberikan bentuk

padatan yang baik selama penyimpanan tapi dapat

pecah/berubah segera ketika sediaan diberikan kekuatan atau

daya yang disebabkan oleh pengocokan dalam botol, penekanan

tube, atau selama penggunaan topikal.



Karakteristik gel harus disesuaikan dengan tujuan penggunaan

sediaan yang diharapkan, misalnya jika digunakan untuk topikal

tidak boleh lengket, gel untuk sediaan mata harus steril.



Penggunaan bahan pembentuk gel yang konsentrasinya sangat

tinggi atau BM besar dapat menghasilkan gel yang sulit untuk

dikeluarkan atau digunakan.



Gel yang terbuat dari polisakarida rentan terhadap degradasi

(4)



Viskositas gel hendaklah hanya terpengaruh sedikit ketika berada

dalam kondisi temperatur yang bervariasi. Misalkan plastibase

menghasilkan penurunan konsistensi yang lebih kecil dibandingkan

dengan petrolatum pada rentang temperatur yang sama.



Gel dapat terbentuk melalui penurunan temperatur, tapi dapat juga

pembentukan gel terjadi setelah pemanasan hingga suhu tertentu.

Contoh polimer seperti MC, HPMC dapat terlarut hanya pada air

ATURAN UMUM/PERSYARATAN/KARAKTERISTIK GEL

Contoh polimer seperti MC, HPMC dapat terlarut hanya pada air

yang dingin yang akan membentuk larutan yang kental dan pada

peningkatan suhu larutan tersebut akan membentuk gel.



Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase yang disebabkan

oleh pemanasan disebut

thermogelation

.



(

Pharmaceutical Dosage Form

:

Disperse system vol 2 halaman

(5)

SIFAT DAN KARAKTERISTIK GEL ADALAH SEBAGAI BERIKUT



SWELLING



Gel dapat mengembang dengan mengabsorbsi cairan

sehingga terjadi peningkatan volume. Hal ini dapat

dianggap sebagai fase awal disolusinya.Pelarut akan

mempenetrasi matriks gel sehingga interaksi gel-gel

digantikan oleh interaksi gel-pelarut.Terbatasnya

pengembangan gel disebabkan adanya beberapa

derajat ikatan silang dalam matriks gel yang

(6)



SINERESIS



Selama didiamkan sistem gel dapat kontraksi.

Mekanisme terjadinya kontraksi berhubungan dengan

relaksasi dari tekanan elastis yang timbul selama

pembentukan gel. Ketika tekanan ini hilang, ruang

SIFAT DAN KARAKTERISTIK GEL ADALAH SEBAGAI BERIKUT

pembentukan gel. Ketika tekanan ini hilang, ruang

intersititial bagi pelarut akan berkurang sehingga

cairan pelarut pun akan keluar dan menuju ke

permukaan gel, peristiwa inilah yang disebut

sineresis

.

Sineresis dapat terjadi pada hidrogel organik dan

(7)



STRUKTUR

 Rantai panjang suatu pembentuk gel akan diperpanjang dalam pelarut yang

baik seperti yang terjadi pada gel aqueous di mana terjadi ikatan hidrogen antara air dan gugus hidroksil pada gelling agent.

 Garam akan menarik bagian air dari suatu bagian hidrasi polimer sehingga

terbentuk lebih banyak ikatan molekuler sekunder yang mengakibatkan pembekuan dan pengendapan.

Penambahan kation di- atau trivalent seperti penambahan Cu pada larutan

ATURAN UMUM/PERSYARATAN/KARAKTERISTIK GEL

 Penambahan kation di- atau trivalent seperti penambahan Cu pada larutan

CMC Na atau Ca pada Na-alginat akan membentuk gel.

 Pengaruh suhu terhadap struktur gel tergantung pada sifat kimiawi polimer dan

mekanisme interaksinya dengan medium. Banyak pembentuk gel (gelling agent) lebih larut dalam air panas daripada dingin.

 Pengaruh BM terhadap karakteristik gel: Polimer yang sangat panjang akan

semakin mudah terjerat atau kusut dan menghasilkan viskositas yang lebih

(8)



EFEK SUHU



Efek suhu memengaruhi struktur gel. Gel dapat

terbentuk melalui penurunan temperatur tapi dapat

juga pembentukan gel terjadi setelah pemanasan

hingga suhu tertentu.



Polimer separti MC, HPMC, terlarut hanya pada air

yang dingin membentuk larutan yang kental.



Pada peningkatan suhu larutan tersebut membentuk

gel. Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase

yang disebabkan oleh pemanasan disebut

(9)



EFEK ELEKTROLIT



Konsentrasi elektrolit yang sangat tinggi akan berpengaruh

pada gel hidrofilik dimana koloid digaramkan (melarut).



Gel yang tidak terlalu hidrofilik dengan konsentrasi

elektrolit kecil akan meningkatkan rigiditas gel dan

mengurangi waktu untuk menyusun diri sesudah pemberian

tekanan geser.



Gel Na-alginat akan segera mengeras dengan adanya

(10)



ELASTISITAS DAN RIGIDITAS



Sifat ini merupakan karakteristik dari gel gelatin agar

dan nitroselulosa, selama transformasi dari bentuk sol

menjadi gel terjadi peningkatan elastisitas dengan

peningkatan konsentrasi pembentuk gel.



Bentuk struktur gel resisten terhadap perubahan atau

deformasi dan mempunyai aliran viskoelastik. Struktur

gel dapat bermacam-macam tergantung dari

(11)



RHEOLOGI



Larutan pembentuk gel (gelling agent) dan dispersi padatan

yang terflokulasi memberikan sifat aliran pseudoplastis yang

khas, dan menunjukkan aliran non – Newton (menggunakan alat

brookfield) yang dikarakterisasi oleh penurunan viskositas dan

peningkatan laju aliran

(Pharmaceutical Dosage Form

:

Disperse

system vol 2 halaman 401-403).



Tiksotropi merupakan pembentukan reversibel gel-sol tanpa

adanya perubahan volume ataupun suhu dalam waktu yang

cukup lama, hal ini merupakan sifat alir non Newtonian. Sifat alir

gel umumnya adalah pseudoplastis dimana viskositas akan

menurun ketika laju pengadukan ditingkatkan.



Gel tidak memiliki sifat alir yang bebas seperti bahan yang lebih

(12)

PENGGOLONGAN



BERDASARKAN SIFAT FASA KOLOID

(

Pharmaceutical

Dosage Form Disperse System Vol 2 hal 400

)



Gel anorganik, contoh : bentonit magma

(13)

PENGGOLONGAN

 BERDASARKAN JENIS PELARUT(Pharmaceutical Dosage Form Disperse System Vol 2 hal 400; Panwar et al. 2011; Rao et al. 2013)

 Hidrogel (adalah aqueous gel (pelarutnya air) yang mengandung polimer tidak

larut air)

 Contoh : bentonit magma, gelatin.

 Organogel (mengandung pelarut bukan air/pelarut organik)

Contoh : plastibase dan dispersi logam stearat dalam minyak.

 Contoh : plastibase dan dispersi logam stearat dalam minyak.

 Xerogel (gel padat dengan konsentrasi pelarut yang rendah) diperoleh dengan

evaporasi pelarut sehingga hanya tertinggal kerangka gel.Contoh : gelatin kering, tragakan ribbons dan acacia tears, dan sellulosa kering dan polystyrene.

 Emulgel

 Emulgel adalah kombinasi gel dan emulsi dalam satu sediaan di mana emulsi

(14)

PENGGOLONGAN



BERDASARKAN JENIS FASE TERDISPERSI

(FI IV

halaman 7-8, Ansel hal 390-391)



Gel fase tunggal,

terdiri dari makromolekul organik yang

tersebar serba sama dalam suatu cairan sedemikian hingga

tidak terlihat adanya ikatan antara molekul makro yang

terdispersi dan cairan. Gel fase tunggal dapat dibuat dari

makromolekul sintetik (misal karbomer) atau dari gom alam

(misal tragakan). Molekul organik larut dalam fasa kontinu.



Gel sistem dua fasa

, terbentuk jika masa gel terdiri dari

jaringan partikel kecil yang terpisah. Dalam sistem ini, jika

ukuran partikel dari fase terdispersi relatif besar, masa gel

kadang-kadang dinyatakan sebagai magma. Partikel

(15)

KEUNTUNGAN

 Waktu kontak gel pada kulit atau mukosa jauh lebih panjang daripada larutan aqueous

karena sifat adhesive dan/atau reologinya.

 Perpanjangan waktu kontak pada lokasi pemakaiannya akan meningkatkan absorbsi obat,

sehingga membuka peluang: obat dapat diberikan dengan dosis yang lebih rendah, interval dosing yang lebih panjang ataupun keduanya. Selain itu, kandungan minyak yang sangat

rendah dibandingkan dalam salep maupun krim, membuat gel lebih disukai secara kosmetikal. Meskipun efek oklusif tidak dimiliki gel, namun masih banyak formulasi gel yang dapat

 Meskipun efek oklusif tidak dimiliki gel, namun masih banyak formulasi gel yang dapat

menghasilkan absorpsi perkutan yang memadai untuk memberikan absorpsi sistemik.

 Pada rute administrasi ocular, penggunaan gel selain terkait sifat kosmetikalnya juga karena

dapat menghasilkan pelepasan obat yang diperpanjang (efisiensi sediaan meningkat)

dibanding tetes mata yang mudah terhapus karena drainase nasolakrimal dan selain itu juga penurunan bioavaibilitasnya karena permeabilitas kornea terhadap obat yang buruk(Dew, 2011 hal 12 dan 13).

 Untuk hidrogel : efek pendinginan pada kulit saat digunakan; penampilan sediaan yang

(16)

KERUGIAN



Karena formulasi gel paling banyak terdiri dari air

maka laju difusi molekul bebas dan kecil dalam gel

akan mirip dalam air murni.



Artinya, obat akan cepat dikosongkan dari gel

sehingga meskipun waktu kontak panjang, namun obat

tidak berefek lagi.



Untuk memperlama pelepasan obat dari gel, obat

dapat diformulasikan sebagai partikel solid dalam gel

yakni sebagai suspensi; obat dapat berinteraksi

(17)

ALASAN PEMILIHAN SEDIAAN GEL

 Pemilihan penggunaan bentuk sediaan gel

dilatarbelakangi oleh banyak rute administrasi yang dapat dicapai dengan gel.

 Gel dapat diaplikasikan untuk semua membran

topikal dan karena dapat digunakan untuk efek sistemik dan lokal, maka beberapa

 Selain itu, di antara kelompok sediaan

semisolid lainnya, penggunaan gel yang transparan ini telah diperluas menjadi di bidang kosmetik maupun farmasetik.

 Sebagai sediaan farmasetik, gel dapat

menghasilkan pelepasan obat yang lebih

(Dew, 2011 hal 11-12).

(Helal et al., 2012 hal 176).

efek sistemik dan lokal, maka beberapa penggunaan yang potensial adalah pada membran bukal, kulit, mukosa vagina dan di rongga nasal.

 Gel juga dapat digunakan per subkutan dan

untuk administrasi ke perut atau kolon. Formulasi gel yang dapat menghasilkan pelepasan obat yang diperlama dapat digunakan sebagai alternatif untuk formulasi berbasis minyak atau suspensi atau untuk implan (yakni pada penggunaan subkutan)

menghasilkan pelepasan obat yang lebih cepat, tidak tergantung dari kelarutan obat dalam air jika dibandingkan dengan krim dan salep. Sediaan ini sangat biokompatibel dengan risiko inflamasi dan efek merugikan (ADR) yang lebih rendah, mudah diaplikasikan dan tidak perlu dihapus.

 Dalam penggunaan dermatologis, gel

(18)

FORMULA BAKU



FORMULA umum/standar



Zat aktif



Basis gel

(19)

FORMULASI UMUM



Zat aktif



Basis gel



Peningkat penetrasi



Peningkat konsistensi



Peningkat konsistensi



Pengawet



Pendapar



Antioksidan

(20)

Formula gel yang paling sederhana terdiri

dari:



Air



thickened agent

berupa gom alam (tragakan, guar,

xanthan), bahan semisintetik ( MC, CMC, HEC), sintetik

(polimer karbomer-karbovinil) ataupun clay (silikat,

hectorite).



zat aktif dan



zat tambahan lainnya



(Pharmaceutical Preformulation and

(21)

PERHITUNGAN



Jumlah zat aktif selalu ditimbang dalam jumlah 5%

berlebih untuk mencegah kemungkinan

berkurangnya kadar dalam sediaan akibat proses

pembuatan ataupun dalam penyimpanannya.

(22)

SELAMAT BELAJAR