BIOFARMASETIKA
TIM DOSEN TEKNOLOGI FARMASI
FFS UHAMKA
TATA TERTIB PERKULIAHAN DARING
1. Akun mahasiswa peserta memuat Nama, NIM dan foto nya jika kamera tidak aktif
2. Kuliah dapat dilakukan via Daring melalui Video yang diunggah di OLU 3. sewaktu-waktu akan ada Kuis dan Latihan soal lainnya
4. Mahasiswa dapat bertanya kepada Dosen via Chat di OLU, via email ke
Pendahuluan
Biofarmasetika : ilmu yang mempelajari hubungan sifat
fisikokimia-formulasi obat terhadap bioavailabilitas obat (in
vtro-in vivo) dan sistem penghantaran obat dalam tubuh pada kondisi
Drug studies
Drug Discovery Preformulation Formulation Biopharmaceutic Pharmacokinetic PharmacodynamicTherapy
Objectives
Biopharmaceutis : (Woolf, 1981)
• Pharmaceutics : preparations, use, or dispensing medicines • Bio : relating to living organism or tissues
Sciences of preparing, using and administering drugs to
living organism or tissues
BIOFARMASI
ILMU YANG MEMPELAJARI HUBUNGAN ANTARA : (1) SIFAT FISIKO-KIMIA ZAT AKTIF,
(2) FAKTOR FORMULASI SEDIAAN OBAT (DOSAGE FORM) DAN
(3) FAKTOR TEKNOLOGI PEMBUATAN SEDIAAN OBAT,
DENGAN
BERBAGAI PROSES YANG DIALAMI OBAT DALAM TUBUH SAMPAI ZAT AKTIF MASUK KE DALAM SISTEM
PEREDARAN DARAH: LIBERASI, DISOLUSI, DIFUSI,
APLIKASI
• kinerja (performance) ✓efektif, cepat bekerja ✓menghindari
terjadinya efek samping
✓bekerja dalam jangka waktu yang diinginkan ✓dosis efisien mendapatkan sediaan obat (drug dosage form) yang memiliki :
•
Perjalanan obat dalam tubuh dapat dibagi dalam fase:
• Tahapan Biofarmasetik:
i. Liberasi (Pelepasan)
ii. Disolusi (Pelarutan)
iii. Absorpsi
• Tahapan Farmakokinetika: ADME
Obat
Fase
Biofarmasetik
Farmakokinetik
Fase
Fase
Fase Biofarmasetika
dipengaruhi oleh:
•Rute pemberian obat
•Dosis dan frekuensi pemberian obat
•Sifat fisikokimia zat aktif
•Bentuk sediaan
Absorpsi
Sistemik
Rute pemberian Obat
• Tiap rute pemberian obat harus memperhatikan pertimbangan
biofarmasetik dalam rancangan produk sediaan.
• Mis: formulasi sediaan mata harus mempertimbangkan pH,
isotonisitas, sterilitas dan iritasi lokal.
• Rute pemberian obat terdiri atas: ✓Ekstravaskular
Sifat fisiko-kimia zat aktif:
Kelarutan, ukuran partikel, bentuk
Faktor formulasi:
Jenis dan jumlah eksipien yang digunakan (bahan penghancur tablet, pengikat tablet,
Faktor teknologi:
Kekuatan pencetakan (untuk
sediaan tablet), cara dan lama
waktu pencampuran bahan,
dll.
• Faktor formulasi yang mempengaruhi kecepatan melarutnya zat aktif
salah satunya adalah penambahan eksipien.
• Penambahan eksipien bertujuan untuk:
❖ menghasilkan sifat dan bentuk tertentu obat dan bentuk sediaannya. ❖ untuk meningkatkan kompresibilitas bahan aktif, meningkatkan
kestabilan bahan aktif, mengontrol laju absorpsi, serta meningkatkan bioavailabilitas obat.
• Absorpsi (Penyerapan)
➢Absorpsi adl masuknya molekul obat dari tempat pemberian ke jalur
sistemik setelah melewati membran biologis.
➢ Absorpsi hanya terjadi terhadap molekul obat dalam keadaan terlarut. ➢ Kecepatan absorpsi ditentukan oleh tahap Pelepasan dan Pelarutan. ➢ Tahap yang paling lambat menjadi tahap penentu kecepatan absorpsi =
Faktor-faktor yang mempengaruhi absorpsi
Absorpsi Faktor bentuk sediaan Sifat fisika kimia Z.A Faktor fisiologisPROSES BIOFARMASETIK YANG DIALAMI
OBAT DALAM TUBUH :
Pelepasan
(liberation)
Pelarutan
(dissolution)
Transfer
Difusi
(diffusion)
Absorpsi
(absorption)
I. PROSES PELEPASAN (LIBERATION)
MEKANISME YANG TERJADI TERGANTUNG
KEADAAN ZAT AKTIF DALAM SEDIAAN:
❑
ZAT AKTIF
TERCAMPUR SECARA FISIK
(BENTUK SEDIAAN PADAT: TABLET)
❑
ZAT AKTIF
TERLARUT DALAM PEMBAWA
(SUPOSITORIA, SALEP)
❑
ZAT AKTIF
TERDISPERSI
(SUSPENSI,
I. PROSES PELEPASAN (LIBERATION)
MEKANISME YANG TERJADI TERGANTUNG
KEADAAN ZAT AKTIF DALAM SEDIAAN:
❑
ZAT AKTIF
TERCAMPUR SECARA FISIK
(BENTUK SEDIAAN PADAT: TABLET)
❑
ZAT AKTIF
TERLARUT DALAM PEMBAWA
(SUPOSITORIA, SALEP)
❑
ZAT AKTIF
TERDISPERSI
(SUSPENSI,
►
Mekanisme proses pelepasan yang terjadi
berbeda-beda untuk tiap bentuk sediaan
►
Lepasnya zat aktif dari pembawa bisa dalam
keadaan/bentuk partikel yang belum terlarut
(dari tablet), bisa sebagai bentuk molekul (dari
supositoria basis lemak dimana zat aktif
Pelepasan dari sediaan TABLET
TABLET INTI (TIDAK BERSALUT) DISINTEGRATION I
POWDER (DRUG AND EXIPIENT) GRANUL
DISINTEGRATION II (LIBERATION) TABLET SALUT
Mekanisme penghancuran Tablet
❑
PENGEMBANGAN BAHAN
PENGHANCUR
❑
REAKSI KIMIA (PEMBEBASAN
GAS CO
2)
BAHAN PENGHANCUR TABLET YANG
MENGEMBANG :
➢
PATI/AMILUM (SINGKONG, BERAS,
DLL.)
➢
PATI YANG DIMODIFIKASI
(PRE-GELATINIZED)
➢
AC-DISOL
➢
DLL.
BAHAN PENGHANCUR KARENA
REAKSI
KIMIA:
Mekanisme hancurnya supositoria
❑
MELELEH
PADA SUHU TUBUH
(PEMBAWA LEMAK, SEPERTI OL.
CACAO)
❑
MELARUT
DALAM CAIRAN REKTAL
Pelepasan dari supositoria
❑ HANCURNYA PEMBAWA (MELELEH ATAU MELARUT)❑ PARTISI DARI PEMBAWA KE CAIRAN REKTAL DIIKUTI PROSES DIFUSI DALAM PEMBAWA (JIKA TERLARUT DALAM PEMBAWA UNTUK KASUS PEMBAWA
SUPOSITORIA BASIS LEMAK SEPERTI OLEUM CACAO) DAN DALAM CAIRAN REKTAL DARI KONSENTRASI TINGGI KE KONSENTRASI RENDAH
Pelepasan dari
sistem dispersi
emulsi
(zat aktif
terlarut dalam
fase internal)
• TERJADI PERPINDAHAN ZAT AKTIF DARI FASE EKSTERNAL KE CAIRAN TUBUH TEMPAT PEMBERIAN OBAT
BERDASARKAN PERBEDAAN KONSENTRASI DAN KOEFISIEN PARTISI.
• TERJADINYA PERPINDAHAN ZAT AKTIF KE MEDIUM LAIN DIIKUTI PROSES PERPINDAHAN/DIFUSI MOLEKUL ZAT AKTIF DALAM MEDIUM PEMBAWA DARI KADAR TINGGI KE KADAR RENDAH.
Pelepasan dari sistem dispersi suspensi
❑ PERPINDAHAN ZAT AKTIF DARI SUATU MEDIUMPEMBAWA OBAT/SEDIAAN YANG JENUH DENGAN ZAT AKTIF KE MEDIUM LAIN (CAIRAN TUBUH PADA TEMPAT PEMBERIAN OBAT) BERDASARKAN PERBEDAAN
KONSENTRASI DAN KOEFISIEN PARTISI.
❑ PERPINDAHAN TERJADI PADA ANTAR-PERMUKAAN. ❑ TERJADINYA PERPINDAHAN KE MEDIUM LAIN DIIKUTI
PROSES PELARUTAN ZAT AKTIF DAN PROSES DIFUSI DALAM MEDIUM PEMBAWA.
II. PROSES PELARUTAN/DISOLUSI
❑ PROSES PELARUTAN/DISOLUSI TERJADI
JIKA ZAT AKTIF DALAM KEADAAN TIDAK TERLARUT DALAM SEDIAAN (MISALNYA DISPERSI DALAM PEMBAWA MINYAK).
❑ PROSES PELARUTAN TERJADI DALAM
PEMBAWA SEDIAAN ATAU SETELAH
LEPAS DARI SEDIAAN (MISALNYA DARI SEDIAAN TABLET.
Proses pelarutan/disolusi
❑ HUKUM FICK:
❑ HUKUM NOYES & WHITNEY:
. (
)
dm
k S Cs C
dt
=
−
.
(
)
dC
D A
Cs C
dt
=
h
−
III. PROSES DIFUSI
❑ TERJADI DALAM SUATU MEDIUM
DALAM KEADAAN ZAT AKTIF TERLARUT DALAM MEDIUM.
❑ MOLEKUL ZAT AKTIF BERGERAK DARI
Proses difusi suatu molekul dalam
suatu medium
MENGIKUTI HUKUM STOKE-EINSTEIN :
K’= TETAPAN BOLTZMAN T= SUHU MUTLAK MEDIUM R= JARI-JARI MOLEKUL = KEKENTALAN/VISKOSITAS MEDIUM
'.
6 . .
k T
D
r
=
IV. PROSES PERPINDAHAN/TRANSFER
❑
PERPINDAHAN ZAT DARI SUATU MEDIUM KE
MEDIUM LAIN BERDASARKAN PERBEDAAN
KONSENTRASI DAN
KOEFISIEN PARTISI.
Physicochemical Properties for Consideration in Product
Design
pKa & pH profile
Necessary for optimum stability & solubility of the final product
Particle Size May affect the solubility of the drug & therefore the dissolution rate of the product
Polymorphism The ability of a drug to exist in various crystal forms may change the solubility of the drug. The stability of each form is important, because
polymorphs may convert from one to another. Hygroscopicity Moisture absorption may affect the physical
Physicochemical Properties for Consideration in
Product Design
Partition Coefficient
Give some indication of the relative affinity of the drug for oil & water. A drug that has high affinity for oil may have poor release & dissolution
Excipient Interaction
Compatibility of the excipients with the drug
Sometime trace elements in excipients may affect the stability of the product. Specification is important pH Stability
Profile
Stability of solutions is often affected by the pH of vehicle. pH in the stomach & gut is different, know-ledge of stability would help to avoid degradation
Solubility, pH, & Absorption
pH environment of the GIT varies from acidic in the
stomach to slightly alkaline in the small intestine
A basic drug is more soluble in an acidic medium Solubility may be improved with the addition of an
acidic or basic excipient
Buffering agent may be added to slow or modify the
release rate of a fast dissolving drug
Controlled release drug product must be a non
Stability, pH, & Absorption
• If drug decomposition occurs by acid or based
catalysis, some prediction for degradation of the drug in GIT may be made
• Erythromycin decomposition occurs rapidly In
acidic medium. It has to be enteric coated to protect against acid degradation in the stomach
Particle Size & Absorption
• Surface area of the drug is increase enormously by
a reduction in the particle size. The greater the surface area the more rapid the rate of diss
• Particle size & distribution studies are important
for drug that have low water solubility. Many
hydrophobic drugs are very active IV-ly but are not very effective orally due to poor absorption.
Particle Size & Absorption
• Griseofulvin, nitrofurantoin & many steroids are drug
with low aqueous solubility; micronized form has improved absorption.
• Smaller particle size results in an increase in the
surface area, enhances water penetration, an increases the dissolution rates.
• A disintegrant may be added to the formulation to
ensure rapid disintegration
Polymorphic Crystals, Solvates, & Absorption
• Polymorphism (drug in various crystal forms). Same
chemical structure but different physical properties
• Crystals have lower solubility than the amorphous
• Chloramphenicol, has several crystal forms, when given
as a suspension, the conc is dependent on % of
β-polymorph. β-form is more soluble & better absorbed
• Crystal form has the lowest free energy is the most stable. A drug that exists as an amorphous form, dissolves more rapidly than rigid crystalline form
Polymorphic Crystals, Solvates, & Absorption
Some polymorphs are metastable, a change in
crystal form may cause problems in
manufacturing. A change in the crystal structure
may cause cracking in a tablet.
Some drugs interact with solvent to form a
crystal called solvate.
Water may form a special crystal called hydrates.
Erythromycin hydrates have different solubility
compared to the anhydrous form.
Ampicillin 3H
2O was reported to be less
FAKTOR FORMULASI YG
MEMPENGARUHI DISOLUSI
Penambahan eksipien
• Untuk menghasilkan sifat dan bentuk tertentu
obat dan bentuk sediaannya
• Untuk meningkatkan kompresibilitas bahan aktif,
kestabilan thd penguraian, mengurangi iritasi GIT, kontrol laju absorbsi, meningkatkan bioavalabilitas obat
Common Excipients Used
Lactose
Diluent
Dibasic calcium phosphate
Diluent
Starch
Disintegrant, diluent
Microcrystalline cellulose
Disintegrant, diluent
Mg stearate
Lubricant
Stearic acid
Lubricant
Hydrogenated vegetable oil Lubricant
Excipients Used in Solid
Talc
Lubricant
Sucrose (solution) Granulating agent
PVP (solution)
Granulating agent
HPMC
Tablet-coating agent
Titanium dioxide Combined with dye as colored coating
Methylcellulose
Coating or granulating agent
Excipients Used in Oral Liquid
EXCIPIENT
PROPERTY
Sodium CMC
Suspending agent
Tragacanth
Suspending agent
Sodium Alginate
Suspending agent
Xanthan gum
Thixotopic suspending agent
Veegum
Thixotopic suspending agent
Sorbitol
Sweetener
Excipients Used in Oral Liquid
Alcohol
Solubilizing agent, preservative
PEG
Solubilizing agent
Methyl, propyl-paraben Preservative
Sucrose
Sweetener
Sucrose
Sweetener
Polysorbates
Surfactant
Excipient may affect dissolution
Mg stearate, may repel H
2O & reduce dissolution
when used in large quantities. Coatings, particularly
shellac upon aging can decrease the dissolution rate.
Low concentration of surfactants decrease the
surface tension & increase the rate of drug
dissolution. Higher surfactans concentration tend to
form micelles with the drug & decrease the
dissolution rate.
Large drug particles have a smaller surface area
dissolve more slowly than smaller particles.
High compression of tablets without sufficient
Excipient may affect dissolution
NaHCO3 may change the pH of the medium. Aspirin, a weak acid
when formulated with NaHCO3 will form a water-soluble salt, in which the drug rapidly dissolves.
Excipients in a formulation may interact directly with the drug to
form a water soluble/insoluble complex.
If tetracycline is formulated with CaCO3, an insoluble complex of
Ca tetracycline is formed that has a slow rate of dissolution & poor absorption.
Excipients
That increase the solubility of the drug increase the rate of
dissolution & absorption
May increase retention time drug in GIT & increase absorption May act as carries to increase drug diffusion across the
intestinal wall. Many excipients may retard dissolution & absorption.
Various excipients that are pharmacodynamically inert but that
functionally enhance the drug & the dosage form
Tablets: diluent (lactose); disintegrant (starch); lubricant (Mg
stearate ); binding & stabilizing agents. Improperly used: the rate & extent of absorption may be affected.
Increasing the amount of disintegrant may overcome the
retarding effect of lubricant on dissolution. Some poorly
soluble drugs increase in disintegrant level has little effect on dissolution because the fine drug particles are not wetted