BIOFARMASETIKA TIM DOSEN TEKNOLOGI FARMASI FFS UHAMKA SEMESTER GENAP

(1)

BIOFARMASETIKA

TIM DOSEN TEKNOLOGI FARMASI FFS UHAMKA

SEMESTER GENAP 2021-2022

(2)

TATA TERTIB PERKULIAHAN DARING

1. Akun mahasiswa peserta memuat Nama, NIM dan foto nya jika kamera tidak aktif

2. Sewaktu Dosen meminta kamera untuk diaktifkan maka mahasiwa wajib mengaktifkan

3. Toleransi keterlambatan untuk bergabung hanya 15 menit setelah perkuliahan dibuka

(3)

• CPL

 Mampu menerapkan pemikiran logis, kritis, sistematis, dan inovatif dalam konteks pengembangan atau implementasi ilmu pengetahuan dan teknologi yang

memperhatikan dan menerapkan nilai humaniora yang sesuai dengan bidang farmasi

 Menunjukkan sikap bertanggungjawab atas pekerjaan di bidang keahliannya secara mandiri

CPMK

 Mampu menjelaskan perlunya ilmu biofarmasetika dalam pengembangan ilmu farmasi

 Mampu menerapkan pemikiran logis, kritis, sistematis dan inovatif dalam pengembangan keilmuan farmasi

Sub-CPMK

 Mahasiswa mampu menguraikan dan menyimpulkan hubungan sifat fisikokimia zat aktif, faktor formulasi dan teknologi dengan proses perjalanan obat dalam tubuh

(4)

QS. Al Mujadalah: 1

ِف ا ْوُحَّسَفَت ْمُكَل َلْيِق اَذِا ا ْٰٓوُنَمٰا َنْيِذَّلا اَهُّيَآٰٰي ُكَل ُ هاللّٰ ِحَسْفَي ا ْوُحَسْفاَف ِسِل ٰجَمْلا ى

اَذِا َو ْْۚم َلْيِق

ُكْنِم ا ْوُنَمٰا َنْيِذَّلا ُ هاللّٰ ِعَف ْرَي ا ْوُزُشْناَف ا ْوُزُشْنا ُهاللّٰ َو ٍۗ ت ٰج َرَد َمْلِعْلا اوُت ْوُا َنْيِذَّلا َو ْْۙم

َمِب َن ْوُلَمْعَت ا

ٌرْيِبَخ -

١١

Wahai orang-orang yang beriman! Apabila dikatakan kepadamu, "Berilah kelapangan di dalam majelis-majelis, maka lapangkanlah, niscaya Allah akan memberi kelapangan

untukmu. Dan apabila dikatakan, "Berdirilah kamu," maka berdirilah, niscaya Allah akan mengangkat (derajat) orang-orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi ilmu beberapa derajat. Dan Allah Maha teliti apa yang kamu kerjakan.

(5)

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

normal maupun kondisi patologis.

(6)

Drug studies

Drug Discovery

Preformulation

Formulation

Biopharmaceutic

Pharmacokinetic

Pharmacodynamic

Therapy

Objectives

(7)

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

ADME

(8)

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, TRANSFER, ABSORPSI.

(9)

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 :

(10)

• Perjalanan obat dalam tubuh dapat dibagi dalam fase:

• Tahapan Biofarmasetik:

i. Liberasi (Pelepasan) ii. Disolusi (Pelarutan) iii. Absorpsi

• Tahapan Farmakokinetika:

ADME

Obat Fase

Biofarmasetik Fase

Farmakokinetik

Fase

Farmakodinamik

(11)

Fase Biofarmasetika dipengaruhi oleh:

•Rute pemberian obat

•Dosis dan frekuensi pemberian obat

•Sifat fisikokimia zat aktif

•Bentuk sediaan

Absorpsi

Sistemik

(12)

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

Intravaskular

(13)

Sifat fisiko-kimia zat aktif:

Kelarutan, ukuran partikel, bentuk

kristal, sifat asam/basa, dll

(14)

Faktor formulasi:

Jenis dan jumlah eksipien yang digunakan (bahan penghancur tablet, pengikat tablet,

pengisi tablet, basis supositoria, dll.)

(15)

Faktor teknologi:

Kekuatan pencetakan (untuk sediaan tablet), cara dan lama

waktu pencampuran bahan,

dll.

(16)

• 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.

(17)

• 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 = Rate limiting step.

(18)

Faktor-faktor yang mempengaruhi absorpsi

Absorpsi Faktor bentuk

sediaan

Sifat fisika kimia Z.A

Faktor fisiologis

(19)

PROSES BIOFARMASETIK YANG DIALAMI OBAT DALAM TUBUH :

Pelepasan (liberation)

Pelarutan

(dissolution) Transfer

Difusi (diffusion)

Absorpsi

(absorption)

(20)

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,

EMULSI)

(21)

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,

EMULSI)

(22)

► 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

terlarut dalam basis)

(23)

Pelepasan dari sediaan TABLET

TABLET INTI (TIDAK BERSALUT) DISINTEGRATION I

POWDER (DRUG AND EXIPIENT) GRANUL

DISINTEGRATION II (LIBERATION) TABLET SALUT

PELARUTAN PENYALUT

(24)

Mekanisme penghancuran Tablet

 PENGEMBANGAN BAHAN PENGHANCUR

 REAKSI KIMIA (PEMBEBASAN GAS CO

₂

)

 PENGIKISAN

(25)

BAHAN PENGHANCUR TABLET YANG MENGEMBANG :

 PATI/AMILUM (SINGKONG, BERAS, DLL.)

 PATI YANG DIMODIFIKASI (PRE- GELATINIZED)

 AC-DISOL

 DLL.

BAHAN PENGHANCUR KARENA REAKSI

KIMIA:

 NATRIUM BIKARBONAT

(26)

Mekanisme hancurnya supositoria

 MELELEH PADA SUHU TUBUH (PEMBAWA LEMAK, SEPERTI OL.

CACAO)

 MELARUT DALAM CAIRAN REKTAL

(SEPERTI BASIS PEG)

(27)

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

(28)

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.

(29)

Pelepasan dari sistem dispersi suspensi

 PERPINDAHAN ZAT AKTIF DARI SUATU MEDIUM

PEMBAWA 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.

(30)

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.

(31)

Proses pelarutan/disolusi

 HUKUM FICK:

 HUKUM NOYES & WHITNEY:

. ( )

dm k S Cs C

dt  

. ( )

dC D A

dt  h Cs C 

(32)

III. PROSES DIFUSI

 TERJADI DALAM SUATU MEDIUM DALAM KEADAAN ZAT AKTIF

TERLARUT DALAM MEDIUM.

 MOLEKUL ZAT AKTIF BERGERAK DARI KADAR TINGGI KE KADAR RENDAH.

(33)

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 . . D k T

  r



(34)

IV. PROSES PERPINDAHAN/TRANSFER

 PERPINDAHAN ZAT DARI SUATU MEDIUM KE MEDIUM LAIN BERDASARKAN PERBEDAAN KONSENTRASI DAN KOEFISIEN PARTISI.

 TERJADI PADA ANTAR-PERMUKAAN

(35)

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 structure as well as stability of the product.

(36)

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

(37)

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 disintegrating dosage form.

(38)

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

(39)

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.

(40)

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

• Surface-active may increase wetting & solubility

(41)

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

(42)

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

₂

O was reported to be less

absorbed than the anhydrous forms.

(43)

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

(44)

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

(45)

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

CAP Enteric coated agent

(46)

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

(47)

Excipients Used in Oral Liquid

Alcohol Solubilizing agent, preservative

PEG Solubilizing agent

Methyl, propyl-paraben Preservative

Sucrose Sweetener

Polysorbates Surfactant

Sesame oil, Corn oil For emulsion vehicle

(48)

Excipient may affect dissolution

 Mg stearate, may repel H

₂

O & 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

disintegrant may cause poor disintegration.

(49)

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.

(50)

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

(51)