Polimer Farmasetika [Compatibility Mode]

(1)

POLIMER FARMASETIKA

Dhadhang

Dhadhang WahyuWahyu KurniawanKurniawan Laboratorium

Laboratorium FarmasetikaFarmasetika UnsoedUnsoed @

(2)

POLIMER

Pendahuluan Pendahuluan Definisi

Definisi Berat

Berat molekulmolekul polimerpolimer

Penentuan

Penentuan beratberat molekulmolekul polimerpolimer

Penentuan

Penentuan beratberat molekulmolekul polimerpolimer

Polimer

Polimer sebagaisebagai zatzat pengentalpengental

Pembentukan

Pembentukan gel, gel, koaservasikoaservasi dandan

mikroenkapsulasi mikroenkapsulasi

6/19/2013

(3)

INTRODUCTION

Polimer

Polimer digunakandigunakan secarasecara luasluas dalamdalam kehidupan

kehidupan kitakita seharisehari--harihari.. Dalam

Dalam sediaansediaan farmasetikafarmasetika polimerpolimer mempunyai

mempunyai beberapabeberapa aplikasiaplikasi, , a.la.l: : mempunyai

mempunyai beberapabeberapa aplikasiaplikasi, , a.la.l: : dalam

dalam pembuatanpembuatan botolbotol, syringes, , syringes, vials,

vials, cathaterscathaters, , dandan jugajuga dalamdalam formulasi

(4)

What is Polymer?

Kata

Kata “Polymer” “Polymer” berasalberasal daridari bahasabahasa Yunani

Yunani “Poly“Poly” yang ” yang bberartierarti banbanyayak dank dan “Meros”

“Meros” yang berarti bagianyang berarti bagian--bagian. bagian. Definisi:

Definisi:

07/09/2010

07/09/2010 44

Definisi: Definisi:

Polimer adalah molekul rantai Polimer adalah molekul rantai panjang yang dirakit dari banyak panjang yang dirakit dari banyak

molekul yang lebih kecil yang disebut molekul yang lebih kecil yang disebut monomer.

(5)

Polimer

Polimer merupakanmerupakan MAKROMOLEKULMAKROMOLEKUL

Makromolekul terdiri dari: Makromolekul terdiri dari:

1.

1. Material biologis Material biologis

Contoh : karet alam, wool, selulosa, Contoh : karet alam, wool, selulosa, Contoh : karet alam, wool, selulosa, Contoh : karet alam, wool, selulosa, 2. Material nonbiologis

2. Material nonbiologis

(6)

CH2 _CH2CH CH

Polimer Monomer unit ulangan

Polietilena _CH

2 = CH2 - CH2CH2 –

poli(vinil klorida) _CH

2 = CHCl - CH2CHCl –

Poliisobutilena

Contoh

2

(7)

Tata Nama Menurut IUPAC

1.

1. PengidentifikasianPengidentifikasian unit struktural terkecil (unit struktural terkecil (USTUST)) 2.

2. Sub unit Sub unit USTUST ditetapkan prioritasnya ditetapkan prioritasnya

berdasarkan titik pengikatan dan ditulis berdasarkan titik pengikatan dan ditulis

prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat penulisan nama polistirena)

penulisan nama polistirena) penulisan nama polistirena) penulisan nama polistirena)

3.

3. SubstituenSubstituen--substituen diberi nomor dari kiri ke substituen diberi nomor dari kiri ke

kanan kanan

4.

4. Nama Nama USTUST diletakkan dalam kurung biasa diletakkan dalam kurung biasa

(atau kurung siku dan kurung biasa kalau (atau kurung siku dan kurung biasa kalau perlu), dan diawali dengan

(8)

Tata Nama Menurut IUPAC

Untuk tata nama polimer non vinil seperti Untuk tata nama polimer non vinil seperti polimer kondensasi umumnya lebih rumit polimer kondensasi umumnya lebih rumit darpada polimer vinil. Polimer

darpada polimer vinil. Polimer--polimer ini polimer ini

biasanya dinamai sesuai dengan biasanya dinamai sesuai dengan biasanya dinamai sesuai dengan biasanya dinamai sesuai dengan

monomer mula

monomer mula--mula mula atauatau gugus gugus fungsional dari unit ulangan.

fungsional dari unit ulangan.

Contoh : nylon, umumnya disebut nylon Contoh : nylon, umumnya disebut nylon--6,6 (66 atau 6/6),

6,6 (66 atau 6/6),

6/19/2013

(9)

Tata Nama (Nomenklatur)

T

Taktisitas aktisitas

diawali huruf

diawali huruf ii untuk isotaktik atau untuk isotaktik atau (sindiotaktik) sebelum poli

(sindiotaktik) sebelum poli..

Contoh :

Contoh : ii--polistirena (polimer polistirena dengan polistirena (polimer polistirena dengan taktisitas isotaktik)

taktisitas isotaktik)

CH2C CH3

CH2C CH3 CH2C

(10)

Nama Sumber Nama IUPAC Polietilena

Politetrafluoroetilena Polistirena

Poli(asam akrilat)

Poli(metilena)

Poli(difluorometilena) Poli(1-feniletilena)

Poli(1-karboksiletilena) Poli(asam akrilat)

Poli(α-metilstirena)

Poli(1-pentena)

Poli(1-karboksiletilena)

Poli(1-metil-1-feniletilena)

Poli[1-(1-propil)etilena]

6/19/2013

(11)

Poli(α-metil stirena) CH2C

CH3

Poli(1-pentena)

CH2CH

(12)

Proses Polimerisasi

Monomer

Monomer _polimerisasi _Polimer

1. Polimerisasi kondensasi: polimerisasi yang disertai dengan pembentukan molekul kecil (H2O, NH3

2. Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan 2. Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan

pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi monomer.

n H2C = CH CH2 C

Cl _Cl

H

n polivinilklorida (PVC) vinilklorida

6/19/2013

(13)

N _O CH

CH₂

Vinilpirolidon, suatu monomer, jika dipolimerisasi akan menjadi polivinilpirolidon (Povidone)

CH CH₂

N _O

n

Vinilpirolidon

(14)

Contoh polimerisasi

monomer Unit Ulangan terikat secara

kovaken dengan unit ulangan lainnya

CH2 CH2

H2C CH2

n n

etilena _Polimer_polietilena

n H2N C _C _N _C _C

asam amino _polipeptida

6/19/2013

(15)

Derajat Polimerisasi

Merupakan

Merupakan jumlah unit ulangan dalam jumlah unit ulangan dalam

rantai

Mn = berat molekul rata= berat molekul rata--rata polimerrata polimer

M0

M0 = berat molekul unit ulangan ( sama = berat molekul unit ulangan ( sama dengan berat molekul monomer)

dengan berat molekul monomer)

DP

DP = derajat polimerisasi= derajat polimerisasi

0

(16)

Contoh

Polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki Polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn) DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn)

adalah... adalah...

Mn = DP x M0 Mn = DP x M0 Mn = DP x M0 Mn = DP x M0 M0 (

M0 (–– CH2CHCl CH2CHCl -- ) = 63, DP = 1000) = 63, DP = 1000 Mn = 63 x 1000

Mn = 63 x 1000 = 63000.

= 63000.

6/19/2013

(17)

Kopolimer Kopolimer::

Polimer

Polimer dibentukdibentuk daridari duadua atauatau lebih

lebih monomer yang monomer yang berbedaberbeda -- [A [A –– B B –– A A –– B B –– A A –– B] B] ––

Homopolimer Homopolimer :: Homopolimer Homopolimer ::

Polimer

Polimer dibentukdibentuk daridari ikatanikatan monomer yang

(18)

--Kopolimer

Kopolimer

adalah suatu polimer yang dibuat dari dua adalah suatu polimer yang dibuat dari dua atau lebih monomer yang berlainan.

atau lebih monomer yang berlainan. Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer

yang terbentuk dari monomer pertama (A) yang terbentuk dari monomer pertama (A) dan monomer ke dua (B

dan monomer ke dua (B

6/19/2013

(19)

Jenis

Jenis Kopolimer

Kopolimer

1.

1. KopolimerKopolimer blokblok

--AA--AA--AA--AA--AA---BB--BB--BB--BB--B

B--A B

m n

2. Kopolimer graft (tempel/cangkok

A A A A A A

kopolimer sisir

A

kopolimer bintang 6/19/2013

(20)

Jenis Kopolimer

3

3.. KopolimerKopolimer AcakAcak

-A-B-A-B-B-A-B-4. Kopolimer bergantian (alternating)

4. Kopolimer bergantian (alternating)

Kopolimer yang teratur yang mengandung

sequensial (deretan) bergantian dua unit monomer

-A-B-A-B-6/19/2013

(21)

Berat molekul polimer

Menentukan aplikasi polimer tersebut Menentukan aplikasi polimer tersebut Sebagai indikator dalam sintesa dan Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer

proses pembuatan produk polimer proses pembuatan produk polimer proses pembuatan produk polimer Studi kinetika reaksi polimerisasi Studi kinetika reaksi polimerisasi

Studi ketahanan produk polimer dan efek Studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk

(22)

Penentuan Berat Molekul Polimer

Analisis gugus fungsional secara fisik atau Analisis gugus fungsional secara fisik atau kimia

kimia

Pengukuran sifat koligatif Pengukuran sifat koligatif Hamburan cahaya

Hamburan cahaya Hamburan cahaya Hamburan cahaya Ultrasentrifugasi Ultrasentrifugasi

Pengukuran viskositas larutan encer Pengukuran viskositas larutan encer Gel Permeation chromatography

Gel Permeation chromatography

6/19/2013

(23)

Klasifikasi Polimer

Berdasarkan

Berdasarkan asalasal atauatau sumbernyasumbernya

1.

1. PolimerPolimer AlamAlam

Tumbuhan

Tumbuhan : : karetkaret alamalam, , selulosaselulosa Hewan

Hewan : wool, : wool, suterasutera Hewan

Hewan : wool, : wool, suterasutera mineral

mineral

2.

2. PolimerPolimer SintetikSintetik hasil

hasil polimerisasipolimerisasi kondensasikondensasi hasil

(24)

Berdasarkan strukturnya

Polimer linier Polimer linier

Polimer bercabang Polimer bercabang

Polimer jaringan tiga dimensi Polimer jaringan tiga dimensi

6/19/2013

(25)

Berdasarkan kegunaannya

1.

1. Polimer komersial (commodity polymers)Polimer komersial (commodity polymers)

Contoh: Polietilen (PE), polipropilen Contoh: Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid

(PVC), melamin formaldehid (PVC), melamin formaldehid (PVC), melamin formaldehid

2.

2. Polimer teknik (engineering polymers)Polimer teknik (engineering polymers)

3.

3. Polimer fungsional (functional polymers)Polimer fungsional (functional polymers)

Contoh:

Contoh: polimer penghantar arus dan polimer penghantar arus dan

foton, polimer peka cahaya, membran, foton, polimer peka cahaya, membran, biopolimer

(26)

A.

A. BerdasarkanBerdasarkan asalnyaasalnya::

a)

a) PolimerPolimer AlamAlam:: e.g. Proteins

e.g. Proteins –– Collagen, Keratin, AlbuminCollagen, Keratin, Albumin Carbohydrates

Carbohydrates –– starch, cellulose, starch, cellulose, glycogen.

glycogen. DNA, RNA

DNA, RNA

Synthetic Polymers : Synthetic Polymers :

Klasifikasi

Klasifikasi Polimer

Polimer

07/09/2010

07/09/2010 2626

b)

b) Synthetic Polymers :Synthetic Polymers :

e.g. polyesters,

e.g. polyesters, polyanhydridespolyanhydrides, polyamides., polyamides.

B.

B. BerdasarkanBerdasarkan BioBio--stability :stability :

a)

a) BioBio--degradable Polymers :degradable Polymers :

e.g. polyesters, proteins, carbohydrates, etc e.g. polyesters, proteins, carbohydrates, etc b)

b) Non Non –– biodegradable Polymers :biodegradable Polymers :

e.g. ethyl cellulose, HPMC, acrylic polymers, e.g. ethyl cellulose, HPMC, acrylic polymers, silicones.

(27)

C.

C. BerdasarkanBerdasarkan TipeTipe ReaksiReaksi PolimerisasiPolimerisasi::

a)

a) PolimerPolimer AdisiAdisi:: Molekul

Molekul monomer monomer terikatterikat satusatu samasama lain

lain tanpatanpa kehilangankehilangan atomatom--atom atom yang lain

yang lain e.g.

e.g. AlkeneAlkene monomersmonomers e.g.

e.g. AlkeneAlkene monomersmonomers b)

b) PolimerPolimer KondensasiKondensasi:: Biasanya

Biasanya duadua monomer monomer berbedaberbeda bergabung

bergabung dengandengan disertaidisertai hilangnyahilangnya sebagian

sebagian molekulmolekul, , biasanyabiasanya air. air. e.g. polyesters, polyamides.

(28)

D.

D. BerdasarkanBerdasarkan InteraksiInteraksi dengandengan Air:Air:

a)

a) PolimerPolimer HidrofobikHidrofobik Non Non –– biodegradable biodegradable ::

Merupakan

Merupakan senyawasenyawa inert inert dandan dieliminasidieliminasi utuhutuh

dari

dari tempattempat aplikasiaplikasi. .

e.g. polyethylene

e.g. polyethylene –– vinyl acetate, polyvinyl vinyl acetate, polyvinyl

chloride. chloride.

b)

b) HydrogelsHydrogels ::

Polimer

Polimer iniini mengembangmengembang tapitapi tidaktidak terlarutterlarut ketikaketika

07/09/2010

07/09/2010 2828

Polimer

Polimer iniini mengembangmengembang tapitapi tidaktidak terlarutterlarut ketikaketika

kontak

kontak dengandengan air.air.

e.g. polyvinyl

e.g. polyvinyl pyrrolidonepyrrolidone

c)

c) Soluble PolymersSoluble Polymers::

Merupakan

Merupakan polimerpolimer uncrossuncross--linked linked dengandengan beratberat

molekul

molekul moderatmoderat yang yang larutlarut didi dalamdalam air. air.

(29)

d.

d. Berdasarkan

Berdasarkan interaksi

interaksi dengan

dengan air

air

d) Biodegradable Polymers d) Biodegradable Polymers ::

Polimer

Polimer yang yang hilanghilang daridari tempattempat pemberian

pemberian sebagaisebagai responrespon terhadapterhadap adanya

adanya reaksireaksi kimiakimia sepertiseperti hydrolysis.hydrolysis. adanya

adanya reaksireaksi kimiakimia sepertiseperti hydrolysis.hydrolysis. e.g.

e.g. PolyacrylicPolyacrylic acid. acid. PolyglycolicPolyglycolic acid.

(30)

Karakteristik

Karakteristik Polimer

Polimer yang Ideal

yang Ideal

Inert and compatible

Inert and compatible dengandengan lingkunganlingkungan.. Non

Non--toxic.toxic. Mudah

Mudah diberikandiberikan..

07/09/2010

07/09/2010 3030

Mudah

Mudah diberikandiberikan.. Fabrikasinya

Fabrikasinya mudahmudah dandan tidaktidak mahalmahal Memiliki

(31)

Pemakaian

Pemakaian Polimer

Polimer

dalam

dalam Bidang

Bidang Farmasi

Farmasi

Penutup

Penutup karetkaret dandan tube tube plastikplastik alatalat suntiksuntik: : polietilen

polietilen, , polistirenapolistirena, , polikarbonatpolikarbonat Penyalut

Penyalut tablet: tablet: hidroksihidroksi propilpropil metilmetil selulosa

selulosa, , polietilenpolietilen glikolglikol, CMC, CMC--NaNa selulosa

selulosa, , polietilenpolietilen glikolglikol, CMC, CMC--NaNa Bahan

Bahan pengikatpengikat dalamdalam tablet: tablet: akasiaakasia, , gelatin

gelatin Sebagai

Sebagai obatobat: insulin, : insulin, metilselulosametilselulosa, , polikarbofil

polikarbofil Sebagai

(32)

Aplikasi

Aplikasi dalam

dalam Bentuk

Bentuk Sediaan

Sediaan

Konvensional

Tablet: Tablet:

-- sebagaisebagai pengikatpengikat

-- untukuntuk menutupimenutupi rasa yang rasa yang tidaktidak enakenak

-- untukuntuk tablet tablet salutsalut enterikenterik

Liquids : Liquids :

07/09/2010

07/09/2010 3232

Liquids : Liquids :

-- peningkatpeningkat viskositasviskositas

-- untukuntuk mengendalikanmengendalikan lajulaju

Semisolids : Semisolids :

-- dalamdalam sediaansediaan gelgel

-- dalamdalam ointmentsointments

In

(33)

Pembentukan Gel

Gel terdiri dari dua fase yang saling Gel terdiri dari dua fase yang saling

berpenetrasi, yang satu adalah padatan berpenetrasi, yang satu adalah padatan sedangkan yang lain adalah cairan

sedangkan yang lain adalah cairan

Dalam gel, polimer bertindak sebagai Dalam gel, polimer bertindak sebagai Dalam gel, polimer bertindak sebagai Dalam gel, polimer bertindak sebagai padatan yang terisi oleh cairan

(34)

Polimer sebagai zat pengental

Mempunyai kemampuan yang baik dalam Mempunyai kemampuan yang baik dalam meningkatkan viskositas larutan

meningkatkan viskositas larutan

Contoh: larutan 2% metil selulosa dalam Contoh: larutan 2% metil selulosa dalam air mempunyai viskositas 80 poise

air mempunyai viskositas 80 poise air mempunyai viskositas 80 poise air mempunyai viskositas 80 poise

6/19/2013

(35)

Koaservasi

Merupakan salah satu metode Merupakan salah satu metode

pembentukan mikrokapsul oleh polimer pembentukan mikrokapsul oleh polimer

Materi inti harus berupa serbuk halus yang Materi inti harus berupa serbuk halus yang didispersikan dalam cairan yang berisi

didispersikan dalam cairan yang berisi didispersikan dalam cairan yang berisi didispersikan dalam cairan yang berisi polimer

polimer

Larutan tersebut di tambah elektrolit, Larutan tersebut di tambah elektrolit, kemudian didinginkan

(36)

Aplikasi dalam Penghantaran Obat Terkendali (Controlled Drug Delivery)

Reservoir Systems Reservoir Systems

-- OcusertOcusert SystemSystem

-- ProgestasertProgestasert SystemSystem

-- Reservoir Designed Reservoir Designed TransdermalTransdermal PatchesPatches

07/09/2010

07/09/2010 3636

-- Reservoir Designed Reservoir Designed TransdermalTransdermal PatchesPatches

Matrix Systems Matrix Systems

Swelling Controlled Release Systems Swelling Controlled Release Systems Biodegradable Systems

Biodegradable Systems Osmotically

(37)

Biodegradable Polymers Used for Medical

Applications

Natural polymers Natural polymers

Fibrin Hyaluronan ... Hyaluronan Hyaluronan ...

Synthetic polymers Synthetic polymers

PLA, PGA, PLGA, PCL,

PLA, PGA, PLGA, PCL, PolyorthoestersPolyorthoesters GG Poly(

Poly(dioxanonedioxanone)) Poly(anhydrides) Poly(anhydrides) Poly(

Poly(trimethylenetrimethylene carbonate)carbonate) Polyphosphazenes