SKRIPSI
KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM
KERING
KURKUMIN YANG DIBUAT DARI
EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE
DAN
HYDROGENATED EGG
PHOSPHATIDYLCHOLINE
NI LUH WAHYU PURNAMI
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AIRLANGGA
DEPARTEMEN FARMASETIKA
SKRIPSI
KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM
KERING KURKUMIN YANG DIBUAT DARI
EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE
DAN
HYDROGENATED EGG
PHOSPHATIDYLCHOLINE
NI LUH WAHYU PURNAMI
NIM : 051111006
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AIRLANGGA
DEPARTEMEN FARMASETIKA
LEMBAR PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH
Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/karya ilmiah saya, dengan judul: KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM KERING KURKUMIN YANG DIBUAT DARI EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE DAN
HYDROGENATED EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE untuk dipublikasikan atau ditampilkan di internet, digital library Perpustakaan Universitas Airlangga atau media lain untuk kepentingan akademik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta.
Demikian pernyataan persetujuan publikasi skripsi/karya ilmiah ini saya buat dengan sebenarnya.
Surabaya, 17 September 2015
SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini, Nama : Ni Luh Wahyu Purnami NIM : 051111006
Fakultas : Farmasi
menyatakan bahwa sesungguhnya skripsi/karya ilmiah yang saya tulis dengan judul:
KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM KERINGKURKUMIN YANG
DIBUAT DARI EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE DAN HYDROGENATED
EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE
adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Apabila di kemudian hari diketahui bahwa skripsi/karya ilmiah ini menggunakan data fiktif atau merupakan hasil plagiarisme, maka saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan kelulusan dan atau pencabutan gelar yang saya peroleh.
Demikian surat pernyataan ini saya buat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.
Surabaya, 17 September 2015
Ni Luh Wahyu Purnami
Lembar Pengesahan
KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM KERING
KURKUMIN YANG DIBUAT DARI EGG
PHOSPHATIDYLCHOLINE DAN HYDROGENATED
EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE
SKRIPSI
Dibuat untuk Memenuhi Syarat
Mencapai Gelar Sarjana Farmasi
pada Fakultas Farmasi Universitas Airlangga
2015
Oleh :
NI LUH WAHYU PURNAMI
NIM : 051111006
Skripsi ini telah disetujui oleh :
Pembimbing Utama
Pembimbing Serta
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM KERING KURKUMIN YANG DIBUAT DARI EGG
PHOSPHATIDYLCHOLINE DAN HYDROGENATED EGG
PHOSPHATIDYLCHOLINE” dengan sebaik-baiknya untuk memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Airlangga.
Skripsi ini dapat terselesaikan tidak lepas karena bantuan dan dukungan dari semua pihak, untuk itu saya menyampaikan rasa terima kasih yang dalam dan tulus kepada :
1. Bapak Helmy Yusuf, SSi. M.Sc., Ph.D., Apt. selaku dosen pembimbing utama yang telah mendedikasikan waktu dan tenaga dalam membimbing dan memberikan banyak ilmu, masukan, motivasi dan nasehat sehingga skripsi/karya ilmiah ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat waktu.
2. Ibu Dr. Retno Sari, M.Sc., Apt., selaku dosen pembimbing serta yang telah meluangkan waktu membimbing dan memberikan ilmu, motivasi, serta dukungan sehingga skripsi/karya ilmiah ini selesai tepat waktu.
vii
4. Ibu Dr. Hj. Umi Athijah, M.S., Apt.,selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Airlangga yang telah memberikan kesempatan untuk menyelesaikan pendidikan sarjana di Fakultas Farmasi Universitas Airlangga.
5. Ibu Dra. Hj. Esti Hendradi, Apt., M.Si, Ph.D selaku Ketua Departemen Farmasetika atas nasehat dan bantuan yang diberikan sehingga penelitian ini terlaksana dengan baik.
6. Bapak Dr.H. Achmad Fuad, Drs., MS, Apt selaku Ketua Laboratorium SATREPS ITD Unair, yang telah menyediakan sarana dan fasilitas selama menyelesaikan penelitian ini.
7. Ibu Dra. Tutiek Purwanti, M.Si., Apt dan Ibu Dewi Melani Hariyadi, S.Farm., M.Phil., Ph.D., Apt selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dan saran demi kesempurnaan skripsi/karya ilmiah ini.
8. Bapak Drs. Robby Sondakh M.S., Apt selaku dosen wali saya yang telah membimbing selama melaksanakan program pendidikan sarjana di Fakultas Farmasi Universitas Airlangga.
9. Kedua orang tua saya, Drs. I Made Purna M.Pd dan Ni Putu Iswahyuni,S.Pd yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan selama menempuh perkuliahan dan menyelesaikan skripsi/karya ilmiah ini. Adik saya, I Made Bayu Purnama dan I Komang Naditya Purnama, beserta keluarga besar yang selalu memberikan motivasi. 10.Seluruh staf dosen pengajar Fakultas Farmasi Universitas Airlangga
viii
11.Seluruh staf TDC Bu Atiek, Bu Mirna, Bu Lidya, Bu Ida, Mbak Indah dan Pak Yadi yang telah membantu selama bekerja di Laboratorium SATREP.
12.Seluruh staf non kependidikan Fakultas Farmasi Universitas Airlangga, khususnya Bapak Harmono, Bapak Suprijono, Mbak Nawang, dan Ibu Ari untuk bantuan yang diberikan selama menyelesaikan skripsi/karya ilmiah ini.
13.Teman-teman skripsi “Liposom” : Erlyn dan Adhe, terima kasih atas kerja sama dan bantuan selama penelitian.
14.Teman-teman CTM, Tirza, Alfi, Uul, Nadiyah, serta teman-teman Fanatik 2011: Anistya, Rossy, Ria Puspita, Aning, Devil, Tita, Devi, Ratih, Mitchelini, Hadi dan Fadhil yang telah menemani dalam suka maupun duka selama penelitian.
15.Semua pihak yang telah mendukung yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Terima kasih atas bantuan yang diberikan hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Saya menyadari sepenuhnya bahwa penelitian ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, semua masukan untuk penyempurnaan penelitian ini akan saya terima dengan senang hati. Harapan saya, semoga di masa mendatang penelitian ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Surabaya, 10 Agustus 2015 Penulis
ix
RINGKASAN
KARAKTERISASI SISTEM LIPOSOM KERINGKURKUMIN YANG DIBUAT DARI EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE DAN
HYDROGENATED EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE Ni Luh Wahyu Purnami
Kurkumin merupakan senyawa polifenol yang memiliki aktivitas sebagai antiinflamasi, antibakteri, antifungal, antikanker, antispasmodik, antioksidan, antidiabetes, dan hepatoprotektor. Kurkumin termasuk dalam
Biopharmaceutical Classification System (BCS) kelas IV karena kurkumin
memiliki kelarutan dalam air dan permeabilitas rendah. Penggunaan
kurkumin masih sangat terbatas karena kurkumin dalam tubuh mengalami
absorpsi rendah, metabolisme cepat yang mengakibatkan aktivitas biologis kurang optimal dan bioavalabilitas dalam tubuh rendah. Salah satu metode yang digunakan untuk meningkatkan bioavailabilitas kurkumin adalah sistem penghantaran liposom yang mampu untuk mengenkapsulasi bahan obat hidrofobik dan memiliki target spesifik dalam tubuh.
Karakteristik liposom dapat dipengaruhi oleh komposisi bahan penyusun dan metode pembuatan yang digunakan. Berdasarkan komposisi, fosfolipid merupakan komponen utama yang dapat menentukan sifat fisika liposom berupa rigiditas, fluiditas dan muatan lapisan membran yang dapat mempengaruhi ukuran serta jumlah bahan yang dapat dienkapsulasi. Sedangkan perbedaan metode pembuatan liposom akan menentukan jenis liposom yang akan terbentuk. Dalam penelitian ini, digunakan fosfolipid
yang termasuk kelompok fosfatidilkolin yaitu Egg Phosphatidycholine
(EPC)yang berasal dari alam dan Hydrogenated Egg Phosphatidylcholine
(HEPC) yang dibuat secara sintetik. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui fosfolipid yang dapat digunakan dalam formulasi liposom kering kurkumin. Selain fosfolipid, bahan tambahan yang digunakan dalam pembuatan liposom ini yaitu kolesterol dan TPGS untuk meningkatkan stabilitas liposom. Liposom dibuat dengan metode thin-film hydration
dengan melarutkan semua bahan dengan pelarut kloroform:metanol (9:1) yang selanjutnya diuapkan dengan rotavapor selama 1 jam pada suhu 45°C dengan tekanan 320 mbar. Lapisan tipis lipid yang terbentuk dihidrasi dengan larutan sukrosa 10% dalam PBS pH 7,4 pada suhu 60°C. Liposom cair yang terbentuk selanjutnya disonikasi dengan waterbath sonicator
x
yang terbentuk kemudian dikarakterisasi dengan menggunakanParticle Size Analyzer, Differential Thermal Analysis (DTA), Difraksi Sinar-X (XRD)
dan Scanning Electron Microscope (SEM).
Pengujian ukuran partikel terhadap liposom cair menggunakan
Particle Size Analyzer menunjukkan ukuran rata-rata EPC-L dan
Cur-HEPC-L secara berturut-turut 2396,5 ± 979,4nm dan 2464,2 ± 1813,0nm dengan nilai Polydispersity Index (PI) secara berturut-turut 0,517 ± 0,114 dan 0,370 ± 0,203. Hasil tersebut menunjukkan ukuran liposom yang besar dan sesuai dengan metode thin-film hydration yang menghasilkan liposom MLV dengan ukuran 0,1-15µm. Sedangkan nilai PI>0,3 menunjukkan bahwa distribusi ukuran liposom yang dihasilkan masih heterogen.
Karakterisasi liposom kering kurkumin dilakukan dengan uji sifat termal, pola difraksi dan pengamatan SEM. Termogram DTA Cur-EPC-L dan Cur-HEPC-L memperlihatkan bahwa tidak terdapat pemisahan fase antara kurkumin dengan bahan penyusunnya dan hanya terdapat puncak endotermik sukrosa yang digunakan sebagai matriks. Hal tersebut didukung dengan hasil pengamatan pola difraksi sinar-X. Difraktogram Cur-EPC-L dan Cur-HEPC-L menunjukkan tidak terdapat puncak yang menandakan struktur kristal pada sistem liposom. Hal ini mengindikasikan bahwa liposom tersebut telah berbentuk amorf. Karakterisasi morfologi Cur-EPC-L dan Cur-HEPC-L menggunakan SEM memperlihatkan bahwa liposom yang dihasilkan kedua formula tersebut memiliki bentuk sferis.
xi
ABSTRACT
CHARACTERIZATION OF DRIED CURCUMIN LIPOSOME MADE FROM EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE AND HYDROGENATED EGG PHOSPHATIDYLCHOLINE
Ni Luh Wahyu Purnami
Curcumin has poor solubility in aqueous media and permeability through membrane, so it has been classified as BCS Class IV. Liposome encapsulation of curcumin would increase its solubility and bioavailability. This study aimed to investigate the physical characterization of curcumin liposome such as particle size, thermal properties, X-ray diffraction pattern, and morphology. Egg Phosphatidylcholine (EPC) and Hydrogenated Egg Phosphatidylcholine (HEPC) were selected as phospholipids to form different types of curcumin-loaded liposomes: Cur-EPC-L (curcumin-loaded EPC liposome) and Cur-HEPC-L (curcumin-(curcumin-loaded HEPC liposome). Thin-film hydration method was selected to prepare liposome. Curcumin liposome was dried prior to characterization. The physical properties of different liposome were investigated in follow: the average particle sizes of the two types of curcumin liposome were 2396.5 ± 979.4nm (Cur-EPC-L) and 2464.2 ± 1813.0nm (Cur-HEPC-L), respectively. The result of thermal analysis showed that there was not separation of curcumin among all materials in both formulas. The pattern of X-ray diffraction showed that there was not crystallization of materials in both the formula, indicated that curcumin was in amorphous state. Based on morphology results, both liposome formulas have a spherical shape. These results suggest that EPC and HEPC could be used in curcumin liposome formulation as they have good physical characteristics and potentially developed to increase the bioavailability of curcumin.
xii DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... vi
RINGKASAN ... ix
ABSTRACT ... xi
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 5
1.3 Tujuan Penelitian ... 6
1.4 Manfaat Penelitian ... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Tinjauan Kurkumin ... 7
2.2 Tinjauan Liposom ... 9
2.2.1 Definisi Liposom ... 9
2.2.2 Klasifikasi Liposom ... 10
2.2.3 Komponen Penyusun Liposom ... 11
2.2.3.1 Fosfolipid ... 12
2.2.3.2 TPGS ... 15
2.2.3.3 Kolesterol ... 17
2.2.4 Tujuan Liposom ... 18
2.2.5 Metode Pembuatan Liposom ... 19
xiii
2.2.5.2 Reverse-Phase Evaporation ... 20
2.2.5.3 Ethanol Injection ... 21
2.3 Tinjauan Pengeringan... 22
2.3.1 Tinjauan Lioprotektan ... 22
2.3.2 Tinjauan HPMC ... 23
2.4 Karakterisasi Liposom ... 25
2.4.1 Particle Size Analyzer (PSA) ... 25
2.4.2 Differential Thermal Analysis (DTA) ... 26
2.4.3 X-Ray Diffraction (XRD) ... 27
2.4.4 Scanning Electron Microscope (SEM) ... 28
BAB III KERANGKA KONSEPTUAL ... 29
3.1 Uraian Kerangka Konseptual ... 29
3.2 Skema Kerangka Konseptual ... 31
BAB IV METODE PENELITIAN ... 32
4.1 Bahan dan Alat Penelitian ... 32
4.1.1 Bahan Penelitian ... 32
4.1.2 Alat-alat Penelitian ... 32
4.2 Rancangan Penelitian... 33
4.3 Metode Penelitian ... 33
4.3.1 Rancangan Formula Liposom Kering Kurkumin ... 33
4.3.2 Pembuatan Liposom Kering Kurkumin... 34
4.4 Karakterisasi Sifat Fisika Sistem Liposom Kering Kurkumin ... 35
4.4.1 Particle Size Analyzer (PSA) ... 35
4.4.2 Differential Thermal Analysis (DTA) ... 35
4.4.3 X-Ray Diffraction (XRD) ... 37
xiv
BAB V HASIL PENELITIAN ... 38
5.1 Hasil Pemeriksaan Particle Size Analyzer (PSA) ... 38
5.2 Hasil Pemeriksaan Differential Thermal Analysis (DTA) ... 40
5.3 Hasil Pemeriksaan X-Ray Diffraction (XRD) ... 43
5.4 Hasil Pemeriksaan Scanning Electron Microscope (SEM) ... 46
BAB VI PEMBAHASAN ... 47
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
DAFTAR PUSTAKA ... 54
xv
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1 Formula liposom kering kurkumin... 34 Tabel V.1 Hasil pemeriksaan ukuran partikel liposom cair Cur-EPC-L
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Kimia Kurkumin ... 7
Gambar 2.2 Struktur Liposom ... 10
Gambar 2.3 Klasifikasi liposom ... 11
Gambar 2.4 Struktur liposom dengan kolesterol dan TPGS ... 12
Gambar 2.5 Struktur fosfolipid ... 13
Gambar 2.6 Struktur EPC ... 14
Gambar 2.7 Struktur HEPC ... 15
Gambar 2.8 Struktur TPGS ... 16
Gambar 2.9 Struktur Kolesterol ... 18
Gambar 2.10 Mekanisme water replacement lioprotektan ... 23
Gambar 2.11 Struktur HPMC ... 24
Gambar 3.1 Skema Kerangka Konseptual ... 31
Gambar 4.1 Skema Pembuatan Liposom Kering Kurkumin ... 36
Gambar 5.1 Sistem liposom cair sebelum dan sesudah pengecilan ukuran partikel ... 39
Gambar 5.2 Termogram DTA komponen penyusun, campuran fisik dan Cur-EPC-L. ... 40
Gambar 5.3 Termogram DTA komponen penyusun, campuran fisik dan Cur-HEPC-L. ... 42
Gambar 5.4 Difraktogram sinar-X komponen penyusun, campuran fisik dan Cur-EPC-L... 44
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Certificate of Analysis Bahan Penelitian EPC ... 61
2. Certificate of Analysis Bahan Penelitian HEPC... 63
3. Termogram DTA Kurkumin dan EPC ... 65
4. Termogram DTA HEPC dan Kolesterol ... 66
5. Termogram DTA TPGS dan Sukrosa ... 67
6. Termogram DTA HPMC dan Campuran Fisik Cur-EPC-L ... 68
7. Termogram DTA Campuran Fisik Cur-HEPC-L dan Cur-EPC-L 69 8. Termogram DTA Cur-EPC-L ... 70
9. Difraktogram Sinar-X Kurkumin ... 71
10. Difraktogram Sinar-X EPC ... 73
11. Difraktogram Sinar-X HEPC... 74
12. Difraktogram Sinar-X TPGS ... 75
13. Difraktogram Sinar-X Kolesterol ... 76
14. Difraktogram Sinar-X Sukrosa ... 78
15. Difraktogram Sinar-X HPMC ... 80
16. Difraktogram Sinar-X Campuran Fisik Cur-EPC-L ... 81
17. Difraktogram Sinar-X Campuran Fisik Cur-HEPC-L ... 83
18. Difraktogram Sinar-X Cur-EPC-L ... 85
19. Difraktogram Sinar-X Cur-HEPC-L ... 86
20. Hasil Pemeriksaan SEM Cur-EPC-L ... 87
