PENGEMBANGAN FORMULASI SEDIAAN GEL ANTIJERAWAT SERTA PENENTUAN KONSENTRASI HAMBAT MINIMUM EKSTRAK DAUN PEPAYA (CARICA PAPAYA LINN.

Transkripsi

1 PENGEMBANGAN FORMULASI SEDIAAN GEL ANTIJERAWAT SERTA PENENTUAN KONSENTRASI HAMBAT MINIMUM EKSTRAK DAUN PEPAYA (CARICA PAPAYA LINN.) TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung YUSTINE ARDINA Program Studi Farmasi Kelompok Keahlian FARMASETIKA SEKOLAH FARMASI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2 PENGEMBANGAN FORMULASI SEDIAAN GEL ANTIJERAWAT SERTA PENENTUAN KONSENTRASI HAMBAT MINIMUM EKSTRAK DAUN PEPAYA (CARICA PAPAYA LINN.) YUSTINE ARDINA Program Studi Farmasi Kelompok Keahlian Farmasetika Sekolah Farmasi Institut Teknologi Bandung September 2007 Dr. Sasanti Tarini Pembimbing Utama Dr. Irda Fidrianny Pembimbing Serta Dr. Marlia Singgih Pembimbing Serta

3 Pada kutipan sebagian atau seluruh tesis ini, harus mengikuti etika pengutipan pustaka, yaitu menyebutkan nama pengarang dan lembaganya, yaitu Sekolah Farmasi Institut Teknologi Bandung.

4 Untuk Ayah dan Ibu tercinta, adik-adik tersayang, serta kekasih terkasih

5 ABSTRAK PENGEMBANGAN FORMULASI SEDIAAN GEL ANTIJERAWAT SERTA PENENTUAN KONSENTRASI HAMBAT MINIMUM EKSTRAK DAUN PEPAYA (CARICA PAPAYA LINN.) YUSTINE ARDINA Jerawat terjadi karena penyumbatan pada pilosebaseus dan peradangan yang umumnya dipicu oleh bakteri Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis, dan Staphylococcus aureus. Untuk mengatasi masalah jerawat, dibutuhkan suatu sediaan yang mempunyai daya penetrasi yang baik, waktu kontak yang cukup lama, dan dosis yang sesuai. Daun pepaya (Carica papaya Linn.) tua secara tradisional telah digunakan sebagai obat jerawat, yaitu dengan cara pengolesan langsung dari larutan hasil tumbukan daun yang tua. Daun pepaya ini dapat dibuat menjadi ekstrak, kemudian ekstrak tersebut dapat dibuat menjadi suatu sediaan farmasi; salah satunya adalah sediaan gel, di mana sediaan gel mempunyai kadar air yang tinggi, sehingga dapat menghidrasi stratum corneum dan mengurangi resiko timbulnya peradangan lebih lanjut akibat menumpuknya minyak pada pori-pori. Di dalam ekstrak daun pepaya terkandung papain (keratolitik, antimikroba) dan karpain (antibakteri), yang diduga dapat berperan sebagai senyawa aktif sediaan antijerawat. Tujuan penelitian ini adalah optimasi formulasi sediaan gel ekstrak daun pepaya sebagai sediaan antijerawat. Dalam penelitian ini dibuat sediaan gel yang stabil serta diuji khasiatnya terhadap Propionibacterium acnes dan Staphylococcus epidermidis. Metode penelitian yang dilakukan meliputi empat tahap, yaitu karakterisasi mutu ekstrak dan simplisia, penetapan potensi antibakteri, optimasi formulasi, evaluasi formula. Simplisia diekstraksi dengan cara maserasi dengan pelarut etanol-air (1:3). Selanjutnya, dilakukan karakterisasi mutu ekstrak dan simplisia meliputi pemeriksaan kandungan kimia, penetapan kadar air, penetapan kadar sari larut air, penetapan kadar sari larut etanol, penentuan pola kromatogram, penentuan bobot jenis ekstrak, penentuan ph ekstrak serta penentuan angka kapang dan angka lempeng total ekstrak. Ekstrak yang diperoleh diencerkan menjadi beberapa konsentrasi dan dilakukan penetapan konsentrasi hambat minimum (KHM) secara mikrobiologi. Diameter zona hambat ekstrak dan sediaan gel dibandingkan terhadap papain murni dan tetrasiklin baku. Konsentrasi ekstrak daun pepaya dan papain yang memiliki daya hambat setara dengan tetrasiklin 3% b/v terhadap Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes selanjutnya dikembangkan menjadi suatu formula gel. Orientasi komposisi basis gel dibuat dengan menggunakan tiga basis, yaitu Karbopol 934, hidroksipropil metil selulosa (HPMC), dan hydroxypropyl cellulose low viscosity (HPC-LV) dengan berbagai konsentrasi. Berdasarkan hasil orientasi komposisi basis gel, penentuan organoleptik, ph, dan viskositas dipilih basis gel yang terbaik, yaitu basis HPMC dan HPC-LV. Sediaan gel antijerawat dari ekstrak daun pepaya i

6 dan papain kemudian dievaluasi aktivitasnya melalui uji KHM. Hasil yang diperoleh dibandingkan terhadap hasil uji KHM dari ekstrak daun pepaya dan dilakukan evaluasi sediaan meliputi penentuan organoleptis, homogenitas, pertumbuhan mikroba, sineresis, ph dan viskositas. Berdasarkan hasil penelitian, gel ekstrak daun pepaya efektif terhadap Staphylococcus epidermidis sebanyak 8, cfu/ml, tetapi tidak efektif terhadap Propionibacterium acnes sebanyak 2, cfu/ml. Hal ini berarti bahwa gel ekstrak daun pepaya bermanfaat untuk mencegah bertambah parahnya jerawat, yaitu mencegah terjadinya infeksi sekunder oleh Staphylococcus epidermidis. Diameter zona hambat untuk gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPC-LV adalah 19,80 ± 0,30 mm, sedangkan dengan basis HPMC adalah 15,27 ± 0,25 mm. Berdasarkan hasil evaluasi ph dan viskositas, gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPC-LV 30 % b/v lebih stabil secara fisik daripada gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPMC 5 % b/v. Gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPC-LV lebih efektif dan lebih stabil dibandingkan dengan basis HPMC. Kata kunci: Gel, Antijerawat, Daun Pepaya, Ekstrak daun pepaya, Staphylococcus epidermidis, Propionibacterium acnes, papain, karpain, HPC-LV, HPMC, Karbopol 934. ii

7 ABSTRACT DEVELOPMENT OF ANTIACNE GEL FORMULATION AND MINIMUM INHIBITORY CONCENTRATION DETERMINATION FROM CARICA PAPAYA LEAVES EXTRACT (CARICA PAPAYA LINN.) YUSTINE ARDINA Acne occurs when there is blockage at pilosebaceous and inflammation that is caused by Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis, and Staphylococcus aureus. To cure acne, a dosage-form which has good penetration, its maximum contact time, and suitable dosage is needed. Traditionally, Carica papaya leaves had been used as anti acne agent by applying solution of crushed Carica papaya leaves directly to skin. One of suitable dosage-form was gel, which has high water content so it can hydrate the stratum corneum and minimize further inflammation as a result of oil accumulation on skin pores. Carica papaya extract contains papain (keratolytic, antimicrobial agent) and carpaine (antibacterial agent) which could act as an active compound of antiacne agent. This research aimed to optimize the Carica papaya extract gel formula as antiacne agent. In this research a stable and effective gel formulation to Staphylococcus epidermidis and Propionibacterium acnes had been made. Research methodology divided into four steps, which including extract and simplicia characterization, antibacterial activity determination, optimization and evaluation of all the formulas. Simplicia is extracted by maceration using ethanol-water (1:3). Then, the extract and simplicia characterization was carried out by phytochemical screening, determination of water, determination of extractable matter, thin layer chromatography, extract s specific-gravity determination, ph value determination, and determination of microorganism (total viable aerobic count). The minimum inhibition concentration (MIC) of the extract determined after it diluted into several concentration, then compared to pure papain and standard tetracycline. The extract and papain that have inhibitory zone diameter equivalent to tetracycline 3% w/v against Staphylococcus epidermidis and Propionibacterium acnes were then developed to become a gel formula. The orientation of gel-base composition was made with three gel-base, such as Carbopol 934, hydroxypropyl methyl celuloce (HPMC), dan hydroxypropyl cellulose low viscosity (HPC-LV) with several concentration. Based on the result of gel-base composition orientation, organoleptic evaluation, ph evaluation, and viscosity evaluation, the best gel-base HPMC and HPC-LV had been chosen. Antiacne gel formula from Carica papaya extract and papain were then evaluated for their activity using the MIC test. The result was compared to the result that comes from MIC test for Carica papaya extract and formula evaluation included organoleptic evaluation, homogenity, microorganism growth, sineresis, ph, and viscosity had done. iii

8 Based on the result, Carica papaya extract gel was effective against 8, cfu/ml of Staphylococcus epidermidis, but was ineffective against 2, cfu/ml of Propionibacterium acnes. This means that Carica papaya extract gel could be used to avoid further acne inflammation, such as secondary inflammation by Staphylococcus epidermidis. Inhibition zone diameter for Carica papaya extract gel with HPC-LV base was 19,80 ± 0,30 mm, while the Inhibition zone diameter for HPMC base was 15,27 ± 0,25 mm. Based on the result of ph and viscosity evaluation, Carica papaya extract gel with 30 % w/v HPC-LV base was physically more stable than those with 5 % w/v HPMC base. Carica papaya extract gel with HPC-LV base was more effective and more stable than the gel with HPMC base. Keywords: Gel, Anti acne, Carica papaya leaves, Carica papaya leaves extract, Staphylococcus epidermidis, Propionibacterium acnes, papaine, carpaine, HPC-LV, HPMC, Carbopol 934. iv

9 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan karena dengan kasih dan berkat-nya saya telah dapat menyelesaikan Tesis dengan judul " Pengembangan Sediaan Gel Antijerawat serta Konsentrasi Hambat Minimum Ekstrak Daun Pepaya (Carica papaya linn.)". Tesis ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan program magister Farmasi pada Sekolah Farmasi Institut Teknologi Bandung. Penyelesaian tesis ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Perkenankanlah dalam kesempatan ini saya menyampaikan rasa terima kasih terutama kepada Dr. Sasanti Tarini D., sebagai pembimbing utama dan Dr. Irda Fidrianny serta Dr. Marlia Singgih selaku pembimbing serta yang telah banyak memberi arahan dan masukan dalam penyusunan tesis ini. Terima kasih juga diucapkan kepada Manager Quality Control PT Solas Langgeng, Manager Eksekutif Laboratorium Bioekivalen PT Sanbe Farma dan Apoteker di PT Mandom Indonesia atas bantuan zat aktif dan eksipien yang diperlukan serta semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyusunan tesis ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan untuk melengkapi kekurangan dan memperbaiki kesalahan yang terdapat pada buku ini. Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan pada umumnya, khususnya bagi pihak yang memerlukannya. v

10 DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL... PENDAHULUAN... BAB TINJAUAN PUSTAKA Pepaya (Carica papaya Linn.)... Kulit... Jerawat... Bakteri Jerawat... Gel... Preformulasi Bahan Pembantu... METODE PENELITIAN... PERCOBAAN Bahan... Alat... Mikroba Uji... Pengumpulan Bahan dan Determinasi Tanaman... Persiapan Simplisia... Ekstraksi... Karakterisasi Mutu Serbuk Simplisia dan Ekstrak... Penyiapan Biakan Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes... Penentuan Konsentrasi Hambat Minimum (KHM)... Halaman i iii v vi viii ix xi xii vi

11 BAB Penentuan Kesetaraan Aktivitas Antibakteri Ekstrak Daun Pepaya dengan Tetrasiklin Hidroklorida terhadap Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes... Orientasi Komposisi Basis Gel... Formulasi Gel Ekstrak Daun Pepaya... Evaluasi Sediaan Gel Ekstrak Daun Pepaya... Halaman 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN Determinasi Tanaman... Ekstraksi... Penentuan Karakterisasi Mutu Simplisia dan Ekstrak... Penyiapan Biakan Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes... Penentuan KHM... Penentuan Kesetaraan Aktivitas Antibakteri Ekstrak Daun Pepaya dengan Tetrasiklin Hidroklorida terhadap Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes... Orientasi Komposisi Basis Gel... Formulasi Gel Ekstrak Daun Pepaya.. Evaluasi Sediaan Gel Ekstrak Daun Pepaya... 5 KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN vii

12 DAFTAR TABEL Tabel a 4.10b 4.11 Rendemen Hasil Pemeriksaan Karakteristik Simplisia dan Ekstrak secara Makroskopik Spesifikasi Simplisia dan Ekstrak Hasil Penapisan Fitokimia Penentuan Angka Lempeng Total dan Angka Kapang Ekstrak Penentuan KHM Ekstrak Daun Pepaya terhadap Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes Penentuan KHM Papain terhadap Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes Penentuan KHM Tetrasiklin Hidroklorida terhadap Staphylococcus epidermidis dan Propionibacterium acnes Aktivitas Antibakteri Sediaan Gel Ekstrak Daun Pepaya dengan Berbagai Konsentrasi terhadap Staphylococcus epidermidis Orientasi Komposisi Basis Gel Orientasi Komposisi Basis Gel Formula Gel Ekstrak Daun Pepaya Halaman Karakteristik Umum Mikroorganisme yang berpotensi mengkontaminasi Kosmetik Evaluasi Penampilan Gel Ekstrak Daun Pepaya dengan Basis HPC- LV(F 30 C ) Evaluasi Penampilan Gel Ekstrak Daun Pepaya dengan Basis HPMC (F 5M ) Aktivitas Antibakteri Sediaan Gel Ekstrak Daun Pepaya terhadap Staphylococcus epidermidis viii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar Struktur karpain Penampang kulit manusia... Lapisan malfigi dan lapisan tanduk... Struktur sel malfigi dan perubahan kimia bahan penyusunnya... Aneksa kulit Jalur penetrasi transepidermal... Jalur penetrasi transappendageal... Skema terjadinya jerawat Bentuk Struktur Gel Bentuk Struktur HPMC Struktur Karbopol Struktur HPC-LV Struktur metil paraben Struktur phenoxy etanol Struktur propilen glikol Struktur disodium EDTA (C 10 H 14 N 2 Na 2 O 8. 2 H 2 O)... Pola kromatogram KLT ekstrak daun pepaya terhadap papain dengan fase diam silika gel GF 254, pengembang kloroform-metanol-nh 3 30 %-etil asetat (2:2:1:2), E = Ekstrak daun pepaya, P = papain, 1 = tanpa penampak bercak, 2 = dengan penampak bercak H 2 SO 4 10 %, a = visibel, b = sinar UV λ 254 nm, c = sinar UV λ 366 nm... Pola kromatogram KLT ekstrak daun pepaya terhadap papain dengan fase diam silika gel GF 254, pengembang kloroform-metanol-nh 3 30 %-etil asetat (2:2:1:2), E = Ekstrak daun pepaya, P = papain, 1 = tanpa penampak bercak, 2 = dengan penampak bercak Dragendorff, a = visibel, b = sinar UV λ 254 nm, c = sinar UV λ 366 nm... Pola kromatogram KLT ekstrak daun pepaya terhadap papain dengan fase diam silika gel GF 254, pengembang kloroform-metanol-nh 3 30 % (2:2:1), E = Ekstrak daun pepaya, P = papain, 1 = tanpa penampak bercak, 2 = dengan penampak bercak ninhidrin 0,2 %, a = visibel, b = sinar UV λ 254 nm, c = sinar UV λ 366 nm... Halaman ix

14 Gambar Angka kapang dan ALT ekstrak... Diameter hambat ekstrak daun pepaya terhadap Staphylococcus epidermidis... Diameter hambat ekstrak daun pepaya terhadap Propionibacterium acnes. Diameter hambat papain terhadap Staphylococcus epidermidis... Diameter hambat papain terhadap Propionibacterium acnes... Struktur tetrasiklin... Diameter hambat tetrasiklin terhadap Staphylococcus epidermidis... Diameter hambat tetrasiklin terhadap Propionibacterium acnes... Kurva aktivitas antibakteri tetrasiklin hidroklorida terhadap Staphylococcus epidermidis dengan persamaan garis Y = 1,8743x + 11,411dan r = 0, Kurva aktivitas antibakteri tetrasiklin hidroklorida terhadap Propionibacterium acnes dengan persamaan garis Y = 3,0635x + 23,904 dan r = 0, Diameter hambat gel ekstrak daun pepaya dengan berbagai konsentrasi terhadap Staphylococcus epidermidis Mekanisme hidrasi Evaluasi ph Formula gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPC-LV (F 30C ) Evaluasi ph Formula gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPMC (F 5M ). Evaluasi viskositas Formula gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPC- LV (F 30C ) Evaluasi viskositas Formula gel ekstrak daun pepaya dengan basis HPMC (F 5M ) Struktur Dasar Selulosa Gugus Substitusi pada HPC-LV dan HPMC Diameter hambat gel ekstrak daun pepaya terhadap Staphylococcus epidermidis Halaman x

15 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A B C D E Daun Pepaya dan Serbuk Simplisia... Karakterisasi Papain dan Karbopol Karakterisasi HPMC dan HPC-LV... Analisis Statistik Gel Ekstrak Daun Pepaya dengan Basis HPC-LV, dengan Basis HPMC dan Ekstrak Daun Pepaya pada Uji Potensi Aktivitas Antibakteri terhadap Staphylococcus epidermidis... Analisis Statistik Gel Tetrasiklin dengan Basis HPC-LV, dengan basis HPMC, dan Tetrasiklin dalam Dapar HCl pada Uji Potensi Aktivitas Antibakteri terhadap Staphylococcus epidermidis... Halaman xi

16 DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL SINGKATAN ALT = Angka lempeng total Disodium EDTA = Disodium etilendiamin tetraasetat HPC-LV = Hydroxypropyl Cellulose Low Viscosity HPMC = Hidroksipropil Metilselulosa KHM = Konsentrasi Hambat Minimum NA = Nutrient agar PDA = Potato Dextrosa Agar P. acnes = Propionibacterium acnes S. epidermidis = Staphylococcus epidermidis TEA = trietanolamin TSB = Triptone Soya Broth UV = Ultra violet SIMBOL B 30C B 5M = Basis HPC-LV 30 % b/v = Basis HPMC 5 % b/v E = Ekstrak (% b/v) dalam etanol air 1: 3 F = Formula F 30C F 5M G C G M = Formula Gel Ekstrak Daun Pepaya dengan basis HPC-LV = Formula Gel Ekstrak Daun Pepaya dengan basis HPMC = Gel Tetrasiklin 3 % b/v dengan basis HPC-LV = Gel Tetrasiklin 3 % b/v dengan basis HPMC P = Papain (% b/v) dalam etanol air 1: 3 T = Tetrasiklin (% b/v) dalam dapar HCl 0,1 N xii

17 PENDAHULUAN Jerawat dapat terjadi karena penyumbatan pada pilosebaseus dan peradangan yang dipicu oleh bakteri Propionibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis, dan Staphylococcus aureus. Penyumbatan kelenjar pilosebaseus disebabkan oleh penimbunan sebum pada infundibulum rambut yang dipicu oleh sekresi kelenjar sebaseus yang hiperaktif dan hiperkeratosis pada infundibulum rambut. Penimbunan sebum juga dapat memicu pertumbuhan bakteri jerawat yang menyebabkan peradangan, di sini jerawat dapat dikatakan sebagai penyakit (Mitsui, 1997 ; Goodman and Gilman, 2001). Daun pepaya tua secara tradisional telah digunakan sebagai obat jerawat, yaitu dengan cara pengolesan langsung dari larutan hasil tumbukan daun pepaya tua (1). Daun pepaya ini dapat dibuat menjadi ekstrak, kemudian ekstrak tersebut dapat dibuat menjadi suatu sediaan farmasi yang mempunyai waktu kontak yang cukup, daya penetrasi yang baik, dan dosis yang sesuai. Salah satunya adalah sediaan gel, di mana sediaan gel mempunyai kadar air yang tinggi sehingga dapat menghidrasi stratum corneum dan mengurangi resiko timbulnya peradangan lebih lanjut akibat menumpuknya minyak pada pori-pori. Di dalam ekstrak daun pepaya terkandung papain (keratolitik, antimikroba) dan karpain (antibakteri), yang diduga dapat berperan sebagai senyawa aktif sediaan antijerawat. Indonesia adalah negara tropis yang sangat cocok untuk budidaya pepaya, namun penelitian mengenai pepaya belum banyak dilakukan di Indonesia. Oleh karena itu, pengembangan sediaan dari ekstrak daun pepaya menarik untuk dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah optimasi formulasi sediaan gel ekstrak daun pepaya sebagai sediaan antijerawat. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dibuat sediaan gel yang stabil serta diuji khasiatnya terhadap Propionibacterium acnes dan Staphylococcus epidermidis. (1) Conetique Obat Jerawat dari Daun Pepaya. Conetique.com.inc [Serial Online]. conectique.com/trend_tips_solution/_beauty/ home_made_recipe/article.php?article_id=2604. [5 Oktober 2006]. 1

18