Komplek Inklusi Fenilbutazone- β-siklodektrin dengan Metode Freeze Drying

Transkripsi

1 Komplek Inklusi Fenilbutazone- β-siklodektrin dengan Metode Freeze Drying (Inclution Complex of Phenylbutazone - β Cyclodextrine with Freeze Drying Methods) Deni Noviza*; Mutia Ardila; Auzal Halim Fakultas Farmasi, Universitas Andalas Padang Corresponding deninoviza@gmail.com ABSTRAK Fenilbutazon merupakan obat golongan NSAID (Non Steroid Anti Inflamasi Drug). Salah satu permasalahan yang dimiliki oleh fenilbutazon adalah sifat kelarutannya yang sangat sukar larut di dalam air. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh pembentukan kompleks inklusi fenilbutazon dengan - siklodekstrin terhadap laju disolusi dan karakter kompleks inklusi yang terbentuk. Pembuatan kompleks inklusi dilakukan dengan metode freeze drying. Difraksi sinar-x (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA), Scanning Electron Microscopy (SEM), spektroskopi FT-IR, dan uji profil disolusi digunakan untuk mengkarakterisasi kompleksi inklusi fenilbutazon-β-siklodekstrin. Hasil analisa X-Ray terlihat terjadinya penurunan intensitas puncak difraktogram pada kompleks inklusi yang menunjukan terjadinya pengurangan kisi kristal dari fenilbutazon yang telah mengalami kompleksasi dengan β- siklodekstrin. Pada analisa DTA terlihat adanya penurunan titik leleh dari fenilbutazon. Pada uji profil disolusi terlihat adanya peningkatan laju disolusi dari kompleks inklusi fenilbutazon- - siklodekstrin yang terbentuk dibandingkan dengan fenilbutazon murni dan campuran fisik Kata Kunci: Fenilbutazone, β-siklodekstrin, komplek inklusi, freeze drying PENDAHULUAN Ketersediaan hayati suatu obat yang diberikan per oral tergantung pada beberapa faktor diantaranya adalah laju disolusi, kelarutan dan laju absorpsi obat tersebut dalam saluran cerna. Obat yang diberikan per oral, akan dilarutkan dalam media berair di saluran cerna sebelum diabsorpsi. Perbaikan kelarutan dan kecepatan disolusi untuk obat yang sukar larut merupakan langkah pertama untuk meningkatkan ketersediaan hayati obat (Bekers et al., 1991; Loftsson dan Brewster, 1996). Usaha yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kelarutan dan meningkatkan laju disolusi dari obat yang sukar larut adalah melalui proses mikronisasi, pembentukan kompleks dengan siklodekstrin, penggunaan surfaktan, modifikasi kimia dan dispersi padat (Babu et al., 2010). Pada kompleks inklusi, molekul obat sebagai molekul guest terperangkap di dalam rongga siklodekstrin yang bersifat hidrofobik. Bagian luar siklodekstrin bersifat hidrofilik sehingga mudah larut dalam media air (Frank, 1975). Siklodekstrin, karbohidrat siklik unik yang sukses digunakan sebagai agen dalam bentuk inklusi kompleks dengan obat tidak 409

2 larut. Survey komprehensif literatur menunjukkan penggunaan siklodekstrin sebagai agen pengompleks dan peningkat permeasi. Berbagai teknik telah diselidiki untuk menerangkan metode untuk penyiapan kompleks inklusi. Pendekatan untuk membuat kompleks inklusi adalah physical blending, kneading, co-precipitation, solution/solvent evaporation, neutralization precipitation, milling/co-grinding, atomization/spray drying, lyophilization/freeze drying, microwave irradiation, dan supercritical antisolvent (Patil et al., 2010). Fenilbutazon adalah suatu turunan pirazolon yang merupakan obat golongan NSAID (Non Steroid Anti Inflamasi Drug). Obat ini mempunyai sifat anti inflamasi yang kuat dan efektif dalam pengobatan serangan gout akut (Katzung, 1998). Fenilbutazon merupakan serbuk hablur, putih, atau agak putih dan tidak berbau. Kelarutan fenilbutazon adalah sangat sukar larut dalam air, mudah larut dalam aseton dan dalam eter serta larut dalam etanol (Departemen Kesehatan R.I, 1995). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat pengaruh kompleks inklusi fenilbutazon dengan β- siklodekstrin menggunakan metoda freeze drying terhadap laju disolusinya dan melakukan karakterisasi kompleks inklusi yang terbentuk. METODE PENELITIAN 1. Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah Timbangan digital (Shimadzu-Aux 220), Freeze Dryer ( Edwar), spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu UV-1700), difraktometer sinar-x serbuk (X pert PRO PANalytical), Scanning Electron Microscopy / SEM (Jeol, Japan), Differential Thermal Analysis (DTA) (Perkin Elmer), Fourier Transform Infrared (FTIR) (Perkinelmer FT-IR Spectrofotometer Frontier), ph meter (Hanna), alat uji disolusi (Hansen Research) dan alat alat gelas laboratorium. Bahan yang digunakan adalah Fenilbutazon (PT. Dexa Medica), β- siklodekstrin (Merck), kalium dihidrogen fosfat (Bratachem), natrium hidroksida (Bratachem), Amoniak cair (Bratachem) dan aquades (Bratachem). 2. CARA KERJA a. Uji Kelarutan Fase Sejumlah berlebih fenilbutazon, ditambahkan dalam 25 ml larutan β- siklodekstrin dengan konsentrasi 0, 2x10-3 M, 4x10-3 M, 6x10-3 M, 8x10-3 M, 10x10-3 M. Berbagai larutan diletakan pada shaker selama 24 jam hingga tercapai kesetimbangan. Selanjutnya sampel disaring, serapan diukur dengan spektrofotometer UV, kemudian dianalisis untuk mendapatkan kurva kelarutan fase Fenilbutazon- β-siklodekstrin. b. Pembentukan kompleks inklusi fenilbutazon dan β-siklodekstrin Kompleks Inklusi Fenilbutazon dan β- siklodekstrin dibuat dengan perbandingan molar fenilbutazon dan β-siklodekstrin 1:1. Kemudian Dilarutkan dengan aquades dan ditambahkan NH4OH 3,5 ml ( Setyawan D, 2009). Larutan diaduk, selanjutnya dimasukkan kedalam Freeze Dryer, hasi freeze drying kemudian diayak dengan ayakan ukuran 250 µm. Untuk proses pengeringan beku (freeze dryer), larutan terlebih dahulu dibekukan pada refrigerator dengan bantuan methanol yang memiliki titik beku -97 C. Kemudian dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan tekanan 2 atm sehingga kandungan air yang sudah 410

3 menjadi es akan langsung menjadi uap (sublimasi), Tahap pengeringan ini berakhir bila semua air telah tersublim. Selanjutnya tahap pengeringan akhir, tahap ini mencakup pengeluaran air hasil sublimasi hingga menjadi kering. c. Pembentukan campuran fisik fenilbutazon dan β-siklodekstrin Campuran fisik fenilbutazon dan β- siklodekstrin 1:1, dibuat dengan cara mencampurkan pebandingan molar yang sama dengan kompleks inklusi fenilbutazon dan β- siklodekstrin. Fenilbutazon dan β- siklodekstrin dicampur dalam sebuah mortar, kemudian diayak dengan ayakan ukuran 250 µm. d. Evaluasi Komplek Inklusi Pemeriksaan meliputi Analisa Difraksi Sinar X, FTIR, SEM, DTA, Perolehan Kembali dan Uji Profil Disolusi In vitro Analisis Difraksi Sinar-X Serbuk Sejumlah serbuk fenilbutazon, β- siklodekstrin, campuran fisik fenilbutazon dan β- siklodekstrin (1:1), kompleks inklusi fenilbutazon dan β- siklodekstrin (1:1) diletakkan pada kaca preparat, ditekan sampai rata guna untuk mencegah orientasi partikel selama penyiapan sampel dan dimasukkan ke dalam alat difraktometer. Dilakukan percobaan difraksi sinar X dengan kecepatan scan 0,040 per detik. Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) Serbuk fenilbutazon, β- siklodekstrin, campuran fisik fenilbutazon dan β- siklodekstrin (1:1), kompleks inklusi fenilbutazon dan β- siklodekstrin ( 1:1) diletakkan pada sampel holder aluminium dan dilapisi dengan emas. Kemudian diamati pada perbesaran x pada alat SEM (Jeol, Japan). Analisis Differential Thermal Analysis (DTA) Penetapan pola DTA dilakukan terhadap fenilbutazon, β-siklodekstrin, campuran fisik dan kompleks inklusi dari masing-masing formula, pada suhu o C dengan kecepatan pemanasan 10 o C/ menit. Penentuan Kadar Perolehan Kembali Fenilbutazon dalam Kompleks Inklusi Kompleks inklusi ditimbang serbuk kompleks inklusi setara dengan 50 mg fenilbutazon. Serbuk dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml larutkan dengan NaOH 0,1 N kemudian cukupkan volume sampai tanda batas. Ambil 5 ml dari larutan tersebut, masukkan kedalam labu 50 ml dan cukupkan volume sampai tanda batas. Ambil 10 ml dari larutan tersebut, masukkan ke dalam labu 25 ml dan cukupkan volume sampai tanda batas. Konsentrasi fenilbutazon dalam serbuk kompleks inklusi ditentukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Analisis Spektrofotometer FTIR Fenilbutazon, β- siklodekstrin, campuran fisik fenilbutazon dan β- siklodekstrin (1:1), kompleks inklusi fenilbutazon dan β- siklodekstrin ( 1:1) dan KBr ditekan dengan tekanan 8-9 ton. Selanjutnya pelet yang terbentuk dianalisis dengan spektrofotometer inframerah. Uji Profil Disolusi in vitro Penetapan profil disolusi dari kompleks inklusi fenilbutazon dan β- siklodekstrin dengan menggunakan alat disolusi tipe keranjang. Labu disolusi diisi dengan medium dapar phospat ph 7,5 sebanyak 900 ml lalu suhu diatur pada 37 o C ± 0,5 o C. Kemudian komplek inklusi setara dengan 50 mg fenilbutazon dimasukkan ke 411

4 dalam keranjang. Sampel dimasukkan ke dalam keranjang yang kemudian ditempatkan ke dalam wadah silinder, keranjang diputar dengan kecepatan 100 rpm. Larutan disolusi dipipet 5 ml pada menit ke 5, 10, 15, 30, 45, dan 60. Pada setiap pemipetan diganti dengan medium disolusi (volume dan suhu yang sama saat pemipetan). Kadar fenilbutazon yang terdisolusi pada setiap waktu dihitung dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis. HASIL DAN DISKUSI Uji kelarutan fase digunakan untuk menggambarkan konsentrasi suatu zat terlarut di dalam variasi konsentrasi suatu larutan zat lain. (Alatas, 2013). Kurva kelarutan fase menghasilkan kesesuaian dengan dengan tipe AL ( tipe 1:1) (Gambar 1) yang artinya kelarutan fenilbutazon meningkat dalam variasi konsentrasi β-siklodesktrin dalam pelarut air. Nilai konstanta kesetimbangan kompleks dapat diperoleh dengan persamaan Kc = Slope/ Intersep (1-Slope) dan diperoleh nilai konstanta stabilitasnya 19,42 M-1. Nilai K (1:1) yang diperoleh tidak berada dalam rentang M-1 sehingga kompleks inklusi yang terbentuk cenderung memiliki ikatan yang lemah. Pembuatan kompleks inklusi Fenilbutazone - β-siklodesktrin dengan metode Freeze Drying dibentuk dengan perbandingan molar 1:1 sesuai dengan diagram kelarutan fase yang dihasillkan. D C B A Gambar 1. Uji Kelarutan Fase Fenilbutazon- β- siklodesktrin Kurva kelarutan fase tersebut menghasilan garis linear dengan persamaan Y = 0,0038x + 0,0002 dengan nilai regresi 0,994. Dari persamaan ini diperoleh nilai Intersep A = 0,0002 dan nilai Slope B = 0,0038. Slope regresi linear yang menunjukkan angka kurang dari satu mengartikan bahwa perbandingan molar fenilbutazon-β-siklodekstrin diasumsikan 1: 1. Gambar 2. Difraktogram Sinar X; β- siklodesktrin (A), Fenilbutazone (B), Campuran Fisik Fenilbutazon - β-siklodesktrin (C), Komplek Inklusi Fenilbutazon - β- siklodesktrin (D) Pola difraksi sinar-x fenilbutazon memperlihatkan derajat kristalinitas yang tinggi karena adanya puncak yang khas dan tajam (Gambar 2). Karakteristik fenilbutazon murni dapat dilihat pada sudut difraksi 2θ = 20,33º dan 20,93º. 412

5 Difraktogram hasil kompleks inklusi menunjukkan terjadinya penurunan intensitas puncak yang sangat tajam dari puncak fenilbutazon, penurunan ini merupakan hasil pengurangan kisi kristal fenilbutazon yang telah mengalami kompleksasi dengan β siklodektrin, ini berarti terjadi perubahan bentuk menjadi lebih amorf yang menyebakan meningkatnya laju disolusi. Penurunanan terjadi pada sudut difraksi 2θ = 20,87º (tinggi puncak 1524,85 dari 9003,32); 19,50º (tinggi puncak 1549,77 dari 9496,38). Namun, terjadi peningkatan intensitas pada 2θ = 29,29º (tinggi puncak 2671,6 dari 969,01). Pada difraktogram campuran fisik terlihat juga penurunan intensitas pada sudut difraksi 2θ = 20,91º (tinggi puncak 2919,04 dari 9003,32) dan 22,53º (tinggi puncak 1901,17 dari 4374,46). Analisis bentuk partikel dengan alat Scanning Electron Microscope (SEM) dengan berbagai perbesaran memperlihatkan karakteristik morfologi permukaan. Pada fenilbutazon murni memperlihatkan kristal berbentuk batang (Gambar 3), sedangkan β- siklodekstrin terlihat seperti batang yang tidak beraturan (Gambar 4). Pada campuran fisik fenilbutazon dan β- siklodekstrin masih dapat dibedakan morfologi fenilbutazon dan β siklodektrin (Gambar 5) hal ini menunjukan belum terbentuknya kompleks karena fenilbutazon masih banyak di luar permukaan dari β siklodektrin dan pada kompleks inklusi 1:1 menunjukkan bentuk yang permukaan yang tidak beraturan dan morfologi yang berbeda dari fenilbutazon murni (Gambar 6). Gambar 3. Morfologi Fenilbutazon Murni Gambar 4. Morfologi β- siklodekstrin Gambar 5. Morfologi Campuran Fisik Campuran Fisik Fenilbutazon - β- siklodesktrin 413

6 1025,07 cm-1 yang merupakan gugus OH dan ikatan C-O dari β-siklodekstrin. A Gambar 6. Morfologi Komplek Inklusi Fenilbutazon - β-siklodesktrin B Analisis spektroskopi FT-IR dilakukan untuk melihat spektrum yang terbentuk dari serbuk kompleks inklusi antara fenilbutazon dan β-siklodektrin dibandingkan dengan spektrum fenilbutazon murni dan siklodektrin murni. Hasil karakterisasi fenilbutazon murni dengan menggunakan spektrofotometer FT-IR, serapan ikatan C=O terlihat pada bilangan gelombang 1713,85 cm-1 dan serapan C-H muncul pada bilangan gelombang 1293,22 cm-1 serta serapan C=C aromatik terlihat pada bilangan gelombang 1487,08 cm-1 (Gambar 7). Karakterisasi β-siklodektrin menggunakan spektrofotometer FT-IR, serapan ikatan OH terlihat pada bilangan gelombang cm-1 dan serapan ikatan C-O terlihat pada bilangan gelombang 1022,48 cm-1. Karakteristik campuran fisik menunjukan adanya pergeseran puncak gelombang pada gugus fenilbutazon dan β- siklodekstrin. Pergeseran puncak gelombang pada fenilbutazon pada campuran fisik terlihat pada gugus karbonil, serapan C=C aromatik dan serapan C-H pada puncak bilangan gelombang dari 1714,41 cm-1, 1487,12 cm-1dan 1294,07 cm-1 dan terjadi pergeseran pada puncak bilangan gelombang dari 3312,08 cm-1 dan Gambar 7. Spektrum FTIR Fenilbutazon (A), Kompleks Inklusi Fenilbutazon-β- Siklodekstrin (B), Campuran Fisik Fenilbutazon-β-Siklodekstrin (C), β- Siklodekstrin (D) Pada karakterisasi kompleks inklusi juga menunjukkan adanya pergeseran puncak gelombang pada gugus fenilbutazon dan β- siklodekstrin. Pergeseran gugus fenilbutazon terjadi pada serapan gugus karbonil, C=C aromatik dan C-H pada puncak bilangan gelombang 1714,97 cm-1, 1488,09 cm-1 dan 1296,93 cm-1. Sedangkan pergeseran pada gugus β-siklodekstrin terjadi pada ikatan OH dan C-O pada puncak bilangan gelombang 3312,11 cm-1 dan 1024,11 cm-1. Pergeseran puncak gelombang ini menunjukkan terbentuknya komplek inklusi antara C D 414

7 fenilbutazon dan β-siklodekstrin (Singh R. et all, 2010) Analisis termal DTA merupakan instrumen analitik yang sangat bermanfaat dalam karakterisasi interaksi dalam keadaan padat (solid state interaction) antara dua atau lebih material obat. Analisis termal DTA digunakan untuk mengevaluasi perubahan sifat termodinamika yang terjadi saat materi diberikan energi panas, berupa peristiwa rekristalisasi, peleburan, desolvasi, dan transformasi fase padat, yang ditunjukkan puncak endotermik atau eksotermik pada termogran DTA. (Zaini, et al., 2011). Fenilbutazon memiliki titik lebur 107,7 C (Gambar 8), sedangkan β-siklodekstrin memiliki titik lebur 171,7 C (Gambar 9). Gambar 8. Termogram DTA Fenilbutazon Gambar 9. Termogram DTA β-siklodekstrin 415

8 Gambar 10. Termogram DTA Campuran Fisik 1:1 Gambar 11. Termogram DTA Kompleks inklusi 1:1 Pada termogram DTA hasil campuran fisik menunjukan adanya penurunan titik lebur yaitu 101,5 C (Gambar 10). Pada termogram kompleks inklusi juga menunjukan adanya penurunan suhu menjadi lebih rendah dibanding dengan termogram DTA fenilbutazon murni yaitu sebesar 91,4 C (Gambar. 12). Hal ini menunjukan telah terjadinya kompleks inklusi antara fenilbutazon dengan β- siklodekstrin. Isadiartuti (2005) mengatakan, jika suatu molekul guest masuk ke dalam rongga β-siklodekstrin, maka titik lebur molekul guest tersebut akan menghilang atau bergeser ke suhu yang lebih rendah. Penurunan titik lebur disebabkan karena terjadinya pengecilan ukuran partikel, sehingga energi yang dibutuhkan untuk melebur dispesi padat menjadi lebih kecil (Dini, 2010). Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil penetapan perolehan kembali fenilbutazon dalam kompleks inklusi sebesar 52,13% ± 0,086 Persentase zat terdisolusi pada menit ke-60 untuk fenilbutazon murni, campuran fisik, komplek inklusi 1:1 berturut-turut adalah 89,16 ± 6,55; 95,34 ± 1,69 dan 99,35 ± 1,63. Hasil yang diperoleh menunjukkan terjadinya peningkatan persentase disolusi pada formula yang dikerjakan (Gambar 13). Persen terdisolusi yang paling tinggi adalah kompleks inklusi 1:1, sedangkan disolusi terendah adalah fenilbutazon murni. Peningkatan disolusi pada kompleks inklusi dipengaruhi dengan terjadinya penurunan intesitas kisi kristal seperti yang dapat lihat dari hasil difaksi sinar-x dan penurunan titik lebur pada hasil analisi DTA. 416

9 Parameter lain yang digunakan untuk evaluasi disolusi adalah efisiensi disolusi (ED) (Abdou, 1989). Nilai efisiensi disolusi merupakan nilai AUC (Area Under Curve) dari jumlah obat yang terdisolusi per satuan waktu. Perhitungan rata- rata efisiensi disolusi diperoleh dari luas daerah dibawah kurva menunjukkan nilai efisiensi disolusi untuk fenilbutazon murni adalah 68,40 ± 2,71, campuran fisik 77,47 ± 1.65, kompleks inklusi 82,78 ± 0.14,. Data ini memperlihatkan bahwa kompleks inklusi mempunyai efisiensi disolusi yang besar dibandingkan dengan campuran fisik dan fenilbutazon murni. Gambar 13. Profil disolusi fenilbutazon murni, campuran fisik dan kompleks inklusi dalam Dapar Phospat ph 7.5 KESIMPULAN Dari Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa pembentukan komplek inklusi antara fenilbutazon β-siklodekstrin dengan metode freeze drying dapat meningkatkan laju disolusi dari fenilbutazon DAFTAR PUSTAKA Abdou, H. M Dissolutions, Bioavaibility and Bioequivalence. Pennsylavania:Mark Publishing Company Easton. Alatas, F., Soewandhi, S. N., Sasongko,L., Ismunandar Kelarutan Dan Stabilitas Kimia Kompleks Didanosin Dengan Nikotinamid Atau L-Arginin. Jurnal Sains Materi Indonesia, 15(2) Babu, V.R., Areefulla,S., & Mallikarjun, V Solubility and Dissolution Enhancement: An overview. Journal of Pharmacy Research, Bekers, O., Uijtendaal, E.V., Beijnen, J.H., Bult, A., and Undenberg, W.J.M Cyclodextrin in Pharmaceutical Field, Drug Dev. Ind. Pharm, 17 (11), Ditjen POM Farmakope Indonesia edisi IV. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta: Frank SG Inclusion compound. J Pharm Sci 64(10), Higuchi T, Connors KA Phase solubility techniques. Adv. Anal. Chem. Instrum. 4:

10 Hiremath, S.N., Raghavendra, R.K, Sunil, F., Danki, L.S., Rampure, M.V., Swamy, P.V., Bhosale, U.V Dissolution Enhancement of Gliclazide by Preparation of Inclusion Complexes with β- siklodekstrin. Asian Journal of Pharmaceutics, Isadiartuti D, dan Suwaidi Pebentukan Kompleks Inklusi fenobarbital dengan hidroksipropil- β- Siklodekstrin. Majalah Farmasi Indonesia 16(1), Katzung, B.G Farmakologi Dasar dan Klinik (Edisi VI). Penerjemah: A. Agoes. Jakarta: EGC. Loftsson T, dan ME Brewster Pharmaceutical applications of b- siklodekstrin I, drug solubilization and stabilization. J Pharm Sci, 85(10), Loftsson T, dan ME Brewster Cyclodextrins as Pharmaceutical Solubilizers, Ad. Drug Delivery Rev, 6: E329-E357. Setyawan, D., dan Dewi, I Karakterisasi Kompleks Inklusi Asam Mefenamat-β-Siklodekstrin yang Dibuat dengan Metoda Freeze Drying. Jur. Kefarmasian Indo. Vol 1(1): 1-9. Singh, R., N. Bharti, J. Madan., S.N. Hiremath, 2010, Characterization of Cyclodextrine Inclution Complexes A Review, Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 2 (3): USP 32 NF United States Pharmacopeia and The National Formulary. United Stated: The United States Pharmacopeial Convention. Zaini, E. Halim, A. Soewandhi, S.N. Setyawan, D Peningkatan Laju Pelarutan Trimetoprim Melalui Metoda Ko-Kristalisasi dengan Nikotinamida. Jurnal Farmasi Indonesia, 5(4): Patil JS, Kadam DV, & Kamalapur MV Inclusion Complex System; A Novel Technique To Improve The Soulility And Bioavailability of Poorly Soluble Drugs: A Review. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 2: