BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kelarutan Ibuprofen dalam Minyak, Surfaktan, dan Kosurfaktan Formulasi Self-nanoemulsifying Drug Delivery System

Transkripsi

1 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kelarutan Ibuprofen dalam Minyak, Surfaktan, dan Kosurfaktan Formulasi Self-nanoemulsifying Drug Delivery System (SNEDDS) terdiri dari minyak, surfaktan, kosurfaktan, dan obat yang harus membentuk sediaan jernih dan monofasik ketika dicampurkan dengan media air. Komponen sediaan SNEDDS akan membentuk emulsi minyak dalam air dengan agitasi ringan. Ukuran partikel SNEDDS adalah 200 nm, dan secara spontan akan membentuk nanoemulsi ketika terjadi kontak dengan cairan dalam saluran gastrointestinal atau saluran cerna tanpa merusak profil dari obat (5). SNEDDS harus memiliki pelarut yang dapat melarutkan zat aktif secara sempurna sehingga, pemilihan komponen yang sesuai merupakan peranan penting dalam kelarutan obat, sehingga perlu dilakukannya uji kelarutan pada komponen SNEDDS sebagai langkah awal dalam tahap optimasi dan skrining. Uji kelarutan ibuprofen terhadap basis SNEDDS ibuprofen yang dilakukan, didasarkan pada uji linieritas kurva baku ibuprofen dengan membuat seri kadar 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, 10 ppm, 12 ppm, 14 ppm, dan 16 ppm yang dilarutkan dengan metanol dan dibaca absorbansinya pada panjang gelombang 223 nm yang didapatkan pada penentuan panjang gelombang maksimum ibuprofen dengan membaca larutan stok 10 ppm menggunakan spektrofotometer UV/Vis. Absorbansi dari masing-masing seri kadar ditentukan kemiringan (slope), koefisien korelasi dan intersepnya (35). Hasil analisis regresi kurva baku ibuprofen diperoleh kemiringan (slope b) = 0,0498 ; nilai intersep (a) = 0,0061 ; dan nilai r = 0,9999 sehingga persamaan kurva baku yang dihasilkan adalah y=0,0498x + 0,0061. Hasil regresi kurva baku ibuprofen tersebut menunjukkan hasil kurva baku linier yang memenuhi Hukum Lambert Beer, yaitu y=ax + b. Hasil absorbansi dari kurva baku bisa dilihat pada lampiran 1. Berikut grafik linearitas dapat dilihat pada gambar 4.1. (35) 25

2 Absorbansi y = 0,0498x + 0,0061 r = 0, Kadar (ppm) Gambar 4.1 Grafik kurva baku ibuprofen dalam pelarut metanol Formula basis SNEDDS ibuprofen dipilih berdasarkan kelarutan tertinggi ibuprofen dalam masing-masing komponen dan kemampuan bahan dalam membentuk nanoemulsi ketika dicampurkan kedalam air. Uji kelarutan dilakukan dengan pembacaan aliquot basis yang ditambahkan dengan ibuprofen (lihat tabel 3.1.) dan disimpan pada waterbath shaker suhu 27 C, menggunakan spektrofotometer UV pada panjang gelombang 223 nm. Komponen yang dioptimasi dan diskrining dalam formualsi SNEDDS ibuprofen, serta hasil dari uji kelarutan dapat dilihat pada tabel 4.1. dan gambar 4.2. Tabel 4.1. Hasil uji kelarutan ibuprofen dalam berbagai bahan Komponen Bahan Kelarutan a (mg/ml) Capryol 90 64,507 ± 0,18 Minyak Mirystol ,318 ± 0,01 Asam oleat 60,651 ± 0,09 Minyak Zaitun 9,523 ± 0,01 Labrasol 83,141 ± 0,74 Labrafil M1944CS 26,176 ± 0,00 Surfaktan Tween 20 97,656 ± 0,16 Tween 80 73,077 ± 0,16 Cremophor RH 40 36,537 ± 0,14 Ko-surfaktan PEG ,012 ± 0,08 Propilen Glikol 32,333 ± 0,09 a Data dinyatakan dalam rata-rata ± SD (n=3)

3 Kelarutan (mg/ml ) ,507 60,651 13,318 9,523 97,656 83,141 73,077 26,176 36,537 35,012 32,333 Minyak Surfaktan Ko-surfaktan Capryol 90 Miristol 318 Asam Oleat Minyak Zaitun Labrasol Labrafil M1944CS Tween 20 Tween 80 Cremophor RH 40 PEG 400 Propilen Glikol Gambar 4.2. Kelarutan ibuprofen dalam berbagai bahan (n=3) Berdasarkan tabel dan grafik diatas, didapatkan hasil kelarutan tertinggi ibuprofen dalam minyak adalah pada Capryol 90 (64,507 ± 0,18) mg/ml diikuti asam oleat (60,651 ± 0,09) mg/ml dan Mirystol 318 (13,326 ± 0,01) mg/ml. Sedangkan kelarutan tertinggi ibuprofen dalam surfaktan adalah pada tween 20 (97,656 ± 0,16) mg/ml, dan kosurfaktan kelarutan tertinggi ibuprofen dimiliki oleh PEG 400 (35,012 ± 0,08) mg/ml. Selain dilihat dari data hasil kelarutan ibuprofen dalam basis, kemampuan masing-masing bahan dalam melarutkan ibuprofen juga bisa diilihat dari struktur kimianya. Capryol 90 memiliki rantai trigliserida menengah dengan 8 atom karbon dan gugus COOH (gambar 2.2.). struktur dari Capryol 90 merupakan trigliserida rantai menengah dengan rantai atom C yang paling pendek jika dibandingkan dengan Mirystol 318, asam oleat, dan minyak zaitun sehingga, dapat melarutkan ibuprofen dengan sangat baik. Data hasil kelarutan ibuprofen dalam minyak yang memiliki kemampuan paling buruk adalah pada minyak zaitun yaitu hanya 9,523 ± 0,01 mg/ml. Minyak zaitun merupakan trigliserida rantai panjang (gambar 2.5.) sehingga memiliki sifat non polar serta kemampuan melarutkan yang cukup buruk.

4 28 Tween 20 berdasarkan hasil data kelarutan memiliki nilai kelarutan yang paling tinggi dan baik dibandingkan dengan surfaktan Labrasol, Labrafil M1944CS, tween 80 dan Cremophor RH 40. Struktur dari tween 20 dapat dilihat pada gambar 2.8. dengan rumus kimia C 26 H 50 O 10 didukung dengan nilai HLB yang dimiliki yaitu 16,7 yang cenderung hidrofilik dan bersifat nonionik, membuat tween 20 memiliki kemampuan yang baik untuk melarutkan ibuprofen dibanding dengan surfaktan Labrasol, Labrafil M1944CS, tween 80 dan Cremophor RH 40. Sedangkan surfaktan dengan kemampuan melarutkan terendah adalah Labrafil M1944CS yaitu 26,179 ± 0,00 mg/ml. Komponen utama yang didapatkan berdasarkan hasil uji kelarutan dalam ibuprofen, kemudian dibuat dalam perbandingan formulasi minyak : smix (surfaktan dan ko-surfaktan). Formulasi minyak : Smix komponen SNEDDS ibuprofen dapat dilihat pada tabel 4.2. dengan 3 varian utama minyak yang akan memperkuat data dari uji kelarutan. Tabel 4.2. Formulasi Minyak : Smix komponen SNEDDS ibuprofen No. Minyak : Smix Minyak a Surfaktan b Ko-surfaktan c : : : : : a : Capryol 90; Asam oleat; Miristol 318 (%) b : Tween 20 (%) c : PEG 400 (%)

5 Optimasi untuk skrining SNEDDS Ibuprofen basis Capryol 90: Tween 20: PEG 400 Basis SNEDDS dengan formula Capryol 90, tween 20, dan PEG 400 dipilih berdasarkan nilai kelarutan tertinggi dari minyak, surfaktan, dan kosurfaktan. Formula ini akan diskrining untuk mendapatkan perbandingan formula yang optimal. Perbandingan formula Capryol 90, tween 20, dan PEG 400 dibuat dalam 15 perbandingan. Formula tersebut diuji nilai %transmittan, ukuran partikel, polidispers indeks, serta nilai zeta potensial menggunakan particle size analyzer (PSA). Perbandingan 15 formula dari Capryol 90, tween 20, dan PEG 400 serta hasil uji dari ke-4 parameter dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3. Hasil pengukuran ukuran partikel, PI, zeta potensial formula C:T:P* Formula C:T:P Ukuran Partikel (nm) PI (Ð) Zeta Potensial (mv) % Transmittan 1 1:8:1 17,63 ± 10,68 0,459 ± 0,161-24,367 ± 0,289 99,98 ± 0, :7:2 2,97 ± 1,72 0,282 ± 0,167-37,367 ± 0,635 99,83 ± 0, :6:3 5,20 ± 1,70 0,509 ± 0,101-24,553 ± 0,289 99,48 ± 0, :7:1 15,00 ± 0,00 0,473 ± 0,000-31,000 ± 0,520 99,98 ± 0, :6:2 12,00 ± 2,60 0,571 ± 0,051-41,530 ± 0,577 99,86 ± 0, :5:3 15,76 ± 5,83 0,371 ± 0,146-34,830 ± 0, ,00 ± 0, :6:1 7,53 ± 3,43 0,333 ± 0,089-22,033 ± 0, ,00 ± 0, :5:2 41,33 ± 3,23 0,263 ± 0,049-18,733 ± 0,513 99,71 ± 0, :4:3 47,60 ± 1,73 0,375 ± 0,001-37,900 ± 0,608 99,41 ± 0, :5:1 321,67 ± 12,00 0,425 ± 0,013-17,400 ± 0,361 33,16 ± 0, :4:2 1070,46 ± 20,87 1,465 ± 0,052-30,400 ± 0,173 33,67 ± 0, :3:3 806,33 ± 36,84 1,259 ± 0,207-36,100 ± 0,000 26,77 ± 0, :4:1 498,70 ± 79,41 0,496 ± 0,026-46,967 ± 0,289 13,12 ± 0, :3:2 1199,86 ± 140,27 0,983 ± 0,106-63,330 ± 0,404 20,29 ± 0, :2:3 943,17 ± 79,04 0,740 ± 0,009-27,200 ± 0,346 16,77 ± 0,108 *Capryol 90 : tween 20 : PEG 400 Berdasarkan tabel diatas, didapatkan formula yang optimal berdasarkan nilai %transmittan, ukuran partikel, PI, dan nilai zeta potensial adalah formula 1 hingga formula 9 dengan nilai %transmittan yang menunjukkan range antara 80%-100% yaitu 99,41%-100%, dimana nilai tersebut mengindikasikan bahwa sediaan SNEDDS terdispersi sempurna dengan ukuran nano (<200 nm), jernih

6 30 dan transparan, sehingga luas permukaan partikel meningkat, pelepasan dan absorbsi obat di saluran pencernaan juga lebih cepat. Ukuran partikel pada sediaan SNEDDS yang kecil yaitu <200 nm, mampu mempercepat pelepasan obat dan meningkatkan area tegangan antarmuka sehingga absorbsi obat terjadi lebih cepat. Ukuran partikel formula Capryol 90, tween 20, dan PEG 400 pada formula 1 hingga formula 9 menunjukkan nilai dibawah 200 nm yaitu 2,97 nm 47,60 nm, dengan nilai polidisperse indeks atau homogenitas dibawah 0,7 yang mengindikasikan sediaan SNEDDS bersifat homogen, dengan rentang 0,282 0,571. Nilai zeta potensial yang tinggi akan lebih stabil karena akan terjadi perlawanan terhadap agregasi suatu sediaan. Secara umum, nilai zeta potensial 30 mv menggambarkan sediaan yang cukup stabil (11)(12). Nilai negatif pada zeta potensial menggambarkan adanya asam lemak bebas pada sediaan tersebut. Nilai negatif pada zeta potensial juga mengindikasikan adanya surfaktan dan/atau kosurfaktan dalam suatu sediaan. Selain itu, nilai negatif menunjukkan terjadi penolakan yang cukup besar antar tetesan untuk bergabung, atau mencegah terjadinya agregasi. Hal ini yang menyebabkan sistem emulsi tersebut menjadi stabil (26). Nilai zeta potensial formula 1 hingga formula 9 berada dalam rentang - 18,73 mv sampai -41,53 mv. Sedangkan pada formula 10 hingga formula 15 sudah menunjukkan kekeruhannya ditandai dengan nilai %transmittan berada dibawah 80% yaitu dengan range 13,12% - 33,67%, ukuran partikel diatas 200 nm (321,67 nm 1199,86 nm) dan persebaran atau polidisperse indeks dengan range 0,425 1,465, serta nilai zeta potensial -17,4 mv sampai -63,3 mv. Data perbandingan formula Capryol 90 : tween 20 : PEG 400 pada formula 1 hingga formula 9 merupakan formula yang memenuhi semua parameter SNEDDS, hasil tersebut dipengaruhi juga oleh penggunaan surfaktan tween 20 yang cukup banyak, yaitu 40% hingga 80% sehingga lapisan antar muka antara minyak dan air lebih stabil, energi aktifasi juga semakin rendah. Hal ini didukung dengan nilai HLB yang dimiliki oleh tween 20 yaitu 16,7 cenderung hidrofilik dan bersifat nonionik dengan efek samping yang rendah (3). Capryol 90 sebagai pelarut ibuprofen dengan gugus trigliserida rantai menengah juga memiliki kemampuan

7 31 emulsifikasi dan kemapuan melarutkan yang tinggi, seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.1. PEG 400 sebagai ko-surfaktan dengan kemampuan melarutkan ibuprofen yang lebih baik dibanding dengan propilen glikol (lihat tabel 4.1.), membantu surfaktan tween 20 untuk menstabilkan lapisan antar muka dan menurunkan energi aktifasi. Berdasarkan 4 parameter yang telah diujikan pada formula Capryol 90 : tween 20 : PEG 400, yaitu %transmittan, ukuran partikel, PI dan zeta potensial, dihasilkan formula 1 hingga formula 9 yang memenuhi ke-4 parameter tersebut. Berikut area terbentuknya basis SNEDDS ibuprofen, Capryol 90 : tween 20 : PEG 400 pada formula 1 hingga formula 9 dapat dilihat pada gambar 4.3. Gambar 4.3. Diagram Terner SNEDDS Capryol 90 : tween20 : PEG Optimasi untuk skrining SNEDDS Ibuprofen basis Asam Oleat: Tween 20: PEG 400 Basis SNEDDS dengan formula asam oleat, tween 20, dan PEG 400 dipilih berdasarkan nilai kelarutan tertinggi dari minyak, surfaktan, dan kosurfaktan. Formula ini akan diskrining untuk mendapatkan perbandingan formula yang optimal. Perbandingan formula asam oleat: tween 20: PEG 400 dibuat dalam 15 perbandingan. Formula tersebut diuji nilai %transmittan, ukuran partikel, polidispers indeks, serta nilai zeta potensial menggunakan particle size

8 32 analyzer (PSA). Perbandingan 15 formula dari asam oleat: tween 20: PEG 400 serta hasil uji dari ke-4 parameter dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4. Hasil pengukuran ukuran partikel, PI, zeta potensial formula O:T:P* Ukuran Partikel Zeta Potensial % Formula (O:T:P) PI (Ð) (nm) (mv) Transmittan 1 1:8:1 42,13 ± 0,058 0,391 ± 0,161-37,50 ± 0,520 99,49 ± 0, :7:2 138,73 ± 1,756 0,419 ±0,167-49,467 ± 0,981 98,39 ± 0, :6:3 169,067 ± 2,250 0,405 ± 0,101-49,7 ± 1,039 94,97 ± 0, :7:1 399,433 ± 2,483 0,514 ± 0,000-56,3 ± 0,346 75,64 ± 0, :6:2 433,733 ± 1,270 0,454 ± 0,051-54,767 ± 2,754 71,16 ± 0, :5: :6:1 313,400 ± 2,598 0,434 ± 0,023-26,267 ± 1,102 53,75 ± 0, :5:2 223,467 ± 1,848 0,306 ± 0,028-57,367 ± 1,986 47,02 ± 0, :4: ,76 ± 0, :5: ,421 ± 0, :4: ,620 ± 0, :3: :4: :3: :2: *Asam oleat: Tween 20: PEG 400 Berdasarkan tabel diatas, didapatkan formula yang optimal berdasarkan nilai %transmittan, ukuran partikel, PI, dan nilai zeta potensial adalah formula 1, formula 2, dan formula 3 dengan nilai %transmittan yang mendekati 100% atau sediaan SNEDDS terdispersi sempurna dengan ukuran nano (<200 nm), jernih dan transparan yaitu dengan nilai 94,97%-99,49%, data %transmittan tersebut didukung dengan ukuran partikel yang menunjukkan nilai dibawah 200 nm yaitu 42,13 nm 169,07 nm, dan nilai polidispers indeks dibawah 0,7 atau bersifat homogen yaitu dalam rentang 0,391 0,419. Nilai zeta potensial berada dalam rentang -37,50 mv sampai -49,7 mv, yang menunjukkan nilai 30 mv sehingga dapat diketahui bahwa sediaan bersifat stabil. Nilai negatif pada zeta potensial menggambarkan adanya asam lemak bebas pada sediaan tersebut. Nilai negatif pada zeta potensial juga mengindikasikan adanya surfaktan dan/atau ko-surfaktan dalam suatu sediaan. Selain itu, nilai negatif menunjukkan terjadi penolakan yang cukup besar antar tetesan untuk bergabung, atau mencegah terjadinya agregasi. Hal ini yang menyebabkan sistem emulsi tersebut menjadi stabil (26)

9 33 Hasil pengukuran parameter SNEDDS pada perbandingan basis SNEDDS ibuprofen, asam oleat : tween 20 : PEG 400 pada formula 1 hingga formula 3 dipengaruhi oleh minyak yang digunakan yaitu asam oleat yang memiliki gugus trigliserida rantai panjang, sehingga kemampuan emulsifikasi yang dimiliki juga kurang baik dibandingkan dengan Capryol 90 yang memiiki gugus trigliserida rantai menengah. Kemampuan asam oleat dalam melarutkan ibuprofen juga tidak sebaik Capryol 90 (lihat tabel 4.1.). Tetapi, dengan adanya surfaktan tween 20 dalam jumlah maksimal yaitu 80%, serta adanya PEG 400 mampu menstabilkan lapisan antar muka dan menurunkan energi aktifasi, sehingga basis SNEDDS ibuprofen, asam oleat : tween 20 : PEG 400 pada formula 1 hingga formula 3 dapat terbentuk dengan baik. Pemakaian surfaktan tween 20 70% tidak mampu menstabilkan lapisan antar muka dan menurunkan energi aktifasi dengan baik, sehingga sediaan basis SNEDDS ibuprofen asam oleat : tween 20 : PEG 400 menjadi keruh, ditandai dengan nilai %transmittan berada dibawah 80% yaitu dengan range 13,12% - 33,67%, ukuran partikel diatas 200 nm (321,67 nm 1199,86 nm) dan persebaran atau polidispers indeks dengan range 0,425 1,465, serta nilai zeta potensial -17,4 mv sampai -63,3 mv. Hal tersebut terjadi pada formula 4 hingga formula 10. Berikut area terbentuknya basis SNEDDS ibuprofen, asam oleat: tween 20 : PEG 400 pada formula 1 hingga formula 3 yang dapat dilihat pada gambar 4.4. Gambar 4.4. Diagram Fase Terner formula asam oleat : tween 20 : PEG 400

10 Optimasi untuk skrining SNEDDS basis Mirystol 318: Tween 20: PEG 400 Basis SNEDDS dengan formula Mirystol 318: tween 20: PEG 400 dipilih berdasarkan nilai kelarutan tertinggi dari minyak, surfaktan, dan kosurfaktan. Formula ini dibuat untuk memperkuat data yang telah dihasilkan sebelumnya, yaitu data hasil formula Capryol 90: tween 20: PEG 400 dan formula asam oleat: tween 20: PEG 400. Formula ini akan diskrining untuk mendapatkan perbandingan formula yang optimal. Perbandingan formula Mirystol 318: tween 20: PEG 400 dibuat dalam 15 perbandingan. Formula tersebut diuji nilai %transmittan, ukuran partikel, polidispers indeks, serta nilai zeta potensial menggunakan particle size analyzer (PSA). Perbandingan 15 formula dari Mirystol 318: tween 20: PEG 400 serta hasil uji dari ke-4 parameter dapat dilihat pada tabel 4.5. Tabel 4.5. Hasil pengukuran ukuran partikel, PI, zeta potensial formula M:T:P* Ukuran Partikel Zeta Potensial % Formula (M:T:P) PI (Ð) (nm) (mv) Transmittan 1 1:8:1 114,37 ± 0,115 0,443 ± 0,036-33,37 ± 6,120 99,13 ± 0, :7:2 75,667 ± 1,846 0,445 ± 0,029-47,033 ± 3,002 98,84 ± 0, :6:3 250,533 ± 0,404 0,427 ± 0,029-47,5 ± 2,078 60,31 ± 0, :7: ,86 ± 0, :6: ,91 ± 0, :5: ,09 ± 0, :6: ,20 ± 0, :5: :4: :5: :4: :3: :4: :3: :2: *Mirystol 318: Tween 20: PEG 400 Berdasarkan tabel diatas, didapatkan formula yang optimal berdasarkan nilai %transmittan, ukuran partikel, PI, dan nilai zeta potensial adalah formula 1 dan formula 2 dengan nilai %transmittan yang mendekati 100% yaitu 99,13%- 98,84% yang mengindikasikan sediaan SNEDDS terdispersi sempurna dengan

11 35 ukuran nano (<200 nm), jernih dan transparan. Hal tersebut didukung dengan hasil ukuran partikel menunjukkan nilai dibawah 200 nm yaitu 75,667 nm 114,37 nm, dengan nilai polidispers indeks dibawah 0,7 atau bersifat homogen, yaitu dalam rentang 0,443 0,445. Nilai zeta potensial menunjukkan angka 30 mv, yaitu -33,37 mv sampai -47,03 mv yang mengindikasikan bahwa sediaan SNEDDS bersifat stabil. Sedangkan pada formula 3 sudah menunjukkan kekeruhannya ditandai dengan nilai %transmittan berada dibawah 80% yaitu dengan 60,31 % dengan ukuran partikel diatas 200 nm, 250,53 nm. Sehingga, pembacaan nilai %transmittan, ukuran partikel, PI, dan nilai zeta potensial hanya sampai formula 3. Perbandingan formula sediaan basis SNEDDS ibuprofen, Mirystol 318 : tween 20 : PEG 400 hanya didapatkan 2 formula yang memenuhi ke-4 parameter pengujian, yaitu pada formula 1 dan formula 2. Struktur dari minyak Mirystol 318 yang memiliki gugus trigliserida yang lebih panjang dari asam oleat (lihat gambar 2.3.) menyebabkan kemampuan emulsifikasi dan kelarutan terhadap ibuprofen yang memiliki kepolaran yang lemah menjadi buruk. Penambahan surfaktan tween 20 jumlah maksimal yaitu 80% hanya mampu membentuk SNEDDS dengan perbandingan minyak 20%. Berikut area terbentuknya basis SNEDDS ibuprofen, Mirystol 318 : tween 20 : PEG 400 pada formula 1 dan formula 2 yang dapat dilihat pada gambar 4.5. Gambar 4.5. Diagram Fase Terner formula Miristol 318 : tween 20 : PEG 400