BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Nyamuk merupakan vektor dari beberapa penyakit seperti malaria, filariasis, demam berdarah dengue (DBD), dan chikungunya (Mutsanir et al, 2011). Salah satu penyakit yang banyak terjadi di Indonesia adalah filariasis yang ditularkan melalui nyamuk Culex sp betina (Gandahusada et al, 1988). Maraknya kejadian di atas menyebabkan berbagai pihak menuntut agar dapat terhindar dari vektor tersebut dan mencegah gigitan nyamuk dengan menggunakan repelan (penolak) (Mutsanir et al, 2011). N, N-diethyl-m-toluamide (DEET) merupakan senyawa yang dapat digunakan sebagai repelan (Soedarto, 1992). Namun penggunaan DEET dapat menimbulkan hipersensitivitas dan iritasi seperti menimbulkan rasa terbakar jika mengenai mata, luka jaringan atau membranous, serta dapat merusak benda yang terbuat dari plastik maupun bahan sintetik (Soedarto, 1992; Shinta, 2012). Untuk mencegah terjadinya efek samping yang ada, sebaiknya digunakan bahan repelan yang aman dan ramah lingkungan yaitu berasal dari tanaman yang mengandung minyak atsiri (Shinta, 2012). Salah satu tanaman yang mengandung minyak atsiri dan berkhasiat sebagai repelan adalah bunga mawar (Rosa damascena Mill.). Komponen kimia penyusun bunga mawar antara lain citronellol, geraniol, nerol, linalool, fenil etil alkohol, dan ester (Ketaren, 1985), yang mana linalool dan geraniol berfungsi sebagai penolak nyamuk (Baskoro et al, 2008). Sifat dari minyak atsiri yaitu mudah menguap. Adanya penggunaan minyak atsiri secara langsung dapat menyebabkan kurang efektifnya bahan, sehingga perlu dibuat dalam bentuk sediaan untuk memudahkan pemakaian dan lebih tahan lama seperti gel. Dalam formulasi sediaan gel dibutuhkan bahan tambahan gelling agent dan humektan. Salah satu gelling agent yang digunakan adalah hidroksipropil metilselulosa (HPMC) yang dapat menaikkan viskositas serta menghasilkan 1
2 cairan yang lebih jernih dibandingkan dengan metilselulosa lain (Gibson, 2001). Semakin kental gel, maka gel dapat menahan minyak atsiri bunga mawar sehingga penguapan minyak terjadi secara lambat dan memberikan efek repelan yang lama (Yuliani, 2005). Penambahan propilen glikol berfungsi sebagai humektan, yakni zat yang menyerap kelembaban. Propilen glikol dipilih karena mempunyai efek toksik lebih rendah dibanding jenis glikol yang lain (Weller, 2009). Ketika kelembaban kulit berkurang, humektan akan menarik air dari dermis menuju epidermis. Ketika kondisi di lingkungan sekitarnya lembab, maka humektan menarik kelembaban udara yang ada di sekitarnya untuk masuk ke kulit. Masalah yang mungkin timbul yakni humektan dapat kehilangan air dengan cara mendorong kelembaban air dari dermis ke epidermis kemudian menguap ke lingkungan sehingga kelembaban kulit berkurang. Oleh karena itu, penggunaan humektan digunakan dalam jumlah seminimal mungkin, agar efek samping yang terjadi minimal (Boivin, 2009). Gelling agent dan humektan merupakan bahan yang dapat mempengaruhi sifat fisik gel. Bahan terpenting dalam pembuatan gel ini adalah gelling agent, sedangkan humektan menjaga kestabilan sediaan dengan menyerap air di udara dan juga mempertahan kulit agar tidak kering. Oleh sebab itu, penggunaan gelling agent dan humektan harus diperhatikan sehingga didapatkan efek yang dominan dan respon yang diharapkan (Dwiastuti, 2010). Berdasarkan latar belakang di atas, maka dilakukan penelitian mengenai pengaruh kombinasi HPMC-propilen glikol terhadap sifat fisik serta aktivitas repelan gel minyak atsiri bunga mawar, dan menentukan kombinasi yang optimum untuk sediaan gel dengan aplikasi design expert menggunakan simplex lattice design. Kombinasi HPMC-propilen glikol dalam sediaan gel diharapkan mempunyai efektivitas repelan yang baik, stabil dalam penyimpanan, dan aman untuk digunakan.
3 B. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh kombinasi HPMC-propilen glikol terhadap sifat fisik gel repelan minyak atsiri bunga mawar? 2. Bagaimana pengaruh kombinasi HPMC-propilen glikol terhadap aktivitas repelan minyak atsiri bunga mawar? 3. Berapa kombinasi HPMC-propilen glikol yang menghasilkan formula gel repelan yang optimum berdasarkan sifat fisik dan aktivitasnya? C. Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, maka tujuan penelitian ini sebagai berikut: 1. Mengetahui pengaruh kombinasi HPMC-propilen glikol terhadap sifat fisik gel repelan minyak atsiri bunga mawar. 2. Mengetahui pengaruh kombinasi HPMC-propilen glikol terhadap aktivitas repelan minyak atsiri bunga mawar. 3. Mendapatkan proporsi HPMC-propilen glikol yang menghasilkan formula gel repelan optimum berdasarkan sifat fisik dan aktivitasnya. D. Tinjauan Pustaka 1. Minyak atsiri bunga mawar Bunga mawar (Rosa damascena Mill.) merupakan tanaman mengandung minyak atsiri yang terdiri dari geraniol dan citronellol dengan konsentrasi keduanya mencapai 75% dari total minyak (Baskoro et al., 2008). Minyak atsiri bunga mawar diperoleh menggunakan penyulingan air yang berhubungan langsung antara bahan dengan air mendidih (Guenther, 1987). Minyak mawar biasa digunakan dalam pembuatan parfum, kosmetik dan keperluan farmasi lain. Namun, secara farmakologis tanaman ini juga mempunyai efek seperti antimikroba, antispasmodik, antiseptik, dan antiviral (Roodsari et al., 2013;
4 Zakiyah et al, 2013). Adapun sifat fisika kimia minyak mawar sebagai mana terlihat pada tabel 1. Tabel 1. Sifat Fisika Kimia Minyak Mawar Karakteristik Nilai Bobot jenis (15 ) Putaran optik Indeks bias (20 ) Bilangan asam Bilangan ester Bilangan ester setelah asetilasi 0,948-0,992-0 54 (-) -2 42 1,5046 1,5190 2,1 5,1 5,6 10,4 278,6 320,6 (Ketaren, 1985) Minyak mawar dapat digunakan sebagai bahan pengusir nyamuk, dalam hal ini nyamuk yang berpotensi terhadap minyak mawar sebagai repelan adalah Culex sp. Penelitian Baskoro et al (2008) mengatakan bahwa pada konsentrasi 6,25%; 12,5%; dan 25% minyak mawar mempunyai daya repelan pada nyamuk Culex sp yang berbeda. 2. Repelan Repelan merupakan senyawa kimia yang dapat menghindarkan serangga dari manusia sehingga terhindar dari gangguannya dengan cara menggosokkan pada tubuh atau menyemprotkan pada pakaian. Syarat yang harus dipenuhi oleh repelan antara lain tidak mengganggu pemakaian, tidak melekat atau lengket, baunya menyenangkan, tidak menimbulkan iritasi pada kulit, tidak beracun, tidak merusak pakaian, dan daya pengusir terhadap serangga hendaknya bertahan lama (Soedarto, 1992). Mekanisme daya repelan pada nyamuk berawal dari aroma yang terkandung dalam minyak atsiri meresap ke pori-pori kulit dan menguap karena adanya panas dari tubuh maupun lingkungan sekitar. Aroma tersebut akan ditangkap oleh antena pada nyamuk dan selanjutnya diteruskan ke impuls saraf sehingga nyamuk akan menghindar (Shinta, 2012). Pengaplikasian minyak atsiri lebih mudah apabila dibuat dalam bentuk sediaan seperti gel. 3. Gel Gel merupakan sistem semi padat yang terdiri dari suatu dispersi, berasal dari partikel anorganik yang kecil ataupun molekul organik yang besar,
5 terpenetrasi oleh suatu cairan (Depkes RI, 1995). Topikal gel tidak boleh terlalu lengket. Konsentrasi pembentuk gel yang terlalu tinggi atau bobot molekul yang terlalu tinggi akan menghasilkan gel yang sulit digunakan (Lieberman et al, 1996). Berdasarkan komposisinya, basis gel dapat dibedakan menjadi basis gel hidrofobik dan basis gel hidrofilik. Basis gel hidrofobik terdiri dari partikel anorganik dengan sedikit interaksi antar kedua fase jika ditambah dengan fase pendispersi. Contohnya antara lain mineral oil/gel polietilen, petrolanum, plastibase, carbowax bases, alumunium stearat (Allen, 2002). Adapun basis gel hidrofilik mengandung bahan yang larut dalam air, seperti veegum, tragakan, pektin, metilselulosa, sodium carboxymethylcellulose (Idson & Lazans, 1994). Pemilihan gelling agent dalam sediaan farmasi harus aman, inert, dan tidak bereaksi dengan komponen lain (Lieberman et al., 1996). Gel juga dapat dibentuk oleh selulosa seperti hidroksipropil metilselulosa (Idson & Lazans, 1994). Hidroksipropil metilselulosa merupakan serbuk putih atau putih kekuningan, tidak berbau dan berasa. Larut dalam air dingin, praktis tidak larut dalam air panas, etanol 95%, kloroform, tidak larut terhadap agen pengoksidasi dan biasanya digunakan untuk menaikkan viskositas, thickening agent, dan gelling agent dan mempunyai rentang ph 5-8 untuk 2% HPMC. Nama lain HPMC adalah hypromellosum, methocel, metilselulosa propilenglikol, metolose, pharmacoat. Secara luas HPMC digunakan untuk penggunaan oral, mata, hidung dan topikal pada sediaan farmasi (Rogers, 2009). Fungsi HPMC dalam penelitian ini sebagai gelling agent nantinya menghasilkan gel yang berwarna netral, jernih, tidak berwarna, dan pada ph 3 sampai 11 akan stabil (Suardi et al., 2008). Hidroksipropil metilselulosa dapat mengalami perubahan dari sol menjadi gel yang bersifat reversible dengan pemanasan dan pendinginan secara berturut-turut dan menghasilkan cairan lebih jernih dibandingkan dengan sediaan metilselulosa lain (Gibson, 2001). Tipe HPMC yang digunakan yakni pharmacoat 606 dengan viskositas untuk 2% b/b 6 mpa. Selain gelling agent, humektan juga penting sebagai bahan pembuat gel. Dalam penelitian ini humektan yang digunakan yaitu propilen glikol dengan
6 pemerian berupa cairan kental, jernih, tidak berwarna, rasa khas, praktis tidak berbau, menyerap air pada udara lembab. Propilen glikol dapat bercampur dengan air, aseton, kloroform, larut dalam eter dan beberapa minyak esensial, tetapi tidak dapat bercampur dengan minyak lemak dan stabil pada wadah yang tertutup rapat, serta mempunyai viskositas 58,1 mpas pada suhu 20 (Weller, 2009). Bahan tambahan lain yang digunakan adalah metilparaben dan propilparaben sebagai pengawet. Propilparaben merupakan antimikroba yang digunakan pada kosmetik, makanan, dan formulasi farmasi. Propilparaben biasa digunakan dengan kombinasi ester paraben atau dengan agen antimikroba lainnya seperti metilparaben. Konsentrasi propilparaben 0,02% dan metil paraben 0,18% biasa digunakan bersama pada sediaan formulasi farmasi. Propilparaben dan metilparaben menunjukkan aktivitas antimikroba pada ph 4-8 dan larut pada aseton, etanol, eter, gliserin, maupun propilen glikol (Haley, 2009). Syarat gel yang baik yaitu lebih cepat menyebar pada permukaan kulit, mudah dipakai, daya lekat tinggi, dan mudah dicuci dengan air (Lieberman et al, 1996). E. Landasan Teori Minyak atsiri bunga mawar mengandung linalool dan geraniol yang berperan sebagai penolak nyamuk (Baskoro et al, 2008). Penelitian yang dilakukan oleh Baskoro et al. (2008) bahwa minyak atsiri bunga mawar digunakan sebagai repelan terhadap nyamuk Culex sp. mempunyai potensi bertahan lebih lama yaitu pada konsentrasi 25%. Hidroksipropil metilselulosa merupakan gelling agent yang mempunyai berbagai tipe, mulai dari viskositas tinggi hingga rendah. Hidroksipropil metilselulosa tipe SH-60 mulai kental pada konsentrasi 7-10% dan gel yang paling baik berada pada konsentrasi 8% (Hidayah, 2013). Menurut Wu et al (2011), HPMC tipe E-4M digunakan sebagai gelling agent konsentrasi 0,2-0,8%, namun hasil gel terbaik berada pada konsentrasi 0,6%. Berdasarkan penelitian Parhi et al (2014) tentang evaluasi sediaan topikal gel menyatakan bahwa pada konsentrasi HPMC K-4M 3% merupakan sediaan terbaik. Apabila menggunakan
7 tipe HPMC dengan viskositas yang rendah, maka dibutuhkan konsentrasi yang semakin tinggi. Semakin tinggi konsentrasi HPMC yang digunakan, maka viskositasnya akan semakin tinggi dan bentuk sediaannya semakin kental sehingga dapat menahan minyak atsiri yang ada di dalamnya dengan melepaskan secara perlahan-lahan dan memberikan efek repelansi yang semakin lama (Arikumalasari, 2010). Propilen glikol sebagai humektan digunakan konsentrasi mendekati 15% (Weller, 2009). Penelitian Patel et al (2011), menyebutkan bahwa penambahan propilen glikol pada gel dari konsentrasi 5-10% dapat meningkatkan permeabilitas obat, dan konsentrasi yang menunjukkan nilai permeabilitas tertinggi yakni pada konsentrasi 5%. Penggunaan humektan yang sekecil mungkin dapat menyebabkan iritasi semakin kecil (Boivin, 2009). Kombinasi formula HPMC-propilen glikol diharapkan dapat melekat lebih lama pada permukaan kulit dan formulasi gel minyak atsiri bunga mawar mempunyai aktivitas menolak nyamuk Culex sp. F. Hipotesis Gel minyak atsiri bunga mawar dengan kenaikan konsentrasi HPMC dapat meningkatkan viskositas gel dan daya lekat, sedangkan penurunan konsentrasi propilen glikol dapat menjadikan daya sebar kecil sehingga minyak atsiri yang terkandung di dalamnya sulit menguap dan nantinya akan memberikan aktivitas repelan yang lama dalam proporsi formula optimum pada ph kulit.