KUMPULAN ABSTRAK TESIS DISERTASI DOKTOR 2005 INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG SEKOLAH PASCASARJANA Jl. Tamansari No. 64 Bandung 40116 Gedung CCAR lt. IV Telp. : +6222 251 1495; Fax. : +6222 250 3659 E-mail : pasca@itb.ac.id; http://www.pps.itb.ac.id
Kata pengantar Dengan memanjatkan puji syukur k Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, pada kesempatan ini Sekolah Pascasarjana telah menerbitkan buku kumpulan abstrak Program Magister dan Doktor tahun 2005 Buku kumpulan abstrak tesis ini memuat abstrak tesis/disertasi dari Program Studi Magister dan Doktor yang ada di lingkungan Sekolah Pascasarjana ITB, lulusan periode Wisuda bulan Maret, Juli, September 2005 Penerbitan buku kumpulan abstrak tesis Sekolah Pascasarjana ITB tahun 2005 merupakan salah satu upaya untuk menyebar luaskan informasi ilmiah yang di hasilkan dari penelitian para mahasiswa Sekolah Pascasarjana ITB, dengan harapan dapat dimanfaatkan secara optimal oleh masyarakat. Bagi para mahasiswa kumpulan abtrak ini dapat dipakai sebagai sumber rujukan bagi penelitian yang akan mereka lakukan. Kami menyampaikan ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penerbitan buku ini. Kritik membangun dan saran-saran kami harapkan dari para pembaca yang terhormat. Hal tersebut akan sangat berguna untuk menyempurnakan abtrak tesis yang akan kami terbitkan kemudian. Bandung, 15 Februari 2006 Sekolah Pascasarjana ITB Dekan, Prof.Dr.Ir. Ofyar Z. Tamin, M.Sc. NIP. 131 286 861 i
Sekilas Tentang Sekolah Pascasarjana ITB menyelenggarakan pendidikan pascasarjana dalam jenjang Magister dan Doktor. Program pendidikan Magister ini bertujuan untuk meningkatkan taraf penguasaan ilmu dan kemampuan yang diperoleh peserta selama pendidikan Sarjana, agar lebih aktif dan mantap berperan, baik dalam pandangan ilmunya maupun dalam penerapannya. Untuk mencapai tujuan ini, walaupun terbuka untuk memilih salah satu bidang khusus tertentu, tetap dijaga penguasaan wawasan program secara menyeluruh, agar para lulusannya tetap dapat bergerak secara lincah di dalam lingkup pekerjaannya. Program pendidikan Magister yang diselenggarakan di ITB memiliki arah orientasi bersifat akademik/ilmiah, yang lebih ditekankan pada kemampuan ilmu secara lebih mendalam. Pendidikan Magister Profesional pada saat ini masih dijajaki oleh beberapa team dan/atau komisi dari berbagai disiplin ilmu. Jangka waktu pendidikan untuk program pendidikan Magister adalah dua tahun, yang terbagi atas 4 (empat) semester. Beban studi normal pada setiap semester berkisar antara 9 SKS hingga maksimum 12 SKS. Beban akademik keseluruhan program Magister adalah adalah 36 SKS, sehingga jangka waktu belajar dapat ditempuh dalam 3 semester. Jangka waktu studi maksimum program Magister tidak lebih dari 3 (tiga) tahun. Program Dktor bertujuan menghasilkan lulusan yang mempunyai sikap akademik, mampu meneliti secara mandiri, dan mampu memberi sumbangan berarti kepada khasanah ilmu pengetahuan, ilmu pengetahuan teknik, atau ilmu seni rupa dan desain. Penelitian yang mengarah kepada gelar Doktor dapat dilakukan dalam Ilmu Pengetahuan Teknik, Ilmu Matematika dan Pengetahuan Alam, Ilmu Seni Rupa dan Desain. Gelar Doktor diberikan setelah promovendus/promovenda menunjukkan penguasaan pengetahuan secara mendalam dalam cabang keilmuan tersebut di atas, menunjukkan kemampuan dan ketrampilan meneliti secara mandiri dalam satu atau lebih cabang yang tercakup ke dalam salah satu bidang tersebut di atas dan penelitian itu bersifat orisinil atau mengungkapkan suatu kebaharuan. Hasil penelitian itu menambah khasanah ilmu pengetahuan/ilmu teknik/ilmu seni rupa/desain yang telah ada atau mengungkapkan masalah baru yang menurut kaidah ilmu pengetahuan teknik/seni rupa dan desain, dapat dibuktikan dalam disertasi sehingga tidak meragukan. Jangka waktu pendidikan untuk program pendidikan Doktor adalah tiga tahun, yang terbagi atas 6 (enam) semester. Beban studi normal pada setiap semester berkisar antara 9 SKS hingga maksimum 12 SKS. Beban akademik keseluruhan program Doktor adalah 40-60 SKS. Jangka waktu studi maksimum program Doktor tidak lebih dari 5 (lima) tahun. Sejarah pendidikan pascasarjana ITB berjalan seiring dengan sejarah perkembangan ITB itu sendiri, yakni sejarah didirikannya Technische Hogeschool te Bandung (Th) pada tanggal 3 Juli 1920. Tercatat bahwa lulusan pascasarjana pertama pada waktu itu adalah N.H. Van Harpen yang memperoleh gelar Doktor bidang ilmu teknik dengan kekhususan Sipil pada tahun 1930. Sebelumnya J.W. Ijerman memperoleh gelar Doktor honoris causa pada bidang yang sama tahun 1925. ii
Seiring dengan perjalanan sejarah Negara Indonesia, pada tahun 1950 didirikan Universitas Indonesia sebagai hasil integrasi Balai Perguruan Tinggi Republik Indonesia (19 Agustus 1945) dan Universiteit van Indonesia (1947) berdasarkan Undang-Undang Darurat no. 7 tahun 1950. Institut Teknologi Bandung (ITB) diresmikan tanggal 2 Maret 1959 dan merupakan gabungan dua fakultas yang merupakan bagian dari Universitas Indonesia yang berada di Bandung, yaitu fakultas Teknik dan Fakultas Ilmu Pasti dan Ilmu Alam ditambah Balai Universiter Guru Gambar. Pada saat masih berstatus sebagai Fakultas Teknik dan Fakultas Ilmu Pasti dan Ilmu Alam, Universitas Indonesia, pendahulu ITB ini telah menghasilkan 17 orang Doktor dalam bidang Teknik SIpil, Teknik Kimia, Geologi, Fisika, Farmasi, Matematika dan Kimia. Lulusan Doktor ITB yang pertama J.A. Katili, Geologi, yang menyelesaikan studinya tahun 1960. Sejak itu sampai tahun 2005 telah dihasilkan 404 orang Doktor, termasuk 3 orang Doktor honoris causa, yaitu Dr.Ir. Soekarno, presiden pertama Republik Indonesia, Dr.Ir. Sediatmo, dan Prof.Dr.Ir. Rooseno. Pada tahun 1976 berdiri Sekolah Pascasarjan di Institut Teknologi Bandung, yang selanjutnya berubah menjadi Program Pascasarjana, dan namanya kembali menjadi Sekolah Pascasarjana di tahun 2005. Lulusan program Doktor pertama dari Sekolah Pascasarjana adalah Ir. Sri Hardjoko yang memperoleh gelar Doktor di tahun 1979 untuk bidang studi Teknik Mesin dengan Pembimbing/Promotor Prof.Ir. Samudro, Prof.Dr. R. Van Hasselt dan Prof.Ir. Handojo. Program Magister di Institut Teknologi Bandung dimulai tahun 1979 dengan tiga program studi yaitu program studi Fisika, Matematika, dan Teknik Mesin. Selanjutnya pada tahun 1980 berkembang menjadi 11 program studi karena dibuka 8 (delapan) program studi baru yaitu program studi Arsitektur, Biologi, Elektroteknik, Farmasi, Kimia, Teknik Kimia, Teknik Sipil, dan Teknik dan Manajemen Industri. Saat ini secara keseluruhan terdapat 33 program studi Magister di lingkungan Sekolah Pascasarjana ITB. Sejak tahun akademik 1979/1980 hingga bulan September 2005 Sekolah Pascasarjana ITB telah menghasilkan sebanyak 12.714 lulusan program Magister (S2) dari berbagai program studi. iii
DAFTAR ISI Kata pengantar dari Dekan Sekolah Pascasarjana ITB Pendahuluan I II Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Studi Matematika 01-45 Program Studi Fisika 46-97 Program Studi Kimia 98-132 Program Studi Aktuaria 133-143 Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati Program Studi Biologi 144-190 Sekolah Farmasi Program Studi Farmasi 191-241 Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Program Studi Geologi 242-279 Program Studi Rekayasa Pertambangan 280-316 Program Studi Perminyakan 317-364 Program Studi Geofisika Terapan 365-376 Program Studi Sains Kebumian 377-393 Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Kimia 394-441 Program Studi Teknik Mesin 442-469 Program Studi Teknik Fisika 470-488 Program Studi Teknik Manajemen dan Industri 489-576 Program Studi Teknik Penerbangan 577-583 iv
Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Program Studi Teknik Elektro 584-701 Program Studi Informatika 702-812 Sekolah Arsitektur, Perencanaan dan Pengembangan Kebijakan Program Studi Pembangunan 813-856 Program Studi Transportasi 857-868 Program Studi Arsitektur 869-963 Program Studi Perencanaan Wilayah dan Kota 964-1061 Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Program Studi Teknik Sipil 1062-1202 Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika 1203-1257 Program Studi Teknik Lingkungan 1258-1297 Program Studi Sistem dan Teknik Jalan Raya 1298-1353 Fakultas Seni Rupa dan Desain Program Studi Seni Rupa 1354-1384 Program Studi Desain 1385-1411 Sekolah Bisnis dan Manajemen Program Studi Magister Administrasi Bisnis 1412-1555 v
Kumpulan Abstrak Farmasi - SF Sasanti Tarini Darijanto - NIM : 30795017 Program Studi Farmasi PENGEMBANGAN SISTEM PENGHANTARAN OBAT SKOPOLAMIN HBr DALAM BENTUK LIPOSOM Liposom merupakan salah satu sistem penghantaran koloidal berbentuk vesikel dengan komponen utama fosfolipida alam atau kombinasi dengan kolesterol dan fosfolipida sintetis. Sistem penghantaran obat bentuk partikel koloidal (colloidal) merupakan salah satu alternatif sistem penghantaran obat spesifik, karena ukuran partikel dibawah 1 µm dapat lebih mudah diabsorpsi atau berpenetrasi pada jaringan sasaran. Pembentukan liposom terjadi karena interaksi antara fosfolipida dengan air secara spontan, membentuk struktur vesikel dengan satu atau lebih lapisan rangkap lipida sebagai dinding vesikel yang dapat menjerat obat atau obat akan terenkapsulasi di dalam struktur liposom. Skopolamin HBr sebagai model zat aktif yang sangat larut air merupakan salah satu pilihan golongan obat antikolinergik untuk gangguan mabuk perjalanan dan pengobatan medriatika pada mata, menunjukkan toksisitas tinggi dengan dosis pcmakaian rendah. Enkapsulasi skopolamin HBr yang masuk ke dalam bagian internal liposom diharapkan dapat meningkatkan absorpsi skopolamin HBr terutama apabila diberikan secara transdermal, karena membran liposom yang ampifilik lebih mudah berinteraksi dengan membran sel stratum korneum dan dapat mengurangi toksisitas apabila diberikan dengan sistem pelepasan terkendali. Penghantaran skopolamin HBr secara transdermal telah dikembangkan dalam bentuk patch yang ditempelkan pada kulit, pada mana skopolamin dijeratkan di dalam polimer tertentu, kemudian dilepaskan sesuai dengan sistem penghantaran transdermal yang diterapkan. Dengan menggunakan sistem penghantaran liposom, skopolamin terenkapsulasi akan dilepaskan setelah diabsorpsi melalui stratum komeum, kemudian fosfolipida yang bersifat biodegradabel akan melepaskan skopolamin HBr. Tanpa mempengaruhi fisiologi kulit, liposom dapat berfungsi sebagai peningkat penetrasi. Penerapan teknologi pengembangan sistem penghantaran liposom tidak dapat diterapkan secara umum, karena tergantung dari sifat fisiko kimia zat aktif yang akan dimuatkan ke dalam liposom, komposisi fosfolipida pembentuk membran liposom dan teknologi pembentukan liposom. Efisiensi proses enkapsulasi skopolamin HBr dalam liposom, dipengaruhi oleh konformasi lipida, yang tergantung dari komposisi, konsentrasi lipida serta metode manufaktur. Tahap penentu proses preparasi liposom adalah pembentukan lapis tipis, hidrasi lapis tipis yang terbentuk dan proses pembentukan liposom dengan ukuran partikel yang homogen. Dalam penelitian ini dilakukan pengembangan enkapsulasi skopolamin HBr di dalam stuktur liposom, dengan variasi komposisi dan konsentrasi fosfolipida pembentukan membran dinding vesikel. Selanjutnya dilakukan karakterisasi liposom meliputi : morfologi, ukuran partikel, fluiditas membran lipida, dan persentase skopolamin HBr yang terenkapsulasi. Telah dikembangkan formulasi liposom menggunakan kombinasi komponen lipida yaitu fosfatidilkholon, dipalmitoil glisero fosfokholin, setostearilalkohol dan kolesterol untuk matrik liposom, dengan berbagai metode teknik lapis tipis dan hidrasi. Karakterisasi morfologi liposom dilakukan dengan Scanning Electron Microscopy, sedangkan penentuan fluiditas membran lapis rangkap ditentukan berdasarkan penentuan suhu transisi gel dengan Differential Scanning Calorimetry. Presentasi skopolamin HBr yang terenkapsulasi ditentukan berdasarkan penentuan kadar skopolamin terenkapsulasi dengan metode spektofotometri. Berdasarkan hasil karakterisasi liposom, formula liposom (B 2 ) dengan kombinasi fosfatidilkolin dan dilpamitoil glisero fosfkolin 1:2 menunjukkan morfologi partikel liposom sferis, dan terjadi penurunan suhu transisi gel lebih rendah, dibandingkan dengan bahan tunggal atau kombinasi formula lain. Bandung 233 Sekolah Pascasarjana Institut Teknologi
Farmasi SF Kumpulan Abstrak Pemisahan skopolamin HBr tidak terenkapsulasi di dalam struktur liposom yang terbentuk dilakukan dengan beberapa metode yaitu : menggunakan membran dialsis, metode sentrifugasi dan kromatografi gel filtrasi Sephadex. Dari kurva hasil pemisahan menggunakan gel Sephadex, fraksi 5 dan 6 menunjukkan puncak serapan maksimum untuk liposom spesifik dan menunjukkan terjadinya pemisahan yang baik antara liposom dengan skopolamin HBr tidak terenkapsulasi. Proses hidrasi menggunakan alat Vortex untuk membentuk liposom dengan formula kombinasi fosfatidilkholin, dipalmitoil glisero fosfokolin dan surfaktan Arlasik fosfolipida, menghasilkan morfologi liposom tidak terbentuk sferis dengan presentase skopolamin HBr terenkapsulasi 2,69%. Dengan metode yang sama, presentase skopolamin HBr terenkapsulasi dari formula kombinasi fosfotidilkolin, dipalmitoil glisero fosfokolin dan setostearil alkohol yaitu formula B 2 dan B 2 C 2 adalah 3,38% dan 4,51% Modifikasi proses hidrasi dengan evaporator pada suhu 50 o C digabung dengan metode sentrifugasi untuk memisahkan skopolamin HBr tidak terenkapsulasi dengan formula yang sama, memberikan hasil presentasi enkapsulasi dilakukan modifikasi metode hidrasi dengan kombinasi pemanasan pada suhu 50 o C, yang dilanjutkan dengan proses beku cair dari larutan dispersi liposom bergantian sampai 10 siklus. Selanjutnya dipisahkan bagian liposom dengan skopolamin HBr yang tidak terenkapsulasi dengan metode pemisahan gel Sephadex, menunjukkan hasil jumlah persen skopolamin HBr terenkapsulasi dari formula B 2 yaitu 2,54 %. Dengan metode yang sama dilakukan peningkatan jumlah lipida 5 kali lebih besar untuk formula B 2, dapat meningkatkan presentase enkapsulasi dari 2,54 % sampai 20,43 % dengan rasio obat/lipida 0,25. Dilakukan uji difusi larutan skopolamin HBr dalam air dibandingkan dengan dispersi liposom skopolamin HBr dalam air, melalui membran kulit abdomen dari marmut. Persentase skopolamin HBr yang terdifusi dari larutan dispersi liposom skopolamin HBr 10 kali lebih tinggi dibandingkan terhadap larutan skopolamin HBr dalam air. Kata kunci : liposom, fosfatidilkolin, dipalmitoil glisero fosfokolin, setostearilalkohol, kolesterol, skopolamin HBr, metode lapis tipis, proses enkapsulasi, difusi. THE DEVELOPMENT OF SCOPOLAMINE HBr IN LIPOSOME DRUG DELIVERY SYSTEM Liposome is one of colloidal delivery system in the form of vesicle with natural phospholipide as a mayor component or in the form of combination with cholesterol and synthetic phospholipide. Colloidal particles as a drug delivery system is an alternate specific system, due to its particles size which is below 1 µm, that will be able to be absorbed or penetrated easily into targeted tissue. The formation of liposome is caused by spontaneous interaction between phospholipide and water, to form vesicle structure with one or multi bilayer lipids as vesicle, which entrap or encapsulate the drug in the liposome structure. Scopolamine HBr as a model of freely soluble drugs in water, is one of the anticholinergic drugs, that can used for motion sickness and for local drug ophtalmic, showed high toxicity with low dose. Encapsulation of scopolamine HBr into the internal phase of liposome is expected to enhance its absorption, in transdermal drug delivery system, since the lypophilic membrane of liposome will interacts easier with cell's membrane at stratum corneum. Transdermal delivery system of scopolamine HBr has been developed in the form of patch which is applied on skin, which is scopolamin HBr entrapped on certain polimer, and then it will release according to the appropriate delivery system. By 234
Kumpulan Abstrak Farmasi - SF liposome delivery system, scopolamine will be encapsulated, penetrated and released through stratum corneum, and the biodegradable phospholipide will release the scopolamine HBr. Without change the physiology of the skin, liposome has a function as penetration enhancer. The application of liposome delivery system technology can not easily be developed for any kind substances, because it is depend on physico chemical properties of the active ingredient which is loaded into the liposome, composition of phospholipide to form membrane of liposome, and the application technology for the preparation of liposome. The efficiency of scopolamine HBr encapsulation process in liposome, was influenced by lipide conformation, which was depend on its composition, lipide concentration and manufacturing method. The rate limiting step of liposome preparation process are : formation of phospholipide thin layer, hydration of the thin layer, and the formation of liposome with a homogen particle size. In these research, the encapsulation of scopolamine HBr in liposome had been developed, with variation composition and concentration of phospholipide used as forming shield membrane of the vesicle. Afterwards, the characterization of liposome included morphology, particle size, lipide membrane fluidity and the persentage of scopolamine HBr encapsulated. The formulation of liposome was developed using the combination of phosphatidylcholine, cetostearylalcohol, dipalmitoyl-glycero-phosphocholine and cholesterole, as the lipide component for preparation of liposom matrix by applying various thin layer methods and hydration techniques. Morphology characterization of liposome was determined by Scanning Electron Microscopy, while fluidity of bilayer lipid membrane was based on transition gel temperature using the Differential Scanning Calorimetry. The percentage of scopolamine HBr encapsulation was determined spectrophotometrically. According to the result of liposome characterization, the liposome formula (B2) using the combination of phosphatidylcholine and dipalmitoyl glycero phosphocholine (1 : 2) formed spheres particles, showed lower gel transition temperature compared to the single substance or the combination of other formulas. The separation of the non encapsulated scopolamine HBr in the liposome structure, and the liposome formed was carried out using various methods, i.e : membrane dialysis, centrifugal methods and the gel Sephadex Chromatography. The separation curve using Sephadex gel, showed that fraction 5 and 6 performed the specific maximum absorbtivity peaks of liposome, and it was showed a good separation of scopolamine HBr which was not encapsulated. The hydration process using Vortex stirrer to form liposome with the combination of phosphatidylcholine, dipalmitoyl glycero phosphocholine and Arlasic phospholipide surfactan, produced liposome not in the spheres form, with the encapsulating precentage of scopolamine HBr was 2.69 %. With the same method, the encapsulation percentage of scopolamine HBr of the combining formula of phosphatidylcholine, dipalmitoyl glycero phosphocholine and cetostearylalcohol, i.e B2 and B2C2 formula was 3.38 % and 4.51% respectively. The modification of hydration process using evaporator at 50 C with centrifugation method to separate non encapsulated scopolamine HBr with the same formulas, produced variation results. The hydration modification method is carried out by combining heating at temperature 50 C, followed by freeze and du' process of the liposome dispersion solution in 10 cyclus. After that the hposome is separated from scopolamine HBr non encapsulated, using gel Sephadex Chromatography, showed the result of encapsulation precentage of scopolamine HBr from B2 formula was 2.54 %. With the same method, the amount of lipide from B2 formula was increased until 5 times, which can enhance Ire encapsulation precentage of scopolamine HBr from 2.54 % to 20,43 % with tlhe ratio of drug/lipide 0.25. Bandung 235 Sekolah Pascasarjana Institut Teknologi
Farmasi SF Kumpulan Abstrak Diffusion test of scopolamine HBr in water solution compared with liposome scopolamine HBr dispersion solution in water, through membrane of guinea pig ± had been done. The precentage of scopolamine HBr that can diffused from ipctsion solution of liposome was ten times higher than scopolamine HBr in Irma solution from 0,38 % to 4,42 %. Keywords: liposome, phosphatidylcholine, cholesterol, dipalmitoyl glycero phosphocholine, cetosterarylalcohol, scopolamine HBr, thin layer method, encapsulation process, diffusion. 236