1
MIKROMERITIK Dhadhang Wahyu Kurniawan Laboratorium Farmasetika Unsoed Twitter: Dhadhang_WK Facebook: Dhadhang Wahyu Kurniawan
6/19/2013
2 6/19/2013
Mikromeritik dan Dispersi Kasar ▫ ▫ ▫ ▫
Partikel Bentuk partikel Ukuran partikel Hal-hal yang terkait ukuran partikel dalam sediaan farmasi ▫ Metode penentuan ukuran partikel ▫ Pengukuran volume partikel ▫ Luas permukaan spefisik dan pengukurannya ▫ Parameter dan karakteristik serbuk.
3 6/19/2013
Konsep MIKROMERITIK • Ilmu dan teknologi tentang partikel kecil diberi nama “mikromeritik” oleh Dalla Valle. • Dispersi koloid dicirikan oleh partikel yang sangat kecil untuk dilihat dengan mikroskop biasa • Partikel emulsi dan suspensi farmasetik serta fine dari serbuk (serbuk yang sangat halus) berada dalam kisaran mikroskop optis. • Partikel yang mempunyai ukuran serbuk lebih kasar, granul tablet, dan garam berbentuk granular berada dalam kisaran ukuran ayakan.
4 6/19/2013
5 6/19/2013
Konsep SISTEM TERDISPERSI • Sistem terdispersi terdiri dari bahan partikulat yang dikenal sebagai fase terdispersi, yang terdistribusi di seluruh medium kontinu atau medium pendispersi. • Bahan-bahan terdispersi dapat berkisar dari partikel-partikel berdimensi atom dan molekul sampai partikel-partikel yang memiliki ukuran dalam satuan milimeter. • Oleh karena itu, cara yang paling mudah untuk menggolongkan sistem terdispersi adalah berdasarkan diameter partikel rerata bahan terdispersi.
6 6/19/2013
Konsep SISTEM TERDISPERSI • Berdasarkan ukuran fase terdispersi, sistem terdispersi umumnya digolongkan dalam tiga tipe, yaitu: 1. Dispersi molekuler 2. Dispersi koloid 3. Dispersi kasar.
• Batasan ukuran agak sembarang, tidak ada peralihan yang jelas antara dispersi molekuler dan dispersi koloid atau antara dispersi koloid dan dispersi kasar.
7 6/19/2013
PARTIKEL Hal yang penting dalam suatu kumpulan partikel/sampel polidispers: 1. Bentuk dan luas permukaan partikel 2. Kisaran/persentase bentuk dan luas permukaan partikel
8 6/19/2013
9 6/19/2013
Bentuk Partikel Jika semua partikel berbentuk bola------------?
π . d volume = 6
3
10 6/19/2013
UKURAN PARTIKEL Ukuran Partikel (milimeter) 0,0005 - 0,010 0,010 - 0,050 0,050 - 0,100 0,100 - 1,000 1, 000 - 3,360
Contoh Suspensi, emulsi halus Emulsi kasar, suspensi terflokulasi Serbuk halus Serbuk kasar Ukuran granul rata-rata
11 6/19/2013
Hal-hal yang dipengaruhi oleh ukuran partikel • Mempengaruhi pelepasan obat • Mempengaruhi stabilitas sediaan cair • Mempengaruhi proses pembuatan sediaan padat
12 6/19/2013
Jumlah Partikel per satuan berat (N)
N=
6 3
π . d. ρ
• Keterangan: • N = jumlah partikel per gram • d = diameter jumlah volume rerata • Ρ = densitas
13 6/19/2013
METODE PENENTUAN UKURAN PARTIKEL • Mikroskopi • Pengayakan • Sedimentasi (pengendapan)
Pengamatan Ukuran Partikel dengan Mikroskop
6/19/2013
14
15 6/19/2013
DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL Ukuran
µm 2,0 - 4,0 4,0 - 6,0 6,0 - 8,0 8,0 - 10,0 10,0 - 12,0 12,0 - 14,0 14,0 - 16,0 16,0 - 18,0 18,0 - 20,0
Nilai Tengah Jumlah Partikel d 3,0 5,0 7,0 9,0 11,0 13,0 15,0 17,0 19,0
Ket. n = 200 partikel
n 2 32 64 48 30 14 6 3 1 Σ nd3 = 173534
nd3
Persen jml part. 1,0 16,0 32,0 24,0 15,0 7,0 3,0 1,5 0,5
54 4000 21952 34992 39930 30758 20250 14739 6859
Persen nd3 0,03 2,31 12,65 20,16 23,01 17,72 11,67 8,49 3,95
16 6/19/2013
Plot ukuran partikel dan frekuensi 35 30 25 20
Distribusi ukuran
15
Distribusi berat
10 5 0 3
5
7
9
11
13
15
17
19
Pengayakan
A 6/19/2013
B
C 17
Sedimentasi (pengendapan) A
Ukuran partikel dalam kisaran ayakan dapat diperoleh melalui sedimentasi gravitasi. 20 cm
10
0
6/19/2013
Skema Alat Andersen, untuk menentukan ukuran partikel dengan metode sedimentasi gravitasi 18
Sedimentasi (pengendapan) Berdasarkan Hukum Stokes 2
h v= = t dst =
dst ( ρ − ρ ) g s
18η
0
0
18η h 0
(ρ − ρ ) s
0
9999999999..(1)
Sedimentasi (pengendapan) Re =
v.d . ρ
0
η 2
Re .η v= = d. ρ
d (ρ − ρ )g s
18η
0
d
3
=
0
18 Re .η
2
( ρ − ρ ) ρ .g s
0
9999999999..2
0
9999999999..3
Contoh soal Suatu bahan serbuk dengan kerapatan 2,7 disuspensikan dalam air pada 20° 20°C. Berapakah ukuran partikel terbesar yang akan mengendap tanpa menyebabkan turbulensi? Viskositas air pada 20° 20°C adalah 0,01 poise atau g/cm.detik dan kerapatannya adalah 1,0.
Penyelesaian
d
3
=
18 Re .η
( ρ − ρ ) ρ .g s
3
d
2
18.0,2.0,01 = (2,7 −1,0).1,0.981
D = 6 x 10-3 cm
2
0
0
Pengukuran Volume Partikel Larutan elektrolit Larutan elektrolit
+
dan partikelpartikel
Rangkaian elektronika (-)
6/19/2013
23
6/19/2013
24
25 6/19/2013
LUAS PERMUKAAN SPESIFIK • Luas permukaan per luas permukaan partikel Sv = satuan volume (Sv) volume partikel • Luas permukaan per satuan berat (Sw)
Sw =
Sv
ρ
26
METODE PENENTUAN LUAS PERMUKAAN PARTIKEL • Metode Adsorpsi P V ( Po − P)
6/19/2013
P 1 (b − 1).P = + V ( Po − P) Vm.b Vm.b.Po Sw = 4,45 x Vm
P= tekanan yang diberikan, Po = tekanan uap nitrogen, Vm = volume gas nitrogen yang diadsorpsi, P/Po
V = volume gas nitrogen
27 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK 1. 2. 3. 4. 5.
Porositas Kerapatan Partikel Bulkiness Sifat alir Kompresi
28 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK 1. Porositas (ε)
Vb – Vp ε= Vb ε = porositas Vb = volume bulk Vp = volume partikel
29 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK 2. Kerapatan Partikel a. Kerapatan serbuk = massa/V b. Kerapatan granul = massa/Vg c. Kerapatan bulk = massa/Vb V = volume partikel sebenarnya Vg = V + pori-pori dalam partikel Vb = V + pori-pori dalam partikel + ruang antarpartikel
30 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK 3. Bulkiness
1 Bulkiness = kerapatan bulk
Diperlukan dalam pemilihan ukuran kemasan sediaan serbuk
31 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK 4. Sifat alir
Ф
Ф
Semakin besar sudut kontak maka sifat alir serbuk semakin turun
32 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK…sifat alir • Serbuk ruah analog dengan cairan non-Newton, yang menunjukkan aliran plastik dan kadangkadang dilatansi, partikel dipengaruhi oleh gaya tarik menairik dalam beberapa tingkat. • Serbuk dapat mengalir bebas atau kohesif (sticky). • Menurut Neumann, faktor-faktor yang mempengaruhi sifat aliran serbuk diantaranya ukuran partikel, bentuk, porositas dan kerapatan, dan tekstur permukaan.
33 6/19/2013
…sifat alir • Metode untuk mengevaluasi sifat alir serbuk dan granul antara lain: ▫ rasio Hausner atau packed bulk density versus loose bulk density, ▫ laju tamping, ▫ laju alir dan aliran bebas melalui suatu lubang, ▫ sudut diam “drained”.
• Rasio Hausner, mengalir bebas, dan sudut dian berhubungan satu dengan yang lain dan dapat diterapkan pada granulasi tablet kohesif secara bebas.
34 6/19/2013
…sifat alir • Untuk meningkatkan sifat alir, material yang dikenal dengan istilah glidan sering ditambahkan untuk serbuk granular. • Contoh yang sering digunakan sebagai glidan adalah magnesium stearat, pati, dan talk.
35 6/19/2013
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK Luas permukaan
5. Kompresi
Gaya kompresi (pound/kg)
36 6/19/2013
…kompresi • Perilaku serbuk di bawah kompresi adalah signifikan dalam pentabletan. • Meskipun informasi dasar dapat diperoleh dari literatur pada metalurgi serbuk dan kompresi serbuk lpgam, tetapi tidak semua teori yang dikembangkan untuk perilaku logam diperlukan ketika diaplikasikan terhadap nonlogam. • Kekuatan kompresi tablet bergantung pada sejumlah faktor, yang paling penting adalah gaya kompresi dan ukuran partikel.
37 6/19/2013
Chapter Summary • Pengetahuan dan kontrol ukuran/rentang ukuran partikel adalah penting dalam farmasi. • Ukuran partikel terkait dengan siginifikansi terhadap sifat fisika, kimia, dan farmakologi obat. • Secara klinis, ukuran partikel obat dapat mempengaruhi pelepasannya dari sediaan yang diberikan secara oral, parenteral, rektal, dan topikal.
38 6/19/2013
…chapter summary • Keberhasilan formulasi suspensi, emulsi, dan tablet, dari aspek stabilitas fisik dan respon farmakologi juga bergantung pada ukuran partikel produk. • Dalam pembuatan tablet dan kapsul, kontrol ukuran partikel penting untuk mencapai sifat alir yang diinginkan dan pencampuran granul/serbuk.
