Jurnal Sains dan Teknologi Farmasi, Vol. 18, No.1, 2013, halaman 49-55
ISSN : 1410-0177
FORMULASI GRANUL MUKOADHESIF DISPERSI PADAT KETOPROFEN–PVP K30 MENGGUNAKAN KITOSAN Salman, Meryza dan Deni Noviza Fakultas Farmasi, Universitas Andalas
ABSTRACT A study on mucoadhesive properties of ketoprofen – PVP K-30 solid dispersion granules using chitosan had been done. Solid dispersion of ketoprofen and PVP K-30 was made at ratio 1:1 using solvent method. Granules were made by wet granulation method at various concentrations of chitosan (10%, 20% and 30%). The granules were evaluated including photomicroscopy, flow rate, angle slides, water content, particle size distribution, dissolution test, in-vitro test bioadhesif and wash off test. The release of ketoprofen from the granules was determined using basket dissolution test in pH 7.5 phosphate buffer medium for 8 hours. Mucoadhesive properties were tested by in-vitro bioadhesif tests and wash off test. The dissolution test showed the dissolution effeciency value of formula 1, 2, and 3, respectively, was 78.9890 ± 1.1398; 77.3889 ± 1.4312, and 75.8869 ± 0.2210 %. Results showed a decrease in the release of the active substance from the granules, with the increase in chitosan concentration. Statistical analysis of the efficiency of dissolution showed a significant difference among the three formulas with (P <0.05). In vitro bioadhesif tests showed that granules were able to attached to the stomach and intestinal mucosa of rabbits. Key Word : Mucoadhesive, solid dispersion, ketoprofen, polivinilpirolidon K-30, chitosan. PENDAHULUAN Suatu sistem penghantaran obat yang ideal adalah dapat diberikan cukup satu kali untuk keseluruhan periode pengobatan, menghasilkan kadar efektif yang konstan dan dapat menghantarkan obat langsung ke sasaran. Sampai saat ini sistem yang ideal tersebut belum bisa dicapai, terutama yang diberikan melalui rute oral, sehingga obat tetap harus diberikan dalam dosis ganda. Meskipun demikian, penelitian terus dilakukan untuk mendapatkan sistem penghantaran obat yang ideal tersebut, khususnya dalam mengurangi frekuensi pemberian serta mempertahankan kadar efektif obat yang konstan, sehingga dikembangkan suatu sistem penghantaran obat dengan kerja diperlama atau lepas lambat (Erizal, 2003). Sistem penghantaran obat mukoadhesif merupakan salah satu bentuk sistem penghantaran obat terkendali. Sistem
mukoadhesif telah banyak digunakan untuk merancang penghantaran obat menuju organ spesifik seperti untuk penggunaan oral, bukal, nasal, rektal, dan rute vaginal untuk efek sistemik dan lokal (Rajput, et al., 2010). Secara umum, bioadhesif merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan semua interaksi adhesif dengan substansi biologik, dan mukoadhesif digunakan hanya untuk mendeskripsikan ikatan yang melibatkan mukus atau permukaan mukosa. Bentuk sediaan mukoadhesif berpotensi untuk melokalisasi obat pada daerah tertentu sehingga memperbaiki dan meningkatkan bioavailabilitas obat tersebut. Selain itu, bentuk sediaan tersebut memunculkan interaksi yang kuat antara polimer dan lapisan mukus jaringan untuk membantu meningkatkan waktu kontak (Rajput, et al., 2010).
49
Salman., et al.
Teknologi sistem dispersi padat merupakan suatu metode yang dapat meningkatkan laju pelarutan zat aktif yang sangat sukar larut atau praktis tidak larut dalam air. Pada teknologi ini, obat terdispersi pada pembawa inert yang larut air dalam keadaan padat yang dibuat dengan metode peleburan, pelarutan, atau gabungan peleburan dan pelarutan. Dengan mengurangi ukuran partikel bahan obat menjadi sangat halus bahkan dalam bentuk molekul sehingga terjadi peningkatan laju disolusi dan absorbsi senyawa obat (Lachman, Lieberman, & Kanig, 1994). Ketoprofen atau asam 2-(3-benzoilfenil) propionat merupakan suatu obat anti inflamasi nonsteroid yang secara luas digunakan untuk mengurangi nyeri dan inflamasi yang disebabkan oleh beberapa kondisi seperti, osteoarthritis dan rheumatoid arthritis. Ketoprofen praktis tidak larut dalam air. Ketoprofenmudah diserapdari saluran pencernaan. Obat ini dimetabolisme secara lengkap di hatidan diekskresikanterutama diurin serta memiliki ikatan protein plasma 99% (Sweetman, 2009).Ketoprofen termasuk dalam kategori kelas II dalam sistem klasifikasi biofarmasetika (BCS II), yaitu senyawa obat dengan permeabilitas membran tinggi dan solubilitas rendah, sehingga laju disolusi ketoprofen merupakan faktor penentu dari jumlah obat yang diabsorbsi (Ansel, 1989). Kitosan adalah polimer alami yang diperoleh oleh deasetilasi dari kitin. Secara biologis aman, tidak beracun, polisakarida yang biodegradable dan biokompatibel. Kitosan merupakan pilihan yang baik untuk pemberian obat spesifik (Shivashankar, Mandal, Yerappagari, & Kumar,2011). Kitosan telah luas digunakan dalam perkembangan sistem penghantaran obat karena sifat mukoadhesifnya. Berdasarkan uraian di atas, maka dicoba untuk membuat granul mukoadhesif ketoprofen dengan polimer kitosan dalam
J. Sains Tek. Far., 18(1), 2013
berbagai konsentrasi menggunakan metode granulasi basah. Selanjutnya dilihat daya bioadhesif dan profil disolusi dari hasil masing-masing formulasi. METODOLOGI PENELITIAN Alat dan Bahan Timbangan digital (Kern ABJ), oven vakum, desikator, tap volumeter, corong, mikroskop, Infrared Moisture Determination Balance Model F-1 (B), spektrofotometer UV-Vis (UV-1700 Shimadzu), Spektrofotometer IR (Nicolet iS10), alat uji disolusi (SR8PLUS), alat uji disentegrator, pH meter (Accumet basic AB18), ayakan fibrasi, alat uji bioadhesif in vitro, dan alat-alat lain yang menunjang pelaksanaan penelitian. Ketoprofen (Kimia Farma), polivinilpirolidon K-30, laktosa, kitosan, etanol 96%, parafin cair, dapar fosfat pH 7,5, NaCl , HCL, NaOH, kalium hidrogen fosfat, air suling, membran mukosa lambung dan usus halus (berasal dari kelinci yang dipuasakan selama 1 hari sebelum pengujian) dan bahan-bahan lain yang digunakan dalam analisis. Pemeriksaan bahan baku dan bahan pembantu Pemeriksaan bahan baku dan bahan pembantu dengan cara yang sesuai dengan Farmakope Indonesia edisi IV dan Handbook of Pharmaceutical Excipients6th editionmeliputi pemeriksaan pemerian dan kelarutan. Pembuatan Dispersi Padat Ketoprofen – PVP K-30 Sistem dispersi padat ketoprofen – PVP K30 dibuat dengan metode pelarutan dengan perbandingan formula 1:1. Serbuk ketoprofen dan PVP K-30 masing-masing dilarutkan dalam etanol 96% hingga terbentuk larutan jernih, lalu dicampurkan. Kemudian pelarutnya diuapkan pada oven
50
Salman., et al.
J. Sains Tek. Far., 18(1), 2013
vakum pada suhu 40 – 50 °C. Padatan yang dihasilkan dikerok dan digerus, kemudian dilewatkan pada ayakan 250 µm dan disimpan dalam desikator. Pembuatan Granul Bioadhesif Granul mukoadhesif dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 dibuat menggunakan polimer kitosan dengan metode granulasi basah. Bahan-bahan dicampur dan digerus dalam lumpang, tambahkan etanol 96% secukupnya sampai terbentuk masa yang basah dan dapat dikepal. Massa granul dilewatkan pada ayakan mesh 12, granul dikeringkan pada suhu 50-60 ˚C selama 8-10 jam. Granul kering diayak kembali dengan ayakan mesh 14. Tabel 1. Formula granul mukoadhesif dispersi padat ketoprofen – PVP K-30
Granul yang telah melekat pada jaringan lambung dielusi dengan cairan lambung buatan selama 5 menit dengan kecepatan 2 ml/menit. Untuk granul yang melekat di usus dielusi dengan cairan usus buatan selama 5 menit dengan kecepatan 22 ml/menit. Dan dihitung jumlah granul yang masih melekat pada jaringan. Uji wash off (Suryani, Sulistiawati, & Fajriani, 2009)
Jumlah (gram)
Zat F1
F2
F3
50
50
50
10
20
30
Laktosa
40
30
20
Etanol 96%
qs
qs
qs
Ketoprofen – PVP K-30( 1:1) Kitosan
lambung dan cairan usus buatan. Organ lambung dibuka dan dipotong kira-kira 4 x 1,5 cm dan organ usus dibelah dan dipotong kira-kira 7 x 1,5 cm, dilekatkan pada penyokong aluminium kemudian ditempatkan dalam sel silindris dengan kemiringan 45. Sebanyak 25butir granul diletakkan di atas jaringan tersebut, dibiarkan berkontak selama 20 menit kemudian ditegakkan pada sel silindris dengan kemiringan 45°.
Uji bioadhesif in vitro (Deshmukh,et al., 2009; Depkes RI, 1995) Tujuan dari uji ini adalah untuk melihat seberapa cepat granul dapat melekat pada mukosa lambung dan usus dalam waktu 5 menit. Uji bioadhesif dilakukan menggunakan mukosa lambung dan usus kelinci. Lambung dan usus dicuci dengan larutan natrium klorida fisiologis kemudian masing-masing direndam dalam cairan
Uji ini menggunakan alat uji desintegrasi. Jaringan lambung atau usus ditempelkan pada kaca objek dengan lem sianokrilat dan ujung jaringan dikunci dengan paraffin film. Sebanyak 20 butir granul ditempatkan merata pada mukosa lambung dan usus secara merata. Kemudian ditempatkan pada tabung kaca dan dimasukkan ke dalam alat uji desintegrasi. Alat uji desintegrasidigerakan naik turun 30 kali per menit. Jumlah granul yang melekat dihitung setiap 30 menit selama 2 jam. Penetapan profil disolusi Penentuan disolusi granul ketoprofen dilakukan dengan metode keranjang dengan kecepatan 100 rpm. Labu diisi dengan medium dapar fosfat pH 7,5 sebanyak 900 ml dengan suhu diatur pada 37°C ± 0,5°C. Sampel diambil pada menit ke 5, 10, 15, 30, 45, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420, dan 480.Serapan diukur pada panjang gelombang maksimum dengan menggunakan Spektrofotometer UV, kadar ketoprofen pada setiap pemipetan dapat ditentukan dengan kurva kalibrasi. 51
Salman., et al.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pada awal penelitian dilakukan pembuatan sistem dispersi padat ketoprofen dalam pembawa PVP K-30 dengan perbandingan jumlah zat aktif dan pembawa yaitu 1: 1. Metode yang digunakan dalam pembuatan dispersi padat yaitu metode pelarutan. Pada metode ini dilarutkan masing-masing zat dalam pelarut etanol 96 % kemudian dicampurkan. Pelarut dihilangkan dengan pemanasan pada suhu 40 – 50 °C (Tiwari, et al., 2009). Pada pembuatan granul, digunakan kitosansebagai polimer mukoadhesif dengan konsentrasi yang berbeda tiap formula. Pemilihan polimer mukoadhesif yang digunakan adalah berdasarkan kekuatan mukoadhesif dan sifat polimer tersebut terhadap pelepasan zat aktif. Kitosan dipilih karena memiliki sifat mukoadhesif dan dapat mempengaruhi laju pelepasan obat. Kitosan dapat memberikan laju pelepasan obat yang konstan jika diberikan dengan konsentrasi 10 – 60 % (Shaji, Jain, & Lodha, 2010), secara biologis aman, tidak beracun, polimer yang biodegradable dan biokompatibel (Dutta, Dutta, & Triphati, 2004). Pada penelitian ini digunakan jumlah kitosan yaitu 10, 20, dan 30 % untuk masing-masing Formula 1, Formula 2, dan Formula 3. Untuk mengatasi kekurangan berat pada masingmasing formula ditambahkan laktosa sebagai bahan pengisi.Metode yang digunakan dalam pembuatan granul mukoadhesif dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 adalah metode granulasi basah. Disolusi dari granul dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 dilakukan dengan metode keranjang menggunakan medium dapar fosfat pH 7,5 dengan kecepatan 100 rpm.Panjang gelombang serapan maksimum yang didapat adalah 260,20 nm.Persamaan garis yang didapat adalah y = 0,0611x – 0,0032 dengan nilai regresi, r =0,99957.
J. Sains Tek. Far., 18(1), 2013
Dari hasil uji disolusi in vitro menunjukkan bahwa terjadi penurunan laju pelepasan zat aktif dengan meningkatnya jumlah kitosan. Hal ini membuktikan bahwa kitosan dapat mempengaruhi pelepasan zat aktif.Dari hasil uji disolusi granul dispersi padat ketoprofen – PVP K-30, pada waktu 5 menit kadar ketoprofen yang terdisolusi cukup tinggi jika dibandingkan dengan disolusi dari ketoprofen murni. Ini disebabkan karena ketoprofen yang memiliki kelarutan rendah dimodifikasi menjadi bentuk dispersi padat dengan kelarutan yang lebih tinggi. Peningkatan kelarutan dalam sistem dispersi padat terjadi karena pengurangan ukuran partikel zat aktif sampai pada tingkat minimum, efek solubilisasi dari pembawa larut air serta terbentuknya struktur amorf zat aktif dalam pembawa (Erizal, Daryanto, & Agoes, 2005). Parameter lain yang digunakan untuk uji disolusi granul dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 adalah efisiensi disolusi. Nilai efisiensi disolusi merupakan nilai AUC (Area Under the Curve) dari jumlah obat yang terdisolusi per satuan waktu, seperti dalam studi bioavailabilitas/bioekivalensi nilai ini dapat dipedomani untuk membandingkan jumlah dan laju disolusi obat secara umum. Dari perhitungan ratarata efisiensi disolusi didapat bahwa nilai efisiensi disolusi untuk Formula 1 = 78,989 ± 1,1398, Formula 2 = 77,3889 ± 1,4312, dan Formula 3 = 75,8869 ± 0,2210.Dari data terlihat terjadi penurunan efisiensi disolusi dari Formula 2 dan Formula 3 dibandingkan dengan Formula 1. Hal ini disebabkan karena ada keterbatasan pelepasan obat dalam polimer yang digunakan. Analisis statistik dari efisiensi disolusi granul dispersi padat ketoprofen – PVP K30 dilakukan dengan menggunakan uji anova satu arah dengan menggunakan program SPSS 17.Pada uji homogenitas varian dengan Levene Statistics = 2.239 dengan Sig. = 0.188 (> 0,05), yang berarti
52
Salman., et al.
bahwa Ho diterima atau variansi dari efisiensi disolusi sama, sehingga uji ANOVA dengan menggunakan uji F bisa dilakukan.Hasil perhitungan ANOVA menunjukkan bahwa nilai F hitung = 6.352 dengan Sig. = 0.033 (< 0,05), yang berarti Ho ditolak, yang menunjukkan bahwa efisiensi dari tiga formula memberikan hasil yang berbeda nyata. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa terdapat dua kelompok yang berbeda, Kelompok pertama adalah Formula 3 dan Formula 2 sedangkan pada kelompok kedua terdapat Formula 2 dan Formula 1. Hal ini menunjukkan bahwa antar Formula 3 dan Formula 2, serta antara Formula 2 dan Formula 1 tidak berbeda nyata. Tetapi antara Formula 3 dan Formula 1 terdapat hasil yang berbeda nyata. Daya lekat mukoadhesif dari granul yang di formula di uji dengan menggunakan uji bioadhesif in vitro dan ujiwash off. Uji bioadhesifin vitro bertujuan untuk melihat seberapa cepat granul dapat melekat pada mukosa lambung danusus dalam waktu 5 menit, sedangkan uji wash off bertujuan untuk melihat kemampuan granulmelekat pada mukosa lambung dan usus selama 2 jam (Suryani,et.al., 2009). Pengujian ini hanya dilakukan sampai 2 jam karena lebih dari 2 jam keutuhan jaringan mukosa tak layak lagi untuk pengujian selanjutnya (Erizal, et al., 2005) Untuk evaluasi bioadhesif secara in vitro, setelah 5 menit granul dispersi padat ketoprofen– PVP K-30 dari semua formula, melekat 96 - 100% pada mukosa lambung dan usus. Hal ini menunjukan bahwa penggunaan polimer kitosan dengan berbagai konsentrasi dapat menempel pada mukosa lambung dan usus. Secara teoritis mukoadhesif ini berlangsung melalui dua tahap. Tahap pertama, adanya kontak erat antara bahan bioadhesif dengan mukus akibat pembasahan permukaan atau
J. Sains Tek. Far., 18(1), 2013
pengembangan bahan bioadhesif. Tahap kedua berpenetrasinya bahan bioadhesif ke dalam celah permukaan jaringan atau rantai bahan bioadhesif. Ikatan ini diperkuat dengan adanya ikatan kimia yang lemah seperti ikatan hidrogen (Indrawati, Agoes, Yulinah, & Cahyati, 2005). Hasil uji wash off selama 120 menit menggunakan jaringan lambung dan usus terhadap granul dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 menunjukkan tidak adanya formula yang melekat, baik di lambung maupun di usus. Tabel 2.Hasil uji bioadhesifgranul dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 terhadap lambung dan usus kelinci pada menit ke - 5 Formula
% Granul yang menempel Lambung
Usus
FI
100
96
F II
96
96
F III
100
100
Tabel 3.Hasil uji wash offgranul dispersi padat ketoprofen – PVP K-30 terhadap Lambung dan Usus Kelinci pada menit ke -120 Formula
% Granul yang menempel Lambung
Usus
FI
0
0
F II
0
0
F III
0
0
53
Salman., et al.
J. Sains Tek. Far., 18(1), 2013
Gambar 1. Kurva profil disolusi granul dispersi padat ketoprofen - PVP K-30, dispersi padat ketoprofen – PVP K-30, dan ketoprofen dalam medium dapar pospat pH 7.5 KESIMPULAN Polimer kitosan dapat digunakan sebagai polimer bioadhesif karena dapat melekat kuat pada mukosa lambung dan usus kelinci.Selain memiliki sifat bioadhesif, kitosan juga mempengaruhi pelepasan zat aktif.Hasil yang menunjukkan perlambatan laju pelepasan obat yang paling besar ditunjukkan Formula 3. DAFTAR PUSTAKA Ansel, H. C..(1989). Pengantar bentuk sediaan farmasi. (Edisi 4). Penerjemah: F. Ibrahim. Jakarta: Universitas Indonesia Press. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. (1995). Farmakope Indonesia. (Edisi 4). Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Deshmukh, V.N., Jadhav, J.K., &Sakarkar, D.M.. (2009). Formulation and in vitro evaluation of theophylline anhydrous bioadhesive tablets. Asian J Pharm, 3,1,54-58. Dutta, P.K., Dutta, J., & Triphati, V.S.. (2004). Chitin and chitosan: chemistry, properties, and applications. Journal of Scientific & Industrial Research, 63, 20-31. Erizal. (2003). Pengembangan sediaan bioadhesif salur cerna glibenklamida (Artikel Penelitian No. 09/LP-UA/SPPDPP/K/V/2003). Padang: Lembaga Penelitian Universitas Andalas.
Erizal, Daryanto, S.T., & Agoes, G.. (2005). Pengembangan sediaan lepas lambat glibenklamida dengan system mukoadhesif. Jurnal Sains dan Teknologi Farmasi, 10, 1, 1-5. Indrawati, T., Agoes, G., Yulinah, E., & Cahyati, Y.. (2005). Uji daya lekat mukoadhesif secara in vitro beberapa eksipien polimer tunggal dan kombinasinya pada lambung dan usus tikus. Jurnal Matematika dan Sains, 10, 2, 45-51. Lachman, L., Lieberman, H. A., & Kanig, J. L.. (1994). Teori dan praktek industri farmasi. (Edisi 3). Penerjemah: S. Suyatmi. Jakarta: Universitas Indonesia Press. Rajput, G. C., et al.. (2010). Stomach specific mucoadhesive tablets as a controlled drug delivery system – a review work. International Journal on Pharmaceutical and Biological Research, 1, 1, 30 – 41. Rowe, R.C., Sheskey, P.J., & Quinn, M.E.. (2009). Handbook of pharmaceutical excipients (6th ed). London: The Pharmaceutical Press. Shaji, J., Jain, V., & Lodha, S.. (2010). Chitosan: A novel pharmaceutical excipient. International Journal of Pharmaceutical and Applied Sciences, 1, 1. Shivashankar, M., Mandal, B. K., Yerappagari, R., & Kumar, V. P.. (2011). A review on chitosan – based hydrogels for the drug
54
Salman., et al.
J. Sains Tek. Far., 18(1), 2013
delivery system. International Research Journal of Pharmacy, 2, 2, 1 – 6. Suryani, N., Sulistiawati, F., & Fajriani, A.. (2009). Kekuatan gel gelatin tipe b dalam formulasi granul terhadap kemampuan mukoadhesif.MakaraKesehatan, 13, 1, 14. Sweetman, S.C.. (2009). Martindale: The complete drug reference (36th ed). London. The Pharmaceutical Press. Tiwari, R., Tiwari, G., Srivastava, B., & Rai, A.K.. (2009). Solid dispersions: an overview to modify bioavailability of poorly water soluble drugs. International Journal of PharmTech Research, 1,4, 1338-1349.
55
