FORMULASI KRIM ANTI JERAWAT DARI NANOPARTIKEL KITOSAN CANGKANG UDANG WINDU (PENAEUSMONODON) Radhia Riski1), Fitriyanti Jumaetri Sami2) 1
STIFA Makassar email:
[email protected] 2 STIFA Makassar email:
[email protected] ABSTRACK
Chitosan has the potential to be used as an antimicrobial agent, as it contains the enzyme lysozyme and aminopolisakarida groups which can inhibit the growth of microbes. Physical modification of chitosan in the form of nanoparticles add value to chitosan as an antimicrobial material. In this research, anti-acne cream was formulated by using nanoparticles chitosan with variations emulsifier that are Novemer®, Span-Tween, and Viscolam®. The cream then evaluated for physical stability include kriming volume, the thickness (viscosity), drops dispersed, and phase inversion before and after accelerated storage conditions. Then, test of antibacterial activity against Propionibacterium acne was performed. The results showed that the three creams were physically stable during storage. Formula cream with tween span emulsifier (FII) showed the greatest inhibition against Propionibacterium acne with a diameter of 13.46 mm zone of inhibition. Keywords: Chitosan, Nanoparticle, Cream
PENDAHULUAN Kitosan sangat berpotensi untuk
satu mekanisme yang mungkin terjadi yaitu
dijadikan sebagai bahan antimikroba, karena
molekul kitosan memiliki kemampuan untuk
mengandung enzim lisozim dan gugus
berinteraksi
aminopolisakarida yang dapat menghambat
permukaan sel bakteri kemudian teradsorbsi
pertumbuhan
membentuk semacam layer (lapisan) yang
mikroba.
Enzim
lisozim
dengan
menghambat
dinding sel bakteri sehingga bakteri akan
sehingga
kehilangan kemampuannya menimbulkan
substansi untuk berkembang biak dan
penyakit dalam tubuh (hilangnya dinding sel
mengakibatkan matinya sel bakteri (Gemala,
ini menyebabkan sel bekteri akan mati).
2013).
Kemampuan dalam menekan pertumbuhan
Pada
transportasi
pada
merupakan enzim yang sanggup mencerna
sel
saluran
senyawa
mengalami
penelitian
sel
kekurangan
sebelumnya
bakteri disebabkan bahwa kitosan memiliki
(Mariska, 2012) telah dilakukan isolasi
polikation bermuatan positif yang mampu
kitosan dari cangkang udang windu dan diuji
menghambat pertumbuhan bakteri. Salah
daya hambatnya terhadap bakteri penyebab
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
153
jerawat, yaitu Propionibacterium acne.
KAJIAN
Hasil uji antimikroba menunjukkan bahwa
PENGEMBANGAN HIPOTESIS
kitosan
a. Kitosan
dari
cangkang
LITERATUR
DAN
udang
windu
memiliki daya hambat minimum
pada
Kitosan adalah jenis polimer alami
konsentrasi 0,125 %. Pada penelitian
yang dihasilkan dari proses deasetilasi
selanjutnya (Reski Amelia, 2013) telah
kitin. Kitosan mempunyai sifat yang khas
dilakukan modifikasi fisik kitosan berupa
yakni bioaktifis, biodegradasi dan tidak
kitosan
daya
beracun. Kitosan merupakan jenis polimer
hambatnya terhadap Propionibacterium
alam yang mempunyai rantai tidak linier
acne. Hasil uji daya hambat menunjukkan
dan mempunyai rumus (C6H11NO4)n, yang
diameter penghambatan sebesar 15 mm
diperoleh melalui proses N-deasetilasi
pada konsetrasi 1%. Hal ini merupakan
alkali kitin.
nanopartikel
lalu
diuji
dasar pengembangan kitosan nanopartikel menjadi bentuk sediaan krim anti jerawat.
Kitosan mengandung tiga jenis gugus fungsi yaitu gugus amino, gugus hidroksil
Krim merupakan salah satu bentuk
primer dan gugus hidroksil sekunder yang
sediaan topikal yang dapat digunakan
dapat memberi jembatan hidrogen secara
sebagai antijerawat. Sediaan krim untuk
intermolekuler atau intramolekuler. Adanya
kulit dapat berfungsi sebagai pelindung
gugus fungsi ini menyebabkan kitosan
yang baik bagi kulit. Suatu sediaan krim
mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi
yang baik harus memenuhi syarat tertentu
sehingga menjadikannya sebagai polimer
seperti memiliki kestabilan fisik yang
multifungsi, (Kaban, 2006).
memadai. Ketidakstabilan krim dibuktikan
b. Nanopartikel
dengan pembentukan kriming, flokulasi, dan
inversi
fase,
serta
perubahan
viskositas emulsi.
Nano partikel dari bahan polimer yang biodegradable dan kompatibel merupakan salah satu perkembangan baik untuk
Berdasarkan
tersebut,
pembawa obat karena nano partikel diduga
apakah
terserap secara utuh di dalam sistem
nanopartikel kitosan dari cangkang udang
pencernaan setelah masuk ke dalam tubuh
windu dapat diformulasi menjadi sediaan
(Dwi wahyono,2010). Tujuan utama dalam
krim yang stabil secara fisik. Adapun tujuan
melakukan
penelitian ini adalah memformulasi sediaan
sebagai sistem pengantar obat adalah
krim anti jerawat dari nanopartikel kitosan
untuk mengatur ukuran partikel, sifat-sifat
cangkang udang windu dan menguji daya
permukaan, dan pelepasan zat aktif pada
hambatnya terhadap Propionibacterium
tempat yang spesifik di dalam tubuh sebagi
acne.
sasaran
permasalahan
yang
uraian timbul
rancangan
nanoteknologi
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
nano
pengobatan. membuat
partikel
Aplikasi revolusi
baru 154
dalam
dunia
diyakini
Penelitian ini dilaksanakan pada
pemenang persaingan global di masa yang
bulan Maret - Agustus 2015 di laboratorium
akan datang adalah negara-negara yang
Farmasetika Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi
dapat menguasai nanoteknologi. Ruang
Makassar dan Laboratorium Mikrobiologi
lingkup nanoteknologi meliputi usaha dan
Fakultas Farmasi Universitas Hasanuddin.
konsep untuk menghasilkan material atau
b. Bahan yang digunakan
bahan
industri
dan
berskala
mengeksplorasi
nanometer,
dan
Bahan
yang
digunakan
dalam
merekayasa
penelitian ini adalah air suling, asam
karakteristik material atau bahan tersebut,
stearat, cetil alkohol, gliserol, etanol, metil
serta mendesain ulang material atau bahan
paraben,
tersebut ke dalam bentuk, ukuran dan
propilenglikol, Sorbitan 60, Polisorbat 60,
fungsi yang diinginkan (Moharaj, 2006).
Viscolam, dan vitamin E nanopartikel
c. Propionibacterium acne
kitosan, media nutrient agar cair, kultur
Propionibacterium
acnes
termasuk
Novemer,
c. Prosedur kerja
Bakteri ini termasuk flora normal kulit.
1. Rancangan formula
Propionibacterium acnes berperan pada jerawat
dengan
paraben,
bakteri Propionibacterium acne.
dalam kelompok bakteri Corynebacteria.
pathogenesis
propil
Formula krim anti jerawat terdiri dari nanopartikel kitosan, asam stearat 7%,
menghasilkan lipase yang memecah asam
setil
lemak bebas dari lipid kulit. Asam lemak ini
gliserin 15%,polisorbat 60-sorbitan 60 2%,
dapat mengakibatkan inflamasi jaringan
novemer 2%, dan viscolam 2%, metil
ketika berhubungan dengan sistem imun
paraben 0,25%, propil paraben 0,1%,
dan mendukung terjadinya akne.
vitamin E 0,1 %, dan air suling ad 100%.
Mekanisme terjadinya jerawat adalah bakteri Propionibacterium acnes merusak
alkohol
5%,
propilenglikol
10%,
Rancangan formula dapat dilihat pada tabel 1
stratum corneum dan stratum germinat dengan cara menyekresikan bahan kimia yang menghancurkan dinding pori. Kondisi
Tabel 1. Rancangan formula krim nanopartikel kitosan
ini dapat menyebabkan inflamasi. Asam lemak dan minyak kulit tersumbat dan mengeras. Jika jerawat disentuh maka inflamasi akan meluas sehingga padatan asam
lemak dan minyak kulit
yang
mengeras akan membesar.
METODE PENELITIAN a. Tempat dan waktu penelitian
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
155
Nama Bahan
Formula krim (%)
yang sama dengan Viscolam® 2% serta
I
dengan emulgator Polisorbat 60 pada fase
II
III
Nanopartikel
1
1
1
air dan Sorbitan 60 pada fase minyak
Kitosan
7
7
7
dengan konsentrasi 2%.
Asam Stearat
5
5
5
3. Evaluasi krim
Cetyl Alkohol
10
10
10
a. Evaluasi Tipe Emulsi
Propilenglikol
15
15
15
Metode Hantaran Listrik
Gliserin Polisorbat 60
2
-
Krim yang telah dibuat dimasukkan ke
-
dalam
-
dihubungkan dengan arus listrik. Lampu
gelas
beker,
kemudian
Sorbitan 60
2
Novemer®
-
-
2
yang berpijar menandakan tipe krim
Viscolam®
0,25
0,25
0,25
adalah minyak dalam air.
Metil Paraben
0,1
0,1
0,1
Propil
0,1
0,1
0,1
Paraben
47,05
47,05 47,05
Metode Pengenceran Emulsi yang telah dibuat dimasukkan ke dalam vial, kemudian diencerkan
Vitamin E
dengan ditambahkan air.
Air Suling
dapat diencerkan maka emulsi adalah tipe m/a
2. Pembuatan Krim Fase minyak dibuat dengan melebur
Metode Dispersi Zat Warna
asam stearat dan cetil alkohol, kemudian ditambahkan
paraben,
Emulsi yang telah dibuat dimasukkan
suhu
ke dalam gelas piala, kemudian ditetesi
dipertahankan pada 700C. Fase air dibuat
beberapa tetes larutan metilen biru. Jika
dengan melarutkan metil paraben dalam air
warna biru segera terdispersi ke seluruh
yang
emulsi maka tipe emulsinya adalah tipe
telah
propil
Jika emulsi
dipanaskan,
kemudian
ditambahkan propilenglikol, gliserin, dan
m/a
Novemer® suhu dipertahankan 700C. Krim
b. Pengamatan Organoleptis
dibuat dengan menambahkan fase minyak
Pengamatan
organoleptis
yang
masuk ke dalam fase air, diaduk dengan
dilakukan terhadap sediaan krim yang
homogenizer sampai terbentuk krim yang
telah
homogen. Kitosan nanopartikel kemudian
perubahan
ditambahkan ke dalam basis krim sedikit
dilakukan sebelum dan sesudah emulsi
demi sedikit pada suhu 55 – 45o C dan
diberi kondisi penyimpanan dipercepat.
dihomogenkan lalu dimasukkan pada sisa
c. Evaluasi Kestabilan Fisik Krim
basis
Pengukuran Volume Kriming
krim
untuk
dilanjutkan
dengan
dibuat
meliputi
warna.
pengamatan
Pengamatan
ini
α-
Krim sebanyak 25 ml, dimasukkan
tokoferol pada suhu 45o C dan diaduk
dalam gelas ukur kemudian diberi
pengadukan
elektrik.
Ditambahkan
sampai homogen. Dibuat krim dengan cara
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
156
kondisi penyimpanan dipercepat yaitu
maka diamati rentang ukuran partikel
penyimpanan pada suhu 5oC dan 35oC
tetes terdispersinya.
masing – masing selama 12 jam
4. Uji Daya Hambat
sebanyak 10 siklus.
a. Sterilisasi Alat
volume
kriming
Pengamatan
dihitung
dalam
%
dengan rumus :
detergen Hu
Volume kriming
kemudian
dibilas
dengan
aquadest setelah itu dikeringkan. Untuk
=
x 100 %
alat-alat
gelas
disterilkan
dengan
menggunakan oven pada suhu 180oC
Ho Dimana : Hu = Volume emulsi yang kriming Ho = Volume total krim
selama 2 jam. Alat-alat logam disterilkan dengan
Pengukuran Kekentalan Pengukuran
Alat-alat yang digunakan dicuci dengan
cara
dipijarkan
dengan
menggunakan lampu spiritus.
kekentalan
dilakukan
terhadap sediaan krim yang telah dibuat
b. Pembuatan Medium Medium Fluid Thioglycollate Agar (29)
sebelum dan setelah diberi kondisi
Bahan-bahan yang digunakan :
penyimpanan dipercepat yaitu 50C dan
Pepton dari casein
15 g
350C masing – masing selama 12 jam
Yeast extract
5g
sebanyak
Glukosa
5,5 g
L-cysteine
0,5 g
Sodium chloride
2,5 g
pada 50 rotasi per menit (rpm) dengan
Sodium thyoglycollate
0,5 g
menggunakan ” spindle” No. 7.
Sodium resazurin
0,001 g
Agar-agar
15,75 g
Aquadest hingga
1000 ml
10
siklus.
Pengukuran
kekentalan
dilakukan
dengan
menggunakan
Viskomter
Brookfield
Pengukuran Tetes Dispersi Sediaan
dimasukkan
dalam
vial
kemudian dilakukan pengukuran tetes dispersi sebelum dan setelah kondisi
Cara pembuatan : Bahan
yang
akan
digunakan
penyimpanan dipercepat yaitu 50C dan
ditimbang , kemudian dilarutkan dalam
350C masing – masing selama 12 jam
1000
sebanyak
pemanasan diwaterbath hingga semua
ukuran dengan
10 tetes
siklus.
Pengamatan
terdispersi
menggunakan
mikrometer.
Caranya
ml
aquadest.dengan
dilakukan
bahan larut. Diatur pH 7,1. Disterilkan
mikroskop
dalam autoklaf pada suhu 1210C pada
dengan
tekanan 1 atm selama 15 menit. Disimpan
meneteskan krim pada objek gelas
di lemari es.
kemudian ditutup dengan dek gelas dan
c. Penyiapan Bakteri Uji
setelah
Peremajaan Kultur Murni
diperoleh
sedikit
perbesaran
dan
perbandingan skala mikrometer okuler
Bakteri uji berupa Propionibacterium
dan mikrometer obyektif yang sesuai
Acnes. Stok biakan murni diambil satu ose
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
157
kemudian diinokulasikan dengan cara
konsentrasi emulgator masing- masing
menggoreskan
Fluid
Novemer 0,2%, Span-Tween 2%, dan
Thyoglycollate Agar (FTM Agar) miring,
Viscolam 2%. Dari ketiga sediaan krim
pada
medium
o
kemudian diinkubasikan pada suhu 37 C
yang dihasilkan, sediaan krim formula III
selama 24 jam.
menunjukkan organoleptis yang paling baik
Pembuatan Suspensi Kultur Murni
yakni krim berwarna putih, tekstur lembut,
Hasil peremajaan Propionibacterium Acnes
disuspensikan
dengan
larutan
dan bau khas. Hasil
pengamatan
setelah
garam fisiologis (NaCl 0,9 %).
penyimpanan
d. Pembuatan larutan uji
ketiga sediaan krim tidak mengalami
Sampel uji dibuat dengan konsentrasi
perubahan
dipercepat
uji
menunjukkan
organoleptis.
Hal
ini
0,1%, 0,5%, 1%. Dibuat dengan cara
menunjukkan bahwa
emulgator yang
ditimbang 100 mg kemudian dilarutkan
digunakan
mempertahankan
dengan 10 ml asam asetat 2%, kemudian
kestabilan krim selama penyimpanan. Evaluasi
diencerkan.
dengan e. Pengujian Sampel terhadap Bakteri Uji Suspensi
dapat
sebanyak
dilakukan
hantaran
listrik,
pengenceran, dan dispersi zat warna. Pengujian ini bertujuan untuk melihat
petri.
apakah krim tersebut memiliki tipe minyak
Kemudian dituangkan 15 ml medium Fluid
dalam air (o/w ) atau air dalam minyak
Thioglycollate Agar, dibuat homogen dan
(w/o).
dibiarkan memadat. Setelah itu paper disk
metode
yang telah ditetesi as. Asetat sebagai
bahwa ketiga krim memiliki tipe minyak
kontrol dan paper disk kosong diletakkan
dalam air (o/w), yang ditandai dengan
dalam cawan petri, lalu ditetesi paper disk
adanya hantaran listrik yang merupakan
(diameter 6 mm) kosong dengan krim,
sifat dari air. Pengujian dengan metode
pada konsentrasi 0,5%, 1%, dan 1,5%
pengenceran
masing-masing sebanyak 10 μl.Semua
menambahkan air pada sistem emulsi,
plate diinkubasi selama 24 jam pada suhu
dimana jika emulsi menjadi lebih encer
37 °C, diamati adanya aktivitas antimikroba
menandakan emulsi tersebut tipe minyak
yang ditandai oleh adanya zona hambatan
dalam air (o/w). Hasil pengujian dengan
pertumbuhan bakteri disekitar paper disk.
metode pengenceran menunjukkan emulsi
kedalam
cawan
20
metode
emulsi
μl
dimasukkan
bakteri
tipe
Hasil
pengujian
hantaran
menggunakan
listrik
menunjukkan
dilakukan
dengan
tersebut memiliki tipe o/w. Pengujian HASIL DAN PEMBAHASAN
dengan
a. Formulasi krim nanopartikel kitosan
dilakukan
metode dengan
dispersi
zat
warna
menambahkan
zat
diformulasi
warna metilen blue yang bersifat hidrofilik
menjadi tiga sediaan krim dengan variasi
ke dalam sistem emulsi. Jika sistem
Nanopartikel
kitosan
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
158
berwarna biru menandakan emulsi tersebut
Tabel
2.
memiliki tipe minyak dalam air (o/w). Hasil pengujian dengan metode ini menunjukkan
Formula
bahwa emulsi yang dibuat memiliki tipe o/w. Selengkapnya dalam gambar 5 dan 6
Hasil pengukuran viskositas krim nanopartikel kitosan
Sebelum
Setelah
penyimpanan
penyimpana
dipercepat
n dipercepat
(poise)
(poise)
FI
72,5
60,5
FII
70
80
FIII
75
70,5
Perubahan ini disebabkan karena selama penyimpanan krim mengikat air dari udara yang menyebabkan penurunan viskositas krim dan berakibat krim menjadi lebih encer. Ukuran tetes terdispersi tidak mengalami kenaikan selama penyimpanan Gambar 5. Uji hantaran listrik formula krim nanopartikel kitosan
(tabel 3), menandakan bahwa krim yang dihasilkan tidak membentuk globul yang merupakan
penyebab
ketidakstabilan
emulsi. Tabel 3. Ukuran tetes terdispersi krim nanopartikel kitosan Formul
Sebelum
Setelah
a
penyimpan
penyimpan
an
an
dilakukan meliputi pengukuran kekentalan,
dipercepat
dipercepat
tetes terdispersi, dan volume kriming. Pada
(µm)
(µm)
Gambar 6. Uji dispersi zat warna krim nanopartikel kitosan Evaluasi kestabilan fisik krim yang
uji kekentalan didapatkan hasil viskositas
FI
37,4
14,2
krim untuk formula I,II, dan III sebelum
FII
16,2
10,1
penyimpanan
FIII
13,0
12,4
72,5,
70,
dipercepat dan
75
berturut-turut
poise.
Setelah
penyimpanan dipercepat viskositas krim
Uji
untuk formula I, II, dan III berubah menjadi
sesudah
60,5
menunjukkan bahwa tidak terjadi kriming
,
80,
dan
70,5
selengkapnya pada tabel 2
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
poise.
Data
pada
volume
kriming
sebelum
penyimpanan
ketiga
krim
yang
dan
dipercepat
dihasilkan,
159
menandakan bahwa krim yang dibuat stabil
aktivitas
dari
nanopartikel
secara fisik.
sehingga
untuk
penelitian
b. Uji aktivitas antimikroba
disarankan untuk meneliti pengaruh bahan
Uji
aktivitas
antimikroba
krim
bertujuan
untuk
nanopartikel
kitosan
mengetahui
efektivitas
dihasilkan
krim
dalam
Propionibacterium
selanjutnya
tambahan formulasi terhadap aktivitas antimikroba krim nanopartikel kitosan.
yang
menghambat
acne.
kitosan,
KESIMPULAN
Pengujian
Berdasarkan
penelitian
yang
dilakukan dengan mengukur zona hambat
dilakukan, dapat disimpulkan bahwa ketiga
krim terhadap Propionibacterium acne.
formula krim yang dihasilkan stabil secara
Dari hasil penelitian diperoleh
fisik dan formula krim dengan emulgator
diameter
zona hambat krim nanopartikel kitosan
span
tween
(FII)
menunjukkan
paling besar pada formula II yaitu 13,46
penghambatan
mm. Selengkapnya dalam tabel 4.
Propionibacterium acnes dengan diameter
paling besar terhadap
zona hambat 13,46 mm Tabel 4. Diameter zona hambat krim nanopartikel kitosan Formula
Diameter zona
Rata-
hambat (mm)
rata (mm)
FI
11,90
11,47
11,30 11,20 FII
13,10
13,46
14,25 13,05 FIII
0
0
0 0
Hasil ini lebih kecil dibandingkan dengan
nilai
dimeter
zona
hambat
nanopartikel sebelum diformulasi, yaitu 15 mm.
Hal
tersebut
kemungkinan
disebabkan bahan-bahan tambahan yang digunakan dalam formulasi mempengaruhi
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
REFERENSI Dwi Wahyono. Ciri Nanopartikel Kitosan dan Pengaruhnya Pada Ukuran Partikel dan Efisiensi Penyaluran Ketoprofen [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. p.1. 2010. Gemala A. M, Suwondo, Elya F. Efektivitas Chitosan Kulit Udang Terhadap Nilai Gizi Tahu Sebagai Sumber Belajar Biologi dengan Model Pembelajaran DI(Direct Intruction) Pada Konsep Bioteknologi. Repository.Available as PDF File; p.2. 2013. Mariska.Isolasi Kitosan dari Limbah Cangkang Udang Windu (Paneus monodon) dan Uji Aktivitas Antibakteri Terhadap Propionibacterium acne (skripsi). Makassar: Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi. 2012. Mohanraj UJ and Y chen. Nanoparticles - A Review. Tropical Journal of Pharmaceutical Research 5(1); p.562. 2006.
160
Reski,A. Uji Aktivitas Antibakteri Nano Partikel Kitosan dari Cangkang Udang Windu (Penaeus monodon Fab.) Terhadap Bakteri Propionibacterium Acnes (skripsi). Makassar: Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi. 2013. Sutriyo, Joshita D, Indah R. Perbandingan Pelepasan Propanol Hidroklorida dari Matriks Kitosan, Etil Selulosa, dan Hidroksipropil Metal Selulosa. Majalah Ilmu Kefarmasian 2: 145153. 2005. Susi K. S. Pengaruh Derajat Deasetilasi Nano Kitosan Untuk Menyerap IonZn2+Dari Limbah Cair Industri Karet [skripsi]. Medan. Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Medan. p.13. 2009
JF FIK UINAM Vol.3 No.4 2015
161
