PENGARUH PENAMBAHAN PEG 400 DAN MENTOL TERHADAP PELEPASAN SENYAWA POLIFENOL EKSTRAK DAUN SIRIH (Piper betle L.) DALAM PATCH MUKOADHESIF BERBAHAN METHOSEL® A15 SECARA IN-VITRO
Skripsi
PUTU EKA MASMITHA UTAMI DEWI 1208505096
JURUSAN FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2016 i
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Penambahan PEG 400 Dan Mentol Terhadap Pelepasan Senyawa Polifenol Ekstrak Daun Sirih (Piper Betle L.) Dalam Patch Mukoadhesif Berbahan Methosel® A15 Secara In-Vitro” Tugas Akhir I ini diajukan sebagai syarat untuk melanjutkan ke-tugas akhir II di Jurusan Farmasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana. Penulisan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1.
Tuhan Yang Maha Esa atas segala kekuatan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.
2.
Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.
3.
Dr. rer. nat. I Made Agus Gelgel Wirasuta, M.Si., Apt., selaku Ketua Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana
4.
Eka Indra Setyawan, S.Farm., M.Sc., Apt., selaku dosen pembimbing I yang telah membantu dan sangat sabar dalam membimbing serta tak hentinya memberikan semangat dan dukungan hingga akhir penyusunan skripsi ini.
5.
Putu Oka Samirana, S.Farm., M.Sc., Apt selaku dosen pembimbing II yang juga telah banyak membimbing serta memberikan semangat dan dukungan demi kelancaran penyusunan skripsi ini.
iii
6.
Seluruh dosen pengajar beserta staf/pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana yang telah banyak membantu penulis, terutama para staf yang telah banyak membantu dalam hal pengurusan surat dan kelengkapan administratif lainnya.
7.
Para staf laboratorium, Kak Pasek, Kak Anggi dan Mbok Dwik yang telah memberikan motivasi dan dorongan selama penyusunan skripsi ini.
8.
Kedua orang tua penulis, I Made Suparka Alm. dan Ni Wayan Eli Suciati yang tak pernah hentinya memberi doa, dukungan dan semangat demi kelancaran penyusunan skripsi ini.
9.
Adik penulis, I Made Dwi Satria Pramartha beserta keluarga besar tersayang yang selalu mendukung dan memberikan semangat bagi penulis.
10. Anjing tersayang “Sitsu” yang selalu memberi hiburan dan menemani siang dan malam dalam penyusunan proposal ini. 11. Sahabat-sahabat seperjuangan satu team, Pasek, Gek in, Unik, dan Pebri, yang telah menjadi teman diskusi dan selalu memberikan motivasi selama penyusunan proposal ini.. 12. Para sahabat-sahabat penulis yaitu keluarga besar Dioscuri Higeia yang memberi semangat, motivasi dan keceriaan selama proses penyelesaian skripsi ini dan yang telah berjuang bersama penulis. 13. Seluruh teman-teman Jurusan Farmasi Fakultas MIPA Universitas Udayana, dari adik tingkat sampai kakak tingkat yang selalu memberi dukungan dan saran dalam penyelesaian penelitian skripsi ini. 14. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
iv
Penulis sepenuhnya menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi karya yang lebih baik di masa yang akan datang. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Denpasar, Juni 2016
Penulis
v
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL..........................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ...............................................................................
ii
KATA PENGANTAR .......................................................................................
iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL ..............................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................
xi
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH ......................................................... xii ABSTRAK ......................................................................................................... xiii ABSTRACT ....................................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ......................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah.................................................................................
4
1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................
4
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Morfologi dan System Penghantaran Obat Bukal ................................
6
2.2 Mukoadhesif .........................................................................................
9
2.2.1 Mekanisme mukoadhesif .............................................................
9
2.3 Sistem Patch ......................................................................................... 11 2.3.1 Sistem membran .......................................................................... 12 2.3.2 Sistem matriks ............................................................................. 12 2.4 Permeation Enhancer ........................................................................... 13 2.5 Pengujian Pelepasan Obat .................................................................... 14 2.5.1 Pengujian pelepasan obat tanpa membran ................................... 14 2.5.2 Pengujian pelepasan obat dengan membran ................................ 14 2.6 Simplex Lattice Design (SLD) .............................................................. 15 2.7 Monografi Bahan .................................................................................. 17 2.7.1 Sirih (Piper betle L.) .................................................................... 17
vi
2.7.2 Methosel A15 ............................................................................... 19 2.7.3 Polietilenglikol 400 (PEG 400) ................................................... 20 2.7.4 Menthol ........................................................................................ 20 2.8 Penetapan Kadar Total Polifenol .......................................................... 21 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian ........................................................................... 23 3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................................ 23 3.3 Bahan Penelitian ................................................................................... 24 3.4 Alat Penelitian ...................................................................................... 24 3.5 Variabel Penelitian ............................................................................... 25 3.5.1 Variabel bebas................................. ............................................ 25 3.5.2 Variabel terikat ............................................................................ 25 3.6 Prosedur Penelitian ............................................................................... 25 3.6.1 Determinasi tanaman ................................................................... 25 3.6.2 Ekstraksi daun sirih (Piper Betle L.) ........................................... 25 3.6.3 Uji Kandungan Polifenol ............................................................. 26 3.6.4 Penetapan kadar total polifenol ................................................... 26 a. Pembuatan Reagen Asam Galat dan Na2CO3 ........................ 27 b. Penentuan Kadar Total Polifenol ........................................... 27 c. Penetapan Kadar Polifenol Total dalam ekstrak .................... 28 3.6.5 Pembuatan formula matriks patch mucoadhesif .......................... 28 a. Pembutan Ekstrak Etanol Daun Sirih 10% (b/v) ................... 28 b. Pembuatan Larutan Methosel A15 ......................................... 28 c. Pembuatan Larutan Menthol 1% (b/v) .................................. 29 d. Pembuatan Matriks Patch Mukoadhesif................................. 29 3.6.6 Uji pelepasan senyawa pollifenol secara In-Vitro ....................... 29 a. Pembuatan Larutan Dapar Fospat Salin pH 7,4 ..................... 30 b. Uji Pelepasan Senyawa Polifenol ........................................... 30 3.7 Analisis Data ........................................................................................ 30 3.8 Penentuan Formula Optimum .............................................................. 31 3.9 Verivikasi Formula Optimum ............................................................. 31
vii
3.10 Skema Kerja Penelitian ...................................................................... 32 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Determinasi Tanaman Sirih ................................................................. 33 4.2 Pembuatan Ekstrak Etanol Daun Sirih ................................................. 33 4.3 Uji Senyawa Polifenol ......................................................................... 35 4.4 Penetapan Kadar Polifenol ................................................................... 36 4.4.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum ............................... 37 4.4.2 Penentuan Operating time ........................................................... 38 4.4.3 Pembuatan kurva baku asam galat dengan Folin-Ciocalteau ..... 39 4.4.4 Penetapan kadar polifenol total dalam ekstrak............................ 40 4.5 Pembuatan Patch Mukoadhesif ........................................................... 41 4.6 Uji Pelepasan Senyawa Polifenol Secara In-Vitro ............................... 42 4.7 Penentuan Formula Optimum .............................................................. 45 4.8 Verivikasi Formula Optimum .............................................................. 47 4.9 Penentuan Profil dan Kecepatan Pelepasan (Fluks) ............................. 47 BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ........................................................................................... 50 5.2 Saran .................................................................................................. 50 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51 LAMPIRAN ........................................................................................................ 57
viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Formula Matriks Patch Mukoadhesif ................................................ 29 Tabel 3.2 Tabel Jadwal Penelitian ...................................................................... 34 Tabel 4.1.Kurva Baku Asam Galat ..................................................................... 38 Tabel 4.2 Data Hasil Operating Time ................................................................. 39 Tabel 4.3 Kurva Baku Asam Galat ..................................................................... 39 Table 4.4 Hasil persen disolusi efisiensi (%DE) ke-8 RUN patch ..................... 42 Table 4.5 Model Persamaan Pelepasan Obat ...................................................... 48
ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Skema absorpsi kinetik pada penghantaran obat mukoadhesif ...... 7 Gambar 2.2 Desain sistem sediaan patch ........................................................... 12 Gambar 2.3 Sistem matriks patch transdermal ................................................... 13 Gambar 2.4 Sel Difusi Franz .............................................................................. 15 Gambar 2.5 Tanaman sirih ................................................................................. 17 Gambar 2.6 Struktur molekul Methosel ............................................................. 19 Gambar 2.7 Struktur Molekul PEG 400 ............................................................. 20 Gambar 2.8 Struktur molekul Menthol .............................................................. 20 Gambar 2.9 Reaksi Folin-Ciocalteu dengan Senyawa Fenol ............................. 22 Gambar 4.1 Reaksi Fenol dengan FeCl3............................................................. 36 Gambar 4.2. Reaksi Folin-Ciocalteu dengan Senyawa Fenol ............................ 37 Gambar 4.3. Kurva Baku Seri Konsentrasi Asam Galat ..................................... 40 Gambar 4.4. Grafik Hubungan antara Komposisi PEG 400 dan Mentol terhadap pelepasan senyawa polifenol dalam patch mukoadhesif ekstrak etanol daun sirih (Piper betle L.) .................................................... 43 Gambar 4.5. Grafik Hubungan antara komponen PEG 400 dan Mentol terhadap nilai Desirability Formula Optimal ............................................... 46
x
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Determinasi Tanaman Sirih .............................................................. 57 Lampiran 2 Hasil Fisik Patch Mukoadhesif .......................................................... 58 Lampiran 3. Pembuatan Kurva Baku Asam Galat ................................................ 59 Lampiran 4. Penentuan Kadar Polifenol Ekstrak Etanol Piper betle L ................ 60 Lampiran 5. Tabel Pelepasan Polifenol 8 RUN Patch Mukoadhesif .................... 61 Lampiran 6. Analisis Hasil Observasi Respon Percobaan .................................... 62 Lampiran 7. Persamaan model Spesial Cubic dengan ANOVA ........................... 63 Lampiran 8. Lack of Fit Tests ............................................................................... 64 Lampiran 9. Uji ANOVA ...................................................................................... 65 Lampiran 10. Normal Plot Residual ..................................................................... 66 Lampiran 11. Kurva cooks distance ...................................................................... 67 Lampiran 12. Analisis Cook’s Dstance ................................................................. 68 Lampiran 13. Hasil Prediksi Formula Optimal ..................................................... 69 Lampiran 14. Point Prediction.............................................................................. 70 Lampiran 15. Ferivikasi Formula Optimal ........................................................... 71 Lampiran 16. Hasil Prediksi Model Formula Optimal ......................................... 72
xi
DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH
ANOVA
: Analysis of Variance.
Backing layer
: Lapisan yang melindungi tekanan dari luar terhadap patch.
DE
: Difusi efisiensi
EAG
: Equifalen asam galat
Eksipien
: Bahan tambahan.
Fluks
: Kecepatan pelepasan
Matriks
: Lapisan yang merupakan bagian dari patch.
Mukoadhesif
: Sistem pengantaran obat melalui mukosa mulut
Patch
: Salah satu bentuk sediaan transdermal berupa plester adhesif yang mengandung bahan obat yang diaplikasikan pada permukaan kulit untuk menghantarkan zat aktif melalui mekanisme pelepasan berdasarkan waktu dan dosis melalui kulit kedalam aliran darah
Permeation enhancer : Eksipien dari patch yang dapat meningkatkan penetrasi obat melalui kulit. Plasticizer
: Yang membuat sediaan menjadi elastis.
Permeabilitas
: Suatu sifat atau kemampuan dari suatu membran untuk dapat dilewati oleh suatu zat.
Reservoir
: Lapisan pada patch yang mengandung senyawa aktif.
Run
: Perlakuan atau urutan pembuatan formula
Stabilizer
: Agen penstabil.
Transdermal
: Sistem penghantaran obat melalui kulit.
Ulser
: Luka terbuka dari kulit atau jaringan mukosa yang memperlihatkan disintegrasi dan nekrosis jaringan sedikit demi sedikit
xii
ABSTRAK Patch mukoadhesif merupakan sistem penghantaran obat menuju sirkulasi sistemik dimana obat diletakan pada mukosa gusi atau membran pipi bagian dalam menggunakan suatu polimer untuk mengontrol pelepasan obat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi pemakaian PEG 400 sebagai plasticizer dan Mentol sebagai permeation enhencher terhadap pelepasan senyawa polifenol ekstrak etanol daun sirih (Piper betle L.) dalam patch mukoadhesif berbahan Methocel® A15 serta untuk mengetahui komposisi PEG 400 dan Mentol yang menghasilkan pelepasan senyawa polifenol paling optimal. Daun sirih diekstraksi dengan metode maserasi dengan etanol 96% dan diperoleh rendemen sebesar 11,37% dengan kadar polifenol sebesar 57,2 mg EAG/g ekstrak. Pengaruh PEG 400 dan Mentol pada patch mukoadhesif ekstrak etanol daun sirih yang diuji dengan simplex lattice design dengan memasukkan respon persen disolusi efisiensi (%DE) menghasilkan persamaan special cubic yang sesuai dengan hasil observasi yaitu y=4,40674(A) +5,05156(B)+4,92658(AB)+4,01144AB(A-B). Hasil analisis ANOVA menyatakan nilai probabilitas sebesar 0,0223 (p<0,05) yaitu berbeda signifikan antara formula satu dengan lainnya. Pada hasil verifikasi formula optimal hasil prediksi dengan hasil observasi dilakukan replikasi sebanyak 3 kali diperoleh respon nilai p-Value sebesar 0,620. Nilai koefisien korelasi (R) 0.963 dari formula optimal dihasilkan oleh persamaan Korsmeyer Peppas dengan kecepatan pelepasan (fluks) diperoleh sebesar 1.613 mg/jam cm2. Dari hasil analisis diketahui mekanisme pelepasan obat terjadi melalui relaksasi, dimana difusi lebih cepat dibanding relaksasi. Komponen PEG 400 dan Mentol bekerja sinergis memberikan pengaruh yang positif terhadap pelepasan senyawa polifenol pada patch mukoadhesif. Hasil formula optimal diperoleh komposisi PEG 400 dan Mentol yaitu sebesar 1,4:0,6 mL dengan prediksi persen disolusi efisiensi (%DE) 16,03% dengan nilai desirability 1. Kata kunci: Piper betle L., PEG 400, Mentol, matriks patch mukoadhesif
xiii
ABSTRACT Muchoadhesive patch is systemic circulation drug delivery system. Drug form is placed on gingival or bucal mucosal. The drug release is controlled by polymer. the aim of this research to found the effect of PEG 400 as plasticizer and Menthol as permeation enhancer to release of polyphenol compound and to found the composition of PEG 400 and Menthol that give optimum polyphenol release. Piper betle is extracted by maceration method and ethanol 96% is used as the solution. The rendemen of its is 11,37% with polyphenol total is 57,2 mg EGA/g extract. Simplex Lattice Design (SLD) is used to determine the effect of PEG 400 and Menthol by placed the response of Efficiency Disolution percent (%DE). The result of its is special cubic equation, y=4,40674(A) +5,05156(B)+4,92658(AB)+4,01144AB(A-B). ANOVA test show the probability value of its equation is 0,0223 (p<0,05) with 3 replicate. The result mean the response of each formula is significantly different. Verification of the optimum formula give p-value 0,620 (p>0,05), so the predicted %DE and observation %DE is not differ significantly. Correlation coefficient value (R) optimum formula that get from Korsmeyer Peppas equation is 0.963. The flux of its is 1,613 mg/jam.cm2. Analysis result show that release mechanism is following relaxation which diffusion faster than relaxation PEG 400 and Menthol Component synergistic give positive increase effect to the polyphenol release of mucoadhesive patch. the result show optimum formula is given by composition of PEG 400 and Menthol (1,4:0,6), that predicted will give %DE by 16,03% with desirability value is 1. Keyword : Piper betle L., PEG 400, Menthol, matrix patch muchoadhesive
xiv
