Article Details

PEMBENTUKAN DAN KARAKTERISASI KRISTAL CAIR KITOSAN SEBAGAI SISTEM PEMBAWA SEDIAAN TRANSDERMAL

Oleh   Rini Agustin [30714007]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Sundani Nurono;Dr. Lucy Dewi Nurhajati Sasongko, M.Si.;; Edy Giri Rachman Putra, Ph.D.
Jenis Koleksi : S3-Disertasi
Penerbit : Farmasi
Fakultas : Sekolah Farmasi (SF)
Subjek :
Kata Kunci : Kristal cair, kitosan, hidrokoloid, liotropik, birefringence, self assembly, order structure.
Sumber :
Staf Input/Edit : yana mulyana  
File : 1 file
Tanggal Input : 2021-02-04 09:57:49

Kristal cair (KC) adalah fase antara cairan dan padatan, oleh karena itu disebut juga mesofase. Pada fase ini zat mempunyai sifat mengalir seperti cairan tetapi mempunyai karakteristik susunan molekul yang rigid dan orientasi yang sama dengan kristal padatan. Zat yang dapat membentuk kristal cair disebut mesogen. Saat ini pemanfaatan kristal cair dalam kedokteran dan farmasi mulai berkembang, diantaranya sebagai pembawa obat dan kosmetika, untuk peningkatan kelarutan obat-obat yang sukar larut, kontrol pelepasan obat, dan stabilitas obat. Namun pengembangan yang telah diteliti dalam aplikasi farmasetika adalah dari mesogen surfaktan dan lipid serta molekul obat itu sendiri. Untuk kristal cair dari polimer, terutama polimer hidrokoloid masih terbatas, sehingga ini menjadi peluang untuk terus diteliti dan dikembangkan. Kitosan (CH) merupakan salah satu diantara polimer hidrokoloid alam yang memenuhi syarat sebagai pembentuk kristal cair (mesogen). Sifat dasar mesogen yang dimiliki CH yakni sebagai polimer ampifil dan anisotropik yang dapat melakukan penyusunan diri sendiri (self assembly), memungkinkan polimer ini untuk membentuk sistem kristal cair. Namun penelitian yang mengkaji pembentukan dan karakteristik kristal cair CH yang diaplikasikan dalam farmasi, seperti sebagai pembawa obat/kosmetik masih sangat terbatas. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk melakukan kajian dalam pembentukan kristal cair CH untuk aplikasi farmasetis sebagai sistem pembawa sediaan transdermal. Sebagai model obat digunakan kafein anhidrat dan natrium diklofenak. Penelitian diawali dengan pemeriksaan bahan baku CH meliputi karakteristik fisiko kimia, yaitu pemeriksaan habit kristal, difraksi sinar-X, analisis termal dengan DSC (Differential Scanning Calorymetry), dan penentuan berat molekul CH dengan kromatografi permeasi gel (gel permeation crhromatography/GPC). Kemudian dilanjutkan dengan skrining terhadap pembentukan sistem kristal cair CH sebagai kristal cair liotropik (dengan pelarut). Pelarut yang digunakan adalah beberapa larutan asam organik lemah, yaitu asam sitrat (CA), asam tartrat (TA), asam askorbat (ASC), asam laktat (LA) masing-masing 10 dan 20%. Variasi konsentrasi dalam rentang 5-20% b/b (interval 2,5%) dilarutkan dalam masing-masing pelarut tersebut, dihomogenkan dengan magnetic strirer pada suhu ruang selama 30 menit dalam vial tertutup rapat. Larutan tersebut dibiarkan selama 48 jam, sebelum dievaluasi. Sistem kristal cair dievaluasi menggunakan mikroskop polarisasi/PLM), DSC, Spektroskopi FTIR, dan SAXS (Small Angle X-ray Scattering). Hasil evaluasi diharapkan memberikan kesimpulan tentang perilaku dan karakteristik sistem kristal cair CH yang stabil yang nantinya diharapkan dapat diaplikasikan untuk sistem penghantaran gel topikal yang mengarah sebagai pengembangan sediaan gel transdermal. Selanjutnya dicari faktor pencetus (trigger) yang dapat meningkatkan kemampuan penyusunan diri sendiri (self assembly) dari CH sehingga dapat terbentuk sistem yang rigid dalam fase cair/gelnya. Faktor pencetus yang ditentukan adalah faktor fisika (suhu dan faktor mekanik) dan kimia. Gel CH dibuat dan diamati dengan suhu yang dinaikkan sampai 60?dan didinginkan kembali. Untuk mekanik, gel CH dijadikan film dengan alat pencetak film dan dibiarkan mengering pada suhu kamar. Natrium diklofenak dan kafein anhidrat masing-masing diaplikasikan ke dalam gel dan film, selanjutnya dikarakterisasi dengan mikroskop polarisasi, XRD dan SAXS. Pengaruh faktor kimia dilihat dengan melakukan modifikasi pada CH sebelum dijadikan gel untuk pembawa sediaan transdermal, yaitu membuat CH lebih hidrofobik dengan penambahan asam lemak, yakni asam palmitat. CHpalmitat yang terbentuk dijadikan sistem liotropik biner (dengan hanya mendispersikan dalam pelarut asam) dan sistem liotropik terner (mendispersikan dalam pelarut asam dan menambahkan minyak). Kedua sistem ini digunakan sebagai pembawa untuk sediaan transdermal dengan model obat kafein anhidrat dan natrium diklofenak. Hasil pemeriksaan bahan baku CH menunjukkan padatan semikristalin dengan habit tidak beraturan, berat molekul 145±3,94 kDa dengan puncak karakteristik CH yang spesifik pada 2?=10,76° dan 20,69° berdasarkan hasil konfirmasi FTIR, XRD, dan DSC dan GPC. Hasil skrining pembentukan kristal cair CH pada variasi asam dan pH menunjukkan adanya birefringence CH yang terbentuk dalam CA, TA, ASC, dan LA masing-masing 10 dan 20% dengan pH akhir sistem ada pada rentang 2,5-4,5. CH akan larut dalam asam organik encer pada pH dibawah pKa CH (pKa 6,3) dan dapat membentuk gel pada pH yang lebih rendah. Pada peningkatan konsentrasi CH diatas pH terbentuknya gel tersebut (c*), CH akan bisa membentuk sistem kristal cair yang ditunjukkan dengan adanya birefringence pada mikroskop polarisasi. Karakterisasi dilakukan dengan polarisasi mikroskop untuk menentukan c* (konsentrasi terendah di mana birefringence muncul dari transisi fase kristal isotropik-cair). c* CH adalah 10-17,5% b/b pada 10 dan 20% CA, TA, ASC dan LA dengan pH akhir sistem dalam kisaran 2,9-4,4. Pada penelitian selanjutnya digunakan CA dan TA karena sistemnya lebih stabil dibandingkan dengan menggunakan LA dan ASC. Hasil SAXS dari hidrogel CH dalam CA dan TA menunjukkan struktur hidrogel belum menunjukkan keteraturan (order structure), namun sudah menunjukkan adanya domain yang bisa ditentukan ukurannya, dimana secara umum semakin tinggi konsentrasi CH, semakin terbentuk domain tersebut. Jari-jari domain yang terbentuk di wilayah 1