Konsep Fisika Dalam Dunia Farmasi "Kelarutan dan Disolusi Obat"

DISUSUN OLEH

A. Mutia Herawaty

NIM. 12.201.0220

KELAS T.12

Dosen

ESRA J SINAMBELLA

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS INDONESIA TIMUR

MAKASSAR 2013

Fisika Dasar Konsep Fisika Dalam Farmasi : Kelarutan dan Disolusi Obat

2

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ilmu fisika telah digunakan dan diterapkan oleh manusia berabad-abad

sebelum Masehi. Catatan sejarah menyabutkan bahwa perkembangan ilmu fisika

dimulai sekitar 2400 SM, ketika kebudayaan Harappan menggunakan suatu benda untuk

memperkirakan sudut bintang di angkasa. Sejak saat itu, ilmu fisika telah berkembang

dengan sangat pesat dan penerapannya pun tidak hanya pada ilmu fisika itu sendiri.

Penerapan ilmu fisika telah berkembang seiring dengan berkembangnya

ilmu tersebut. Berbagai disiplin ilmu kini juga berkaitan dengan fisika dan embutuhkan

ilmu fisika , baik secara langsung maupun tidak langsung. Salah satu contohnya yaitu

keterkaitan antara ilmu fisika dengan dunia farmasi. Keterkaitan tersebut dapat

ditunjukkan pada salah satu sifat fisika, yaitu kelarutan dengan ilmu farmasi. Pada

penerapannya pun, kelarutan memegang peranan penting karena berkaitan dengan

berbagai bentuk sediaan dan formulasi obat.

Oleh karena itu, ilmu fisika sangat penting untuk dipahami. Hal ini sangat

penting dalam penerapannya untuk mendukung seorang farmasis menghasilkan produk

farmasi dengan konsistensi yang baik dan dengan kualitas terjamin.

1.2 Rumusan Masalah

Apakah terdapat hubungan antara ilmu fisika dengan farmasi?

Bagaimanakah aplikasi imu fisika dalam dunia farmasi ?

1.3 Tujuan Penulisan

Untuk mengetahui hubungan antara ilmu fisika dengan farmasi.

Untuk mengetahui penerapan ilmu fisika dalam proses disolusi obat.


3

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Kelarutan

Berasal dari kata dasar “larut” yang memiliki beragam definisi baik secara

kualitatif maupun kuantitatif. Namun ringkasan dari berbagai sumber, definisi larut

sangatlah sederhana, yaitu dispersi molekuler dari suatu zat dalam sutu medium.

Dengan demikian, larutan musti terdiri dari dua komponen utama, yaitu zat yang terlarut

(solut) dan medium (solven). Sedangkan ukuran suatu zat dapat melarut dalam suatu

medium dinamakan kelarutan.

Mengapa seorang farmasis harus mempelajari kelarutan? Seberapa besarkah

pengaruh kelarutan di bidang farmasi?

Mengapa begitu banyak sediaan tablet parasetamol, bukankah akan lebih

cepat parasetamol menurunkan demam jika dibuat dalam sediaan injeksi?! Di sisi lain,

mengapa asetosal tidak dibuat dalam sediaan sirup? Tidak bisakah omega-3 dibuat

sediaan sirup karena emulsi membuatnya tampak kurang menarik?

Mempelajari kelarutan bukan sekedar mengamati hilangnya gula pasir

ketika ibu membuatkan secangkir teh manis untuk ayah. Pertanyaan yg mestinya

muncul adalah mengapa airnya harus panas (tanpa mempedulikan memang teh lebih

sedap dihidangkan panas-panas) dan mengapa juga harus repot-repot mengaduknya?

Apakah memang ada hubungan antara suhu dan pengadukan terhadap kelarutan?

Kelarutan juga sangat berpengaruh terhadap “perjalanan” obat di dalam

tubuh. Jika obat tidak dapat larut dalam air maka akan sangat sulit baginya untuk

terdisolusi dari sediaannya. Sedangkan jika tidak mampu melarut dalam lipid maka akan

terhambat proses absorbsinya. Dengan demikian obat seharusnya memiliki kedua sifat

baik lipofil maupun hidrofil.

Teori kelarutan dlm Farmasi, berkaitan dengan:

1. Pembuatan sediaan farmasi; injeksi, tetes mata, potio dan aerosol


4

2. Proses pemurnian

3. Memberikan informasi ttg sifat fisika kimia obat, adanya interaksi antar

komponen obat, lipofilisitas, rancangan obat (Log P)

4. Proses disolusi dan absorbsi obat

5. Gambaran profil farmakokinetika obat

II.2 Disolusi Obat

Disolusi didefinisikan sebagai proses dimana suatu zat padat masuk ke dalam

pelarut menghasilkan suatu larutan. Secara sederhana, disolusi adalah proses dimana zat

padat melarut. Secara prinsip dikendalikan oleh afinitas antara zat padat dengan pelarut.

Dalam penentuan kecepatan disolusi dari berbagai bentuk sediaan padat terlibat

berbagai proses disolusi yang melibatkan zat murni. Karakteristik fisik sediaan, proses

pembasahan sediaan, kemampuan penetrasi media disolusi ke dalam sediaan, proses

pengembangan, proses ddisintegrasi, dan degradasi sediaan, merupakan sebagaian dari

faktor yang mempengaruhi karakteristik disolusi obat dari sediaan.

Suatu bahan obat yang diberikan dengan cara apapun dia harus memiliki daya

larut dalam air untuk kemanjuran terapeutiknya. Senyawa-senyawa yang relatif tidak

dapat dilarutkan mungkin memperlihatkan absorpsi yang tidak sempurna, atau tidak

menentu sehingga menghasilkan respon terapeutik yang minimum. Daya larut yang

ditingkatkan dari senyawa-senyawa ini mungkin dicapai dengan menyiapkan lebih

banyak turunan yang larut, seperti garam dan ester dengan teknik seperti mikronisasi

obat atau kompleksasi.

Sifat-sifat kimia, fisika, bentuk obat dan juga fisiologis dari sistem biologis

mempengaruhi kecepatan absorbsi suatu obat dalm tubuh. Oleh karena itu konsentrasi

obat, bagaimana kelarutannya dalam air, ukuran molekulnya, pKa dan ikatan proteinnya

adalah faktor-faktor kimia dan fisika yang harus dipahami untuk mendesain suatu

sediaan. Hal ini meliputi faktor difusi dan disolusi obat.


5

Pada saat suatu sediaan obat masuk ke dalam tubuh, selanjutnya terjadi proses

absorbsi ke dalam sirkulasi darah dan akan didistribusikan ke seluruh cairan dan

jaringan tubuh. Apabila zat aktif pada sediaan obat tersebut memiliki pelarut yang cepat,

berarti efek yang ditimbulkan juga akan semakin cepat, begitu juga sebaliknya.

Pelepasan dari bentuk-bentuk sediaan kemudian diabsorbsi dalam tubuh dan

dikontrol oleh sifat fisika, kimia obat dan bentuk obat yang diberikan dan juga fisiologis

dari sistem biologis. Konsentrasi obat, kelarutan dalam air, ukuran molekul, bentuk

kristal, pKa dan ikatan protein adalah faktor-faktor fisika dan kimia yang harus

dipahami untuk mendesain pemberian yang menunjukkan suatu karakteristik terkontrol.

Lepasnya suatu obat dari sistem pemberian meliputi faktor disolusi dan difusi.

Proses pelarutan tablet melalui proses disolusi yaitu melarutnya senyawa aktif

dari bentuk sediaannya (padat) ke dalam media pelarut. Setelah obat dalam larutan,

selanjutnya terjadi proses absorbsi ke dalam darah dan di bawa ke seluruh cairan dan

jaringan tubuh. Apabila zat aktif memiliki kecepatan pelarut yang cepat, berarti efek

yang ditimbulkan juga semakin cepat, begitu pula sebaliknya.

Lepasnya suatu obat dari sistem pemberian meliputi faktor disolusi dan

difusi. Laju disolusi adalah sebagai salah satu faktor yang meliputi dan mempengaruhi

pelepasan obat.

Dalam USP cara pengujian disolusi tablet dinyatakan dalam masing-masing

monografi obat. Pengujian merupakan alat yang objekif dalam menetapkan sifat disolusi

suatu obat yang berada dalam tubuhsangat besar tergantung pada adanya obat dalam

keadaan melarut. Karakteristik disolusi biasa merupakan sifat yang penting dari produk

obat yang memuaskan

Setiap tablet harus memenuhi persyaratan seperti yang terdapat di dalam

monografi untuk kecepatan disolusi.

Pada pengujian disolusi dan penentuan bioavailabilitas dari obat dengan

bentuk sediaan padat menuju pada pendahuluan dari sistem yang sempurna bagi analisa

dan pengujian disolusi tablet. Uji disolusi memperhatikan fasilitas modern untuk


6

mengontrol kualitas, digunakan untuk menjaga terjaminnya standar dalam produksi

tablet.

Uji disolusi untuk mengetahui terlarutnya zat aktif dalam waktu tertentu

menggunakan alat disolution tester. Kriteria penerimaan menurut FI IV adalah:

TINGKAT

PENGUJIAN

JUMLAH

YANG DIUJI

KRITERIA PENERIMAAN

S1 6 Tiap unit ≥ Q +5%

S2 6 Rata-rata dari ke 12 unit sediaan (S1+S2) ≥ Q dan tidak satu unit

pun < Q-15%

S3 12 Rata-rata dari 24 unit sediaan (S1+S2+S3)≥ Q tidak lebih dari 2

unit sediaan < Q-15% dan tidak satu unit pun <Q-25%

Kecepatan Pelarutan

Secara sederhana kecepatan pelarutan didefinisikan sebagai jumlah zat

yang terlarut dari bentuk sediaan padat dalam medium tertentu sebagai fungsi waktu.

Dapat juga diartikan sebagai kecepatan larut bahan obat dari sediaan farmasi atau granul

atau partikel-partikel sebagai hasil pecahnya bentuk sediaan obat tersebut setelah

berhubungan dengan cairan medium. Dalam hal tablettent bias diartikan sebagai mass

transfer, yaitu kecepatan pelepasan obat atau kecepatan larut bahan obat dari sediaan

tablet ke dalam medium penerima. Penelitian tentang disolusi telah dilakukan oleh

Noyes Whitney dan dalam penelitiannya diperoleh persamaan yang mirip hokum difusi

dari Fick :

dc/dt = DAK (Cs-C)

h

dimana :

dc/ct : laju pelarutan obat

D : tetapan laju difusi

A : luas permukaan partikel


7

Cs : kadar obat dalam “stagnant layer”

C : konsentrasi obat dalam bagian terbesar pelarut

K : koefisien partisi munyak/air

h : tebal “stagnant layer”

Dari persamaan di atas terlihat bahwa kinetika pelarutan dapat dipengaruhi

oleh sifat fisikokimia, formulasi, dan pelarut.

Banyak cara untuk mengungkapkan hasil kecepatan pelarutan suat zat atau

sediaan. Selain persamaan di atas cara lain untuk mengungkapkan pelarutan adalah

sebagai berikut :

1. Metode Klasik

Metode ini dapat menunjukkan jumlah zat aktif yang terlarut pada waktu t, yang

kemudian dikenal dengan T-20, T-50, T-90, dan sebagainya. Karena dengan metode ini

hanya menyebutkan 1 titik saja, maka proses yang terjadi di luar titik tersebut tida

diketahui. Titik terebut menyatakan jumlah zat aktif yang terlarut pada waktu tertentu.

2. Metode Khan

Metode ini kemudian dikenal dengan konsep dissolution efficiency (DE)area di bawah

kurva disolusi di antara titik waktu yang ditentukan.

Beberapa eneliti mensyaratkan bahwa penggunaan DE sebaiknya mendekati 100% zat

yang terlarut. Keuntungan metode ini adalah :

1. Dapat menggambarkan seluruh proses percobaan yang dimaksud dengan harga

DE

2. Dapat menggambarkan hubungan antara percobaan in vitro dan in vivo karena

penggambaran dengan cara DE ini mirip dengan cara penggambaran pecobaan

in vivo


8

3. Metode linierisasi kurva kecepatan pelarutan dengan menggunakan sebagai contoh

persamaan wagner

Berdasarkan pada asumsi sebagai berikut :

a. kondisi percobaan harus dalam keadaan sink yaitu Cs>>>C

b. proses pelarutan mengikuti orde I

c. luas permukaan spesifik (S) turun secara eksponensial fungsi waktu

d. kondisi proes pelarutannya non reaktif

Alat Uji Disolusi Farmakope

Uji disolusi hamper di semua negar telah mengikuti kriteria dan peralatan

yang sama. Sedangkan metode dan peralatan secara rinci dinyatakan dalam masing-

masing farmakope, seperti jecepatan pengadukan, komposisi volume media dan ukuran

mesh dapat bervariasi untuk monografi individu obat dan masing-masing farmakope.

Alat Uji Disolusi 1 dan

Cara pertama yang diuraikan dalam Farmakope Indonesia adalah cara

keranjang yang menggunakan pengaduk jenis keranjang dan cara yang kedua adalah

cara dayung yang menggunakan pengadukan.

Disolusi suatu kapsul atau tablet adalah jumlah atau persen zat berkhasiat

dari suatu sediaan padat yang terlarut pada suatu waktu tertentu dalam kondisi baku

yaitu pada suhu, kecepatan pengadukan dan komposisi media tertentu . Uji disolusi

merupakan suatu parameter penting dalam pengembangan produk dan pengendalian

mutu obat. Kecepatan disolusi yang dinyatakan dalam prosen persatuan waktu , adalah

suatu karakteristik mutu yang penting dalam menilai mutu obat yang digunakan peroral

untuk mendapatkan efek sistemik.

Laju disolusi obat secara in vitro dipengaruhi beberapa faktor, antara lain:


9

1. Sifat fisika kimia obat

Sifat fisika kimia obat berpengaruh besar terhadap kinetika disolusi. Luas permukaan

efektif dapat diperbesar dengan memperkecil ukuran partikel. Laju disolusi akan

diperbesar karena kelarutan terjadi pada permukaan solut. Kelarutan obat dalam air

juga mempengaruhi laju disolusi. Obat berbentuk garam, pada umumnya lebih

mudah larut dari pada obat berbentuk asam maupun basa bebas. Obat dapat

membentuk suatu polimorfi yaitu terdapatnya beberapa kinetika pelarutan yang

berbeda meskipun memiliki struktur kimia yang identik. Obat bentuk kristal secara

umum lebih keras, kaku dan secara termodinamik lebih stabil daripada bentuk amorf,

kondisi ini menyebabkan obat bentuk amorf lebih mudah terdisolusi daripada bentuk

kristal (Shargel dan Yu, 1999).

2. Faktor formulasi

Berbagai macam bahan tambahan yang digunakan pada sediaan obat dapat

mempengaruhi kinetika pelarutan obat dengan mempengaruhi tegangan muka antara

medium tempat obat melarut dengan bahan obat, ataupun bereaksi secara langsung

dengan bahan obat. Penggunaan bahan tambahan yang bersifat hidrofob seperti

magnesium stearat, dapat menaikkan tegangan antar muka obat dengan medium

disolusi. Beberapa bahan tambahan lain dapat membentuk kompleks dengan bahan

obat, misalnya kalsium karbonat dan kalsium sulfat yang membentuk kompleks tidak

larut dengan tetrasiklin. Hal ini menyebabkan jumlah obat terdisolusi menjadi lebih

sedikit dan berpengaruh pula terhadap jumlah obat yang diabsorpsi (Shargel dan Yu,

1999)

3. Faktor alat dan kondisi lingkungan

Adanya perbedaan alat yang digunakan dalam uji disolusi akan menyebabkan

perbedaan kecepatan pelarutan obat. Kecepatan pengadukan akan mempengaruhi

kecepatan pelarutan obat, semakin cepat pengadukan maka gerakan medium akan

semakin cepat sehingga dapat menaikkan kecepatan pelarutan. Selain itu temperatur,

viskositas dan komposisi dari medium, serta pengambilan sampel juga dapat


10

mempengaruhi kecepatan pelarutan obat (Swarbrick dan Boyland, 1994b; Parrott,

1971).

Semua tablet dalam USP harus melalui pengujian disolusi yang dilakukan secara

resmi yang dilakukan in vitro dengan alat uji khusus. Secara singkat alat ini terdiri

dari rak keranjang yang dipasang berisi 6 gelas (Chamber), alat yang digunakan ada

dua cara yaitu alat dayung yang diputar untuk melarutkan obat/tablet, dan metode

kedua dengan cara keranjang yang ujungnya terbuka, siikat secara vertical di atas

latar belakang dari kawat steinless yang berupa ayakan dengan ukuran mesh,

keranjang ini dinaik turunkan permenit.

Uji disolusi dilakukan supaya komponen obat sepenuhnyya tersedia untuk diabsorpsi

dalam saluran pencernaan, maka tablet harus hancur dan melepaskan obatnya ke

dalam cairan tubuh untuk dilarutkan. Daya hancur tablet juga penting untuk

mengandung bahan obat seperti antasida dan anti diare.


11

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Pada proses disolusi obat terdapat banyak kaitan terhadap ilmu fisika,

terutama kelarutan suatu zat. Kelarutan suatu zat dalam pelarut tertentu merupakan sifat

fisika. Dimana pengertian kelarutan itu sendiri adalah dispersi molekuler dari suatu zat

dalam satu medium. Sedangkan pada disolusi obat, peranan dan pengaruh kelarutan

sangat penting karena sangat berpengaruh terhadap “perjalanan” obat di dalam tubuh.

Jika obat tidak dapat larut dalam air maka akan sangat sulit baginya untuk terdisolusi

dari sediaannya. Sedangkan jika tidak mampu melarut dalam lipid maka akan terhambat

proses absorbsinya. Dengan demikian obat seharusnya memiliki kedua sifat baik lipofil

maupun hidrofil.

Hal ini menunjukkan bahwa ilmu fisika memiliki kaitan yang besar dengan

dunia farmasi, baik dalam pembuatan sediaan ataupun alat yang digunakan serta tehnik

pembuatan sediaan. Kaitan disolusi obat dengan kelarutan hanya satu dari sekian

banyak contoh kaitan ilmu fisika dalam dunia farmasi.

III.2 Saran

Kami sangat mengharapkan agar ibu dosen akan membahas lebih jauh

penerapan serta kaitan ilmu fisika dalam dunia farmasi sehingga kami semakin mengerti

konsep dasar farmasi. Dan dari pembaca yang memiliki informasi lain tentang fisika

farmasi ini, juga diharapkan bisa saling berbagi guna menambah pemahaman tentang

penemuan fisika farmasi.


12

DAFTAR PUSTAKA

Ditjen POM, (1995), “ Farmakope Indonesia”, Edisi III, Departemen Kesehatan RI, Jakarta

Ditjen POM, (1995), “ Farmakope Indonesia”, Edisi IV, Departemen Kesehatan RI, Jakarta

Ansel, Howard C., (1985), “Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi”, UI Press, Jakarta, 91,92.

Martin, A., et.all., (1993), “ Farmasi Fisika “, Edisi III, Bagian II, Penerbit UI Jakarta, 827.

Gennaro, A. R., et all., (1990), “ Remingto’s Pharmaceutical Sciensces “, Edisi 18th, Marck

Publishing Company, Easton, Pensylvania, 591.

Farmasi Fisik. Alfred Martin. 1993. Jakarta: UI Press.

Bankers. S. Gilbert. Teori dan praktek Farmasi Industri

Konsep Fisika Dalam Dunia Farmasi "Kelarutan dan Disolusi Obat"

Documents

Transcript of Konsep Fisika Dalam Dunia Farmasi "Kelarutan dan Disolusi Obat"