1

LAPORAN PENELITIAN

PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEKS

Pengembangan Sistem Penghantaran Senyawa Hidrofilik Natrium

Askorbil Fosfat (NAF): Tinjauan Formulasi, Uji Aktivitas dan

Pengembangan Metode Analisis

Tim Pengusul

Dr. apt. Fith Khaira Nursal, M. Si. 0307057401 (Ketua)

apt. Nining, M.Si. 0328118803 (Anggota)

Nomor Surat Kontrak Penelitian: 757/F/03/07/2019

Nilai Kontrak: Rp. 15.000.000

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS FARMASI DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA

TAHUN 2020

i

HALAMAN PENGESAHAN

PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)

Judul Penelitian : Pengembangan Sistem Penghantaran Senyawa Hidrofilik

Natrium Askorbil Fosfat (NAF): Tinjauan Formulasi, Uji Aktivitas

dan Pengembangan Metode Analisis

Jenis Penelitian : PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)

Ketua Peneliti : Dr. apt. Fith Khaira Nursal, M.Si.

Link Profil simakip : http://simakip.uhamka.ac.id/pengguna/show/684

Fakultas : Fakultas Farmasi dan Sains

Anggota Peneliti : apt. Nining, M.Si.

Link Profil simakip : http://simakip.uhamka.ac.id/pengguna/show/1116

Waktu Penelitian : 6 Bulan

Luaran Penelitian

Luaran Wajib : Publikasi Jurnal Nasional Terakreditasi

Status Luaran Wajib : In Review

Luaran Tambahan : Seminar Nasional

Status : LoA

Mengetahui, Jakarta, 14 Juli 2020

Ketua Program Studi Ketua Peneliti

apt. Kori Yati, M.Farm. Dr. apt. Fith Khaira Nursal, M.Si.

NIDN. 0324067802 NIDN.0307057401

Menyetujui,

Dekan Fakultas Farmasi dan Sains Ketua Lemlitbang UHAMKA

Dr. apt. Hadi Sunaryo, M.Si. Prof. Dr. Suswandari, M.Pd

NIDN.0325067201 NIDN. 0020116601

ii

SURAT KONTRAK PENELITIAN

iii

iv

ABSTRAK

Perkembangan sistem penghantaran bahan akif melalui kulit saat ini mengalami kemajuan yang cukup pesat

dibidang kosmetika maupun pengobatan. Secara teoritis, molekul hidrofilik akan mengalami hambatan

penetrasi melintasi stratum corneum atau lapisan tanduk. Beberapa penelitian berhasil membuktikan

peningkatan penghantaran secara transkutan dapat dicapai dengan modifikasi sifat lipofilisitas terhadap

molekul hidrofilik melalui strategi tertentu. Telah dilakukan modifikasi melalui metode dipersi

padat/minyak/air terhadap penghantaran Natrium askorbil fosfat (NAF) yang merupakan senyawa turunan

vitamin C dengan sifat lebih stabil terhadap oksidasi..Tahapan awal pembentukan sistem dispersi padat

dalam minyak melalui pencampuran senyawa aktif dengan polimer ampifilik Lesitin dan surfaktan lipofilik

Span 80 dan Span 20 yang dipadatkan melalui proses pembekuan. Efisiensi penjerapan bahan aktif dalam

fase minyak kemudian ditentukan dari formula dan diperoleh hasil partisi 73,55% (NAF-Lesitin),63,65%

(NAF-Span 20) dan 55,72% (NAF-Span 80). Sebagai pembanding ditentukan juga larutan NAF dan hanya

0,62% terpartisi dalam minyak. Hal ini membuktikan peranan lesitin dan Span 20/Span 80 mampu

melindungi dalam fase minyak. Potensi antiosidan ditentukan dengan metode peredaman larutan DPPH dan

diperoleh nilai peredaman 45-60% untuk semua preparasi, membuktikan NAF dalam sistem campuran

memiliki kemampuan meredam radikal bebas Tahap selanjutnya campuran dibentuk sebagai sediaan

nanoemulsi dan pengamatan suhu kamar selama 30 hari diperoleh distribusi diameter globul NAF tunggal

63,72±11,53 nm dengan nilai indeks polidispersitas dibawah 0,5 dan nanoemulsi campuran NAF-

Lesitin/Span20/Span80 rentang diameter 300-450 nm dengan indeks polidispersitas diatas 0,5. Pemilihan

sediaan nanoemulsi dengan ukuran globul droplet submicron rentang 50-500 nm sehingga ukuran kecil ini

dapat memfasilitasi penghantaran bahan aktif menembus lapisan kulit.

Kata kunci: Penghantaran, transkutan, natrium askorbil fosfat, hidrofilik, lipofilik

v

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN i

SURAT KONTRAK PENELITIAN ii

ABSTRAK iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

BAB 1. PENDAHULUAN 1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 3

BAB 3. METODE PENELITIAN 7

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 10

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 16

BAB 6. LUARAN YANG DICAPAI 17

BAB 7. RENCANA TINDAK LANJUT DAN PROYEKSI HILIRISASI 18

DAFTAR PUSTAKA 19

LAMPIRAN 21

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi campuran NAF dengan lesitin dan Span 20/Span 80 10

Tabel 2. Kurva kalibrasi NAF dalam larutan dapar fosfat 11

Tabel 3. Perhitungan hasil partisis NAF dalam fase minyak 11

Tabel 4. Hasil peredaman larutan DPPH 12

Tabel 5. Karakterisasi nanoemulsi 14

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur molekul Natrium askorbil fosfat 3

Gambar 2. Mekanisme reaksi DPPH dengan senyawa antioksidan 13

Gambar 3. Morfologi campuran NAF dengan TEM 13

1

BAB 1. PENDAHULUAN

Pendahuluan memuat latar belakang, rumusan masalah, tujuan, dan manfaat

penelitian. Penghantaran senyawa hidrofilik melalui kulit telah dimulai beberapa tahun

terakhir ini dengan menggunakan protein sebagai model bahan aktif. Fenomena ini

berhasil membuktikan bahwa makromolekul hidrofilik dapat melewati membran kulit

dengan sistem dispersi padat polimer ampifilik dan didispersikan dalam minyak, sehingga

mampu melewati lapisan lipid membran kulit [1,2,3].

Penelitian ini bertujuan mengembangkan sistem penghantaran senyawa hidrofilik

melalui tinjauan formulasi, uji aktivitas dan pengembangan metode analisi, merujuk pada

penelitian sebelumnya. Model bahan aktif natrium askorbil fosfat (NAF) sebagai molekul

hidrofil BM rendah melalui pembentukan dispersi (solid in oil dispersion) dengan

molekul ampifilik yang dipadatkan dengan sistem liofilisasi untuk selanjutnya

diinkorporasikan dalam fase minyak sistem nanoformulasi.

Kerutan atau wrinkle pada kulit dipicu faktor internal sebagai akibat proses

penuaan dan faktor eksternal, karena oksigen radikal bebas (ROS) yang muncul akibat

paparan sinar UV. Kolagen merupakan senyawa utama yang membentuk lapisan kulit,

merupakan hasil sintesa molekul prekursor prokolagen dari fibroblast dermal terbentuk

akibat pengaturan faktor pertumbuhan perubahan (TGF-β), senyawa sitokin yang

meningkatkan produksi kolagen.

Pengembangan penghantaran sediaan antikerut yang digunakan secara topikal

mempunyai tantangan yang besar untuk melewati stratum corneum serta mampu

berpermeasi lebih lanjut ke lokasi kerja di dermis [4]. Vitamin C dapat meningkatkan

sintesis kolagen pada lapisan dermal fibroblast sebagai kofaktor propil hidroksilase dan

lisil hidroksilase yang merupakan enzim dalam produksi kolagen dan neurotransmitter.

Selain itu vitamin C dapat menstimulasi produksikolagen tipe I, tipe III, dan proliferasi

sel pada lapisan dermal fibroblast [5,6].

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan salah satu turunan vitamin C yaitu

natrium askorbil fosfat (NAF) yang memiliki aktivitas yang sama yaitu melindungi sel

dari radikal bebas serta membantu pembentukan kolagen dan melanin. NAF lebih stabil

dan kelarutan yang tinggi dalam air menjadi tantangan tersendiri untuk membawa ke

dalam lapisan kulit. Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa vitamin C dan turunannya

juga memiliki kestabilan yang lebih baik dalam sistem dispersi padat-minyak

dibandingkan larutan dalam air [1].

2

Bentuk sediaan yang digunakan adalah nanoemulsi, karena ukuran partikel yang

kecil dan adhesifitas yang lebih baik dengan stratum korneum. Nanoformulasi secara

umum dapat meningkatkan penetrasi per kutan bahan aktif dan dengan basis lipid dapat

meningkatkan kestabilan bahan aktif yang mudah teroksidasi dalam suasana larut air.

Bahan aktif yang tersolubilisasi dalam campuran lipid juga lebih mudah terjerap dalam

sistem nanoformulasi dalam rentang partikel berukuran 40-100 nm yang terdispersi dalam

sistem emulsi minyak dalam air [7].

Penghantaran makromolekul hidrofilik protein dalam sistem transdermal dan

transkutan, telah berhasil melalui metode pembentukan dispersi padat dengan polimer

ampifilik, yang diinkorporasikan dalam fase minyak, dan sediaan yang dipilih adalah

nanoformulasi [1,7]. Sistem dispersi membuktikan bahwa makromolekul hidrofilik

berhasil berpermeasi transkutan dan transdermal dalam sediaan nanoformulasi, dengan

efisiensi terjerap yang cukup tinggi.

Molekul ampifilik yang dipilih dalam sistem dispersi lesitin jenis kedelai atau SPC

(Soy Poshatidilcholin) dan surfaktan lipofilik. Lesitin terbukti dapat menghasilkan

penjerapan molekul hidrofilik yang lebih tinggi [8,9].

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Sistem Penghantaran Sediaan Kulit

Kulit merupakan lapisan terluar tubuh yang berfungsi sebagai barrier bagi masuknya zat

asing dari luar tubuh.Mekanismenya terjadi secara fisika terhadap partikulat dan benda

asing, secara imunologis terhadap mikroba dan alergen, secara metabolik terhadap

senyawa toksik, dan mekanisme perlindungan terhadap radiasi sinar ultra violet ke dalam

tubuh [10]. Kulit tersusun atas lapisan epidermis, dermis dan subkutan dengan masing-

masing lapisan memiliki struktur dan fungsi yang spesifik. Faktor utama penentu

penetrasi bahan aktif melewati kulit adalah lapisan tanduk atau Stratum Corneum yang

juga berperan sebagai penghalang menguapnya air keluar dari dalam tubuh

(Transepidermal Water Loss) [11]. Penetrasi molekul aktif pada umumnya berlangsung

secara difusi menembus keratinosit di stratum korneum, yang disebut jalur transport

transselular. Rute lainnya adalah jalur interselular, yaitu transport melalui lipid yang ada

di sekeliling korneosit di stratum corneum, dan jalur transfolikular, yaitu transport melalui

folikel rambut dan duktus kelenjar keringat. Jalur yang banyak digunakan adalah

transeluler yang umumnya untuk senyawa yang bersifat hidrofilik dan interseluler,

terutama senyawa lipofilik dan lebih efektif dalam bentuk emulsi.

Natrium Askorbil Fosfat (NAF)

Natrium askorbil fosfat (NAF) dikenal juga sebagai L-ascorbic-2-monophosphate

atau tri-sodium salt, lebih stabil dari vitamin C (yang mudah berubah warna jika terpapar

cahaya), dengan kelarutan 64% dalam air, 13,2% dalam gliserin dan 1,6% dalam

propilenglikol. Sifat hidrofilik NAF membuat senyawa ini lebih mudah terdispersi dalam

air dibandingkan dalam fase minyak, sehingga sulit mencapai lapisan dermis. NAF yang

mudah larut dalam air dan mempunyai kemampuan permeasimelalui kulit yang terbatas

(log P= - 0,005).

Gambar 1. Struktur molekul natrium askorbil fosfat (NAF)

4

Kelarutan yang tinggi berkaitan dengan koofisien distribusi n-oktanol/air (log

Pow) yang rendah yaitu <10-4 (BASF, 2005). Modifikasi gugus ester fosfat pada cincin

siklik seperti terlihat pada Gambar 1 melindungi molekul dari oksidasi sehingga lebih

stabil [12-15].

Senyawa-senyawa turunan vitamin C secara keseluruhan mempunyai aktivitas

melindungi sel dari radikal bebas serta berperan dalam stimulasi produksi kolagen dan

pembentukan melanin [12,14, 15]. Efektifitasnya tergantung konversi secara in vivo

menjadi Vitamin C. Belum ada laporan data lebih lanjut mengenai mekanisme perubahan

NAP menjadi Vitamin C dalam tubuh secara in vitro maupun in vivo, namun dilaporkan

ada peranan alkalin fosfatase dalam proses konversi ini [15].

Nanoemulsi

Nanoemulsi merupakan sistem emulsi transparan yang stabil secara kinetika

dengan ukuran droplet rentang 5 nm – 100 nm dan terdistribusi dalam fase luar kontinu

yang distabilkan oleh surfaktan dan atau ko-surfaktan pada sisi antarmuka . Nanoemulsi

merupakan pengembangan mikroemulsi yang dibentuk dalam sistem minyak/air atau

air/minyak tergantung sifat bahan aktif dan tujuan penggunaannya. Komponen penting

dalam nanoemulsi adalah minyak, surfaktan dan ko-surfaktan. Sistem yang terbentuk

berupa dispersi koloid yang tersusun atas fase minyak, fase air, serta surfaktan-

kosurfaktan dalam beberapa perbandingan. [16,17]. Formulasi senyawa hidrofilik

maupun hidrofobik dengan sistem nanocarriers terbukti dapat menembus lapisan kulit

dan mencapai terapi yang diharapkan [14].

Nanoemulsi menjadi pilihan penghantaran melalui kulit baik topikal, transdermal,

dan telah dibuktikan juga mampu menghantarkan makromolekul hidrofilik protein secara

transkutan [3,17]. Pembuatan nanoemulsi dengan melarutkan senyawa lipofil dalam fase

minyak dan fase air yang dicampurkan, kemudian ditambahkan kombinasi surfaktan-

kosurfaktan dalam beberapa rasio, pengadukan secara perlahan hingga diperoleh cairan

yang jernih. Komposisi minyak serta jumlah surfaktan dan kosurfaktan dapat ditentukan

melalui pemebentukan diagram tiga fase. Sonikasi dilakukan bertujuan mengurangi

ukuran globul partikel yang terdispersi.[2,3]

Faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam pembuatan nanoemulsi adalah,

pemilihan surfaktan yang membentuk tegangan antar muka yang rendah antara minyak

dan air, konsentrasi surfaktan, serta permukaan sistem harus fleksibel atau cukup cair

sehingga memudahkan pembentukan nanoemulsi [16]. Beberapa pendekatan yang

5

digunakan dalam pembuatan nanoemulsi adalah metode high pressure homogenizer,

inversi fase, sonikasi, ultrasonic, microfluidizer, dan self nanoemulsifying system atau

yang dikenal dengan nanoemulsi spontan.

Sistem Dispersi Padat Dalam Minyak (solid in oil dispersion)

Penetrasi transkutan senyawa hidrofilik makromolekul merupakan tantangan

dalam penghantaran pada kulit, dikarenakan sifat barrier kulit yang lipofilik. Telah

dilakukan penelitian penghantaran makromolekul hidrofilik protein dalam sistem

transdermal dan transkutan, melalui metode pebentukan dispersi padat dengan polimer

ampifilik, yang diinkorporasikan dalam fase minyak. Bentuk sediaan yang dikembangkan

adalah nanoformulasi [2,3,18]. Sistem dispersi membuktikan bahwa makromolekul

protein berhasil berpermeasi transkutan dan transdermal, dengan efisiensi terjerap yang

cukup tinggi dalam nanoformulasi.

Teknik koliofilisasi juga telah berhasil membentuk sistem dispersi antara protein

dengan polietilen glikol (PEG) 600 dalam larutan air dan membentuk mikropartikel [20].

Dispersi padatan dalam minyak juga berhasil digunakan untuk molekul hidrofil BM

rendah vitamin C dan hasilnya lebih stabil dibandingkan jika berada dalam suasana

aqueous[1,19].

Sistem penghantaran nanoformulasi memberikan keuntungan terhadap laju

penembusan melewati lapisan tanduk (stratum corneum) untuk seterusnya bisa permeasi

ke lapisan kulit berikutnya. Selain ukuran globul yang kecil, kemampuan penetrasi juga

dipengaruhi oleh komponen bahan tertentu dalam sediaan yang berfungi sebagai

peningkat penetrasi [20]. Penetrasi ditingkatkan melalui beberapa jalan, pertama karena

senyawa peningkat penetrasi yang dapat merusak stuktur lipid pada lapisan tanduk dan

memfasilitasi proses difusi pada membran kulit. Cara kedua meningkatkan kelarutan

senyawa dalam kulit melalui peningkatan koofisien partisi antara bahan aktif dengan

pembawa.

Berdasarkan publikasi yang telah dituliskan sebelumnya, terbukti melalui metode

solid-in-oil dispersion dapat meningkatkan penetrasi senyawa-senyawa hidrofilik yang

umumnya memiliki permeabilitas yang rendah terhadap lapisan kulit, sehingga sukar

menembus SC sebagai barrier kulit. Teknik ini lebih potensial dan dapat dikembangkan

lebih lanjut untuk penghantaran pada kulit. Lesitin dengan karakter ampifilik diharapkan

mampu menyelimuti NAF sehingga ketika diinkorporasikan dalam fase minyak pada

6

sistem nanoemulsi, NAF tidak mudah berpindah ke dalam fase air, namun mudah

dilepaskan saat menembus lapisan kulit.

7

BAB 3. METODE PENELITIAN

Metode penelitian terdiri atas beberapa tahapan dengan menggunakan alat dan

bahan sebagai berikut:

Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah adalah neraca analitik, vortex,

Pengaduk, kolom amina, sonikator, sentrifugator, pH Meter, Spektrofotometer UV-VIS,

Spektrofotometer FTIR, Photon Correlation Spectroscopy (PSA), Transmission Electron

Microsocopy Alat difusi Franz, freeze dryer, climatic chamber, oven, lemari pendingin,

mikropipet, microtube, kertas Whatman, pemanas dan pengaduk, aluminium foil,

parafilm, beker glas, labu takar, spatula, vial dan peralatan gelas yang umum digunakan

di laboratorium.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi Natrium Askorbil Fosfat (NAF)

dari BASF, Jerman, Virgin Coconut Oil (VCO) yang dibeli dari SITH, ITB. Lesitin tipe

soya (Lipoid® S-100) dibeli dari PT. Landson Indonesia. Tween 80, Span 80, PEG 400,

gliserin, propilenglikol, etanol dibeli dari Bratachem Indonesia. Aquabidestilata, DPPH

(2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil)

Tahapan Penelitian sebagai berikut:

Pembentukan dispersi padat NAF- lesitin-Span 20/Span

Tahap awal dibentuk sistem dispersi NAF dengan masing-masing senaywa

ampifilik lesitin dan surfaktan Span 20/Span 80 yang dibuat dengan dua tahapan, yaitu

diawali pembentukan emulsi A/M. Fase minyak terdiri dari VCO digabung dengan

lesitin/Span 20/Span 80 kemudia dipanaskan hingga suhu 60°C hingga tercampur

homogen dan diaduk diata magnetik stirer selama 30 menit kecepatan 500 rpm. Fase air

yang terdiri dari NAF yang dilarutkan dalam dapar fosfat pH 6 ditambahakan ke dalam

fase minyak, dan campuran kedua fase diaduk kecepatan 300-500 rpm selama 10 menit

pada suhu 40°C hingga terbentuk sediaan emulsi. Selanjutnya campuran emulsi

mengalami tahapan koliofilisasi dengan disimpan segera dalam lemari beku sehingga

terbentuk campuran yang beku.

8

Penentuan partisi NAF dalam fase minyak

NAF yang berada dalam campuran beku selanjutnya diukur penjerapan atau

jumlah NAF yang terjerap dalam fase minyak dengan metode tidak langsung. NAF

dipisahkan dari minyak menggunakan campuran pelarut heksan dan dapar fosfat

kemudian di aduk dengan shaker selama kurang lebih 1 jam, hingga terbentuk dua lapisan.

Penentuan kadar NAF yang terlarut dalam lapisan dapar fosfat menggunakan metode

pengukuran spektrofotometri. Hasil yang terpartisi dalam lapisan dapar fosfat dinyatakan

sebagai pengurangan dari total 100% dan sisanya dinyatakan sebagai jumlah zat yang

terpartisi dalam fase minyak.

Uji aktivitas antioksidan

Aktivitas NAF sebagai antioksidan dalam campuran ditentukan melalui kekuatan

peredaman NAF terhadap larutan 2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil (DPPH). Uji peredaman

larutan DPPH banyak digunakan dalam menentukan aktivitas antioksidan beberapa

ekstrak yang diduga mengandung antioksidan, yang merubah warna larutan DPPH stabil

yang ungu menjadi kuning. NAF diekstraksi dari campuran untuk membebaskan dari

minyak menggunakan campuran metanol:asetonitril (1:2). Setelah NAF terpisah

kemudian diambil 1 mL dan ditambahkan 1 mL larutan DPPH yang telah ditemtukan

bilangan gelombang dan serapan maksimumnya, dan campuran disimpan selama 30

menit dalam suasan gelap. Campuran larutan diukur pada panjang gelombang maksimum

larutan DPPH murni dan dihitung kekuatan peredaman NAF terhadap DPPH.

Pengamatan Morfologi campuran

Morfologi NAF dalam campuran diamati menggunakan Transmission Electron

Microscopy (TEM) di Lembaga Biologi Molekuler Eijkman, Jakarta.

Optimasi formula nanoemulsi

Tahapan berikutnya setelah terbentuk liofilisat adalah preparasi nanoemulsi

sebagai sediaan yang ditentukan untuk menghantarkan zat aktif pada lapisan kulit.

Nanoemulsi yang dibuat adalah sistem minyak dalam air (M/A) yang sebelumnya

dilakukan orientasi untuk mendapatkan komposisi terbaik. Orientasi telah dilakuan

berdasarkan penelitian sebelumnya menggunakan metode statistic Box Behnken dan

diperoleh hasil yang optimal [21]. Campuran disperse yang mengandung NAF

(ditimbang sejumlah kesetaraan) kemudian dicampurakn dengan fase minyak dan fase air

sesuai hasil formula optimal. Evaluasi sediaan meliputi pengamatan diameter globul dan

9

nilai indeks polidispersitas dengan alat particle size analyzer (PSA), diamati pada kondisi

sediaan disimpan di suhu ruang.

10

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan tahapan yang telah dilakukan dalam penelitian maka diperoleh hasil

sebagai berikut:

Pembentukan campuran kompleks zat aktif NAF dengan Lesitin, Span 20 dan

Span80

Lesitin yang digunakan adalah tipe kedelai (LS-100®) dan NAF dengan surfaktan

lipofilik Span 20 dan Span 80. Fase air dibuat dengan melarutkan NAF dalam Dapar

Fosfat pH 6 berdasarkan penelitian sebelumnya bahwa larutan NAF stabil dalam Dapar

fosfat pH 6 [22]. Komposisi campuran seperti tertera pada tabel 1 berikut:

Tabel 1. Komposisi Campuran NAF dengan Lesitin dan Span 20/Span 80

Campuran NAF

(b/b)

VCO

(b/b)

Lesitin

(b/b)

Span 20

(b/b)

Span 80

(b/b)

NAF-Lesitin 1 10 2,4 - -

NAF-Span 20 1 3 - 20 -

NAF-Span 80 1 3 - - 80

Secara keseluruhan hasil campuran berupa emulsi kental dan setelah disimpan dalam

freezer menjadi komponen yang lebih kompak dan setengah padat berwarna putih.

Hasil Penentuan Partisi

Penentuan partisi NAF dalam fase minyak, dilakukan untuk mengetahui seberapa

banyak NAF yang bisa tertahan dalam fase minyak melalui bantuan lesitin, Span 80 dan

Span 20 yang diharapkan berperan sebagai barrier dalam menghalangi perpindahan NAF

cepat ke fase air [2-5]. Masing-masing campuran ditimbang setara kandungan NAF 50

mg, kemudian ditambahkan campuran pelarut dapar fosfat-heksan (rasio 1:1), lalu

dikocok menggunakan shaker kecepatan 500 rpm selama 30 menit. Cairan didiamkan

hingga terbentuk dua lapisan minyak dan air/dapar. Selanjutnya ditentukan partisi NAF

dalam minyak secara tidak langsung, yaitu mengukur jumlah NAF yang terlarut dalam

dapar posfat yang sebelumnya telah diketahui kurva kalibrasi NAF dalam Dapar fosfat

pH 6 seperti tertera pada tabel 2.

11

Tabel 2. Kurva Kalibrasi NAF dalam larutan Dapar Fosfat pH 6

No Konsentrasi

(ppm)

Serapan

1 10 0.311

2 15 0.474

3 18 0.556

4 20 0.619

5 25 0.757

Regresi linier: y=0,0297x + 0,0213

r = 0,9993

Hasil penentuan kurva kalibrasi diperoleh panjang gelombang maksimum 275 nm dan

nilai serapan 0,757. Hasil partisi NAF paling tinggi di fase minyak adalah campuran

dengan Lesitin diikuti campuran dengan Span 20 (63,65%) dan campuran dengan Span

80 (55,72%). Data tertera pada Tabel 3:

Tabel 3. Perhitungan Hasil Partisi NAF dalam Fase Minyak

Data partisi menandakan lesitin beperan lebih baik dalam membentuk lipofilitas

di sekitar molekul NAF sehingga menghalangi NAF untuk tidak pindah segera ke dalam

fase air jika dimasukkan dalam sistem nanoemulsi Minyak dalam Air (M/A). Hal ini

didukung teori yang Lesitin bersifat ampifilik yaitu memiliki afinitas yang berbeda

terhadap gugus hidrofillik dan lipofilik, dan karakter ini yang menjadikan lesitin populer

sebagai emulsifier atau surfaktan, membentuk vesicle atau liposom untuk enkapsulasi

obat dan protein [7].

Penentuan aktivitas antioksidan campuran NAF secara spektrofotometri.

Aktivitas NAF sebagai antioksidan ditentukan melalui kekuatan peredaman NAF

terhadap larutan 2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil (DPPH). Uji peredaman larutan DPPH

banyak digunakan dalam menentukan aktivitas antioksidan beberapa ekstrak yang diduga

mengandung antioksidan, yang merubah warna larutan DPPH stabil yang ungu menjadi

kuning. Metode peredaman DPPH berdasarkan reaksi reduksi alkohol dalam larutan

DPPH dengan adanya antioksidan yang mendonasikan hidrogen dan membentuk larutan

No Campuran NAF terukur dalam

fase air (%)

NAF ter partisi dalam

fase minyak (%)

1 NAF-Lesitin 26,45 73,55

2 NAF-Span 20 44,28 63,65

3 NAF-Span 80 36,35 55,72

4 Larutan NAF 99,38 0,62

12

DPPH non radikal melalui reaksi tersebut [8]. Tahapan awal adalah penentuan panjang

gelombang maksimum dalam pelarut organik yang melarutkan DPPH dengan

menimbang seksama DPPH kemudian dilarutkan dalam metanol-asetonitril (1:2),

kemudian ditentukan panjang gelombang maksimal larutan DPPH sehingga diperoleh

nilai absorban larutan DPPH. Tahap berikutnya menentukan peredaman DPPH oleh

larutan NAF murni dan NAF dalam campuran, dengan cara sampel ditimbang seksama

dan dilarutkan dalam campuran metanol-asetonitril (1:2). Campuran dibuat dalam

beberapa konsentrasi melalui pengenceran bertingkat. Larutan NAF murni dan liofilisat

masing-masing sebanyak 1 mL ditambahkan dengan larutan DPPH juga 1 mL, dan

campuran didiamkan pada suhu ruang, kondisi gelap selama 30 menit. Ukur absorban

campuran larutan tersebut menggunakan spektrofotometer UV-Vis sinar tampak pada

panjang gelombang 519 nm (sesuai panjang gelombang maksimum larutan DPPH yang

diperoleh). Hasil seperti terlihat pada Tabel 4 berikut:

Tabel 4. Hasil Peredaman Larutan DPPH

Formula Peredaman DPPH (%) dalam beberapa konsentrasi (ppm)

0,25 0,50 0,75 1,0 2,0

Larutan NAF 49,38 ± 0,01 49,50 ± 0,08 49,32 ± 0,19 48,85 ± 0,01 50,31 ± 0,01

Peredaman DPPH (%) dalam beberapa konsentrasi (ppm)

Campuran 0,5 1,0 2,0

NAF-Lesitin 59,57 ± 0,01 83,77 ± 0,01 63,39 ± 0,04

NAF-Span 20 56,52 ± 0,25 42,55 ± 0,03 55,09 ± 0,03

NAF-Span 80 60,15 ± 1,14 42,42 ± 0,03 55,45 ± 0,23

Berdasarkan nilai peredaman NAF terhadap larutan DPPH yang berada dalam kisaran

40-60% baik dalam bentuk larutan maupun campuran menunjukkan kemampuan NAF

yang cukup berpotensi untuk menangkal radikal bebas, seperti yang telah diduga

sebelumnya. Terlihat nilai peredaman campuran lebih tinggi dibandingkan larutan murni,

diduga karena dalam campuran juga terdapat VCO yang mempunyai aktivitas sebagai

antioksidan juga, sehingga terjadi peningkatan peredaman radikal bebas dari larutan

DPPH. Pengujian pada campuran NAF dengan lesitin maupun Span20/80 pada

konsentrasi 0,5, 1 dan 2 ppm juga memberikan hasil yang mendekati. Berdasarkan data

13

tersebut diperkirakan nilai IC50 berada pada rentang 0,5-1 ppm dan membuktikan potensi

sebagai antioksidan.

Reaksi antara senyawa antioksidan dengan larutan DPPH dapat dijelaskan sebagai

Gambar 2 berikut :

Gambar 2. Mekanisme reaksi DPPH dengan senyawa antioksidan [23]

Morfologi campuran melalui pengamatan Transmision Electron Microscopy (TEM)

Pengamatan morfologi campuran menggunakan TEM merupakan teknik yang

digunakan untuk memperoleh data aktual morfologi sistem nanoemulsi karena resolusi

yang cukup untuk visualisasi sistem dengan struktur berukuran nano [24]. Pengamatan

dilakukan menggunakan alat TEM Jeol tipe JEM 1010 di Laboratorium Transmission

Electron Microscopy and Histology, Eijkman Institue for Molekular Biology, Jakarta.

Hasil pengamatan seperti pada gambar 3 berikut:

Gambar 3. Morfologi campuran NAF-Lesitin (A), NAF-Span 20 (B) dan NAF-Span

80 (C) dengan pengamatan melalui TEM pada perbesaran 10.000 x

Berdasarkan hasil pengamatan morfologi ketiga campuran terlihat bentuk yang

cenderung sferis dengan ukuran berkisar ±300-500 nm. Morfologi campuran NAF-lesitin

seperti membentuk lapisan tipis di sekitar permukaan zat aktif, sementara campuran

NAF-Span 20 maupun NAF-Span 80 seperti membentuk globul yang berkelompok dan

tidak terlihat adanya lapisan disektitar globul.

14

Pembuatan campuran NAF dalam sediaan nanoemulsi.

Nanoemulsi dibuat dengan menambahkan campuran yang masing-masing

mengandung NAF ditimbang setara 1% dalam sediaan dan dicampurkan dengan

komponen lain yaitu Tween 80 dan polietilenglikol (PEG) 400 sebagai surfaktan dan

kosurfaktan berdasarkan hasil optimasi penelitian sebelumnya [21]. Campuran diaduk

dengan magnetik stirer kecepatan 300 rpm selama 30 menit dan ditentukan diameter

globul, potensial zeta serta nilai pH. Hasil yang diperoleh berdasarkan pH semua sediaan

berada pada rentang pH kulit dan untuk uji keamanan perlu dibuktikan lebih lanjut.

Pengukuran diameter globul selama 2 minggu pada suhu kamar, nanoemulsi NAF (tanpa

campuran) memiliki diameter globul dibawah 100nm yaitu 63-64 nm, dengan nilai indeks

polidispersitas 0,256. Sementara nanoemulsi yang mengandung campuran NAF-Lesitin,

NAF-Span 20, dan NAF -Span 8rata-rata memiliki nilai diameter globul 300-450 nm dan

indeks polidispersitas 0,571. Berikut tabel yang menyatakan data karakterisasi

nanoemulsi:

Tabel 5. Karakterisasi nanoemulsi

Diameter nanoemulsi NAF dalam campuran molekul ampifilk dan surfaktan

lipofil lebih besar diduga karena NAF berpindah kedalam fase air sehingga pada

pembacaan dengan alat Particle size analyzer (PSA) terbaca sebagai ukuran hidrodinamik

yang besar dari globul minyak di sekitar air dalam nanoemulsi terjadinya perpindahan.

Secara kesleuruhan dinayatakan bahwa penghantaran molekul obat akan lebih optimal

dalam bentuk nanoemulsi, karena dengan sistem cairan diharapkan globul yang

berukuran kecil lebih mudah menembus lapisan stratum korneum dan selanjutnya

berpermeasi ke lapisan dermis. Peranan polimer ampifilik akan mempermudah partikel

terdispersi dalam fase minyak sehingga memfasilitasi perlintasan pada membran lipid

pada lapisan kulit [8,9].

Nanoemulsi Bentuk

Fisik

pH Diameter

globul (nm)

Indeks

polidispersitas

Potensial

zeta (mv)

NAF Cairan

translusen

6,31±0,02 63,72±11,53 0,256 0,07±10,99

NAF-

Lesitin

Cairan

keruh

6,16±0,045 302,7±9,92 0,571

NAF-Span

20

Cairan

keruh

7,03±0,01 388,65±31,90 0,571 1,61±0,6

NAF-Span

80

Cairan

keruh

6,27±0,045 451,55±26,63 0,571 0,31±1,12

15

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa

model senyawa hidrofilik Natruim askorbil fosfat dapat dihantarkan menuju lapisn kulit

melalui modifikasi penambahan senyawa ampifilik dan surfaktan lipofilik, yang berperan

dalam meningkatkan lipofilisitas.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi surfaktan lainnya agar

makin banyak data yang dikumpulkan. Data keamanan sediaan dan penetapan kadar zat

aktif dalam campuran maupun sediaan nanoemulsi juga perlu ditambahkan dalam

penelitian selanjutnya.

16

BAB 6 LUARAN YANG DICAPAI

Luaran yang dicapai berisi Identitas luaran penelitian yang dicapai oleh peneliti sesuai

dengan skema penelitian yang dipilih.

Jurnal

IDENTITAS JURNAL

1 Nama Jurnal Scientia: Jurnal Farmasi dan Kesehatan

2 Website Jurnal http://jurnalscientia.org

3 Status Makalah Submitted

4 Jenis Jurnal Jurnal Nasional terakreditasi

4 Tanggal Submit 12 Juli 2020

5 Bukti Screenshot submit

17

Pemakalah di seminar : International Seminar on Pharmaceutical Sciences and

Technology 2020 (ISPST 2020)

LoA:

IDENTITAS SEMINAR

1 Nama Jurnal

2 Website Jurnal

3 Status Makalah

4 Jenis Prosiding

4 Tanggal Submit

5 Bukti Screenshot submit

18

BAB VII RENCANA TINDAK LANJUT DAN PROYEKSI HILIRISASI

Minimal mencakup 2 hal ini.

Hasil Penelitian Dari peneltiian yang telah dilakukan dapat

membuktikan bahwa modifikasi penghantaran dapat

meningkatkan pentrasi zat aktif yang larut air ke

dalam lapisan kulit yang berupa lipid. Modifikasi

melalui peningkatan sifat lipofilisitas sangat

menjanjikan karena banyak masalah penghantaran

kosmetik maupun obat menembus lapisan kulit

menjadi teratasi.

Rencana Tindak Lanjut Penelitian lanjutan diarahkan pada pengembangan

formula melalui pemilihan sistem penghantaran yang

mampu meningkatkan penetrasi NAF lebih baik pada

lapisan kulit. Efek sinergis dengan senyawa lain perlu

dikaji sehingga aktivitas antikerut NAf dapat

dikembangkan. Metode penetapan kadar yang sesuai

diperlukan untuk memastikan keberadaan zat aktif

dalam sediaan sehingga menunjang aktivitas.

19

DAFTAR PUSTAKA

[1] Tahara, Y., Kamiya, N. and Goto, M. Solid in oil dispersion : A Novel core

technology for drug delivery systems. Int. J. Pharm. Vol.438, pp.249-257, 2012.

[2] Martins, M., Azoia, N. G., Ribeiro, A., Shimanovich, U., Silva, C. and Paulo, A. C.

In vitro and computational studies of transdermal perfusion of nanoformulations

containing a large molecular weight protein, Colloids and Surface B : Biointerfaces,

Vol.108, pp.271-278, 2013.

[3] Suciati, T., Aliyandi, A., and Satrialdi. : Development of transdermal nanoemulsion

for simultaneous delivery of protein vaccine and artin-M adjuvant, Int. J. Pharm

Pharm. Sci., Vol 6(6), pp.536-546, 2014.

4] Saghari, S and Baunmann, L. Wrinkled Skin in : Cosmetic Dermatology, Baunmann,

L., 2nd ed. pp.145-147,2009.

[5] Varani, J., Dame, M., K., Rittie, L., Fligiel, A., E.G., Kang, S., Fisher, G., J. and

Woorhess, J.: Decreased Collagen Production in Chronologically Aged Skin. The

American J. Pathol. Vol.168 (6), pp.1861-1868, 2006.

[6] Tiedtke, J., Marks, O. and Morel, J.: Stimulation of collagen production in human

fibroblast, Cosmetic Science and Technology, Natural Ingredients ,pp.15-18, 2007.

[7] Tahara, Y., Namatsu, K., Kamiya, N., Hagimori, M., Kamiya, S., Arakawa, M. and

Goto, M.: Transcutaneous immunization by a solid-in-oil nanodispersion, Chem.

Commun. Vol. 46, pp.9200-9202, 2010.

[8] Piao, H., Kamiya, N., Cui, F. and Goto, M. : Preparation of a solid-in-oil

nanosuspension containing L-ascorbic acid as a novel long-term stable topical

formulation. Int. J.Pharm. Vol. 420, pp. 156-160, 2011.

[9] Prow, T. W., Grice, J. E., Lin, L. L., Faye, R., Butler, M., and Becker, W. :

Nanoparticles and Microparticles for Skin Drug Delivery. Adv. Drug Deliv. Rev.

Vol.63, pp.470-491, 2011.

[10] Wu, X. and Guy, R. H. : Application of Nanoparticles in Topical Drug Delivery

and in Cosmetics.J. Drug Deliv. Sci. Technol. Vol. 19 (6), pp. 371 – 384, 2009.

[11] Rohit, B and Pal, K., I.: A Method to Prepare Solid Lipid Nanoparticles with

Improved Entrapment Efficiency of Hydrophilic Drugs. Current

Nanosciences,Vol 9 (2), 2013.

[12] Austria, R., Semenzato, A. and Bettero, A.: Stability of vitamin C derivatives in

solution and topical formulations, Journal of Pharmaceutical and Biomedical

Analysis, Vol 15, pp.795-801, 1997.

[13] Spiclin, C, Homar, M., Valan, A.Z. and Gasperlin, M. : Sodium ascorbyl phosphate

in topical microemulsions, Int. Journal of Pharm, Vol 256, pp. 65–73, 2003.

20

[14]Moribe, K., Limwikrant, W., Higashi, K. and Yamamoto, K.: Drug nanoparticle

formulation using acorbic acid derivatives, Journal of Drug Delivery, pp.1-9, 2011.

[15] Stamford, N. P. J. : Stability, transdermal penetration, and cutaneous effects of

ascorbic acid and its derivatives, Journal of Cosmetic Dermatology, Vol.11, pp.310-

317, 2012.

[16] Thakur, A., Walia, M. K. and Kumar, S.L.: Nanoemulsion in enhancement of

bioavailability of poorly soluble drugs : A Review, Pharmacophore, Vol 4(1), pp.

15-25, 2013.

[17] Gallarate, M., Carlotti, M.E., Trotta, M. and Bovo, S. : On the stability of ascorbic

acid in emulsified systems for topical and cosmetic use, International Journal of

Pharmaceutics, Vol.188, pp. 233-241, 1999.

[18] Morita, T., Horikiri, Y., Yamahara, H., Suzuki, T., and Yoshino, H.: Formation and

isolation of spherical fine protein microparticles through lyophilization of protein-

poly(ethylene glycol) aqueous mixture, Pharm. Research, Vol.17 (11), pp. 1367-

1373, 2000.

[19] Lopes, L.B.: Reviews: Overcoming the cutaneous barrier with microemulsion,

Pharmaceutics, Vol. 6, pp. 52-77, 2014.

[20] Foldvari, M., Badea, I., Wettig, S., Baboolat, D., Kumar, P., Creagh A.L. and

Haynes, C.A. : Topical delivery of interferon alpha by biphassic vesicles : Evidence

for a novel nanopathway across the stratum corneum, J. Molec. Pharm,Vol. 7(3)

,pp. 751-762, 2010.

[21] Nursal, F.K., Sumirtapura, Y.C., Suciati, T., Kartasasmita, R.E : Optimasi

Nanoemulsi Natrium Askorbil Fosfat melalui Pendekatan Design of Experiment

(Metode Box Behnken). Jurnal Sains Farmasi dan Klinis, Vol.6 No.3, 228-236,

2019.

[22] Nursal, F.K., Sumirtapura, Y.C., Suciati, T., Kartasasmita, R.E, Rahma, H:

Development and Evaluation of Sodium ascorbyl phosphate Nanoemulsion for

Transcutaneous Delivery. Research. J. Pharm and Tech. 13 (7), 3086-3092, 2020.

[23] Liang, N. dan Kitts, D. D.: Antioxidant property of coffe components: assessment of

methods that defines mechanisms of action, Molecules, 19, 19180-19208. 2014

[24]. Klang, V., Matsko, N. B., Valenta, C. dan Hofer, F.: Electron microscopy of

nanoemulsion: An essential tool for characterization and stability assessment,

Micron 4, 85-103. 2012

21

LAMPIRAN

Artikel ilmiah :

TINJAUAN FORMULASI PENGHANTARAN NATRIUM ASKORBIL FOSFAT

MELALUI PENINGKATAN LIPOFILISITAS

Fith Khaira Nursal1, Nining2

1Fakultas Farmasi dan Sains, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Islamic

Centre, Delima II-Klender Jakarta Timur

email: fithkhaira@uhamka.ac.id 2 Fakultas Farmasi dan Sains, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Islamic

Centre, Delima II-Klender Jakarta Timur

email: nining@uhamka.ac.id

ABSTRAK

Telah dikembangkan pembentukan nanoemulsi senyawa hidrofilik Natrium Askorbil

Fosfat melalui modifikasi sifat lipofilisitas untuk meningkatkan permeabilitas molekul

kedalam kulit. Natrium Askorbil Fosfat (NAF) adalah senyawa hidrofil turunan Asam

askorbat yang lebih stabil dan memiliki potensi antioksidan. Perbaikan lipofilisitas dari

senyawa hidrofilik bertujuan melindungi dan mempertahankan molekul dalam fase

minyak sehingga permeasi lebih baik menuju lapisan kulit. Pada penelitian ini digunakan

senaywa ampifilik lesitin (soya lesitin) dan surfaktan lipofilik Span 20 dan Span 80.

Tahap awal dibuat campuran NAF lesitin dan Span 20/80 melalui pembentukan emulsi

air dalam minyak (A/M), kemudian dibekukan. Selanjutnyan ditentukan jumlah NAF

yang terjerap dalam campuran dan diperoleh masing-masing terpartisi sebesar 73,55%

(NAF-Lesitin), 63,65% (NAF-Span 20) dan 55,72% (NAF-Span 80). Sebagai

pembanding dari larutan NAF hanya 0,62% terpartisi dalam minyak. Hal ini

membuktikan peranan lesiitn dan Span 20/Span 80 mampu melindungi NAF dalam fase

minyak. Tahap selanjutnya campuran dibentuk dalam sediaan nanoemulsi dan diperoleh

distribusi ukuran diameter globul nanoemulsi NAF ± 65 nm dan indeks polidispersitas

0,256 tanpa campuran. Sementara nanoemulsi campuran NAF-Lesitin/Span20/Span80

rentang diameter 300-450 nm dengan indeks polidispersitas diatas 0,5. Ptensi antiosidan

NAF ditentukan dengan metode peredaman larutan DPPH (2,2 diphenyl-1-picryl

hydrazil), diperoleh nilai peredaman 40-60%, membuktikan NAF dalam sistem campuran

memliki potensi antioksidan.

Kata kunci : nanoemulsi, Natrium askorbil fosfat,, lipofilisitas, surfaktan

22

ABSTRACT

Nanoemulsion of the hydrophilic compound Sodium Ascorbil Phosphate (SAP) has been

developed through modification of lipophilicity properties to increase the permeability of

molecules into the skin. SAP is a hydrophilic derivative of ascorbic acid (AA) and has

antioxidant potential and more stabil than AA. Lipophilicity improvement of hydrophilic

compounds aims to protect and maintain molecules in the oil phase so that permeation is

better towards to the skin layer. In this study lecithin (soya lecithin) and lipophilic

surfactants Span 20 and Span 80 were used. The initial stage was made of a mixture of

SAP-lecithin and SAP-Span 20/80 through the formation of a water-in-oil (W/O)

emulsion, then frozen suddenly. Furthermore, the amount of SAP that was absorbed in

the mixture and obtained partitioned were 73.55% (SAP-Lecithin), 63.65% (SAP-Span

20) and 55.72% (SAP-Span 80). In comparison to the SAP solution, only 0.62% was

partitioned in oil. This proves the role of lesions and Span 20/Span 80 is able to protect

SAP in the oil phase. The next step was to form the mixture in nanoemulsion mixture and

SAP nanoemulsion diameter distribution size obtained ± 65 nm and 0.256 polydispersity

index without mixture. While the SAP-Lecithin / Span20 / Span80 mixture nanoemulsion

ranges in diameter from 300 to 450 nm with a polydispersity index above 0.5. SAP

antioxidant activity was determined by the DPPH (2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil)

solution reduction method and the result of 40-60% was obtained, proving that SAP in

the system has an antioxidant potential activity.

Keywords : nanoemulsion, sodium ascorbyl phosphate, lipophilicity, surfactant

PENDAHULUAN

Penghantaran senyawa hidrofilik melalui kulit telah dimulai beberapa tahun

terakhir ini dengan beberapa penelitian terbaru menggunakan protein sebagai

model bahan aktif. Fenomena ini berhasil membuktikan bahwa molekul hidrofilik

dengan berat molekul besar dapat melewati membran kulit melalui pendekatan

sistem dispersi padat dengan polimer ampifilik dan didispersikan dalam minyak,

sehingga mampu melewati lapisan lipid membran kulit (Tahara, dkk, 2012,

Martins, dkk, 2013, dan Suciati dkk, 2014).

NAF merupakan turunan vitamin C yang lebih stabil dan memiliki aktifitas

antioksidan seperti halnya vitamin C. Kelarutan NAP yang tinggi dalam air

sehingga untuk membawa ke dalam lapisan kulit menjadi tantangan tersendiri

dalam formulasinya. NAP secara enzimatik akan melepaskan asam askorbat dalam

kulit sehingga dapat berperan sebagai antioksidan dalam melindungi kerusakan sel

akobat radikal bebas dan mestimulasi pembentukan kolagen untuk menghambat

penuaan dini pada kulit. (BASF, 2015).

Polimer ampifilik dan surfaktan lipofilik ditujukan sebagai pembentuk

kompleks dengan molekul NAF, dengan cara menyelimuti NAF sehingga terjerap

didalam polimer/surfaktan tersebut. NAF yang terjerap diharapkan mudah

berdispersi dalam fase minyak. Lesitin tipe soya (Lipoid LS 100) dan Span 20/Span

80 dipilih sebagai polimer karena memiliki sifat ampifilik yang diharapkan dapat

menahan NAF dalam fase minyak, demikian juga dengan penggunaan Span 80

yang merupakan surfaktan lipofilik. Hal ini sejalan dengan laporan sebelumnya

bahwa konsep penghantaran senyawa hidrofilik secara transkutan dengan

kombinasi molekul ampifilik/surfaktan lipofilik akan lebih efektif dibandingkan

jika dalam pembawa air. (Tahara, et.al, 2011, Piao, et.al, 2011, Morita, et.al, 2012,

Suciati, et.al, 2014).

Proses formulasi dibagi atas tahapan berikut, yaitu diawali pembentukan

dispersi (campuran fisik NAF-lesitin dan NAF-Span 80, NAF- Span 20), lalu

disimpan pada suhu beku. Tahap kedua inkorporasi liofilisat dalam fase minyak

sediaan nanoemulsi. Pada penelitian ini, pembentukan lipofilisitas NAF dapat

dicapai melalui tahapan tersebut. Virgin coconut oil (VCO) digunakan sebagai fase

minyak, baik dalam pembentukan campuran NAF dan dalam formula nanoemulsi.

Hasil disperse dan nanoemulsi yang mengandung liofilisat ditentukan jumlah

NAF yang terjerap dalam fase minyak secara partisi (metode tidak langsung),

pemeriksaan fisik serta karakterisasi nanoemulsi ditentukan berupa ukuran

diameter globul, nilai indeks polidispersitas dan muatan potensial zeta.

METODE PENELITIAN

Pada penelitian ini digunakan bahan sebagai berikut: Natrium askorbil fosfat

(NAF) dari PT. BASF Indonesia. Lesitin dari PT. Landson Indonesia. Span 20/Span

80, Tween 80, PEG 400 dibeli dari Bratachem. Virgin coconut oil (VCO, dari SITH

ITB Bandung). Aquades dari Laboratorium terpadu Fakultas Farmasi dan Sains,

UHAMKA. Alat yang digunakan timbangan analitik, magnetic stirer, freezer,

particle size analyser (PSA), spektrofotmter UV-Vis, pH meter.

Pendekatan yang dilakukan ada beberapa tahapan, yaitu tahap pembentukan

kompleks zat aktif NAF dengan lesitin (soya Lesitin/LS100) tipe kedelai dan

surfaktan lipofilik Span 20 dan Span 80. Prosedur pembentukan diawali dengan

pembentukan emulsi tipe Air dalam Minyak (A/M) yaitu mencampurkan virgin

coconut oil (VCO) masing-masing dengan Lesitin, Span 20 dan Span 80 pada suhu

40°C sebagai fase minyak, dan diaduk hingga campuran homogen. Fase air dibuat

dengan melarutkan NAF dalam Dapar Fosfat pH 6 berdasarkan penelitian

sebelumnya bahwa larutan NAF stabil dalam Dapar fosfat pH 6 (Nursal, F.K., dkk,

2019). Fase air ditambahkan perlahan ke dalam fase minyak dan diaduk

menggunakan magnetic stirrer kecepatan 600 rpm selama 30 menit hingga

terbentuk campuran homogen, dan selanjutnya dibekukan.

Tahap berikutnya ditentukan jumlah NAF yang terpartisi dalam fase minyak

melalui bantuan lesitin, Span 80 dan Span 20 yang diharapkan berperan sebagai

barrier dalam menghalangi perpindahan NAF cepat ke fase air. Masing-masing

campuran ditimbang setara kandungan NAF 50 mg, kemudian ditambahkan

campuran pelarut dapar fosfat-heksan (rasio 1:1), lalu dikocok menggunakan

shaker kecepatan 500 rpm selama 30 menit. Cairan didiamkan hingga terbentuk dua

lapisan minyak dan air/dapar. Selanjutnya ditentukan partisi NAF dalam minyak

secara tidak langsung, yaitu mengukur jumlah NAF yang terlarut dalam dapar

posfat yang sebelumnya telah diketahui kurva kalibrasi NAF dalam Dapar fosfat

pH 6.

Pengamatan morfologi campuran dilakukan dengan menggunakan

Transmissioin Electron Microscopy (TEM) untuk mengamati permukaan NAF

yang telah dikelilingi lesitin, atau Span 20/80.

Potensi NAF sebagai antioksidan ditentukan melalui pengukuran nilai

peredaman campuran terhadap larutan DPPH (2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil).

Campuran NAF selanjutnya diinkorporasikan dalam nanoemulsi yang terdiri

atas VCO sebagai fase minyak, Tween 80 (surfaktan) dan PEG 400 (ko surfaktan).

Liofilisat didispersikan dalam fase minyak, diaduk pada kecepatan tertentu dan

ditambahkan komponen surfaktan, ko surfaktan dan fase air hingga terbentuk

nanoemulsi yang transparan. Optimasi nanoemulsi (tanpa NAF) dilakukan dengan

memvariasikan jumlah VCO, dan rasio surfaktan-ko surfaktan berdasarkan metode

Respon Surface Permukaan (RSM) Box Benhken (Nursal, F.K., dkk, 2019).

Parameter yang diuji dari nanoemulsi meliputi ukuran globul dan indeks

podispersitas yang diukur dengan metode spektroskopi korelasi fotn (PCS)

menggunakan DelsaTM Nano Particle Analyzer. Stabilita nanoemulsi juga

ditentukan dengan mengamati ukuran globul selama penyimpanan pada suhu kamar

selama 30 hari.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Campuran NAF dengan lesitin, Span 20/Span 80 dibuat dengan komposisi

berikut (Tabel 1):

Tabel 1. Komposisi Campuran NAF

Campuran NAF

(b/b)

VCO

(b/b)

Lesitin

(b/b)

Span 20

(b/b)

Span

80 (b/b)

NAF-

Lesitin

1 10 2,4 - -

NAF-

Span 20

1 3 - 20 -

NAF-

Span 80

1 3 - - 80

Secara keseluruhan hasil campuran berupa emulsi kental dan setelah disimpan

dalam freezer menjadi komponen yang lebih kompak dan setengah padat berwarna

putih. Selanjutnya ditentukan partisi NAF dalam minyak secara tidak langsung,

yaitu mengukur jumlah NAF yang terlarut dalam dapar posfat yang sebelumnya

telah diketahui kurva kalibrasi NAF dalam Dapar fosfat pH 6 seperti tertera pada

tabel 2.

Tabel 2. Kurva Kalibrasi NAF dalam larutan Dapar Fosfat pH 6

No Konsentrasi

(ppm)

Serapan

1 10 0.311

2 15 0.474

3 18 0.556

4 20 0.619

5 25 0.757

Regresi linier: y=0,0297x + 0,0213

r = 0,9993

Hasil penentuan kurva kalibrasi diperoleh panjang gelombang maksimum

275 nm dan nilai serapan 0,757. Hasil partisi NAF paling tinggi di fase minyak

adalah campuran dengan Lesitin diikuti campuran dengan Span 20 (63,65%) dan

campuran dengan Span 80 (55,72%). Data tertera pada Tabel 3:

Tabel 3. Hasil Penentuan Partisi NAF dalam Fase Minyak

No Campuran NAF terukur

dalam fase

air (%)

NAF ter partisi

dalam fase

minyak (%)

1 NAF-Lesitin 26,45 73,55

2 NAF-Span 20 44,28 63,65

3 NAF-Span 80 36,35 55,72

4 Larutan NAF 99,38 0,62

Hasil partisi menandakan lesitin beperan lebih baik dalam membentuk

lipofilitas di sekitar molekul NAF sehingga menghalangi NAF untuk tidak pindah

segera ke dalam fase air jika dimasukkan dalam sistem nanoemulsi Minyak dalam

Air (M/A). Hal ini didukung teori yang Lesitin bersifat ampifilik yaitu memiliki

afinitas yang berbeda terhadap gugus hidrofillik dan lipofilik, dan karakter ini yang

menjadikan lesitin populer sebagai emulsifier atau surfaktan, membentuk vesicle

atau liposom untuk enkapsulasi obat dan protein (Tahara, et.al, 2010)

Aktivitas NAF sebagai antioksidan ditentukan melalui kekuatan peredaman

NAF terhadap larutan 2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil (DPPH). Uji peredaman

larutan DPPH banyak digunakan dalam menentukan aktivitas antioksidan beberapa

ekstrak yang diduga mengandung antioksidan, yang merubah warna larutan DPPH

stabil yang ungu menjadi kuning. Metode peredaman DPPH berdasarkan reaksi

reduksi alkohol dalam larutan DPPH dengan adanya antioksidan yang

mendonasikan hidrogen dan membentuk larutan DPPH non radikal melalui reaksi

tersebut. Berikut hasil peredaman DPPH :

Tabel 4. Hasil Peredaman larutan DPPH

Formula Peredaman DPPH (%) dalam

beberapa konsentrasi (ppm)

0,25 0,50 0,75 1,0 2,0

Larutan

NAF

49,38

±

0,01

49,50

±

0,08

49,32

±

0,19

48,85

±0,01

50,31

±0,01

Peredaman DPPH (%) dalam beberapa konsentrasi

(ppm)

Campuran 0,5 1,0 2,0

NAF-

Lesitin

59,57 ±

0,01

83,77 ±

0,01

63,39 ± 0,04

NAF-

Span 20

56,52 ±

0,25

42,55 ±

0,03

55,09 ± 0,03

NAF-

Span 80

60,15 ±

1,14

42,42 ±

0,03

55,45 ± 0,23

Berdasarkan nilai peredaman NAF terhadap larutan DPPH yang berada

dalam kisaran 40-60% baik dalam bentuk larutan maupun campuran menunjukkan

kemampuan NAF yang cukup berpotensi untuk menangkal radikal bebas, seperti

yang telah diduga sebelumnya. Nilai peredaman campuran lebih tinggi

dibandingkan larutan murni, diduga karena dalam campuran terdapat VCO yang

juga mempunyai aktivitas sebagai antioksidan (Krisna, et.al, 2010). Hal ini ehingga

memicu peningkatan peredaman radikal bebas dari larutan DPPH. Pengujian pada

campuran NAF dengan lesitin maupun Span20/80 juga memberikan hasil yang

mendekati. Berdasarkan data tersebut diperkirakan nilai IC50 berada pada rentang

0,5-1 ppm dan membuktikan potensi sebagai antioksidan.

Morfologi campuran menggunakan TEM merupakan teknik yang

digunakan untuk memperoleh data aktual morfologi sistem nanoemulsi karena

resolusi yang cukup untuk visualisasi sistem dengan struktur berukuran nano

(Klang, et.al, 2012). Pengamatan dilakukan menggunakan alat TEM Jeol tipe JEM

1010 di Laboratorium Transmission Electron Microscopy and Histology, Eijkman

Institue for Molekular Biology, Jakarta. Hasil pengamatan seperti pada gambar 1

berikut:

Gambar 1. Morfologi campuran NAF-Lesitin (A), NAF-Span 20 (B) dan NAF-

Span 80 (C) dengan pengamatan melalui TEM pada perbesaran 10.000 x

Berdasarkan hasil pengamatan morfologi ketiga campuran terlihat bentuk

yang cenderung sferis dengan ukuran berkisar ±300-500 nm. Morfologi campuran

NAF-lesitin seperti membentuk lapisan tipis di sekitar permukaan zat aktif,

sementara campuran NAF-Span 20 maupun NAF-Span 80 seperti membentuk

globul yang berkelompok dan tidak terlihat adanya lapisan disektitar globul.

Selanjutnya pembentukan nanoemulsi dibuat dengan menambahkan

campuran yang masing-masing mengandung NAF ditimbang setara 1% dalam

sediaan dan dicampurkan dengan komponen lain yaitu Tween 80 dan

polietilenglikol (PEG) 400 sebagai surfaktan dan kosurfaktan berdasarkan hasil

optimasi penelitian sebelumnya (Nursal, F.K, dkk, 2019). Hasil yang diperoleh

berdasarkan pH semua sediaan berada pada rentang pH kulit Pengukuran diameter

globul selama 2 minggu pada suhu kamar, nanoemulsi NAF (tanpa campuran)

memiliki diameter globul dibawah 100nm yaitu 63-64 nm, dengan nilai indeks

polidispersitas 0,256. Sementara nanoemulsi yang mengandung campuran NAF-

Lesitin, NAF-Span 20, dan NAF -Span 8rata-rata memiliki nilai diameter globul

300-450 nm dan indeks polidispersitas 0,571. Berikut tabel yang menyatakan data

karakterisasi nanoemulsi:

Tabel 5. Sifat Fisik Nanoemulsi NAF

Diameter nanoemulsi NAF dalam campuran molekul ampifilik dan

surfaktan lipofil lebih besar diduga karena NAF berpindah kedalam fase air

sehingga pada pembacaan dengan alat Particle size analyzer (PSA) terbaca sebagai

ukuran hidrodinamik yang besar dari globul minyak di sekitar air dalam nanoemulsi

Nano

emulsi

Bentuk

Fisik

pH Diame-ter

globul

(nm)

Indeks

polidis-

persitas

Potensial

zeta (mv)

NAF Cairan

translusen

6,31±

0,02

63,72±11,5

3

0,256 0,07±10,99

NAF-

Lesitin

Cairan

keruh

6,16±

0,045

302,7±9,92 0,571

NAF-

Span 20

Cairan

keruh

7,03±

0,01

388,65±31,

90

0,571 1,61 ± 0,6

NAF-

Span 80

Cairan

keruh

6,27±

0,045

451,55±26,

63

0,571 0,31 ±1,12

terjadinya perpindahan. Secara kesleuruhan dinayatakan bahwa penghantaran

molekul obat akan lebih optimal dalam bentuk nanoemulsi, karena dengan sistem

cairan diharapkan globul yang berukuran kecil lebih mudah menembus lapisan

stratum korneum dan selanjutnya berpermeasi ke lapisan dermis. Peranan polimer

ampifilik akan mempermudah partikel terdispersi dalam fase minyak sehingga

memfasilitasi perlintasan pada membran lipid pada lapisan kulit (Piao, et.al, 2011;

Prow, et.al, 2011).

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa model senyawa

hidrofilik Natruim askorbil fosfat dapat dihantarkan menuju lapisn kulit melalui

modifikasi penambahan senyawa ampifilik dan surfaktan lipofilik, yang berperan

dalam meningkatkan lipofilisitas. Nanoemulsi dengan ukuran globul yang kecil

berperan dalam mengantarkan molekul lebih mudah menembus lapisan kulit.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lembaga Penelitian dan

Pengembangan (Lemlitbang) Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka atas

bantuan biaya peneltian internal Batch 1 tahun 2019.

DAFTAR PUSTAKA

Krisna G.A.G, Raj G, Bhatnagar A.S, Kumar P.K.P, Chandrasheka P. (2010).

Coconut oil: Chemistry, Production and Its Application- a Review. Indian

Coconut Journal. 15-27

Klang, V., Matsko, N. B., Valenta, C. dan Hofer, F.: Electron microscopy of

nanoemulsion: An essential tool for characterization and stability assessment,

Micron 4, 85-103. 2012

Ledet, G., Pamujula, S., Walker, V., Simon, S., Graves, R., dan Mandal, T.K.

(2013). Development and in vitro Evaluation of Nanoemulsion for Transcutaneous

Delivery. Drug. Dev. Ind. Pharm.

Lopes, L.B. (2014). Reviews: Overcoming the Cutaneous Barrier with

Microemulsion. Pharmaceutics 6, 52-77.

(www.mdpi.com/journal/pharmaceutics).

Martins, M., Azoia, N., G., Riberio, A., Shimanovich, U., Silva, C., dan Paulo,

A.C. (2013). In vitro and Computational studies of transdermal perfusion of

nanoformulations containing a large molecular weight protein. Colloid and Surface

B : Biointerfaces, 271-278.

Morita, T., Horikiri, Y., Yamahara, H., Suzuki, T., dan Yoshino, H. (2000).

Formation and Isolation of Spherical Fine Protein Microparticles Through

Lyophilization of Protein-Poly(ethylene glycol) Aqueous Mixture. Pharm.

Research, 17 (11), 1367-1373.

Nursal, F.K., Sumirtapura, Y.C., Suciati, T., Kartasasmita, R.E : Optimasi

Nanoemulsi Natrium Askorbil Fosfat melalui Pendekatan Design of Experiment

(Metode Box Behnken). Jurnal Sains Farmasi dan Klinis, Vol.6 No.3, 228-236,

2019.

Piao, H., Kamiya, N., Cui, F. dan Goto, M. (2011). Preparation of a solid-in-oil

nanosuspension containing L-ascorbic acid as a novel long-term stable topical

formulation. Int. J.Pharm. 420, 156-160.

Prow, T. W., Grice, J. E., Lin, L. L., Faye, R., Butler, M., dan Becker, W.. (2011).

Nanoparticles and Microparticles for Skin Drug Delivery. Adv. Drug Deliv. Rev.

63, 470-491.

Suciati, T., Aliyandi, A. dan Satrialdi. (2014). Development of transdermal

nanoemulsion for simultaneous delivery of protein

Tahara, Y., Namatsu, K., Kamiya, N., Hagimori, M., Kamiya, S., Arakawa, M. and

Goto, M.: Transcutaneous immunization by a solid-in-oil nanodispersion, Chem.

Commun. Vol. 46, pp.9200-9202, 2010.