SKRIPSI PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP …repository.unair.ac.id/10927/2/FF F 38 15 Rah p.pdf ·...

SKRIPSI

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN

(Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

ANNISA MAULIDIA RAHAYYU

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AIRLANGGA

DEPARTEMEN FARMASETIKA

SURABAYA

2015

ADLN_Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengaruh jumlah kitosan ... Annisa M.R.

SKRIPSI



NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPENLAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN



NIM : 05111233



SURABAYA

2015



iii

LEMBAR PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/ karya

ilmiah saya, dengan judul :




SAMBILOTO-KITOSAN


untuk dipublikasikan atau ditampilkan di internet, Digital Library

Perpustakaan Universitas Airlangga, atau media lain untuk kepentingan

akademik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta.

Demikian pernyataan persetujuan publikasi skripsi/ karya ilmiah ini saya

buat dengan sebenarnya.

Surabaya, 10 Agustus 2015

Annisa Maulidia Rahayyu

NIM : 051111233



SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Annisa Maulidia Rahayyu

NIM : 051111233

Fakultas : Farmasi

menyatakan dengan sesungguhnya bahwa hasil skripsi/ tugas akhir yang

saya tulis dengan judul :




SAMBILOTO-KITOSAN


adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Apabila di

kemudian hari diketahui bahwa skripsi ini merupakan hasil dari

plagiarisme, maka saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan

kelulusan dan atau pencabutan gelar yang saya peroleh.

Demikian surat pernyataan ini saya buat untuk dipergunakan sebagaimana

mestinya.



NIM : 051111233



v

Lembar Pengesahan




SAMBILOTO-KITOSAN


SKRIPSI

Dibuat untuk memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Farmasi

pada Fakultas Farmasi Universitas Airlangga

2015

Oleh :

ANNISA MAULIDIA RAHAYYU NIM : 051111233

Skripsi ini telah disetujui

Tanggal 10 Agustus 2015 oleh :

Pembimbing Utama

Dr. Retno Sari, Apt., M.Sc. NIP. 196308101989032001

Pembimbing Serta Dr. Dewi Isadiartuti, Apt., M.Si.

NIP. 196505201991022001



SKRIPSI



NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPENLAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN



NIM : 05111233



SURABAYA

2015



LEMBAR PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/ karya

ilmiah saya, dengan judul :




SAMBILOTO-KITOSAN


untuk dipublikasikan atau ditampilkan di internet, Digital Library

Perpustakaan Universitas Airlangga, atau media lain untuk kepentingan

akademik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta.

Demikian pernyataan persetujuan publikasi skripsi/ karya ilmiah ini saya

buat dengan sebenarnya.



NIM : 051111233



SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Annisa Maulidia Rahayyu

NIM : 051111233

Fakultas : Farmasi

menyatakan dengan sesungguhnya bahwa hasil skripsi/ tugas akhir yang

saya tulis dengan judul :




SAMBILOTO-KITOSAN


adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Apabila di

kemudian hari diketahui bahwa skripsi ini merupakan hasil dari

plagiarisme, maka saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan

kelulusan dan atau pencabutan gelar yang saya peroleh.

Demikian surat pernyataan ini saya buat untuk dipergunakan sebagaimana

mestinya.



NIM : 051111233






SAMBILOTO-KITOSAN


SKRIPSI

Dibuat untuk memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Farmasi

pada Fakultas Farmasi Universitas Airlangga

2015

Oleh :

ANNISA MAULIDIA RAHAYYU NIM : 051111233

Skripsi ini telah disetujui

Tanggal 10 Agustus 2015 oleh :

Pembimbing Utama

Dr. Retno Sari, Apt., M.Sc. NIP. 196308101989032001

Pembimbing Serta Dr. Dewi Isadiartuti, Apt., M.Si.

NIP. 196505201991022001



vi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah

SWT atas kehendak dan kuasa-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi

yang berjudul “PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP


NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON SAMBILOTO-

KITOSAN (Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan

semprot)” dengan baik, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

sarjana farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Airlangga Surabaya.

Pada kesempatan ini, tak lupa penulis ingin menyampaikan ucapan

terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam

menyelesaikan skripsi ini, kepada :

1. Dr. Retno Sari, Apt., M.Sc. sebagai pembimbing utama yang dengan

sabar, sayang, dan pengertian telah membimbing dalam

menyelesaikan skripsi ini.

2. Dr. Dewi Isadiartuti, Apt., M.Si. sebagai pembimbing serta yang

telah membimbing dan memberi semangat dalam menyelesaikan

skripsi ini.

3. Dr. Dwi Setyawan, S.Si., M.Si., Apt. dan Dr. Tristiana Erawati,

M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan

saran demi kesempurnaan skripsi ini.

4. Prof. Dr. Mohammad Nasih, MT., SE., Ak. selaku Rektor Universitas

Airlangga dan Dr. Hj. Umi Athiyah, Apt., M.S. selaku Dekan

Fakultas Farmasi Universitas Airlangga yang telah memberikan

kesempatan untuk belajar dan menempuh pendidikan program

sarjana di Fakultas Farmasi Universitas Airlangga.



vii

5. Ibu Yuni Priyandani, S.Si., Apt., Sp.FRS. selaku dosen wali yang

selalu mendampingi dan memberi dorongan semangat di setiap waktu

dalam hal akademik maupun non-akademik.

6. Dra. Hj. Esti Hendradi, Apt., M.Si., Ph.D. sebagai ketua Departemen

Farmasetika yang telah memberikan kesempatan untuk mengerjakan

skripsi di Laboratorium Departemen Farmasetika.

7. Seluruh dosen dan staf pengajar di Fakultas Farmasi Universitas

Airlangga yang telah mendidik dan mengajarkan ilmu pengetahuan

selama penulis menempuh pendidikan sarjana.

8. Ibunda Silaturrakhmiyati, S.KM. dan Ayahanda Suprijandani, S.KM.,

MSc. PH. tersayang yang telah menjadi motivasi dan inspirasi untuk

penulis serta selalu membimbing, mendukung, dan memberikan doa

restunya kepada penulis.

9. Adek tersayang, Fardhon Danang Prakoso yang tidak jarang untuk

menemani, memberi motivasi, dan selalu mendukung penulis.

10. Mbah Tri, Mbay, Ajong, Pakde Nono, dan Bude Hanum yang selalu

memberikan semangat serta doa restunya kepada penulis untuk

menyelesaikan skripsi ini.

11. Bude Ndari dan Pakde Pri yang sudah penulis anggap seperti orang

tua sendiri dan selalu memberikan semangat serta doa restunya

kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 12. Seluruh staf karyawan Departemen Farmasetika, terutama Bapak

Suprijono, Bapak Harmono, Mbak Nawang, dan Ibu Ari atas

kerjasamanya di laboratorium untuk menyelesaikan skripsi ini.

13. Teman-teman tim Nanopartikel 2015 (Acit, Okta, dan Meida) atas

kerja sama, keceriaan, dan kekompakkannya dalam menyelesaikan

skripsi ini.



viii

14. Teman-teman seperjuangan farmasetika 2015 : tim mikropartikel

probiotik, SLN-NLC, mikrosfer, nanoemulsi, mikroemulsi, dan

sistem dispersi padat.

15. Para sahabat sekaligus saudara tersayang Zasa, Aida, Tiyas, Kanzul,

Gete, Shofi, Icha, Citra, Gani, dan Aryo, yang selalu membantu,

memotivasi, menghibur dalam suka dan duka, serta memberikan

doanya kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

16. Keluarga kelas B 2011 (BofF) serta teman-teman Fanatik angkatan

2011 yang selalu membantu, serta memberikan doa dan semangat.

17. Keluarga sepuluh satu dan ipa 7 yang selalu memberi semangat dan

doa kepada penulis.

18. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.

Semoga Allah SWT membalas atas segala kebaikan dan bantuan

yang telah diberikan.

Akhir kata, penulis mohon maaf atas segala keterbatasan dan

kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Untuk itu, kritik dan saran dari

para pembaca sangat penulis butuhkan. Penulis berharap semoga skripsi

ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan dan teknologi, terutama

untuk bidang teknologi farmasi.

Surabaya, Agustus 2015

Penulis



ix

RINGKASAN

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON SAMBILOTO-KITOSAN



Kitosan merupakan polisakarida alam polikationik yang dapat berinteraksi dengan permukaan yang bermuatan negatif dan polianion seperti tripolifosfat (TPP) untuk membentuk nanopartikel. Jumlah polimer akan memengaruhi karakter fisiko kimia dari nanopartikel yang disebabkan karena adanya perbedaan intensitas ikatan antar NH3

+ dari kitosan dan gugus -P3O10

5- dari TPP. Pada penelitian ini digunakan Fraksi diterpen lakton (FDTL) sambiloto (Andrographis paniculata Nees) sebagai model obat dengan zat aktif utama andrografolid yang memiliki sifat lipofilik dan kelarutan dalam air rendah sehingga, menyebabkan bioavailabiltasnya buruk. Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan diharapkan dapat mempercepat disolusi dari FDTL sambiloto sehingga dapat meningkatkan bioavailabilitasnya.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jumlah kitosan (0,08% (FK 1), 0,1% (FK 2), dan 0,12% (FK 3)) terhadap karakteristik fisik dan profil pelepasan nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan yang dibuat dengan metode gelasi ionik-pengeringan semprot. Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dievaluasi meliputi morfologi partikel kering, evaluasi difraksi sinar X, penetapan kandungan, efisiensi penjerapan, dan laju pelepasan fraksi diterpen lakton sambiloto dari nanopartikel. Hasil pemeriksaan morfologi nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan kering dengan SEM menunjukkan bahwa dengan meningkatnya jumlah kitosan menghasilkan partikel berbentuk sferis dengan permukaan yang beragam. FK 2 dengan kosentarasi 0,1% menghasilkan morfologi yang paling optimal, yaitu permukaan rata dengan bentuk sferis. Diperoleh ukuran partikel yang heterogen pada ketiga formula yaitu berkisar 391 nm – 44,45 µm. Pada hasil evaluasi DTA dapat terlihat FK 2 memiliki ikatan yang paling kuat dibandingkan dengan dua formula lain yaitu ditunjukkan dengan nilai energi peleburan sebesar 171 J/g. Dari evaluasi spektroskopi FT-IR pada FK 1, FK 2, dan



x

FK 3, menunjukkan adanya ikatan antara –NH3+ dari kitosan dengan –

P3O105- dari TPP yang membuktikan bahwa nanopartikel telah terbentuk.

Hasil evaluasi difraksi sinar X menunjukkan fraksi diterpen lakton sambiloto memiliki struktur kristalin sedangkan kitosan memiliki struktur amorf. Pada difraktogram sinar X dari FK 1, FK 2, FK 3, tidak tampak puncak tajam dari FDTL sambiloto, ini membuktikan bahwa FDTL sambiloto telah terjerap ke dalam sistem nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan. Hasil pemeriksaan efisiensi penjerapan diperoleh efisiensi penjerapan FDTL sambiloto dalam nanopartikel untuk FK 1 = 32,69 ± 1,75 %, FK 2 = 31,57 ± 1,98 % dan FK 3 = 29,01 ± 1,43 %. Hasil tersebut tidak memberikan perbedaan bermakna terhadap efisiensi penjerapan FDTL sambiloto dalam nanopartikel. Dari hasil perhitungan slope

didapatkan laju pelepasan FK 1= 12,8590 ± 0,6023 (mg/menit1/2) , FK 2= 13,527 ± 0,7619 (mg/menit1/2), dan FK 3= 13,453 ± 0,4957 (mg/menit1/2) sedangkan hasil slope dari substansi FDTL sambiloto diperoleh laju pelepasan 8,3296 ± 0,4957 (mg/menit1/2). Peningkatan jumlah kitosan tidak berpengaruh terhadap laju pelepasan nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan, namun terjadi peningkatan laju pelepasan nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan sebesar 1,6 kali bila dibandingkan dengan substansi FDTL sambiloto. Dari hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa peningkatan jumlah kitosan dapat memengaruhi morfologi dan ukuran dari nanopartikel. Peningkatan jumlah kitosan tidak memberikan perbedaan yang bermakna terhadap efisiensi penjerapan dan laju pelepasan nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan, namun dapat meningkatkan laju pelepasan nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan sebesar 1,6 kali bila dibandingkan dengan substansi FDTL sambiloto. Dari penelitian yang telah dilakukan maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengembangkan sistem nanopartikel kitosan pada bahan alam yang sukar larut.



xi

ABSTRACT

EFFECT OF CHITOSAN CONCENTRATION ON PHYSICAL CHARACTERISTICS AND in vitro RELEASE OF DITERPENE

LACTONE FRACTION FROM NANOPARTICLES (Prepared by ionic gelation methods-spray drying)


Diterpene lacton fraction (FDTL)-chitosan nanoparticle could be

developed to improve dissolution and further could increase bioavailability of FDTL. The objective of this research was a investigate effect of chitosan on physical characteristic and in vitro release of FDTL from nanoparticle. Nanoparticles were prepare by ionic gelation-spray drying with different amount of chitosan 80 mg (FK 1), 100 mg (FK 2), and 120 mg (FK 3) using tripolyphosphate (TPP) as the cross linker. All formula particles had spherical shape, but FK 2 had smooth surface compared to FK 1 and FK 3. Based on infrared spectra and DTA termogram, there was ionic bonding between chitosan and TPP. XRD analysis of nanoparticle could indicate that FDTL had been trapped in nanoparticle system. The entrapment efficiency of FDTL of nanoparticle FK 1 (32,69 ± 1,75 %), FK 2 (31,57 ± 1,98 %), and FK 3 (29,01 ± 1,43 %) were not significantly different. Release rate FDTL from nanoparticles was found 1,6 times higher than the FDTL substance. From result it was known that chitosan has effect on physical characteristic and release profile of that.

Keywords: nanoparticle; ionic gelation; spray drying; chitosan; tripolyphosphate; diterpene lacton fraction.



xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ........................................................................ i

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH............ ii

SURAT PERNYATAAN ................................................................. iv

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................. v

KATA PENGANTAR ...................................................................... vi

RINGKASAN .................................................................................. ix

ABSTRAK ...................................................................................... xi

DAFTAR ISI ................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................ xvi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................. 4

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................... 6

2.1 Nanopartikel .................................................................... 6

2.1.1 Definisi Nanopartikel ................................................ 6

2.1.2 Penggunaan Nanopartikel ....................................... 6

2.2 Kitosan ............................................................................ 8

2.3 Penyambung Silang .......................................................... 9

2.3.1 Tripolifosfat (TPP) ................................................ 10

2.4 Metode Pembuatan Nanopartikel ...................................... 12

2.4.1 Gelasi Ionik ........................................................... 12



xiii

2.4.2 Faktor yang Memengaruhi Pembuatan

Nanopartikel.......................................................... 14

2.5 Pengeringan Nanopartikel Kitosan .................................... 16

2.5.1 Pengering Semprot ................................................. 16

2.6 Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto ...................... 22

BAB III KERANGKA KONSEPTUAL ............................................ 24

3.1 Uraian Kerangka Konseptual ........................................... 24

3.2 Skema Kerangka Konseptual............................................ 26

BAB IV METODE PENELITIAN .................................................... 27

4.1 Bahan dan Alat................................................................. 27

4.1.1 Bahan ..................................................................... 27

4.1.2 Alat ........................................................................ 27

4.2 Metodologi Penelitian ...................................................... 28

4.2.1 Pemeriksaan Bahan Baku ........................................ 28

4.2.1.1 Identifikasi Kitosan ................................. 28

4.2.1.2 Identifikasi Fraksi Diterpen Lakton

Sambiloto ................................................ 29

4.2.2 Rancangan Penelitian .............................................. 32

4.2.3 Pembuatan Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton

(FDTL) Sambiloto-Kitosan ................................... 32

4.2.4 Evaluasi Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton

(FDTL) Sambiloto-Kitosan ................................ 35

4.2.4.1 Evaluasi morfologi dan ukuran

nanopartikel kering .................................. 35

4.2.4.2 Evaluasi spektroskopi FT-IR ..................... 35

4.2.4.3 Evaluasi Different Thermal Apparatus

(DTA)...................................................... 36

4.2.4.4 Evaluasi difraksi sinar X .......................... 36



xiv

4.2.4.5 Penetapan kandungan Fraksi Diterpen

Lakton (FDTL) sambiloto dalam

nanopartikel ............................................. 37

4.2.4.6 Penentuan efisiensi penjerapan Fraksi

Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto ......... 37

4.2.4.7 Penentuan uji pelepasan Bahan Obat ........ 38

4.2.4.8 Penentuan Laju Pelepasan Fraksi

Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto ......... 39

4.2.4.9 Penentuan analisis statistik ......................... 39

BAB V HASIL PENELITIAN ......................................................... 41

5.1 Hasil Pemeriksaan Kualitatif Bahan .................................. 41

5.1.1 Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto ............................ 41

5.1.2 Kitosan .................................................................... 42

5.2 Pemeriksaan Karakteristik Nanopartikel Fraksi Diterpen

Lakton Sambiloto-Kitosan ................................................ 43

5.2.1 Ukuran dan Morfologi Permukaan Nanopartikel .... 43

5.2.2 Spektra Inframerah Nanopartikel ........................... 45

5.2.3 Pemeriksaan Titik Lebur Nanopartikel FDTL

Sambiloto-Kitosan ................................................. 47

5.2.4 Hasil Pemeriksaan Dfraktogram Sinar X ............... 49

5.2.5 Hasil Pemeriksaan Kandungan Fraksi Diterpen

Lakton Sambiloto dalam Nanopartikel ................... 50

5.2.5.1 Perhitungan Kandungan FDTL Sambiloto

yang diperoleh ............................................ 50

5. 2.6 Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

dari Nanopartikel ................................................ 52

5.2.6.1 Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen

Lakton Sambiloto dari Nanopartikel ...... 52



xv

5.2.6.2 Hasil Perhitungan Laju Pelepasan Fraksi

Diterpen Lakton Sambiloto dari

Nanopartikel ............................................ 53

BAB VI PEMBAHASAN ................................................................ 56

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN .......................................... 64

7.1 Kesimpulan ..................................................................... 64

7.2 Saran ............................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA....................................................................... 65

LAMPIRAN .................................................................................... 70



xvi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

IV.1 Rancangan Formula Nanopartikel Fraksi Diterpen

Lakton Sambiloto-Kitosan ................................................. 32

V.1 Hasil pemeriksaan kualitatif fraksi diterpen lakton

sambiloto ............................................................................ 41

V.2 Hasil pemeriksaan kualitatif kitosan ................................... 42

V.3 Morfologi nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-

kitosan ................................................................................ 44

V.4 Rentang ukuran nanopartikel pada setiap formula dari

10 Pengamatan ................................................................... 44

V.5 Hasil pemeriksaan jarak lebur dan entalpi menggunakan

Different Thermal Apparatus (DTA) ................................... 48

V.6 Hasil pemeriksaan kandungan dan efisiensi penjerapan

FDTL sambiloto dalam nanopartikel ................................... 50

V.7 Hasil uji HSD penjerapan FDTL sambiloto dalam

nanopartikel pada setiap formula ......................................... 51

V.8 Hasil uji pelepasan FDTL sambiloto dari nanopartikel

FDTL sambiloto-kitosan dalam media natrium lauril

sulfat (SLS) 0,1% suhu 37 ± 0,5°C ...................................... 52

V.9 Slope dari persamaan regresi linier antara jumlah

kumulatif FDTL sambiloto yang terlepas terhadap akar

waktu (menit-1) dari nanopartikel dalam media SLS

0,1% suhu 37 ± 0,5°C ......................................................... 54

V.10 Hasil uji HSD laju pelepasan FDTL sambiloto dari

nanopartikel dalam media SLS 0,1% suhu 37 ± 0,5°C ........ 55



xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Nanosfer (A) dan Nanokapsul (B) ....................................... 6

2.2 Struktur Kimia Kitin dan Kitosan ........................................ 8

2.3 Skema (A) Polimer dan (B) Polimer yang Tersambung

Silang ................................................................................ 10

2.4 Interaksi Kitosan dengan TPP (A) Deprotonasi (B)

Sambung Silang .................................................................. 11

2.5 Skema Representasi Pembuatan Sistem Partikulat Kitosan

Dengan Metode Gelasi Ionik ............................................... 13

2.6 Skema Proses Pengeringan Semprot .................................... 17

2.7 Alur Pengeringan Semprot ................................................. 22

2.8 Struktur Andrografolid ....................................................... 23

3.1 Alur Kerangka Konseptual .................................................. 26

4.1 Skema Kerja Penelitian ...................................................... 31

4.2 Alur Kerja Pembuatan Nanopartikel Fraksi Diterpen

Lakton (FDTL) dengan Metode Pengeringan Semprot ....... 34

5.1 Hasil SEM nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-

kitosan dengan perbandingan kitosan-FDTL sambiloto =

8:4 (FK 1), 10:4 (FK 2), 12:4 (FK 3) setelah pengeringan

dengan pembesaran (A) 5000x, (B) 10.000x ....................... 43

5.2 Spektrum inframerah (A) FDTL sambiloto, (B) kitosan,

sistem nanopartikel FDTL sambiloto (C), nanopartikel

fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dengan

perbandingan kitosan – FDTL sambiloto = 8:4 (D), 10:4

(E), 12:4 (F) ........................................................................ 45



xviii

5.3 Hasil pemeriksaan titik lebur menggunakan Different

Thermal Apparatus (DTA), kitosan (A), fraksi diterpen

lakton sambiloto (B), nanopartikel fraksi diterpen lakton

sambiloto-kitosan dengan perbandingan kitosan-FDTL

sambiloto= 8:4 (C), 10:4 (D), 12:4 (E), sistem

nanopartikel tanpa FDTL sambiloto dengan jumlah

kitosan = 80 mg (F), 100 mg (G), 120 mg (H) ..................... 47

5.4 Difraktogram sinar X, kitosan (A), fraksi diterpen lakton

sambiloto (B), nanopartikel fraksi dierpen lakton

sambiloto-kitosan dengan perbandingan kitosan-FDTL

sambiloto= 8:4 (C), 10:4 (D), 12:4 (E), sistem

nanopartikel tanpa FDTL sambiloto dengan jumlah

kitosan = 80 mg (F), 100 mg (G), 120 mg (H) .................... 49

5.5 Profil pelepasan FDTL sambiloto dari nanopartikel dalam

media SLS 0,1% suhu 37 ± 0,5°C ....................................... 53



xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1 Sertifikat Analisis Kitosan .................................................. 70

2 Analisis Spektra Inframerah Fraksi Diterpen Lakton

Sambiloto .......................................................................... 71

3 Analisis Spektra Inframerah Kitosan (Low) ........................ 72

4 Analisis Spektra Inframerah Nanopartikel .......................... 73

5 Hasil Pemeriksaan Differential Thermal Apparatus (DTA) . 78

7 Pemeriksaan Viskositas Kitosan ......................................... 80

8 Pembuatan Nanopartikel ..................................................... 81

9 Ukuran Nanopartikel pada setiap Formula .......................... 82

10 Hasil Penentuan Linieritas Bahan Fraksi Diterpen Lakton

Sambiloto dengan Metode HPLC ........................................ 83

11 Kandungan FDTL Sambiloto dalam Nanopartikel .............. 84

12 Penetapan Efisiensi Penjerapan (EP) Nanopartikel .............. 85

13 Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

dari Nanopartikel dalam Media Natrium Lauril Sulfat

0,1% .................................................................................. 86

14 Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

dari Nanopartikel ............................................................... 94

15 Hasil Analisis Statistik Efisiensi Penjerapan Nanopartikel

dengan ANOVA Satu Arah ................................................ 96

16 Hasil Analisis Statistik Laju Pelepasan Nanopartikel

dengan ANOVA Satu Arah ................................................ 101



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Nanopartikel merupakan partikel padat dengan ukuran

diameter antara 10-1000 nm. Nanopartikel sebagai sistem

penghantaran ditujukan untuk mengendalikan ukuran partikel, luas

permukaan, dan pelepasan bahan aktif sehingga dapat mencapai

target spesifik secara optimal dan sesuai dengan aturan dosis

(Mohanraj and Chen, 2006).

Matriks nanopartikel yang digunakan dapat berupa polimer,

baik alam maupun sintetis. Salah satu polimer alam yang bisa

digunakan adalah kitosan. Kitosan merupakan polisakarida alam

polikationik, kopolimer dari glukosamin dan N-asetilglukosamin

yang memiliki satu gugus amina primer (-NH2) dan dua gugus

hidroksil (-OH) yang menyebabkan kitosan memiliki muatan positif,

sehingga kitosan dapat berinteraksi dengan permukaan yang

bermuatan negatif dan polimer anionik. Kitosan bersifat basa lemah,

tidak larut dalam air tetapi larut dalam larutan asam seperti asam

formiat, asam asetat, asam tartarik, dan asam sitrat pada pH < 6,5.

Keuntungan lain dari kitosan adalah memiliki sifat biodegradabel

sehingga mudah terdegradasi dalam tubuh, biokompatibilitas dengan

jaringan, mukoadesif, tidak toksik, dan mampu mengatur pelepasan

bahan obat (Sinha et al., 2004; Fan et al., 2012). Kitosan dapat

mengendap pada larutan alkali atau dengan larutan polianion dan

membentuk gel pada pH yang rendah (Tiyaboonchai et al., 2003;

Sinha et al., 2004).



2

Tripolifosfat (TPP) merupakan polianion non toksik yang

dapat berinteraksi dengan gaya elektrostatik antara NH3+ dari kitosan

dengan gugus -P3O105-. Intensitas ikatan antar NH3

+ dan gugus -

P3O105- akan memengaruhi karakter fisikokimia antara lain interaksi

baik fisika maupun kimia, densitas matrik, struktur morfologi,

ukuran partikel, dan kemampuan penjerapan bahan obat yang

nantinya akan berpengaruh pula terhadap pelepasan, bioavailabilitas,

dan efektivitas bahan obat yang terjebak dalam sistem (Shu, 2002;

Ko et al., 2002; Kumar, 2011).

Pembuatan koloid nanopartikel secara gelasi ionik

dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: jumlah kitosan,

jumlah penyambung silang, pH larutan kitosan, suhu larutan kitosan,

kosentrasi asam asetat, dan kecepatan pengadukan (Fan et al., 2012).

Setelah terbentuk koloid padat nanopartikel dapat dibuat

dengan atau tanpa penegeringan. Proses pengeringan diperlukan

untuk mengatasi permasalahan pada sediaan cair. Pengeringan dapat

dilakukan dengan pengeringan beku dan pengeringan semprot.

Pengeringan semprot adalah metode untuk merubah cairan atau

suatu larutan terdispersi dari keadaan cair menjadi suatu bubuk

dengan penyemprotan ke ruangan yang berudara panas. Metode ini

tergolong cepat, sederhana, mudah, dan relatif murah untuk skala

besar (Agnihotri et al., 2004; Kissel et al., 2006).

Pada penelitian Putri (2014) mengenai pengaruh jumlah

polimer terhadap karakteristik fisik nanopartikel artesunat-kitosan

yang dibuat dengan metode gelas ionik – pengeringan semprot

diketahui bahwa pada perbandingan jumlah kitosan dengan TPP

10:8 menghasilkan partikel yang sferis dengan permukaan lebih

halus dibandingkan dengan 2 formula lain yaitu perbandingan



3

jumlah kitosan dengan TPP 7,5:8 dan 12,5:8. Data ini juga didukung

dengan adanya penelitian yang dilakukan oleh Ashwatu (2013)

mengenai pengaruh jumlah TPP terhadap karakteristik fisik

nanopartikel kitosan-fraksi diterpenlakton sambiloto yang dibuat

dengan metode gelasi ionik-pengeringan semprot juga diketahui

bahwa pada perbandingan TPP dengan kitosan 8:10 dan 10:10 dapat

menghasilkan partikel yang sferis.

Fraksi diterpen lakton (FDTL) sambiloto (Andrographis

paniculata Nees) digunakan sebagai model obat dalam penelitian

ini untuk diaplikasikan dengan sistem nanopartikel kitosan.

Kandungan kimia FDTL sambiloto terdiri dari flavonoid dan lakton.

Zat aktif utama pada tanaman ini adalah andrografolid.

Andrografolid memiliki bioavailabilitas yang buruk, sangat lipofilik

(nilai log P = 2,632 ± 0,135), dan kelarutan dalam air yang rendah

yaitu 3,29 ± 0,73 µg/ml. Pada pembentukan nanopartikel

andrografolid-EudragitR terjadi peningkatan bioavailabilitas 2,2 kali

lebih besar dibandingkan dengan andrografolid murni pada

pemberian oral (Chellampillai and Pawar, 2011). Sistem

nanopartikel FDTL sambiloto – kitosan, diharapkan dapat mengatasi

masalah kelarutan dalam air yang rendah dan dengan adanya

pengecilan ukuran partikel dapat mempercepat disolusi sehingga

dapat meningkatkan bioavailabilitas FDTL sambiloto.

Berdasarkan hal yang dijabarkan di atas, dilakukan

penelitian mengenai pengaruh perbedaan jumlah kitosan, yaitu 80

mg, 100 mg, dan 120 mg pada nanopartikel fraksi diterpen lakton

sambiloto – kitosan dengan yang dibuat dengan metode gelasi ionik

dan dikeringkan dengan pengeringan semprot kitosan terhadap

karakteristik fisik dan profil pelepasan pada nanopartikel fraksi



4

diterpen lakton sambiloto – kitosan. Evaluasi yang dilakukan pada

nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan ini meliputi

distribusi ukuran partikel, bentuk dan permukaan dari nanopartikel,

kandungan dan efisiensi penjerapan fraksi diterpen lakton dalam

nanopartikel, serta profil pelepasan fraksi diterpen lakton sambiloto.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka rumusan masalah

dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh jumlah kitosan

terhadap karakteristik fisik dan profil pelepasan pada nanopartikel

fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dengan metode gelasi ionik

– pengeringan semprot ?

1.3 Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Menentukan morfologi partikel dari nanopartikel fraksi

diterpen lakton sambiloto – kitosan;

2. Menentukan kandungan dan efisiensi penjerapan FDTL

sambiloto pada nanopartikel FDTL sambiloto – kitosan;

3. Menentukan laju pelepasan nanopartikel FDTL sambiloto –

kitosan

yang dibuat dengan perbedaan jumlah kitosan dengan metode gelasi

ionik-pengeringan semprot.



5

1.4 Manfaat

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan untuk

pengembangan metode pembuatan nanopartikel FDTL sambiloto –

kitosan dengan metode gelasi ionik-pengeringan semprot

selanjutnya.



6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Nanopartikel 2.1.1 Definisi Nanopartikel

Nanopartikel didefinisikan sebagai partikel padat dengan

ukuran antara 10-1000 nm. Bahan obat terlarut, terjebak,

terenkapsulasi, atau terikat matriks nanopartikel. Berdasarkan

metode preparasi, dapat diperoleh 2 tipe untuk nanopartikel, yaitu

nanosfer atau nanokapsul. Nanosfer merupakan suatu sistem yang

mendispersi bahan obat secara merata dalam matriks sedangkan,

nanokapsul adalah suatu sistem reservoir yang menjebak bahan

obat secara terbatas ke dalam rongga yang terdiri dari inti cair

(baik minyak atau air) dikelilingi oleh polimer (Mohanraj and

Chen, 2006; Rao and Geckeler, 2011).

2.1.2 Penggunaan Nanopartikel

Tujuan utama pembuatan nanopartikel adalah sebagai

sistem penghantaran untuk mengendalikan ukuran partikel, luas

permukaan, dan pelepasan bahan aktif sehingga dapat mencapai

target spesifik secara optimal dan sesuai dengan aturan dosis

(Mohanraj and Chen, 2006). Nanopartikel lebih banyak memiliki

Gambar 2.1 Nanosfer (A) dan Nanokapsul (B) (Fattal and Vauthier, 2007)



7

keuntungan daripada mikropartikel dalam sistem penghantar obat.

Nanopartikel dapat menembus membran intestinal lebih besar,

dibandingkan dengan mikrosfer (Yokoyama, 2007).

Nanopartikel tidak hanya memiliki kemampuan sebagai

sistem penghantar obat pada rute oral, nasal, dan okular, tetapi juga

dapat memiliki kemampuan sebagai pembawa vaksin

(Tiyaboonchai, 2003).

Keuntungan menggunakan nanopartikel sebagai sistem

penghantaran obat meliputi:

1) Ukuran partikel dan karakteristik permukaan nanopartikel

dapat dengan mudah dimanipulasi untuk mencapai target obat

pasif dan aktif setelah pemberian parenteral.

2) Mengontrol dan mempertahankan pelepasan obat pada tempat

lokalisasi sehingga dapat meningkatkan efikasi dan

mengurangi efek samping.

3) Controlled release dan karakteristik degradasi partikel dapat

segera dimodulasi oleh konstituen matriks terpilih.

4) Mencapai target yang dituju dengan menempelkan ligan target

ke permukaan atau dengan menggunakan penarikan dari

magnet.

5) Sistem ini dapat digunakan untuk berbagai rute pemakaian obat

seperti oral, nasal, parenteral, intraocular (Mohanraj dan Chen,

2006).



8 2.2 Kitosan

Kitosan merupakan suatu polimer alam hasil dealkilasi dari

kitin, berupa polisakarida yang memiliki struktur mirip dengan

selulosa. Kitin merupakan komponen dasar dari kutikula pelindung

golongan crustacea, seperti kepiting, udang, lobster, dan dinding sel

beberapa jamur golongan aspergillus dan mucor. Kitin memiliki

struktur homopolimer yaitu β-(1,4)-linked N-acetyl-gluosamine,

sedangkan kitosan merupakan kopolimer yang terdiri atas

glukosamin dan N-asetil glukosamin (Agnihotri et al, 2004; Sinha et

al., 2004).

Kitosan berbentuk sebuk putih, tidak berbau, dan tidak

berasa (Rosydah, 2011) bersifat basa lemah yang tidak larut dalam

air tetapi larut dalam larutan asam organik seperti asam formiat,

asam asetat, asam tartarik, dan asam sitrat pada pH ± 6,5. Dalam

keadaan asam dapat mengubah glukosamin menjadi gugus R-NH3+

yang larut (Tiyaboonchai et al., 2003; Sinha et al., 2004). Kitosan

mempunyai satu gugus amino primer dan 2 gugus hidroksil bebas.

Gugus amino bebas dari kitosan menyebabkan kitosan bermuatan

positif sehingga dapat bereaksi dengan beberapa polimer yang

bermuatan negatif dan polianion. Secara komersial, kitosan tersedia

dalam bentuk serpihan kering, larutan, dan serbuk halus (Prashanth

Gambar 2.2 Struktur kimia kitin dan kitosan (Ishihara, 2012)

Kitin Kitosan



9

dan Tharanathan, 2006; Agnihotri et al., 2004). Berat molekul

kitosan bervariasi, yaitu low, medium, dan high. Berat molekul

kitosan dapat berpengaruh terhadap viskositas dari larutan polimer

kitosan dan bentuk mikropartikel serta memengaruhi pelepasan

bahan aktif dari nanopartikel (Ko et al., 2002).

Kitosan bersifat biodegradabel sehingga mudah

terdegradasi dalam tubuh, biokompatibilitas dengan jaringan,

mukoadesif, tidak toksik, dan mampu mengatur pelepasan bahan

obat. Kitosan banyak digunakan dalam bidang farmasetika karena

adanya pemberian dari gugus amina primer dari kitosan. Dalam

aplikasinya kitosan banyak digunakan sebagai pembawa sediaan

tablet, disintegrasi, pengikat, agen granulasi dan pembawa sediaan

sustained release (Sinha et a.l, 2004; Fan et al., 2012).

2.3 Penyambung Silang

Penyambung silang pada nanopartikel dapat meningkatkan

kekuatan mekanik dan efisiensi penjerapan obat serta

memperpanjang waktu pelepasan obat (Tsai and Wang, 2007).

Penyambung silang berguna untuk menghubungkan rantai dalam

suatu polimer ke bentuk 3 dimensinya melalui pembentukan

kompleks dengan polimer lain, ikatan ionik, maupun agregasi

polimer (Prashanth and Tharanathan, 2006). Dalam pembuatan

polimer kitosan dengan gelasi ionik, terjadi proses sambung silang

antara polielektrolit yang berbeda muatan (Mourya et al.,2010).



10

Penyambung silang yang umumnya digunakan antara lain

glutaraldehyde, formaldehide, tripolifosfat (TPP), kalsium klorida

(CaCl2). Pemilihan penyambung silang ini berdasarkan interaksi

elektrostatik yang terjadi antara anion dan kitosan yang digunakan

(Shu and Zhu, 2002).

Penggunaan penyambung silang tripolifosfat (TPP) dapat

mengendalikan pelepasan obat dan dapat meningkatkan kestabilan

pada matriks nanopartikel (Ko et al., 2002; Rodrigues, 2012).

2.3.1 Tripolifosfat (TPP)

Penyambung silang tripolifosfat (TPP) merupakan

polianion yang dapat digunakan sebagai penyambung silang

kitosan (Bhumkar and Pokharkar, 2006). TPP granul memiliki

sifat higroskopis, agak larut dalam air (100 g/mL) pada suhu 25°C.

TPP memiliki 4 nilai pKa yaitu, 1,1; 2,3; 6,3; dan 8,9 (Budavari,

2001). Penyambung silang TPP merupakan polianion non toksik

yang dapat berinteraksi dengan gugus kationik kitosan dengan

gaya elektrostatik. Penggunaan penyambung silang TPP dapat

mengendalikan pelepasan obat dan dapat meningkatkan kestabilan

pada matriks nanopartikel (Shu, 2002; Ko et al., 2002; Rodrigues,

2012).

Gambar 2.3 Skema (A) Polimer dan (B) Polimer yang Tersambung Silang (Prashanth and Tharanathan, 2006)



11

Pada pH asam, gugus amino bebas dari kitosan berikatan

dengan ion –P3O105- dengan mekanisme sambung silang ionik.

Sedangkan pada pH yang lebih basa, gugus amina bebas dapat

berikatan dengan ion –OH- maupun –P3O105- dengan mekanisme

deprotonasi (Bhumkar and Pokharkar, 2006).

Pembentukan nanopartikel hanya mungkin dalam

perbandingan tertentu antara polimer dengan penyambung silang

(Wu et al., 2005). Dalam pembuatan koloid nanopartikel,


jumlah penyambung silang, pH larutan kitosan, suhu larutan

kitosan, kosentrasi asam asetat, dan kecepatan pengadukan (Fan

et al., 2012). Peningkatan jumlah penyambung silang

menyebabkan jumlah gugus penyambung silang lebih banyak

yang akan berinteraksi dengan gugus positif dari kitosan

sehingga menyebabkan bahan obat sulit lepas (Ko et al., 2002).

Gambar 2.4 Interaksi kitosan dengan TPP (A) deprotonasi (B) sambung silang ionik

(Bhumkar and Pokharkar, 2006).



12 2.4 Metode Pembuatan Nanopartikel

Dalam pembuatan sistem partikulat kitosan dapat dilakukan

dengan beberapa metode yang berbeda. Pemilihan metode

tergantung pada beberapa faktor, misalnya ukuran partikel yang

dikehendaki, suhu, stabilitas dari bahan aktif, reprodusibilitas

profil pelepasan, stabilitas, dan toksisitas residual dari produk

akhir (Agnihotri, 2004).

Pembuatan nanopartikel dilakukan dengan dua tahap yaitu

proses pembuatan koloid padat nanopartikel dan proses

pengeringan. Beberapa metode yang dapat digunakan untuk

pembuatan nanopartikel kitosan adalah gelasi ionik, mikroemulsi,

emulsification solvent diffusion, polielektrolit kompleks,

koaservasi, reverse micellar method, emulsion-droplet

coalescence, pengeringan semprot dan pengeringan beku

(Agnihotri et al., 2004; Tiyaboonchai, 2003; Swarbrick, 2007).

2.4.1 Gelasi Ionik

Teknik gelasi ionik melibatkan peristiwa sambung silang

polielektrolit karena adanya multivalent control ions berupa

kompleksasi polielektrolit yang muatannya berbeda. Kompleksasi

ini membentuk membran kompleks polielektrolit pada permukaan

partikel gel yang meningkatkan kekakuan partikel (Swarbrick,

2007).

Bahan yang sering digunakan sebagai penyambung silang

dalah glutaraldehid, kalsium klorida (CaCl2), formaldehid, natrium

hidroksida (NaOH), dan natrium tripolifosfat (Na TPP) (Ko et al.,

2002; Sinha et al., 2004).



13

Mekanisme dari pembentukan nanopartikel kitosan

didasarkan pada interaksi elektrostatik antara kelompok amina dari

kitosan dan muatan negatif dari kelompok polianion seperti

tripolifosfat. Polianion atau polimer anionik ditambahkan dan

nanopartikel dapat terbentuk secara spontan di bawah kondisi

pengadukan secara mekanik pada suhu ruang. Ukuran dan muatan

partikel permukaan dapat dimodifikasi dengan variasi

perbandingan kitosan dan stabilizer (Kumar, 2000).

Pembentukan nanopartikel hanya mungkin dalam

perbandingan tertentu antara polimer dengan penyambung silang

(Wu et al., 2005). Dalam pembuatan koloid nanopartikel,


jumlah penyambung silang, pH larutan kitosan, suhu larutan

kitosan, kosentrasi asam asetat, dan kecepatan pengadukan (Fan et

al., 2012).

Gambar 2.5 Skema representasi pembuatan sistem partikulat kitosan dengan metode gelasi ionik (Dash et al., 2011)

Larutan Kitosan

Penyangga

Larutan Polianion

Partikel Kitosan

Pengadukan dengan kecepatan tinggi



14 2.4.2 Faktor yang Memengaruhi Pembuatan Nanopartikel

a. Jumlah polimer

Dengan meningkatnya konsentrasi polimer, ukuran

nanopartikel yang dibuat akan meningkat. Partikel yang

besar memiliki inti yang besar sehingga memungkinkan

obat lebih banyak terenkapsulasi dan berdifusi keluar (He et

al., 1999; Mohanraj and Chen, 2006). Menurut penelitian

yang dilakukan oleh Rosydah (2011) dengan meningkatnya

jumlah kitosan, mikropartikel yang terbentuk lebih sferis

dengan permukaan yang halus, sedangkan pada penelitian

Putri (2013) mengenai pengaruh jumlah polimer terhadap

karakteristik fisik nanopartikel artesunat-kitosan yang

dibuat dengan metode gelas ionik – pengeringan semprot

diketahui bahwa pada perbandingan jumlah kitosan dengan

TPP 10:8 menghasilkan partikel yang sferis dengan

permukaan lebih halus dibandingkan dengan 2 formula lain

yaitu perbandingan jumlah kitosan dengan TPP 7,5:8 dan

12,5:8. Namun, apabila jumlah polimer terlalu kecil,

partikel yang terbentuk akan semakin kecil, sehingga dapat

terjadi agregasi dan menyebabkan partikel menjadi besar

(Wu et al., 2005). Selain itu, dengan semakin tingginya

jumlah polimer yang digunakan, semakin tinggi viskositas

larutan yang terbentuk, sehingga efisiensi penjerapan obat

juga semakin tinggi (Agnihotri et al., 2004). Pada penelitian

pengembangan mikropartikel kitosan untuk sediaan

pelepasan terkendali dikatakan bahwa laju pelepasan bahan

obat menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi

kitosan. Konsentrasi kitosan yang tinggi menyebabkan



15

meningkatnya densitas matriks sehingga mengurangi

kemampuan swelling dari mikropartikel oleh karena itu laju

pelepasan bahan obat menurun (Ko etal., 2003).

b. Perbandingan obat-polimer

Pada nanopartikel ammonium gycrrhizinate dengan polimer

kitosan dan penyambung silang TPP diketahui bahwa

dengan meningkatnya jumlah bahan obat maka ukuran

partikel dan kandungan obat meningkat (Wu et al., 2005),

sedangkan pelepasan obat akan meningkat dengan

meningkatnya kandungan bahan obat dalam mikropartikel

(Sinha et al., 2004).

c. Berat molekul polimer

Berat molekul kitosan dan ukuran partikel mikrosfer

memengaruhi laju pelepasan bahan obat. Kitosan yang

memiliki berat molekul tinggi akan lebih lambat laju

pelepasannya jika dibandingkan dengan yang memiliki

berat molekul rendah atau medium. Hal ini disebabkan

karena kitosan dengan berat molekul tinggi memiliki

kelarutan yang rendah dan viskositas yang tinggi pada

lapisan gel yang mengelilingi partikel obat dalam media

disolusi, sedangkan pelepasan dari mikrosfer yang

berukuran kecil akan lebih cepat jika dibandingkan dengan

yang berukuran lebih besar (Agnihotri et al., 2004).

d. Jumlah penyambung silang

Laju pelepasan nanopartikel yang dibuat dapat dipengaruhi

oleh penambahan jumlah peyambung silang. Adanya

peningkatan jumlah penyambung silang, maka jumlah

gugus positif penyambung silang lebih banyak yang akan



16

berinteraksi dengan gugus negatif dari kitosan sehingga

menyebabkan bahan obat sulit lepas (Ko et al., 2002).

e. Jenis penyambung silang

Jenis penyambung silang dapat berpengaruh pada

nanopartikel yang dihasilkan. Penyambung silang TPP,

natrium sitrat dan natrium sulfat dapat berinteraksi secara

elektrostatik dengan ion positif kitosan sehingga dihasilkan

ikatan komplek dan akan memengaruhi bentuk permukaan

nanopartikel (Shu and Zhu, 2002).

f. Waktu kontak dengan penyambung silang

Kandungan bahan obat dalam nanopartikel dan pelepasan

bahan obat dari nanopartikel dipengaruhi waktu kontak

dengan penyambung silang. Waktu kontak penyambung

silang yang semakin lama maka kandungan obat dalam

nanopartikel meningkat karena reaksi penyambungan silang

terjadi dengan sempurna (Ko et al., 2002).

2.5 Pengeringan Nanopartikel Kitosan

2.5.1 Pengering semprot

Pengeringan semprot adalah merubah cairan atau suatu

larutan terdispersi dari keadaan cair menjadi suatu bubuk dengan

penyemprotan ke ruangan yang berudara panas. Metode ini

tergolong cepat, sederhana, mudah, dan relatif murah untuk skala

besar (Agnihotri et al., 2004; Kissel et al., 2006).



17

Prinsip pada metode ini adalah terjadinya evaporasi larutan

sampel dengan cepat dan presipitasi dari bahan aktif terlarut sehingga

pelarut dapat dihilangkan dari larutan sampel (Williams and Vaughn,

2007). Ada 4 tahapan penting dalam metode pengeringan semprot

(Kissel et al., 2006):

1) Atomisasi sampel

Tujuan pada tahap ini adalah untuk menciptakan

transfer panas permukaan yang maksimal antara udara kering

dan cairan sehingga mengoptimalkan transfer panas dan

massa (Agnihotri et al., 2004).

Proses atomisasi akan mengubah sampel ke dalam

bentuk tetesan-tetesan kecil (Agnihotri et al., 2004). Proses

ini dibantu dengan beberapa teknik yang membuatnya terbagi

menjadi beberapa macam atomizer antara lain rotary

atomizer, pada atomizer tipe ini terdapat cakram berputar

yang mampu membentuk tetesan droplet; pressure atomizer

Gambar 2.6 Skema Proses Pengering Semprot (Agnihotri et al., 2004)

Udara bertekanan Larutan Kitosan

Udara Panas

Ruang pengering

Tempat Uap Dikeluarkan

Siklon

Mikro-partikel



18

yang membentuk tetesan droplet dengan memberi tekanan

pada atomizer dan two fluid nozzle yang memungkinkan

adanya kontak antara udara dan sampel sehingga terjadi

pemecahan sampel ke dalam bentuk tetesan droplet. Proses

atomisasi ini berdampak langsung terhadap ukuran partikel

yang terbentuk (Kissel et al., 2006).

Pemilihan atomizer tergantung viskositas dari larutan

yang dimasukkan serta karakteristik produk yang diinginkan.

Cakram berputar pada rotary atomizer dapat digunakan untuk

cairan yang sangat kental sehingga memungkinkan untuk

membentuk partikel kecil. Sedangkan two-fluid nozzles

biasanya memiliki diameter internal antara 0,5 dan 1,0 μm,

sehingga membentuk partikel dengan diameter kurang dari

10 μm (Kissel et al., 2006). Selain itu, semakin tinggi energi

pada atomizer yang digunakan, akan terbentuk tetesan yang

lebih halus. Ukuran partikel akan semakin meningkat bila

viskositas, tegangan permukaan cairan awalnya tinggi, dan

feed rate yang tinggi (Gharsallaoui et al., 2007).

2) Kontak tetesan dengan udara

Dalam ruang pengeringan, tetesan kecil yang sudah terbentuk

akan bertemu dengan udara panas dan dalam beberapa detik

sebanyak 95% air yang berada dalam droplet akan

mengalami evaporasi (Patel et al., 2009). Kontak antara

droplet dengan udara panas terjadi selama proses atomisasi

dan tahap awal dalam pengeringan. Berdasarkan kedudukan

atomizer dibandingkan dengan penyemprot udara panas, ada

dua macam proses pengeringan yaitu co-current drying dan

counter-current drying. Dalam proses pengeringan co-



19

current cairan disemprotkan searah dengan aliran udara

panas yang melewati alat dan proses penguapan terjadi

dengan seketika, sedangkan pada pengeringan counter-

current cairan disemprotkan berlawanan arah dengan aliran

udara panas dan produk kering terpapar suhu tinggi sehingga

dapat membatasi aplikasi proses ini untuk produk yang

sensitif terhadap suhu (Gharsallaoui et al., 2007).

3) Evaporasi pelarut

Pada waktu terjadi kontak antara droplet dengan udara

panas, keseimbangan suhu dan tekanan uap parsial dibentuk

antara fase cair dan fase gas. Perpindahan panas dilakukan

dari udara ke produk sebagai hasil dari perbedaan suhu yang

terjadi sedangkan transfer air dilakukan dalam arah yang

berlawanan yang disebabkan karena perbedaan tekanan uap.

Berdasarkan teori pengeringan, ada tiga langkah yang

terjadi secara berurutan. Setelah terjadi kontak cairan dengan

udara panas, perpindahan panas menyebabkan meningkatnya

suhu droplet sampai nilai konstan. Selanjutnya penguapan air

droplet terjadi pada suhu konstan dan tekanan uap air parsial.

Kecepatan difusi air dari inti droplet ke permukaan yang

dipertimbangkan biasanya sama dan konstan terhadap

kecepatan penguapan permukaan. Akhirnya, ketika

kandungan air mencapai nilai kritis, permukaan droplet

mengeras dan laju pengeringan menurun dengan cepat.

Pengeringan berakhir ketika suhu partikel sama dengan udara

(Gharsallaoui et al., 2007).

Dengan bentuk tetesan kecil dan adanya suhu yang

tinggi, akan memudahkan terjadinya evaporasi pelarut



20

dengan cepat dari permukaan droplet dan saat kandungan air

dalam permukaan droplet sudah mencapai batas

minimumnya, droplet ini akan berubah menjadi partikel

kering (Agnihotri et al., 2004; Patel et al., 2009).

4) Pemisahan produk kering dari udara

Dalam tahap ini produk kering akan memisah dengan dibantu

adanya udara sejuk di area siklon yang terletak di luar

pengering. Partikel padat yang yang terdapat pada dasar

chamber pengering melewati siklon untuk dipisahkan dari

udara lembap. Sebagian besar partikel padat tertampung,

sementara partikel yang lebih halus dan polutan yang mudah

menguap melewati siklon untuk dipisahkan dari udara

pengering dengan penyaring yang disebut “bag house”.

Pemisahan ini berdasar pada perbedaan densitas (Patel et al.,

2009; Gharsallaoui et al., 2007).

Pengering semprot dipengaruhi oleh beberapa faktor (Swarbrick,

2007) antara lain:

a) Diameter lubang penyemprot

Diameter lubang penyemprot akan berpengaruh pada waktu

pengeringan, ukuran droplet atau ukuran distribusi, kecepatan

pengeringan sehingga akan berpengaruh juga terhadap

ukuran partikel dan bentuk partikel (Paudel et al, 2012).

Semakin besar diameter lubang penyemprot maka akan

menghasilkan ukuran partikel yang lebih besar pula (He et

al., 1999; Paudel et al., 2012).

b) Suhu inlet

Suhu inlet yang semakin tinggi akan dapat meningkatkan

rendemen, ukuran partikel, dan suhu outlet. Kenaikan ukuran



21

partikel yang disebabkan oleh kenaikan suhu inlet terjadi

karena aglomerasi partikel pada suhu yang lebih tinggi dan

pengerasan tetesan cairan (Amaro et al., 2011; Patel et al.,

2011), dan juga disebabkan banyaknya fraksi partikel yang

lebih besar akibat pembentukan droplet yang lebih besar

(Paudel et al., 2012).

c) Laju pompa

Dengan semakin naiknya laju pompa dapat meningkatkan

rendemen dan ukuran partikel, serta menurunkan suhu outlet.

Pada kenaikan laju pompa, suplai cairan ke dalam ruang

pengeringan serta penguapan pelarut menjadi lebih banyak,

sehingga menurunkan suhu outlet. (Amaro et al., 2011; He et

al., 1999).

d) Laju aliran gas

Penurunan laju aliran gas akan menurunkan energi atomisasi

yang akan menyebabkan terbentuknya partikel yang lebih

besar. Sebaliknya, dengan meningkatnya laju aliran gas maka

akan dapat memperluas area permukaan spedifik dan

memperkecil ukuran partikel (Amaro et al., 2011; He et al.,

1999; Paudel et al., 2012).



22

Pengaturan kondisi alat-alat tersebut dapat memengaruhi

parameter produk seperti ukuran partikel, suhu outlet, area

permukaan, dan kandungan residu pelarut (Swarbrick, 2007).

2.6 Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto

Fraksi diterpen lakton yang digunakan berasal dari

sambiloto (Andrographis paniculata Nees) yang merupakan salah

satu dari sembilan obat tradisional yang diunggulkan untuk dikaji

sampai tahap uji klinis. Senyawa yang temasuk dalam diterpen

lakton meliputi andrografolid, neoandrografolid, 14-

deoxyandrografolid, isoandrografolid, dan 14-deoxyandrografolid

19 β-D-glukosida, homoandrografolid, andrographan,

andrographosterin, dan stigmasterol. Kandungan kimia dari

tanaman ini terdiri dari flavonoid dan lakton. Zat aktif utamanya

adalah andrografolid dengan titik lebur 238-240°C. Andrografolid

merupakan senyawa diterpenlakton yang sukar larut dalam air.

Gambar 2.7 Alur pengering semprot (Kissel et al., 2006).

Keterangan: (1) Inlet udara kering +

filtrasi; (2) Pemanas; (3) Ruang desikasi; (4) Siklon; (5) Penampung serbuk

kering-mikrosfer; (6) Filtrasi + outlet

udara; (A) Larutan, suspensi,

emulsi yang akan di spray;

(B) Udara bertekanan atau nitrogen;

(C) Spray nozzle. = Udara

= Larutan



23

Senyawa ini memiliki 20 atom karbon dan dibangun oleh 4 unit

isopren. Distribusinya luas di jaringan dan organ tubuh. Efek

farmakologi sambiloto di antaranya sebagai antioksidan,

antidiabetik, antifertilitas, anti HIV-1, antiflu, anti adhesi

intraperitoneal, antima-laria, antidiare, hepatoprotektif, koleretik,

dan kolekinetik (Widyawati, 2007; Kanokwan and Nobuo, 2008;

Jain, et al., 2010). Andrografolid memiliki bioavailabilitas yang

buruk, sangat lipofilik (nilai log P = 2,632 ± 0,135), dan kelarutan

dalam air yang rendah yaitu 3,29 ± 0,73 µg/ml (Chellampillai and

Pawar, 2011).

Fraksi diterpen lakton (FDTL) sambiloto

(Andrographis paniculata Nees) memiliki pemerian berupa

padatan keras, tidak berbau, warna kuning kecoklatan, dan rasanya

pahit (Tyas, 2010). Senyawa multikomponen FDTL sambiloto

lebih efektif daripada senyawa tunggal andrografolid karena ada

efek sinergi antar senyawa dalam multikomponen

(Kusumawardhani, 2010).

Gambar 2.8 Struktur andrografolid (Chellampillai, 2011)



24

BAB III

KERANGKA KONSEPTUAL

3.1 Uraian Kerangka Konseptual

Nanopartikel merupakan partikel padat dengan ukuran

diameter antara 10-1000 nm. Pembuatan nanopartikel dilakukan

dengan dua tahap yaitu proses pembuatan koloid padat

nanopartikel dengan penyambung silang tripolifosfat (TPP) yang

merupakan polianion non toksik dan dilakukan proses pengeringan

dengan pengeringan semprot.

Fraksi diterpen lakton (FDTL) sambiloto (Andrographis

paniculata) digunakan dalam penelitian ini sebagai model obat

untuk di aplikasikan dengan sistem nanopartikel. FDTL sambiloto

memiliki kandungan utama yaitu andrografolid. Andrografolid

memiliki bioavailabilitas yang buruk, sangat lipofilik, dan

kelarutan dalam air yang rendah yaitu 3,29 ± 0,73 µg/ml. Pada

pembentukan nanopartikel andrografolid-EudragitR terjadi

peningkatan bioavailabilitas 2,2 kali lebih besar dibandingkan

dengan andrografolid murni pada pemberian oral (Chellampillai,

2011).

Nanopartikel kitosan dipengaruhi oleh beberapa faktor,

antara lain: jumlah kitosan, jumlah penyambung silang, pH larutan

kitosan, suhu larutan kitosan, kosentrasi asam asetat, dan

kecepatan pengadukan (Fan et al., 2012).

Pada penelitian ini proses pembuatan sistem nanopartikel

FDTL sambiloto-kitosan, jumlah kitosan dibuat berbeda. Pada

penelitian Putri (2014) menyatakan bahwa pada perbandingan

jumlah kitosan dengan TPP 10:8 menghasilkan partikel yang sferis



25

dengan permukaan lebih halus dibandingkan dengan 2 formula

lain yaitu perbandingan jumlah kitosan dengan TPP 7,5:8 dan

12,5:8 serta didapatkan hasil evaluasi efisiensi penejerapan pada

F1 (49,31%), F2 (43,81%), dan F3 (45,47%) yang mununjukkan

tidak ada perbedaan bermakna terhadap efisiensi penjerapan

artesunat.

Pada pembentukan nanopartikel andrografolid-EudragitR

terjadi peningkatan bioavailabilitas 2,2 kali lebih besar

dibandingkan dengan andrografolid murni pada pemberian oral

(Chellampillai and Pawar, 2011).

Dengan melakukan penelitian tentang pengaruh perbedaan

jumlah kitosan terhadap karakteristik fisik dan profil pelepasan

nanopartikel fraksi diterpenlakton sambiloto-kitosan yang dibuat

dengan metode gelasi ionik-pengeringan semprot diharapkan dapat

diperoleh nanopartikel fraksi diterpenlakton sambiloto yang

memiliki karakteristik fisik dan profil pelepasan yang paling

optimal.



26

Menyebabkan

3.1 Skema Kerangka Konseptual

Gambar 3.1 Alur Kerangka Konseptual

- Jumlah penyambung silang

- pH larutan kitosan - Jumlah kitosan - Konsentrasi asam

asetat - Suhu larutan

kitosan - Kecepatan

pengadukan (Fan et al., 2012).

Dipengaruhi

Sistem nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto – kitosan dengan perbedaan

jumlah kitosan

Nanopartikel fraksi diterpenlakton sambiloto-kitosan yang memiliki karakteristik fisik dan profil pelepasan yang paling optimal.

Bahan Obat: Fraksi Diterpen Lakton

(FDTL) Sambiloto - Kandungan utama adalah andrografolid

- Sukar larut dalam air

Polimer: Kitosan

- Biodegradabel - Biokompatibel

- Mukoadesif - Tidak Toksik

Dibuat dengan metode gelasi ionik dengan penyambung silang TPP-pengeringan semprot

- Peningkatan kecepatan disolusi

- Peningkatan Bioavailabilitas



27

BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Bahan dan Alat

4.1.1 Bahan

Fraksi diterpen lakton (FDTL) Sambiloto dari herba

Andrographis paniculata Ness (Departemen Farmakognosi dan

Fitokimia, Fakultas Farmasi Universitas Airlangga); Kitosan

pharmaceutical grade low (Biotech Surindo); Sodium

tripolifosfat pentabasic practical grade (Nacalai Tesque); Asam

asetat pro analysis; Etanol pro analisis; Aquades.

4.1.2 Alat

Spray Dryer (SD-basic Lab Plant UK Ltd. Type SD

B09060019); Neraca analitik (Ohaus); Spektrofotometer

inframerah (Jasco FT-IR 5300); Diferrential Thermal Apparatus

(Mettler Toledo FP-65 DTA P-900 Thermal); Difraktor X’Pert

Phillips; Digital viscosimeter (Brookfield Viscosimeter DV-II);

Dissolution Tester (Erweka DT-700); Alat-alat gelas; Ultrasonic

ELMA LC-60/H; Magnetic stirrer (DRAGONLAB MS-Pro);

Thermoline Hot Plate (Thermoline Cimarec 3); pH meter

(Mettler Toledo Seven Easy); HPLC (Agilent 1100 series);

Scanning Electron microscopy (Inspect S50 Tipe FP 2017/12).



28 4.2 Metode Penelitian

4.2.1 Pemeriksaan Bahan Baku

4.2.1.1 Identifikasi Kitosan

1. Pemeriksaan organoleptis

Pemeriksaan organoleptis kitosan dilakukan dengan cara

memeriksa bentuk, warna, rasa, dan bau. Hasil yang

diperoleh kemudian dibandingkan dengan pustaka.

2. Pemeriksaan titik lebur

Ditentukan menggunakan alat Differetial Thermal

Apparatus (DTA). Pemeriksaan titik lebur kitosan

dilakukan pada suhu 50°C-300°C dengan kecepatan

kenaikan suhu 10°C per menit. Hasil termogram yang

diperoleh dibandingkan dengan pustaka.

3. Pemeriksaan dengan spektrofotometer infra merah

Spektrum inframerah ditentukan menggunakan

spektroskopi FTIR (Jasco FT-IR 5300) dengan metode

cakram KBr. Kitosan digerus sampai halus dan homogen.

Kemudian dimasukkan ke dalam pengering hampa udara

dan dicetak dengan penekan hidrolik hingga terbentuk pelet

yang transparan. Pelet diletakkan pada alat pemegang yang

sesuai dalam spektrofotometer dan dilakukan perekaman

terhadap spektra infra merah. Sampel diamati pada panjang

gelombang 4000-400 cm-1. Hasil pemeriksaan

dibandingkan dengan spektrum infra merah kitosan

pembanding



29

4. Pemeriksaaan dengan difraksi sinar X

Difraktogram sinar X ditentukan menggunakan alat

difraktor X’Pert Phillips dilakukan pada suhu ruangan

dengan kondisi pengukuran sumber sinar X Kα, target

logam Cu, filter Ni, voltase 40 kV, arus 30 mA pada

rentang 2θ 5-40°. Hasil difraktogram yang diperoleh

dibandingkan dengan pustaka.

5. Pemeriksaan viskositas.

Pemeriksaan viskositas kitosan dilakukan dengan alat

Digital viscosimeter (Brookfield Viscosimeter DV-II).

Hasil pemeriksaan dibandingkan dengan viskositas kitosan

pada pustaka atau disetarakan dengan sertifikat analisis dari

bahan.

4.2.1.2 Identifikasi Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

1. Pemeriksaan organoleptis

Pemeriksaan organoleptis dilakukan terhadap bentuk,

warna, rasa dan bau kemudian dibandingkan dengan

pustaka.

2. Pemeriksaan titik lebur fraksi diterpen lakton

Penentuan titik lebur dilakukan dengan alat Differetial

Thermal Apparatus (DTA). Pemeriksaan titik lebur

dilakukan pada suhu 160-240 ˚C dengan kecepatan

kenaikan suhu ± 5˚C per menit. Hasil termogram yang

diperoleh dibandingkan dengan pustaka.

3. Pemeriksaan dengan spektrofotometer infra merah

Spektrum inframerah ditentukan menggunakan

spektroskopi FTIR (Jasco FT-IR 5300) dengan metode



30

cakram KBr. Fraksi diterpen lakton digerus sampai halus

dan homogen. Kemudian dimasukkan ke dalam pengering

hampa udara dan dicetak dengan penekan hidrolik hingga

terbentuk cakram yang transparan. Hasil pemeriksaan

dibandingkan dengan spektrum infra merah fraksi diterpen

lakton pembanding.

4. Pemeriksaan dengan difraksi sinar X

Difraktogram sinar X ditentukan menggunakan alat

difraktor X’Pert Phillips dilakukan pada temperature

ruangan dengan kondisi pengukuran sumber sinar X Kα,

target logam Cu, filter Ni, voltase 40 kV, arus 40 mA pada

rentang 2θ 5-40°. Hasil difraktogram yang diperoleh

dibandingkan dengan pustaka.



31

Gambar 4.1 Skema Kerja Penelitian

Keterangan: FK 1 = Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan

konsentrasi kitosan 0,08% FK 2 = Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan

konsentrasi kitosan 0,1% FK 3 = Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan kitosan

konsentrasi 0,12%

Pemeriksaan Bahan Baku (Kitosan dan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto)

Pembuatan Formula FK 1, FK 2 dan Formula FK 3 dengan metode gelasi ionik

Dikeringkan dengan Pengeringan Semprot (ukuran nozzle 1,0 mm, suhu inlet 100°C, tekanan 2 bar, skala 3

(6,0 ml/menit)

A. Uji Karakteristik Fisik Nanopartikel: a. Bentuk dan Morfologi b. Organoleptis c. Titik Lebur

B. Evaluasi Spektrum

Inframerah dari Nanopartikel

A. Penetapan Kandungan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto dalam Nanopartikel

B. Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto

Analisis Data

Kesimpulan



32 4.2.2 Rancangan Penelitian

Nanopartikel dibuat dengan metode gelasi ionik dan

dikeringkan dengan proses pengeringan semprot dengan jumlah

kitosan yang berbeda.

Tabel IV.1 Rancangan Formula Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto-Kitosan.

Nama Bahan Fungsi FK 1 FK 2 FK 3 FDTL

Sambiloto Bahan Obat 40 mg 40 mg 40 mg

Kitosan Polimer 80 mg 100 mg 120 mg

TPP Penyambung Silang 64 mg 80 mg 96 mg

Keterangan: FK 1 = Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan

konsentrasi kitosan 0,08% FK 2 = Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan

konsentrasi kitosan 0,1% FK 3 = Nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan kitosan

konsentrasi 0,12%

4.2.3 Pembuatan Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton (FDTL)

Sambiloto-Kitosan

1. Kitosan ditimbang sesuai dengan formula pada tabel 4.1,

didispersikan secara merata masing-masing ke dalam 100

ml asam asetat kemudian diaduk dengan magnetic stirrer

dengan kecepatan 500 rpm sampai larut.

2. FDTL sambiloto ditimbang sebanyak 40 mg, kemudian

dilarutkan dalam 5 ml etanol, diaduk sampai larut.

3. Larutan kitosan dituangkan ke dalam larutan FDTL

sambiloto, kemudian diaduk menggunakan magnetic stirrer

dengan kecepatan 500 rpm.



33

4. TPP ditimbang sesuai dengan formula pada tabel 4.1,

kemudian dilarutkan ke dalam aquadest 80 ml aquadest dan

diaduk hingga homogen.

5. Larutan TPP yang terbentuk diteteskan ke dalam larutan

FDTL sambiloto-kitosan (untuk masing-masing formula)

sambil terus diaduk dengan kecepatan 500 rpm

menggunakan magnetic stirrer hingga TPP habis,

selanjutnya diaduk selama 2 jam.

6. Nanopartikel yang terbentuk dikeringkan menggunakan

pengering semprot. Dilakukan pengaturan instrument

pengering semprot meliputi: ukuran nozzle 1,0 mm, suhu

inlet 100°C, tekanan 2 bar, skala 3 (6,0 ml/menit).

7. Nanopartikel tanpa FDTL sambiloto juga dibuat dengan

formula dan metode pembuatan yang sama yaitu FK01,

FK02, dan FK03.



34

Keterangan:

Gambar 4.2 Alur kerja pembuatan nanopartikel fraksi diterpen lakton-kitosan dengan metode pengering semprot

Larutan Kitosan dalam Asam Asetat

Larutan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto dalam Etanol

Campuran Larutan FDTL Sambiloto-Kitosan

Larutan TPP diteteskan dengan kecepatan 1 tetes/detik sambil diaduk dengan kecepatan 500 rpm selama 2

jam

Nanopartikel FDTL Sambiloto-Kitosan dalam media

Diaduk dengan magnetic stirrer

dengan kecepatan 500 rpm hingga homogen

Dikeringkan dengan pengering semprot dengan suhu inlet 100°C, laju pompa skala 3 (6,0 ml/menit), ukuran

nozzle 1,0 mm, tekanan 2 bar

Nanopartikel kering FDTL Sambiloto-Kitosan

= Proses yang dilakukan = Hasil pembuatan



35 4.2.4 Evaluasi Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton (FDTL)

Sambiloto-Kitosan

4.2.4.1 Evluasi morfologi nanopartikel kering

Evaluasi dilakukan terhadap kitosan dan partikel

kitosan (FK 1- FK 3). Sampel diletakkan di atas holder yang

telah dilapisi carbon, selanjutnya holder diletakkan di dalam

sputter cooter untuk dilapisi dengan gold palladium selama ±

120 detik. Morfologi partikel diamati dengan scanning

electron microscopy (SEM) FEI Inspect s50 pada beberapa

perbesaran dan dilakukan pengukuran terhadap beberapa

partikel.

4.2.4.2 Evaluasi spektroskopi FT-IR

Evaluasi spektrum inframerah ini dilakukan untuk

mengetahui adanya interaksi yang terjadi antara bahan obat

fraksi diterpen lakton sambiloto dengan kitosan-TPP. Uji

spektrofotometri inframerah dengan metode cakram KBr

dilakukan dengan cara :

1. Sampel dari masing-masing perlakuan ditimbang 2 mg

2. Ditambah serbuk KBr sebanyak 300 mg.

3. Campuran tersebut digerus sampai halus dan homogen

kemudian di masukkan kedalam alat pembuat cakram

KBr kemudian ditekan dengan penekan hidrolik hingga

terbentuk cakram yang transparan.

4. Cakram diletakkan dalam sampel holder dan sampel

diamati dengan panjang gelombang 4000-400 cm-1

kemudian direkam menggunakan spektrofotometer

FTIR.



36

5. Hasil pemeriksaan dibandingkan dengan spektrum

fraksi diterpen lakton dan kitosan.

4.2.4.3 Evaluasi Different Thermal Apparatus (DTA)

Penentuan titik lebur dilakukan dengan alat Different

Thermal Apparatus (DTA). Diambil ± 5 mg nanopartikel

kitosan, kemudian dimasukkan ke dalam crucible pan

tertutup. Pemeriksaan titik lebur dilakukan pada suhu 50°-

300°C dengan kecepatan kenaikan suhu ±5˚C per menit.

Termogram yang terbaca diamati.

4.2.4.4 Evaluasi difraksi sinar X

Evaluasi difraktogram sinar X ini dilakukan untuk

mengetahui struktur sistem nanopartikel fraksi diterpen

lakton sambiloto-kitosan. Ditentukan menggunakan alat

difraktor X’Pert Phillips dilakukan pada suhu ruangan dengan

kondisi pengukuran sumber sinar X Kα, target logam Cu,

filter Ni, voltase 40 kV, arus 40 mA pada rentang 2θ 5-40°.

Pemeriksaan dilakukan dengan cara sampel diletakkan pada

sample holder dan diratakan untuk mencegah orientasi

partikel selama penyiapan sampel.



37

(IV.1)

4.2.4.5 Penetapan kandungan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL)

Sambiloto dalam nanopartikel

Penetapan kandungan fraksi diterpen lakton sambiloto

dalam nanopartikel dilakukan dengan menggunakan HPLC

(Agilent 1100 series). Langkah pertama dilakukan preparasi

sampel, serbuk nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-

kitosan sebanyak 5 mg dilarutkan dalam 2 ml metanol p.a,

selanjutnya ditambah pelarut sampai 10 ml. Kemudian

disaring dengan membran filter 0,2 µm. Larutan dianalisis

kadarnya dengan HPLC Agilent 1100 dengan fase gerak

methanol : dapar fosfat pH 3 50:50 pada panjang gelombang

228 nm. Kadar fraksi diterpen lakton sambiloto dalam

nanopartikel dihitung dengan membandingkan luas area

fraksi andrografolid. Penetapan kadar dilakukan sebanyak

tiga kali. Dari hasil penetapan kadar fraksi diterpen lakton

sambiloto dapat dihitung efisiensi penjerapan fraksi diterpen

lakton sambiloto dalam nanopartikel (Aryani, 2005).

4.2.4.6 Penentuan efisiensi Penjerapan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto

Nilai efisiensi penjerapan fraksi diterpen lakton dapat

dihitung dari data hasil penetapan kandungan fraksi diterpen

lakton dalam nanopartikel dengan menggunakan rumus

(Mahajan et al., 2009).

Keterangan: Mactual = jumlah bahan obat yang terkandung dalam

sistem nanopartikel Mtheoritical = jumlah bahan obat yang ditambahkan dalam

proses pembuatan

(4.1)



38 4.2.4.7 Penentuan uji pelepasan fraksi diterpen lakton (FDTL)

sambiloto

Uji pelepasan dilakukan untuk mengetahui profil dan

kecepatan pelepasan FDTL dari nanopartikel FDTL-Kitosan

dan membandingkannya dengan substansi FDTL. Uji

dilakukan dengan menginkubasi sejumlah partikel setara

dengan 1 mg FDTL dalam 25 mL media 0,1% SLS dan

diletakkan pada waterbath shaker yang diatur pada suhu 37±

0,5°C dan kecepatan skala 1 (110 rpm). Cuplikan sampel

diambil sebanyak 0,5 mL setiap interval waktu tertentu (15,

30, 45, 60, 120, 180, dan 360 menit) lalu disaring dengan

kertas saring milipore 0,45 µm. Pada setiap pengambilan

cuplikan sampel, dilakukan penggantian media dengan

volume yang sama. Analisis kadar sampel dilakukan terhadap

substansi FDTL sebagai kontrol. Untuk mendapatkan kadar

sebenarnya dengan memperhitungkan pengenceran dari

media dalam setiap pengambilan cuplikan sampel, maka

digunakan faktor koreksi dalam persamaan (Wuster and

Taylor, 1965), yaitu :

Keterangan : Cn = konsentrasi sebenarnya setelah koreksi (mg/L) C’n = konsentrasi yang terukur (mg/L) Cs = konsentrasi yang terukur dari sampel sebelumnya (mg/L) a = volume sampel yang diambil (ml) b = volume media disolusi (ml)

(4.2) (IV.2)



39 4.2.4.8 Penentuan laju pelepasan fraksi diterpen lakton (FDTL)

sambiloto

Laju pelepasan FDTL sambiloto dari nanopartikel

FDTL sambiloto-kitosan disajikan dari data profil pelepasan

FDTL sambiloto pada nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan

dengan pembuatan persamaan garis regresi y= bx+a, dengan

akar waktu sebagai absis dan kadar pelepasan sebagai

ordinat. Besar laju pelepasan FDTL sambiloto ditunjukkan

dengan nilai b (slope).

4.2.4.9 Penentuan analisis statistik

Untuk mengetahui adanya perbedaan yang bermakna

dari efisiensi penjerapan dan laju pelepasan fraksi diterpen

lakton sambiloto dari nanopartikel fraksi diterpen lakton

sambiloto-kitosan dilakukan analisis stastitik dengan metode

uji Analysis of Variance (ANOVA).

Rancangan ini dapat digunakan untuk mengetahui

apakah terdapat perbedaan bermakna antar formula dengan

membandingkan harga F hitung terhadap F tabel dengan

derajat kepercayaan (α) = 0,05. Jika dari analisis diperoleh

hasil F hitung lebih besar dari F tabel, maka terdapat

perbedaan bermakna antar formula.

Perhitungan dilanjutkan dengan uji HSD (Honestly

Significant Difference Test) untuk mengetahui formula mana

saja yang berbeda. Adanya perbedaan bermakna antara dua

formula dipenuhi bila harga selisih rata-rata dua formula

lebih besar daripada hasil perhitungan harga HSD (Daniel,

2005).



40

HSD = q α,k,N-k√

(4.3)

Keterangan : q α,k,N-k = harga q tabel pada (α, k, N-k) α = derajat kepercayaan (α = 0,05) k = banyaknya kelompok (numerator) N-k = derajat bebas within groups (denominator) MSE = MSE pada uji anova CRD N = pengamatan dalam tiap kelompok

(IV.3)



41

BAB V

HASIL PENELITIAN

5.1 Hasil Pemeriksaan Kualitatif Bahan

5.1.1 Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

Hasil pemeriksaan kualitatif fraksi diterpen lakton sambiloto dapat

dilihat pada tabel V.1.

Tabel V.1 Hasil pemeriksaan kualitatif FDTL Sambiloto

(*) Singh et al., 2006 (**) Tyas, 2010

Dari hasil pemeriksaan kualitatif fraksi diterpen lakton

sambiloto yang digunakan dalam penelitian sesuai dengan pustaka.

Hasil pemeriksaan FTIR, termogram DTA, dan difraktogram sinar

X fraksi diterpen lakton sambiloto dapat dilihat di lampiran 2, 5, 6.

Pemeriksaan Pengamatan Pustaka

Organoleptis Serbuk berwarna hijau

kecoklatan, berbau khas, dan rasa pahit

Serbuk yang memiliki rasa

pahit (*)

Jarak Lebur 204,8-219,7 °C 238-240 °C (**)

Spektrum Inframerah

Bilangan gelombang (cm-1)

Bilangan gelombang (cm-1) (*)

- Gugus O-H 3400 3400,2 - Gugus C=O 1727 1727,9 - Gugus C=C 1674 1674,3 - Gugus C-H 2927 2930,4

Difraktogram Puncak difraksi tajam pada 2θ

9°, 12°, 14°, 15°, 17°



42

5.1.2 Kitosan

Hasil pemeriksaan kualitatif kitosan dapat dilihat pada tabel V.2.

Tabel V.2 Hasil pemeriksaan kualitatif kitosan

(*) Sertifikat analisis kitosan (**) Lu-E shi, 2009 (***) Kumar et al., 2009

Dari hasil pemeriksaan kualitatif kitosan yang digunakan

dalam penelitian sesuai dengan pustaka. Sertifikat analisis kitosan,

hasil pemeriksaan viskositas, FTIR kitosan, termogram DTA, dan

difraktogram sinar X kitosan dapat dilihat di lampiran 1, 3, 4, 5, 6,

7.

Pemeriksaan Pengamatan Pustaka

Organoleptis

Serbuk berwarna putih kekuningan dan tidak berbau

Serbuk putih dan tidak berbau (*)

Viskositas 19,67 cPs 18,16 cPs (*) Jarak lebur (DTA) 148,9-157,9 °C

Spektrum Infra merah

Gugus O-H Gugus NH3 Gugus CO (karbonil) Gugus NH (asetil) Gugus NH (bebas) Gugus C-O-C

Bilangan gelombang (cm-1)

3435 2878 1654 1382

1600-1500 1077

Bilangan gelombang

(cm-1) (**) 3446 2886 1650 1380 1591 1089

Difraktogram Puncak difraksi pada 2θ

5°, 19°, 30° 11°, 20° (***)



43

5.2 Pemeriksaan Karakteristik Nanopartikel Fraksi Diterpen

Lakton Sambiloto-Kitosan

5.2.1 Ukuran dan Morfologi Permukaan Nanopartikel

Hasil pengukuran partikel diamati menggunakan

Scanning Electrom Microscopy (SEM) nanopartikel dapat dilihat

pada gambar 5.1.

Gambar 5.1 Hasil SEM nanopartikel fraksi diterpen lakton

sambiloto -kitosan dengan perbandingan kitosan-FDTL sambiloto = 8:4 (FK 1), 10:4 (FK 2), 12:4 (FK 3) setelah pegeringan dengan pembesaran (A) 5000x, (B) 10.000x



44

Setelah pengeringan, partikel diamati menggunakan Scanning

Electrom Microscopy (SEM) dan didapatkan ukuran partikel yang

heterogen, seperti terlihat pada gambar 5.1. Walaupun sudah

terdapat partikel-partikel berukuran < 1000 nm tetapi masih

terdapat partikel berukuran > 1000 nm (tabel V.4).

Tabel V.3 Morfologi nanopartikel fraksi diterpen lakton

sambiloto-kitosan

Tabel V.4 Rentang ukuran nanopartikel pada setiap formula

dari 10 pengamatan

Formula Rentang Ukuran (nm)

FK 1 424,3 - 3009

FK 2 420,3 - 1722

FK 3 391 - 4445

Dari hasil pemeriksaan morfologi nanopartikel pada gambar 5.1

terlihat bahwa FK 2 memiliki morfologi yang paling optimal

dibandingkan dengan FK 1 dan FK 3 yaitu memiliki bentuk yang

sferis dan morfologi yang rata atau halus.

Bentuk Permukaan

FK 1 Sferis Kurang rata

FK 2 Sferis Rata

FK 3 Sferis Kurang rata



45

5.2.2 Spektra Inframerah Nanopartikel

Hasil pemeriksaan spektra inframerah nanopartikel dapat dilihat

pada gambar 5.2.

Gambar 5.2 Spektrum inframerah (A) FDTL sambiloto, (B)

kitosan, sistem nanopartikel tanpa FDTL sambiloto (C), nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan kitosan dengan perbandingan kitosan - FDTL sambiloto = 8:4 (D), 10:4 (E), 12:4 (F).



46

Spektrum inframerah kitosan menunjukkan pita serapan

spesifik yaitu gugus amina (–NH2) dan gugus hidroksi (–OH) pada

bilangan gelombang 3435 cm-1 yang mengalami vibrasi ulur serta

pada ikatan amida terlihat adanya vibrasi ulur dari gugus karbonil

(–C=O) pada bilangan gelombang 1654 cm-1 (Silverstein, 1968;

Rohman, 2014). Kitosan yang telah berikatan dengan TPP

ditunjukkan dengan ikatan amida dari kitosan yang berada pada

bilangan gelombang 1655 cm-1 hilang dan muncul puncak baru

pada 1645 cm-1 dan 1554 cm-1 (Bhumkar, 2006).

Hal ini dapat dilihat pada sistem nanopartikel tanpa FDTL

sambiloto pada bilangan gelombang 1634 cm-1 dan 1559 cm-1,

pada FK 1 yaitu 1644 cm-1 dan 1558 cm-1, sedangkan FK 2 terlihat

pada bilangan gelombang 1638 cm-1 dan 1559 cm-1 dan FK 3

terlihat pada bilangan gelombang 1637 cm-1 dan 1559 cm-1. Selain

itu, pada gugus O-H, terlihat bahwa pita serapan tergeser dari

bilangan gelombang 3435 cm-1 ke 3407 - 3407 cm-1 pada spektrum

inframerah nanopartikel FDTL Sambiloto-kitosan. Hasil spektrum

infra merah dari masing-masing formula dapat dilihat di lampiran

4.



47

Endo

term

ik

Suhu (°C)

5.2.3 Pemeriksaan Jarak Lebur Nanopartikel FDTL Sambiloto-

Kitosan

Hasil pemeriksaan jarak lebur nanopartikel FDTL

sambiloto-kitosan dapat dilihat pada gambar 5.3.

Gambar 5.3 Hasil pemeriksaan jarak lebur menggunakan

Different Thermal Apparatus (DTA), kitosan (A), fraksi diterpen lakton sambiloto (B), nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dengan perbandingan kitosan - FDTL sambiloto = 8:4 (C), 10:4 (D), 12:4 (E), sistem nanopartikel tanpa FDTL sambiloto dengan jumlah kitosan = 80 mg (F), 100 mg (G), 120 mg (H).



48

Pada hasil pemeriksaan DTA dapat terlihat termogram yang

terbentuk pada FK 1, FK 2, FK 3, FK01, FK02, FK03 memiliki pola

termogram yang berbeda dari termogram masing-masing bahan

penyusunnya yakni kitosan dan fraksi diterpenlakton sambiloto, ini

menggambarkan bahwa telah terbentuk ikatan antara kitosan dan

TPP dari masing-masing formula.

Tabel V.5 Hasil pemeriksaan jarak lebur dan entalpi

menggunakan Different Thermal Apparatus (DTA)

Formula Jarak Lebur (C) ∆H (J/g)

Fraksi diterpen lakton Sambiloto 204,8-219,7 39,9

Kitosan 148,9-157,9 122 FK 1 152,3-156,9 154 FK 2 149,8-155,1 171 FK 3 157,6-164,7 121 FK0 1 132,7-140,9 192 FK0 2 134,4-156 99,1 FK0 3 127,7-145,1 103

Hasil evaluasi jarak lebur dan entalpi menggunakan

DTA pada tabel V.5 diketahui bahwa FK 2 memiliki energi

peleburan yang paling besar dibandingkan dengan FK 1 dan FK 3

yaitu 171 J/g. Hal ini membuktikan bahwa ikatan antara kitosan

dan TPP pada FK 2 memiliki ikatan yang lebih kuat dibandingkan

dengan dua formula lain yakni, FK 1 dan FK 3.



49

5.2.4 Hasil Pemeriksaan Difraktogram Sinar X

Hasil pemeriksaan difraktogram sinar X nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dapat dilihat pada gambar 5.4

Gambar 5.4. Difraktogram sinar X dari kitosan (A), fraksi diterpen lakton sambiloto (B), nanopartikel dengan perbandingan kitosan - FDTL sambiloto = 8:4 (C), 10:4 (D), 12:4 (E), sistem nanopartikel tanpa FDTL sambiloto dengan jumlah kitosan = 80 mg (F), 100 mg (G), 120 mg (H).

Difraktogram sinar X fraksi diterpen lakton sambiloto

menunjukkan struktur kristalin, sedangkan kitosan memiliki

struktur amorf. Pada difraktogram sinar X dari FK 1, FK 2, FK 3,

F01, F02, F03 tidak tampak puncak tajam dari FDTL sambiloto, hal



50

ini membuktikan bahwa FDTL sambiloto telah terjerap ke dalam

sistem nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dan telah mengalami

perubahan struktur kristalin.

5.2.5 Hasil Pemeriksaan Kandungan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dalam Nanopartikel

5.2.5.1 Perhitungan Kandungan FDTL Sambiloto yang Diperoleh

Hasil pemeriksaan kandungan FDTL sambiloto dalam

nanopartikel dapat dilihat pada tabel V.6.

Tabel V.6 Hasil pemeriksaan kandungan dan efisiensi penjerapan FDTL sambiloto dalam nanopartikel

Dari data pada tabel di atas, dilakukan analisis statistik

Analysis of Variance (ANOVA) dan jenis rancangan Completely

Randomized Design (CRD) data efisiensi penjerapan

nanopartikel dengan derajat kepercayaan 95% (α = 0,05).

Formula Replikasi Kandungan (%)

Rata-rata ±

SD (%)

Efisiensi Penjera-

pan

Rata-rata

± SD (%)

FK 1 1 7,34 7,11

± 0,38

33,77 32,69 ± 1,75

2 6,67 30,67 3 7,31 33,62

FK 2 1 6,08 5,74

± 0,36

33,41 31,57 ± 1,98

2 5,78 31,80 3 5,36 29,48

FK 3 1 4,28 4,53

± 0,22

27,36 29,01 ± 1,43

2 4,65 29,76 3 3,83 29,91



51

Berdasarkan hasil analisis statistik dengan metode

ANOVA satu arah tersebut diperoleh nilai sig. yang lebih besar

dari 0,05, sehingga berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan

bahwa dengan adanya peningkatan jumlah kitosan tidak

memberikan perbedaan bermakna terhadap efisiensi penjerapan

fraksi diterpen lakton sambiloto pada nanopartikel FDTL

sambiloto-kitosan. Hasil analisis statistik efisiensi penjerapan

fraksi diterpen lakton sambiloto terdapat pada lampiran 15.

Tabel V.7 Hasil uji HSD efisiensi penjerapan FDTL sambiloto dalam nanopartikel pada setiap formula

Formula FK 1 FK 2 FK 3

FK 1 - -

FK 2 - -

FK 3 - -

Keterangan: (+) : Terdapat perbedaan yang bermakna (-) : Tidak terdapat perbedaan yang bermakna



52

5.2.6 Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dari

Nanopartikel

5.2.6.1 Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dari

Nanopartikel

Hasil uji pelepasan fraksi diterpen lakton sambiloto dari

nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan ditunjukkan pada tabel

V.8 dan gambar 5.4.

Tabel V.8 Hasil uji pelepasan FDTL sambiloto dari nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dalam media natrium lauril sulfat (SLS) 0,1% suhu 37 ± 0,5°C

Waktu (menit)

Jumlah FDTL terlarut (%) ± SD Substansi

(FDTL sambiloto)

FK 1 FK 2 FK 3

0 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00

15 29,49 ± 2,79

60,41 ± 7,18

68,41 ± 1,43

69,90 ± 1,30

30 46,51 ± 4,19

65,70 ± 1,75

68,96 ± 4,66

67,98 ± 0,19

45 53,45 ± 2,79

67,33 ± 1,57

68,63 ± 2,26

69,50 ± 1,20

60 53,74 ± 4,22

68,58 ± 1,00

68,99 ± 2,78

68,91 ± 0,29

120 60,16 ± 2,83

67,05 ± 2,32

68,46 ± 1,92

69,11 ± 0,97

180 61,43 ± 1,04

67,20 ± 1,79

69,20 ± 2,02

69,34 ± 1,83

360 63,48 ± 2,09

67,16 ± 2,01

71,77 ± 2,28

69,16 ± 1,60



53

Gambar 5.5. Profil pelepasan FDTL Sambiloto dari

nanopartikel dalam media SLS 0,1% suhu 37 ± 0,5°C. Data merupakan rerata dari 3 kali eplikasi

5.2.6.2 Hasil Perhitungan Laju Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton

Sambiloto dari Nanopartikel

Hasil perhitungan laju pelepasan fraksi diterpen lakton

sambiloto dari nanopartikel dalam media natrium lauril sulfat

(SLS) 0,1% suhu 37 ± 0,5°C dapat dilihat pada tabel V.9.



54

Tabel V.9 Slope dari persamaan regresi linier hubungan antara jumlah kumulatif FDTL sambiloto yang terlepas terhadap akar waktu (menit-1) dari nanopartikel dalam media SLS 0,1% suhu 37 ± 0,5°C

Sediaan Replikasi Slope (mg/menit1/2)

Rerata ± SD (mg/menit1/2)

FDTL Sambiloto

1 8,9016 8,33 ± 0,50 2 8,0626

3 8,0246

FK 1 1 13,177

12,86 ± 0,60 2 12,164 3 13,235

FK 2 1 14,401

13,53 ± 0,76 2 13,177 3 13,003

FK 3 1 13.434

13,45 ± 0,50 2 13.385 3 13.541

Penentuan nilai slope dari masing-masing formula

dihitung mulai menit awal hingga 30 menit. Hasil slope yang

didapatkan dari persamaan regresi linier hubungan antara jumlah

kumulatif fraksi diterpen lakton sambiloto yang terlepas terhadap

akar waktu (menit-1) menggambarkan laju pelepasan fraksi

diterpen lakton dari nanopartikel fraksi diterpen lakton

sambiloto-kitosan.



55

Tabel V.10 Hasil uji HSD laju pelepasan FDTL sambiloto dari nanopartikel dalam media SLS 0,1% suhu 37 ± 0,5°C

Formula FDTL

Sambiloto FK 1 FK 2 FK 3

FDTL

Sambiloto

+ + +

FK 1 + - -

FK 2 + - -

FK 3 + - -

Keterangan: (+) : Terdapat perbedaan yang bermakna (-) : Tidak terdapat perbedaan yang bermakna

Berdasarkan data tabel V.9, dilakukan analisis statistik

Analysis of Variance (ANOVA) jenis rancangan Completely

Randomized Design (CRD) data laju pelepasan fraksi diterpen

lakton sambiloto dengan derajat kepercayaan 95% (α = 0,05).

Dari hasil analisis statistik dengan metode ANOVA satu arah

tersebut diperoleh nilai sig. yang lebih kecil dari 0,05, sehingga

berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa terdapat

perbedaan bermakna di antara formula nanopartikel. Untuk

mengetahui formula mana yang berbeda bermakna maka

dilakukan uji HSD. Hasil uji HSD dapat dilihat pada tabel V.10

Hasil analisis statistik laju pelepasan fraksi diterpen lakton

sambiloto terdapat pada lampiran 16.



56

BAB VI

PEMBAHASAN

Tujuan utama pembuatan nanopartikel adalah sebagai sistem

penghantaran untuk mengendalikan ukuran partikel, luas permukaan, dan

pelepasan bahan aktif sehingga dapat mencapai target spesifik secara

optimal dan sesuai dengan aturan dosis (Mohanraj and Chen, 2006).

Pembuatan nanopartikel dapat mempercepat disolusi sehingga dapat

meningkatkan bioavailabilitas fraksi diterpen lakton (FDTL) sambiloto.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh jumlah

kitosan sebagai polimer terhadap karakteristik fisik dan profil pelepasan

nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan yang dibuat dengan

metode gelasi ionik dan dikeringkan dengan metode pengeringan

semprot. Pada tahap awal penelitian, dilakukan identifikasi bahan baku

secara kualitatif yang bertujuan untuk memastikan bahan-bahan yang

digunakan dalam penelitian ini telah memenuhi ketentuan yang tertera

pada pustaka. Identifikasi bahan baku FDTL sambiloto meliputi

pemeriksaan organoleptis, pemeriksaan jarak lebur, pemeriksaaan dengan

difraksi sinar X, dan pemeriksaan dengan spektrum inframerah,

sedangkan untuk identifikasi kitosan meliputi pemeriksaan organoleptis,

pemeriksaan jarak lebur, pemeriksaan dengan difraksi sinar X,

pemeriksaan dengan spektrum inframerah, dan pemeriksaan viskositas.

Berdasarkan hasil pemeriksaan organoleptis, FDTL sambiloto

merupakan serbuk berwarna kuning sedikit kehijauan, berbau khas, dan

berasa pahit. Pada pemeriksaan jarak lebur dengan DTA diperoleh jarak

lebur FDTL sambiloto 204,8-219,7 °C. Pada pemeriksaan spektrum

inframerah FDTL sambiloto didapatkan serapan pada bilangan

gelombang 3400 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus hidroksil (–OH),



57

gugus karbonil (C=O) pada panjang gelombang 1722 cm-1, gugus alkena

(C=C) pada panjang gelombang 1674 cm-1, dan gugus C-H pada panjang

gelombang 2927 cm-1 (tabel V.1).

Hasil pemeriksaan organoleptis kitosan merupakan serbuk

berwarna putih kekuningan dan tidak berbau, tidak berasa. Hasil tersebut

telah sesuai dengan yang tertera pada sertifikat analisis (lampiran 1). Pada

pemeriksaan jarak lebur dengan DTA diperoleh jarak lebur kitosan

148,9-157,9 °C (tabel V.5). Dari hasil pemeriksaan viskositas kitosan

diperoleh viskositas kitosan sebesar 19,67 cPs (lampiran 7), hasil tersebut

masih memenuhi rentang viskositas kitosan dalam sertifikat analisis

(lampiran 1). Hasil identifikasi spektrum inframerah kitosan

menunjukkan beberapa pita serapan yang spesifik pada bilangan

gelombang 3435 cm-1 yang menunjukkan pita serapan gugus O-H, pada

bilangan gelombang 2878 cm-1 yang menunjukkan gugus NH3, terdapat

gugus CO (karbonil) dengan pita serapan pada bilangan gelombang 1654

cm-1, dan pada bilangan gelombang 1382 cm-1 yang menujukkan gugus

NH (asetil), gugus NH (bebas) pada 1500-1600 cm-1, dan pada bilangan

1077 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C-O-C. Seluruh hasil pita

serapan spesifik memiliki kemiripan dengan pita serapan kitosan pada

pustaka (tabel V.2). Berdasarkan hasil identifikasi kualitatif yang

diperoleh menunjukkan bahwa kitosan telah sesuai dengan yang ada di

pustaka sehingga dapat digunakan dalam penelitian.

Tahap selanjutnya dilakukan pembuatan nanopartikel FDTL

sambiloto-kitosan dengan metode gelasi ionik yang kemudian

dikeringkan dengan metode pengeringan semprot. Nanopartikel FDTL

sambiloto-kitosan dibuat dengan menggunakan perbedaan jumlah kitosan

yaitu 80 mg (FK 1), 100 mg (FK 2), dan 120 mg (FK 3). Nanopartikel

FDTL sambiloto-kitosan terbentuk pada saat penambahan penyambung



58

silang TPP ke dalam larutan kitosan-FDTL sambiloto. Hal ini ditandai

dengan terbentuknya koloid putih pada masing-masing formula pada

proses pembuatan. Setelah proses pendiaman dapat diamati pada FK 1,

FK 2, dan FK 3 terbentuk endapan berwarna putih yang halus. Setelah itu,

campuran dikeringkan menggunakan metode pengeringan semprot

(lampiran 8).

Tahap berikutnya dilakukan pemeriksaan evaluasi karakteristik

fisik dari hasil nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan yang telah

dikeringkan. Pemeriksaan evaluasi karakteristik fisik yang dilakukan

meliputi evaluasi morfologi nanopartikel kering,evaluasi spektroskopi

FT-IR, evaluasi Different Thermal Apparatus (DTA), evaluasi difraksi

sinar X, dan penetapan kandungan FDTL sambiloto dalam nanopartikel.

Pemeriksaan evaluasi karakteristik fisik nanopartikel dilakukan

identifikasi pada semua hasil perlakuan.

Evaluasi morfologi nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan kering

dilakukan dengan Scanning Electron Microscopy (SEM), pada perbesaran

5000 kali dan 10000 kali. Hasil pemeriksaan nanopartikel FDTL

sambiloto-kitosan dengan perbandingan kitosan – FDTL sambiloto = 8:4

(FK 1), 10:4 (FK 2), dan 12:4 (FK 3) memiliki bentuk sferis. Pada FK 1

dan FK 3 menghasilkan permukaan yang kurang rata, sedangkan pada FK

2 didapatkan hasil permukaan yang lebih halus (gambar 5.1). Ukuran

yang dihasilkan heterogen pada FK 1, FK 2, FK 3 yaitu berkisar 391 nm –

44,45 µm. (tabel V.4). Hasil pemeriksaan morfologi partikel

menunjukkan bahwa FK 1 dan FK 3 memiliki moroflogi yang kurang

rata. Hal tersebut disebabkan karena perbedaan jumlah kitosan dengan

TPP yang belum optimal. Selain itu, proses spray drying juga dapat

memengaruhi ukuran nanopartikel yang dihasilkan.



59

Evaluasi spektroskopi FT-IR digunakan untuk melihat ikatan yang

terbentuk antara kitosan dan TPP. Spektrum inframerah kitosan

menunjukkan pita serapan spesifik yaitu gugus amina (–NH2) dan gugus

hidroksi (–OH) pada bilangan gelombang 3435 cm-1 yang mengalami

vibrasi ulur serta pada ikatan amida terlihat adanya vibrasi ulur dari gugus

karbonil (–C=O) pada bilangan gelombang 1654 cm-1 (Silverstein, 1968;

Rohman, 2014). Kitosan yang telah berikatan dengan TPP ditunjukkan

dengan adanya pita serapan amida dari kitosan pada bilangan gelombang

1655 cm-1 hilang dan muncul pita serapan baru pada bilangan gelombang

1645 cm-1 dan 1554 cm-1 (Bhumkar, 2006). Hal ini dapat dilihat pada

sistem nanopartikel tanpa FDTL sambiloto pada bilangan gelombang

1634 cm-1 dan 1559 cm-1, pada FK 1 yaitu 1644 cm-1 dan 1558 cm-1,

sedangkan FK 2 terlihat pada bilangan gelombang 1638 cm-1 dan 1559

cm-1 dan FK 3 terlihat pada bilangan gelombang 1637 cm-1 dan 1559 cm-

1. Selain itu, pada gugus O-H, terlihat bahwa pita serapan tergeser dari

bilangan gelombang 3435 cm-1 ke 3407 - 3407 cm-1 pada spektrum

inframerah nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan (gambar 5.2).

Hasil evaluasi jarak lebur dan entalpi menggunakan Differential

Thermal Apparatus (DTA) untuk FDTL sambiloto-kitosan menunjukkan

telah terbentuk ikatan antara kitosan dan TPP, dapat dilihat dari

termogram yang terbentuk pada FK 1, FK 2, FK 3, F01, F02, dan F03

memiliki pola termogram yang berbeda dari termogram masing-masing

bahan penyusunnya yakni kitosan dan fraksi diterpenlakton sambiloto

(gambar 5.3). Hasil termogram DTA pada tabel V.5 terlihat bahwa FK 2

memiliki energi peleburan yang paling besar yaitu 171 J/g dibandingkan

dengan FK 1 (154 J/g) dan FK 3 (121 J/g). Dari hasil tersebut dapat

membuktikan bahwa ikatan antara kitosan dan TPP pada FK 2 memiliki

ikatan yang lebih kuat dibandingkan dengan dua formula lain yakni, FK 1



60

dan FK 3. Hal ini memperkuat hasil dari pemeriksaan morfologi dengan

SEM, bahwa FK 2 memiliki bentuk dan morfologi yang paling optimal.

Dari hasil evaluasi difraksi sinar X, menunjukkan fraksi diterpen

lakton sambiloto memiliki struktur kristalin sedangkan kitosan memiliki

struktur amorf. Pada difraktogram sinar X dari FK 1, FK 2, FK 3 tidak

tampak puncak tajam FDTL sambiloto, ini membuktikan bahwa FDTL

sambiloto telah terjerap ke dalam sistem nanopartikel FDTL sambiloto-

kitosan dan telah mengalami perubahan struktur kristalin (gambar 5.4).

Hal ini disebabkan karena setelah melalui proses gelasi ionik,

nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dikeringkan secara cepat dengan

pengeringan semprot sehingga terjadi hambatan pada pertumbuhan kristal

dan menyebabkan FDTL sambiloto terjebak dalam ukuran yang kecil.

Hasil penetapan kandungan FDTL sambiloto dalam nanopartikel

dengan menggunakan metode kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT)

digunakan untuk menghitung kemampuan penjerapan dari FDTL

sambiloto pada nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan. Pemeriksaan ini

diawali dengan pembuatan kurva baku pada panjang gelombang

maksimum 228 nm, selanjutnya diperoleh persamaan regresi liner dari

kurva baku tersebut adalah y = 9,6389x – 8,4911 dengan r = 0,9982

(lampiran 10). Hasil pemeriksaan kandungan bahan obat (Tabel V.6)

diperoleh kandungan FDTL sambiloto untuk FK 1 = 7,11 ± 0,46 %, FK 2

= 5,74 ± 0,36 % dan FK 3 = 4,53 ± 0,41 %. Dari perhitungan efisiensi

penjerapan nanopartikel masing-masing formula diperoleh hasil efisiensi

penjerapan untuk FK 1 = 32,69 ± 1,75 %, FK 2 = 31,57 ± 1,98 % dan FK

3 = 29,01 ± 1,43 %. Hasil tersebut menunjukkan bahwa dengan

meningkatnya jumlah kitosan, efisiensi penjerapan semakin menurun. Hal

ini dikarenakan peningkatan jumlah kitosan akan membentuk partikel

yang lebih kompak sehingga menghambat penjerapan bahan obat dalam



61

sistem. Selain itu, setiap bahan memiliki kemampuan tertentu untuk

menjebak dan pada saat tertentu kemampuan menjebak tersebut sudah

optimal.

Dari pemeriksaan efisiensi penjerapan nanopartikel tersebut

dilakukan analisis statistika ANOVA satu arah dengan derajat

kepercayaan 95% (α = 0,05) diperoleh nilai sig. yang lebih besar dari

0,05, sehingga berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa

dengan meningkatnya jumlah kitosan tidak memberi perbedaan bermakna

terhadap efisiensi penjerapan FDTL sambiloto pada nanopartikel. Hasil

analisis statistik efisiensi penjerapan nanopartikel dengan metode

ANOVA dapat dilihat pada lampiran 15.

Selanjutnya dilakukan uji pelepasan FDTL sambiloto untuk

mengetahui pengaruh pembentukan sistem nanopartikel FDTL sambiloto-

kitosan terhadap substansi FDTL sambiloto. Uji pelepasan dilakukan

dalam media natrium lauril sulfat (SLS) 0,1% pada suhu 37± 0,5°C, suatu

surfaktan yang memfasilitasi pelepasan bahan padat sehingga dapat

meningkatkan kelarutan dari bahan. SLS 0,1% yang digunakan dapat

meningkatkan kelarutan andrografolid dari 4,4 µg/ml menjadi 44,7 µg/ml

(Ghosh, 2012).

Untuk mengetahui laju pelepasan FDTL sambiloto, maka

dilakukan perhitungan slope masing-masing formula yang didapatkan dari

persamaan regresi linier hubungan antara persentase jumlah FDTL

sambiloto terlarut terhadap akar waktu (menit-1). Dari hasil laju pelepasan

diperoleh laju pelepasan untuk FK 1= 12,8590 ± 0,6023 (mg/menit1/2) ,

FK 2= 13,527 ± 0,7619 (mg/menit1/2), FK 3= 13,453 ± 0,4957

(mg/menit1/2), dan substansi FDTL sambuloto= 8,3296 ± 0,4957

(mg/menit1/2). Hasil analisa statistika ANOVA satu arah dengan derajat

kepercayaan 95% (α = 0,05) diperoleh nilai sig. yang lebih kecil dari 0,05,



62

sehingga berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa terdapat

perbedaan bermakna diantara formula nanopartikel. Untuk mengetahui

formula mana yang berbeda bermakna maka dilakukan uji HSD. Dari

hasil HSD diperoleh bahwa laju pelepasan substansi FDTL sambiloto

memiliki perbedaan yang bermakna dibandingkan dengan laju pelepasan

pada FK 1, FK 2, dan FK 3. Hasil analisis statistik laju pelepasan

nanopartikel FDTL sambiloto dengan metode ANOVA dapat dilihat pada

lampiran 16.

Profil pelepasan FDTL sambiloto menunjukkan bahwa jumlah

FDTL sambiloto terlarut dari sistem nanopartikel FDTL sambiloto-

kitosan lebih tinggi sebesar 1,6 kali bila dibandingkan dengan substansi

FDTL sambiloto. Hal ini memperkuat hasil karakterisasi sistem

nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan dengan difraksi sinar X (gambar

5.4) yang menunjukkan bahwa sifat kristalin dari bahan FDTL sambiloto

menurun setelah terjebak ke dalam sistem nanopartikel. Pelarut akan lebih

mudah kontak di antara bahan obat yakni FDTL sambiloto, hal tersebut

menyebabkan terjadinya peningkatan kecepatan melarut FDTL sambiloto.

Adanya perubahan struktur kristalin dan juga pengecilan ukuran partikel

akan meningkatkan kelarutan dari bahan-bahan obat dengan kelarutan

yang rendah sehingga dapat meningkatkan bioavailabilitas bahan obat

(Murphy, 2008).

Berdasarkan hasil evaluasi yang telah dilakukan, dapat diketahui

bahwa FK 2 yaitu sistem nanopartikel dengan perbandingan FDTL

sambiloto-kitosan= 4 : 10 memiliki bentuk yang sferis dan struktur

permukaan lebih rata dibandingkan dengan FK 1 dengan jumlah kitosan

80 mg dan FK 3 dengan jumlah kitosan 120 mg. Hasil statistika efisiensi

penjerapan menunjukkan bahwa dengan peningkatan jumlah polimer

tidak terdapat perbedaan yang bermakna pada nanopartikel sedangkan,



63

hasil statistika pelepasan FDTL sambiloto dari nanopartikel

menunjukkan adanya peningkatan laju pelepasan pada ketiga formula

sebesar 1,6 kali dibandingkan dengan substansi FDTL sambiloto. Dari

penelitian yang telah dilakukan maka perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut untuk mengembangkan sistem nanopartikel kitosan pada bahan

alam yang sukar larut.



64

BAB VII

KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:

1. FK 2 merupakan formula yang optimal dengan bentuk

nanopartikel yang sferis dan struktur permukaan lebih halus.

2. Perbedaan jumlah kitosan (FK 1= 0,08%, FK 2= 0,1%, dan

FK 3= 0,12%) tidak memiliki pengaruh terhadap efisiensi

penjerapan FDTL sambiloto dalam nanopartikel.

3. Perningkatan jumlah kitosan (FK 1= 0,08%, FK 2= 0,1%, dan

FK 3= 0,12% mg) tidak memengaruhi laju pelepasan

nanopartikel FDTL sambiloto-kitosan, namun menunjukkan

peningkatan laju pelepasan nanopartikel FDTL sambiloto-

kitosan sebesar 1,6 kali bila dibandingkan dengan substansi

FDTL sambiloto.

7.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan maka perlu dilakukan

penelitian lebih lanjut untuk mengembangkan sistem nanopartikel

kitosan pada bahan alam yang sukar larut.



`

65

DAFTAR PUSTAKA

Agnihotri, S.A, Mallikarjuna N.N., Aminabhavi T.M 2004. Recent advances on chitosan-based micro and nanoparticles in drug delivery. Journal of Controlled Release, Vol. 100, p. 5–28

Amaro, M.I., Tajber, L., Corrigan, O.I., and Healy, A.M., 2011. Optimisation of spray drying process conditions for sugar nanoporous microparticles (NPMPs) intended for inhalation. International Journal of Pharmaceutics, Vol. 421, p. 99-109.

Aryani, T., 2005. Pengujian Validasi Analisis Kadar Andrografolid Secara Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) dengan Eluasi Gradien Terhadap Ekstrak Herba Sambiloto (Andrographis

paniculata Nees). Berkas Penelitian Hayati., Vol. 11, p. 73-76

Ashwatu, A. N. D., 2013. Pengaruh Jumlah Tripolifosfat Terhadap Karakteristik Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto-Kitosan (dibuat dengan metode gelasi ionik). Skripsi: Fakultas Farmasi Universitas Airlangga, Surabaya.

Bhumkar, Devika R., Pokharkar, Varsha B., 2006. Studies on effect of pH on cross-linking of chitosan with sodium tripolyphophate: a technical note. AAPS PharmSciTech, Vol. 7, article 50.

Budavari, S., 2001. The Merck Index. 13th Ed, Book 2. New York: Merck

and Co. Inc.

Chellampillai B. and Pawar A.P., 2011. Improved bioavailability of orally administered andrographolide from pH-sensitive nanoparticles. Eur J Drug Metab Pharmacokinet, Vol. 35, p. 123-129.

Daniel, W.W., 2005. Biostatistics, A Foundation for Analysis in the

Health Sciences, 8th Ed., New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., p. 322.

Dash, M., Chiellini, F., Ottenbrite, R.M., and Chiellini, E., 2011. ChitosanA Versayile Semi-Synthetic Polymer in Biomedical Applications. Progress in Polymer Science, Vol. 36, p. 981-1014.



66

Fan, Wen., Yan, Wei., Xu, Zushun., Ni, Hong., 2012. Formation mechanism of monodisperse, low molecular weight chitosan nanoparticle by ionic gelation technique. Colloids and Surface B:

Biointerfaces, 90, p. 21-27 Fattal E. and Vauthier C., 2007. Drug Delivery: Nanoparticles. In:

Swarbrick, J. (ed). Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, Ed. 3rd, Vol. 1. London: Informa Health Care, pp. 1183-1200.

Gharsallaoui, A., Roudaut, G., Chambin, O., Voilley, A., and Saurel, R., 2007. Applications of Spry-Drying in Miicroencapsulation of Food Ingredients: An overview. Food Research International, Vol. 40, p. 1107-1121.

He P., Davis S.S., Illum L. 1999. Chitosan Microspheres Prepared by Spray Drying. International Journal Of Pharmaceutics, Vol. 187, p. 53-65.

Jain, P.K., Ravichandran, V., Jain, P.K., and Agrawal, R.K., 2010. High Performance Thin Layer Chromatography Method for Estimation of Andrographolide in Herbal Extract and Polyherbal Formulation. Journal Of Saudi Chemical Siciety, Vol. 14, p. 383-389.

Kafshgari, M.H., Khorram, M., Khodadoost, M., and Khavari, S., 2011. Reinforcement of Chitosan Nanoparticles Obtained by An Ionic Cross-Linking Process. Iranian Polymer Journal, Vol. 20, p. 445-456.

Kanokwan J. and Nobuo N., 2008. Pharmacological Aspect of Andrographis paniculata on Health and Its Major Diterpenoid Constituent Andrographolide. Journal of Health Science, Vol. 54 No. 4, p. 370-381. Kissel T., Maretschek S., Packha C., Schnieders J., and Seidel N., 2006. Microencapsulation Techniques for Parenteral Depot Systems and Their Application in the Pharmaceutical Industry. In: Benita, S. (Ed). Microencapsulation:

Methods and Industrial Applications, Ed. 2nd. Boca Raton: Taylor

& Francis Group, LLC., pp. 99-122

Kissel, T., Maretxchek, S., Packhauser, C., Schnieders, J., Seidel, N., 2006. Microencapsulation Techniques for Parenteral Depot Systems and Their Application in the Pharmaceutical Industry, In:



67

Benita, S., Microencapsulation: Methods and Industrial

Applications, 2nd Ed., New York: Marcel Dekker, Inc., p. 99-122 Ko, J.A., Park, H.J., Hwang, S.J., Park, J.B., Lee, J.S., 2002. Preparation

and characterization of chitosan microparticles intended for controlled drug delivery. Int J Pharm, Vol. 249, p. 165-174.

Kumar, Majeti N.V. Ravi., 2000. Nano and Microparticles as Controlled

Drug Delivery Devices. J Pharm Pharmaceut Sci, 3 (2), p. 234-258 Kumar, Santosh., Joydepp D., P.K. Dutta., 2009. Preparation and

characterization of N-heterocyclic chitosan derivative based gels for biomedical applications. Int. J. of Biological Macromolecules,

Vol. 45, p. 330-337. Kumar, B.P., Chandiran, I.S., Bhavya, B., Sindhuri, M., 2011,

Microparticulate Drug Delivery System : A Review, Vol 1(1), 19-37

Kusumawardhani, D., 2005. Uji AntiMalaria In Vivo Ekstrak Sambiloto

Terstandar (Parameter Kadar Andrografolida) pada Mencit, Skripsi, Fakultas Farmasi Universitas Airlangga, Surabaya.

Mahajan, H.S., Deore, B.V., Deore, U.V., 2009. Development and characterization of sustained release microspheres by quasi emulsion solvent diffusion method, Int. J. of Chem Tech

Research., Vol.1 No.3, p. 634-642.

Mohanraj V.J. and Chen Y., 2003. Nanoparticles – A Review. International Journal Of Pharmaceutics, Vol. 274, p. 1–33

Mourya V.K., Inamdar N.N., Tiwari A., 2010. Carboxymethyl chitosan and its applications. Advance Material Letter, Vol. 1 No. 1, p. 11-33

Murphy, D.K., 2008. Thermal Analysis and Calorimetric Methods for the Characterization of New Crystal Forms, Adeyeye, M.C., Brittain, H.G, Preformulation in Solid Dosage Form Development, New York, Informa Healthcare USA, Inc, 279-321.



68

Park K. and Yeon Y., 2007. Microencapsulation Technology. In: Swarbrick, J. (ed). Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, Ed. 3rd, Vol. 1. London: Informa Health Care, pp. 2315-2327.

Patel R.P., Patel M.P., Suthar A.M., 2009. Spray Drying Technology: an overview. Indian Journal of Science and Technology, Vol. 2 No. 10, p. 44-47

Paudel, A., Worku, Z.A., Meeus, J., Guns, S., And Den Mooter, G. V., 2012. Manufacturing Of Solid Dispersions Of Poorly Water Soluble Drugs By Spray Drying: Formulation And Process Considerations. International Journal Of Pharmaceutics.

Prashanth K.V.H. and Tharanathan R.N., 2006. Crosslinked Chitosan – Preparation and Characterization. Carbohydrate Research, Vol. 341, p. 169-173.

Putri, S.M., 2014. Pengaruh Jumlah Kitosan Terhadap Karakteristik Fisik Nanopartikel Artesunat-Kitosan (dibuat dengan metode gelasi ionik-pengeringan semprot). Skripsi: Fakultas Farmasi Universitas Airlangga Surabaya.

Rao J.P. and Geckeler K.E., 2011. Polymer Nanoparticle: Preparation Techniques and Size-Control Parameters. Progress in Polymer

Science, Vol. 36, p. 887-913.

Rodrigues, S., Costa, A.M., Grenha, A. 2012. Chitosan/carrageenan Nanoparticle : Effect of Cross-Linking with Tripolyphosphate and Charge Ratios. Carbohydrate Polymers Vol. 89, p. 282-289.

Rohman, A, 2014. Spektroskopi Inframerah dan Kemometrika untuk Analisis Farmasi, Yogyakarta, Pustaka Pelajar, 227-243.

Rosydah R., 2011. Pengaruh Jumlah Chitosan Terhadap Karakteristik Fisik Dan Profil Pelepasan Dari Mikropartikel Ketoprofen-Chitosan. Skripsi: Fakultas Farmasi

Shu X.Z. and Zhu K.J., 2002. The Influence of Multivalent Phosphate Structure on The Properties of Ionically Crosslinked Chitosan Films for Controlling Drug Release. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Vol. 54, p. 235-243.



69

Silverstein, R.M; G.C. Bassler, T. C. Morril., 1986. Penyidikan Spektrometrik Senyawa Organik, Edisi ke 4 diterjemahkan oleh A.J. Hartomo, Anny Victor Purba, Jakarta, Penerbit Erlangga, 95-137.

Sinha V.R., Singla A.K., Wadhawan S., Kaushik R., Kumria R., Bansal K., Dhawan S., 2004. Chitosan microspheres as a potential carrier for drugs. International Journal Of Pharmaceutics., Vol. 274, p. 1–33

Swarbrick, J., 2007. Encyclopedia of Pharmaceutical Technology Third Edition. New York: Informa Healthcare, p. 2315-2325.

Tiyaaboonchai, W. 2003. Chitosan nanoparticles: A Promising System for

Drug Delivery. Naresuan University Journal Vol. 11(3), p. 51-66 Tsai H.S. and Wang Y.Z., 2008. Properties of hydrophyilic network

membranes by introducing binary crosslink agent. Polymer

Bulletin, Vol. 60, p. 103-113.

Tyas, H.P., 2010. Penentuan Parameter Standar Umum dan Fingerprint Fraksi Diterpenlakton dari Sambiloto (Andrographis paniculata Nees), Skripsi, Fakultas Farmasi Universitas Airlangga, Surabaya.

Widyawati, T. 2007. Aspek Farmakologi Sambiloto (Andrographis

paniculata Nees). Majalah Kedokteran Nusantara, Vol. 40 No. 3.

Williams R.O. and Vaughn J.M., 2007. Nanoparticle Engineering. In: Swarbrick, J. (ed). Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, Ed. 3rd, Vol. 1. London: Informa Health Care, pp. 2384-2398.

Wu, Y., Yang, W., Wang, C., Hu, J., and Fu, S., 2005. Chitosan Nanoparticles as A Novel Delivery System for Ammonium Glycyrrhizinate, International Journal of Pharmaceutics, 295, pp 235-245.

Wuster, D.E., Taylor, P.W., 1965. Dissolution Kinetics on Certain Forms of Prednisolone. J. PharmSci, Vol. 54, p. 670-676.

Yokoyama T., 2007. Basic Properties And Measuring Methods Of Nanoparticles. In: Hosokawa M., Nogi K., Naito M., Yokoyama T. (Eds). Nanoparticle Technology Handbook. Amsterdam: Elsevier, pp. 5



70

Lampiran 1

Sertifikat Analisis Kitosan



71

Lampiran 2

Analisis Spektra Inframerah Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

Spektrum infra merah FDTL sambiloto (pellet KBr) yang digunakan dalam penelitian

Spektrum Inframerah Standar Andrografolida (Singh et al., 2006)



72 Lampiran 3

Analisis Spektra Inframerah Kitosan (Low)

Spektrum infra merah Kitosan (pellet KBr) yang digunakan dalam penelitian.

Spektrum inframerah kitosan dari pustaka : Shi, Lu-E., Zhen-Xing Tang.

2009. Adsorption Of Nuclease P1 On Chitosan Nano-Particles. Brazilian

Journal of Chemical Engineering, Vol. 26, No. 02, p. 435 – 443.



73 Lampiran 4

Analisis Spektra Inframerah Nanopartikel

a. Sistem nanopartikel tanpa bahan obat fraksi diterpen lakton sambiloto

sistem kosong kitosan.pk

SISTEM~1.SP 3551 4000 450 17 66 4 %T 1 1 REF 4000 37 2000 59 600 3434 17 2342 54 1634 44 1559 54 1538 56 1416 59 1384 57 1095 45 903 59 673 57 558 51 END 11 PEAK(S) FOUND

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.00.0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100.0

cm-1

%T

3434,17

2342,54

1634,44

1559,541538,56

1416,591384,57

1095,45

903,59 673,57

558,51



74 b. FK 1: Nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dengan

jumlah kitosan 80 mg

nanopartikel FDTL fk 1.pk NANOPA~7.SP 3551 4000 450 17 64 4 %T 1 1 REF 4000 49 2000 63 600 3407 17 2929 33 1728 47 1644 38 1558 35 1416 39 1384 42 1151 22 1096 21 1033 29 906 38 672 48 655 45 559 35 END 14 PEAK(S) FOUND

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.00.0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100.0

cm-1

%T

3407,17

2929,33

1728,47

1644,381558,35

1416,391384,42

1151,221096,21

1033,29

906,38

672,48655,45

559,35



75 c. FK 2: Nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dengan


k FK 2.pk FK2NIS~1.SP 3551 4000 450 7 56 4 %T 1 1 REF 4000 26 2000 48 600 3433 7 1728 45 1638 32 1559 38 1416 43 1384 43 1095 30 1033 39 906 46 673 47 561 38 END 11 PEAK(S) FOUND

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.00.0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100.0

cm-1

%T

3433,7

1728,45

1638,32

1559,38

1416,431384,43

1095,30

1033,39

906,46 673,47

561,38



76 d. FK 3: Nanopartikel fraksi diterpen lakton sambiloto-kitosan dengan


nanopartikel FDTL fk3.pk

NANOPA~8.SP 3551 4000 450 19 68 4 %T 1 1

REF 4000 47 2000 65 600 3432 19 2358 60 2344 60 1728 58 1637 45 1559 48 1538 49 1416 53 1384 53 1151 35 1095 33 1032 43 901 50 673 56 559 45

END 15 PEAK(S) FOUND

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.00.0

20

40

60

80

100.0

cm-1

%T

3432,19

1728,58

1637,451559,48

1538,49

1416,53

1384,531151,35

1095,33

1032,43901,50

673,56

559,45



77 Lampiran 5

Hasil Pemeriksaan Differential Thermal Apparatus (DTA)

Hasil pemeriksaan DTA dari fraksi diterpen lakton sambiloto, terlihat

puncak endotermik yaitu pada titik lebur 215,1°C dengan ∆H = 39,9 J/g.

Hasil pemeriksaan DTA dari kitosan, terlihat puncak endotermik yaitu

pada titik lebur 150°C dengan ∆H = 122 J/g.



78 Lampiran 6

Hasil Pemeriksaan Defraktogram Sinar X

Hasil pemeriksaan defrkatogram sinar X dari fraksi diterpen lakton

sambiloto.

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

10 20 30

Counts

0

500

1000

FDTL



79

Hasil pemeriksaan defrkatogram sinar X dari kitosan.

Defraktogram sinar X kitosan (Kumar et al., 2009)

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

10 20 30

Counts

0

100

200

300

KItosan



80 Lampiran 7

Pemeriksaan Viskositas Kitosan

Hasil pemeriksaan viskositas pada kitosan grade low menggunakan alat

Digital Viscosimeter (Brookfield Viscosimeter DV-II).

Viskositas Kitosan (cps)

Replikasi 1 Replikasi 2 Replikasi 3

18 19 22

Rata-rata 19,67



81 Lampiran 8

Pembuatan Nanopartikel

Pembuatan nanopartikel :

FK 1 FK 2 FK 3

Tahapan Formula FK 1 FK 2 FK 3

Larutan kitosan

Jernih Jernih Jernih

Setelah di sambung silang dengan TPP kemudian dilakukan pengadukan 500 rpm selama 2 jam

Membentuk endapan putih yang halus



Setelah di keringkan :



82 Lampiran 9

Ukuran Nanopartikel pada setiap Formula

No.

Ukuran (nm) FK 1 FK 2 FK 3

1 424.3 420.3 391 2 480.6 549.8 480.6 3 480.6 828.3 524.5 4 501.4 866.4 537.3 5 630.4 874.2 704.2 6 643.7 874.2 764.1 7 711.4 910.4 777.6 8 882 1180 866.4 9 1239 1261 1855 10 3009 1722 4445



83 Lampiran 10

Hasil Penentuan Linieritas Bahan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto

dengan Metode HPLC

Konsentrasi (ppm) Luas Area50 501.62573

100 974.73291150 1377.64880200 1899.75281300 2914.92432



84 Lampiran 11

Kandungan FDTL Sambiloto dalam Nanopartikel

Contoh Perhitungan Perlakuan FK 1 replikasi 1:

Luas Area FDTL sambiloto (pembanding) = 10444,3

Bobot FDTL sambiloto (pembanding) = 5 mg

Luas Area pada FK 1 replikasi 1 = 766,80

Kandungan FDTL sambiloto =

x 5 mg = 0,37 mg

Kandungan FDTL sambiloto (%) =

x 100% = 7,34 %

Formula Repl

i-kasi

Bobot

(mg)

Luas Area

Kandu-ngan (mg)

Kandu-ngan (%)

Kandungan

Rata-rata ± SD (%)

FDTL Sambiloto

(pembanding) 5 10444,3

FK 1 1 5 766,80 0,37 7,34 7,11 ±

0,38 2 5 696,26 0,33 6,67 3 5 763,39 0,37 7,31

FK 2 1 5 634,52 0,30 6,08 5,74 ±

0,36 2 5 603,96 0,29 5,78 3 5 559,77 0,27 5,36

FK 3 1 5 446,51 0,21 4,28 4,53 ±

0,22 2 5 485,61 0,23 4,65 3 5 488, 18 0,23 4,67



85 Lampiran 12

Penetapan Efisiensi Penjerapan (EP) Nanopartikel

Contoh Perhitungan Efisiensi Penjerapan pada FK 1 Replikasi 1:

Formula FK 1 dengan perbandingan FDTL sambiloto-kitosan-TPP= 40 : 80 : 64 memiliki berat total 184 mg. Kandungan teoritis FDTL sambiloto dalam FK 1

=

x 5 mg = 1,09 mg Kandungan aktual FDTL sambiloto dalam FK 1

Luas area FK 1 replikasi 1 = 766.79907 Luas area FDTL-sambiloto pembanding = 10444,3 =

x 5 mg = 0,37 mg

Efisiensi penjerapan =

x 100%

=

x 100% = 33,77 %

Formula Repli-

kasi

Bobot (mg)

Kandungan teoritis (mg)

Kandungan Nyata (mg)

Efisiensi Penjerapan

(%)

Efisiensi

Penjerapan

Rata-rata ±

SD (%)

FK 1 1 5 1.09 0,37 33.77 32.69 ±

1.75 2 5 1.09 0,33 30.67 3 5 1.09 0,37 33.62

FK 2 1 5 0.91 0,30 33.41 31.57 ±

1.98 2 5 0.91 0,29 31.80 3 5 0.91 0,27 29.48

FK 3 1 5 0.78 0,21 27.36 29.01 ±

1.43 2 5 0.78 0,23 29.76 3 5 0.78 0,23 29.91



86 Lampiran 13

Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dari

Nanopatikel dalam Media Natrium Lauril Sulfat 0,1%

a) Kontrol (Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto)

t (menit) % terlarut Rata-rata

% terlarut ± SD FDTL A FDTL B FDTL C

0 0,00 0,00 0,00 0,00 ± 0,00

15 26,48 29,99 31,99 29,49 ± 2,79

30 51,32 44,56 43,66 46,51 ± 4,19

45 56,56 51,18 52,61 53,45 ± 2,79

60 48,93 55,48 56,80 53,74 ± 4,22

120 63,37 58,01 59,09 60,16 ± 2,83

180 61,79 60,26 62,25 61,43 ± 1,04

360 61,52 63,26 65,68 63,48 ± 2,09



87

b) FK 1 (sistem nanopartikel perbandingan FDTL

sambiloto:kitosan= 4:8)


% terlarut ± SE FK 1A FK 1B FK 1C

0 0,00 0,00 0,00 0,00 ± 0,00

15 68,71 56,26 68,71 64,56

30 66,51 63,69 66,90 65,70

45 68,40 68.07 65,53 67,33

60 68,01 69,73 68,01 68,58

120 65,45 69,71 65,99 67,05

180 66,12 69,27 66,21 67,20

360 66,80 69,33 65,36 67,16



88

c) FK 2 (sistem nanopartikel perbandingan FDTL




0 0,00 0,00 0,00 0,00 + 0,00

15 70,06 67,58 67,58 68,41

30 74,30 66,87 65,70 68,96

45 71,23 67,16 67,49 68,63

60 70,60 65,79 70,60 68,99

120 69,57 69,57 66,24 68,46

180 67,78 71,52 68,30 69,20

360 74,02 71,83 69,46 71,77



89

d) FK 3 (sistem nanopartikel perbandingan FDTL




0 0,00 0,00 0,00 0,00 + 0,00

15 69.15 69.15 71.39 69.90

30 68.09 67.76 68.09 67.98

45 70.62 69.66 68.23 69.50

60 69.08 68.57 69.08 68.91

120 69.62 69.71 67.98 69.11

180 70.66 70.12 67.25 69.34

360 70.87 68.91 67.70 69.16

Contoh perhitungan persen terlarut dengan koreksi Wuster pada FK 2 replikasi 1 (FK 2A):

1) Menit ke 15

Koreksi wurster

Cn = C’n + a/bN-1ΣS=1 Cs

= 27,99+ (0,5/25).(0)

= 27,99 ppm



90

Konsentrasi dalam media uji 25 mL

= (25/1000) x (27,99)

= 0,69975 mg

Persen terlarut

= (0,69975 / 0,9988) x 100%

= 70,06 %

2) Menit ke 30

Koreksi wurster


= 29,12 + (0,5/25).(0+27,99)

= 29,68 ppm


= (25/1000) x (29,68)

= 0,74208 mg

Persen terlarut

= ( 0,74208 / 0,9988 ) x 100%

= 74,30 %

3) Menit ke 45

Koreksi wurster


= 27,31 + (0,5/25).(0+ 27,99 + 29,12 )

= 28,45 ppm



91


= (25/1000) x (28,45)

= 0,71137 mg

Persen terlarut

= ( 0,71137 / 0,9988 ) x 100%

= 71,23 %

4) Menit ke 60

Koreksi wurster


= 26,52 + (0,5/25).(0 +27,99 + 29,12 + 27,31)

= 28,20 ppm


= (25/1000) x ( 28,20 )

= 0,70510 mg

Persen terlarut

= (0,70510 / 0,9988 ) x 100%

= 70,60 %

5) Menit ke 120

Koreksi wurster


= 25,57 + (0,5/25).(0 + 27,99 + 29,12 + 27,31+ 26,51)

= 27,79 ppm



92


= (25/1000) x ( 27,79 )

= 0,69482 mg

Persen terlarut

= (0,69482 / 0,9988 ) x 100%

= 69,57 %

6) Menit ke 180

Koreksi wurster


= 24,35 + (0,5/25).(0 + 27,99 + 29,12 + 27,31+ 26,51

+ 25,57)

= 27,08 ppm


= (25/1000) x (27,08 )

= 0,67696 mg

Persen terlarut

= (0,67696 / 0,9988 ) x 100%

= 67,78 %



93

7) Menit ke 360

Koreksi wurster


= 26,35 + (0,5/25).(0+ 27,99 + 29,12 + 27,31 + 26,51 +

25,57 + 24,35 )

=29,57 ppm


= (25/1000) x (29,57)

= 0,23926 mg

Persen terlarut

= (0,23926 / 0,9988 ) x 100%

= 74,02 %



94 Lampiran 14

Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dari Nanopartikel

Sediaan Repilkasi Persamaan Garis Regresi

Kontrol

1 y = 8,9016x – 1,8121 ; r = 0,9539

2 y = 8,0626x – 0,2797 ; r = 0,9986

3 y = 8,0246x – 0,2067 ; r = 0,9992

Formula 1

1 y = 13,177x + 4,0035 ; r = 0,9029

2 y = 12,164x + 2,0732 ; r = 0,9672

3 y = 13,235x + 3,9529 ; r = 0,9058

Formula 2

1 y = 14,401x + 3,2365 ; r = 0,9444

2 y = 13,177x + 3,7497 ; r = 0,9137

3 y = 13,003x + 3,9018 ; r = 0,9050

Formula 3

1 y = 13,4346x + 3,8781; r = 0,9115

2 y = 13,385x + 3,9212 ; r = 0,9090

3 y = 13,541x + 4,2926 ; r = 0,8951



95 Contoh Perhitungan Persamaan Regresi Linier Hubungan antara % terlarut versus akar waktu (menit-1) pada Formula 1 replikasi 1:

Formula 1 Replikasi 1

Waktu (menit) Akar waktu (menit -1) % terlarut

0 0,00 0,00

15 3,87 68,71

30 5,48 66,51

r = 0,9029 y = 13,177x + 4,0035



96 Lampiran 15

Hasil Analisis Statistik Efisiensi Penjerapan Nanopartikel dengan ANOVA Satu Arah

Descriptives

EP

N Mean Std. Deviation

Std. Error

95% Confidence Interval for Mean

Lower Bound

Upper Bound

FK 1 3 32.6867 1.74809 1.00926 28.3442 37.0292

FK 2 3 31.5633 1.97566 1.14065 26.6555 36.4711

FK 3 3 29.0100 1.43091 .82614 25.4554 32.5646

Total 9 31.0867 2.21677 .73892 29.3827 32.7906



97

Descriptives

EP

Minimum Maximum

FK 1 30.67 33.77

FK 2 29.48 33.41

FK 3 27.36 29.91

Total 27.36 33.77

Test of Homogeneity of Variances

EP

Levene Statistic df1 df2 Sig.

.137

2 6 .874



98

ANOVA

EP

Sum of Squares

df Mean Square

F Sig.

Between Groups 21.299 2 10.650 3.547 .096

Within Groups 18.013 6 3.002

Total 39.312 8



99 Post Hoc Tests

Multiple Comparisons

Dependent Variable: EP

Tukey HSD

(I) FORMULA

(J) FORMULA

Mean Difference

(I-J)

Std. Error

Sig. 95% Confidence Interval

Lower Bound

Upper Bound

FK 1 FK 2 1.12333 1.41473 .720 -3.2174 5.4641

FK 3 3.67667 1.41473 .090 -.6641 8.0174

FK 2 FK 1 -1.12333 1.41473 .720 -5.4641 3.2174

FK 3 2.55333 1.41473 .246 -1.7874 6.8941

FK 3 FK 1 -3.67667 1.41473 .090 -8.0174 .6641

FK 2 -2.55333 1.41473 .246 -6.8941 1.7874



100 Homogeneous Subsets

EP

Tukey HSD

FORMULA N Subset for alpha = 0.05

1

FK 3 3 29.0100

FK 2 3 31.5633

FK 1 3 32.6867

Sig. .090



101 Lampiran 16

Hasil Analisis Statistik Laju Pelepasan Nanopartikel dengan ANOVA Satu Arah

Descriptives

LP

N Mean Std. Deviation

Std. Error

95% Confidence Interval for Mean

Lower Bound

Upper Bound

kontrol 3 8.32960 .495731 .286210 7.09814 9.56106

FK 1 3 1.28587E1 .602298 .347737 11.36248 14.35486

FK 2 3 1.35270E1 .761890 .439877 11.63436 15.41964

FK 3 2 1.34095E1 .034648 .024500 13.09820 13.72080

Total 11 1.19059E1 2.363848 .712727 10.31784 13.49395



102

Descriptives

EP

Minimum Maximum

kontrol 8.025 8.902

FK 1 12.164 13.235

FK 2 13.003 14.401

FK 3 13.385 13.434

Total 8.025 14.401

Test of Homogeneity of Variances

LP

Levene Statistic df1 df2 Sig.

3.291 3 7 .088



103

ANOVA

LP

Sum of Squares

df Mean Square

F Sig.

Between Groups 53.499 3 17.833 52.468 .000

Within Groups 2.379 7 .340

Total 55.878 10



104

Post Hoc Tests

LP Tukey HSD

(I) formu-la

(J) formula

Mean Difference

(I-J) Std.

Error Sig.

95% Confidence Interval

Lower Bound

Upper Bound

kontrol

FK 1 -4.529067* .476013 .000 -6.10475 -2.95339

FK 2 -5.197400* .476013 .000 -6.77308 -3.62172

FK 3 -5.079900* .532198 .000 -6.84156 -3.31824

FK 1 kontrol 4.529067* .476013 .000 2.95339 6.10475

FK 2 -.668333 .476013 .535 -2.24401 .90735

FK 3 -.550833 .532198 .736 -2.31250 1.21083

FK 2 kontrol 5.197400* .476013 .000 3.62172 6.77308

FK 1 .668333 .476013 .535 -.90735 2.24401

FK 3 .117500 .532198 .996 -1.64416 1.87916

FK 3 kontrol 5.079900* .532198 .000 3.31824 6.84156

FK 1 .550833 .532198 .736 -1.21083 2.31250

FK 2 -.117500 .532198 .996 -1.87916 1.64416



105 Homogeneous Subsets

LP

Tukey HSD

formula N

Subset for alpha = 0.05

1 2

kontrol 3 8.32960

FK 1 3 12.85867

FK 3 2 13.40950

FK 2 3 13.52700

Sig. 1.000 .578



SKRIPSI PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP …repository.unair.ac.id/10927/2/FF F 38 15 Rah p.pdf ·...

Documents

Transcript of SKRIPSI PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP …repository.unair.ac.id/10927/2/FF F 38 15 Rah p.pdf ·...