1
LAPORAN PENELITIAN
PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEKS
Pengembangan Sistem Penghantaran Senyawa Hidrofilik Natrium
Askorbil Fosfat (NAF): Tinjauan Formulasi, Uji Aktivitas dan
Pengembangan Metode Analisis
Tim Pengusul
Dr. apt. Fith Khaira Nursal, M. Si. 0307057401 (Ketua)
apt. Nining, M.Si. 0328118803 (Anggota)
Nomor Surat Kontrak Penelitian: 757/F/03/07/2019
Nilai Kontrak: Rp. 15.000.000
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS FARMASI DAN SAINS
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA
TAHUN 2020
i
HALAMAN PENGESAHAN
PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)
Judul Penelitian : Pengembangan Sistem Penghantaran Senyawa Hidrofilik
Natrium Askorbil Fosfat (NAF): Tinjauan Formulasi, Uji Aktivitas
dan Pengembangan Metode Analisis
Jenis Penelitian : PENELITIAN PENGEMBANGAN IPTEK (PPI)
Ketua Peneliti : Dr. apt. Fith Khaira Nursal, M.Si.
Link Profil simakip : http://simakip.uhamka.ac.id/pengguna/show/684
Fakultas : Fakultas Farmasi dan Sains
Anggota Peneliti : apt. Nining, M.Si.
Link Profil simakip : http://simakip.uhamka.ac.id/pengguna/show/1116
Waktu Penelitian : 6 Bulan
Luaran Penelitian
Luaran Wajib : Publikasi Jurnal Nasional Terakreditasi
Status Luaran Wajib : In Review
Luaran Tambahan : Seminar Nasional
Status : LoA
Mengetahui, Jakarta, 14 Juli 2020
Ketua Program Studi Ketua Peneliti
apt. Kori Yati, M.Farm. Dr. apt. Fith Khaira Nursal, M.Si.
NIDN. 0324067802 NIDN.0307057401
Menyetujui,
Dekan Fakultas Farmasi dan Sains Ketua Lemlitbang UHAMKA
Dr. apt. Hadi Sunaryo, M.Si. Prof. Dr. Suswandari, M.Pd
NIDN.0325067201 NIDN. 0020116601
ii
SURAT KONTRAK PENELITIAN
iii
iv
ABSTRAK
Perkembangan sistem penghantaran bahan akif melalui kulit saat ini mengalami kemajuan yang cukup pesat
dibidang kosmetika maupun pengobatan. Secara teoritis, molekul hidrofilik akan mengalami hambatan
penetrasi melintasi stratum corneum atau lapisan tanduk. Beberapa penelitian berhasil membuktikan
peningkatan penghantaran secara transkutan dapat dicapai dengan modifikasi sifat lipofilisitas terhadap
molekul hidrofilik melalui strategi tertentu. Telah dilakukan modifikasi melalui metode dipersi
padat/minyak/air terhadap penghantaran Natrium askorbil fosfat (NAF) yang merupakan senyawa turunan
vitamin C dengan sifat lebih stabil terhadap oksidasi..Tahapan awal pembentukan sistem dispersi padat
dalam minyak melalui pencampuran senyawa aktif dengan polimer ampifilik Lesitin dan surfaktan lipofilik
Span 80 dan Span 20 yang dipadatkan melalui proses pembekuan. Efisiensi penjerapan bahan aktif dalam
fase minyak kemudian ditentukan dari formula dan diperoleh hasil partisi 73,55% (NAF-Lesitin),63,65%
(NAF-Span 20) dan 55,72% (NAF-Span 80). Sebagai pembanding ditentukan juga larutan NAF dan hanya
0,62% terpartisi dalam minyak. Hal ini membuktikan peranan lesitin dan Span 20/Span 80 mampu
melindungi dalam fase minyak. Potensi antiosidan ditentukan dengan metode peredaman larutan DPPH dan
diperoleh nilai peredaman 45-60% untuk semua preparasi, membuktikan NAF dalam sistem campuran
memiliki kemampuan meredam radikal bebas Tahap selanjutnya campuran dibentuk sebagai sediaan
nanoemulsi dan pengamatan suhu kamar selama 30 hari diperoleh distribusi diameter globul NAF tunggal
63,72±11,53 nm dengan nilai indeks polidispersitas dibawah 0,5 dan nanoemulsi campuran NAF-
Lesitin/Span20/Span80 rentang diameter 300-450 nm dengan indeks polidispersitas diatas 0,5. Pemilihan
sediaan nanoemulsi dengan ukuran globul droplet submicron rentang 50-500 nm sehingga ukuran kecil ini
dapat memfasilitasi penghantaran bahan aktif menembus lapisan kulit.
Kata kunci: Penghantaran, transkutan, natrium askorbil fosfat, hidrofilik, lipofilik
v
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN i
SURAT KONTRAK PENELITIAN ii
ABSTRAK iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vii
BAB 1. PENDAHULUAN 1
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 3
BAB 3. METODE PENELITIAN 7
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 10
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 16
BAB 6. LUARAN YANG DICAPAI 17
BAB 7. RENCANA TINDAK LANJUT DAN PROYEKSI HILIRISASI 18
DAFTAR PUSTAKA 19
LAMPIRAN 21
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi campuran NAF dengan lesitin dan Span 20/Span 80 10
Tabel 2. Kurva kalibrasi NAF dalam larutan dapar fosfat 11
Tabel 3. Perhitungan hasil partisis NAF dalam fase minyak 11
Tabel 4. Hasil peredaman larutan DPPH 12
Tabel 5. Karakterisasi nanoemulsi 14
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Struktur molekul Natrium askorbil fosfat 3
Gambar 2. Mekanisme reaksi DPPH dengan senyawa antioksidan 13
Gambar 3. Morfologi campuran NAF dengan TEM 13
1
BAB 1. PENDAHULUAN
Pendahuluan memuat latar belakang, rumusan masalah, tujuan, dan manfaat
penelitian. Penghantaran senyawa hidrofilik melalui kulit telah dimulai beberapa tahun
terakhir ini dengan menggunakan protein sebagai model bahan aktif. Fenomena ini
berhasil membuktikan bahwa makromolekul hidrofilik dapat melewati membran kulit
dengan sistem dispersi padat polimer ampifilik dan didispersikan dalam minyak, sehingga
mampu melewati lapisan lipid membran kulit [1,2,3].
Penelitian ini bertujuan mengembangkan sistem penghantaran senyawa hidrofilik
melalui tinjauan formulasi, uji aktivitas dan pengembangan metode analisi, merujuk pada
penelitian sebelumnya. Model bahan aktif natrium askorbil fosfat (NAF) sebagai molekul
hidrofil BM rendah melalui pembentukan dispersi (solid in oil dispersion) dengan
molekul ampifilik yang dipadatkan dengan sistem liofilisasi untuk selanjutnya
diinkorporasikan dalam fase minyak sistem nanoformulasi.
Kerutan atau wrinkle pada kulit dipicu faktor internal sebagai akibat proses
penuaan dan faktor eksternal, karena oksigen radikal bebas (ROS) yang muncul akibat
paparan sinar UV. Kolagen merupakan senyawa utama yang membentuk lapisan kulit,
merupakan hasil sintesa molekul prekursor prokolagen dari fibroblast dermal terbentuk
akibat pengaturan faktor pertumbuhan perubahan (TGF-β), senyawa sitokin yang
meningkatkan produksi kolagen.
Pengembangan penghantaran sediaan antikerut yang digunakan secara topikal
mempunyai tantangan yang besar untuk melewati stratum corneum serta mampu
berpermeasi lebih lanjut ke lokasi kerja di dermis [4]. Vitamin C dapat meningkatkan
sintesis kolagen pada lapisan dermal fibroblast sebagai kofaktor propil hidroksilase dan
lisil hidroksilase yang merupakan enzim dalam produksi kolagen dan neurotransmitter.
Selain itu vitamin C dapat menstimulasi produksikolagen tipe I, tipe III, dan proliferasi
sel pada lapisan dermal fibroblast [5,6].
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan salah satu turunan vitamin C yaitu
natrium askorbil fosfat (NAF) yang memiliki aktivitas yang sama yaitu melindungi sel
dari radikal bebas serta membantu pembentukan kolagen dan melanin. NAF lebih stabil
dan kelarutan yang tinggi dalam air menjadi tantangan tersendiri untuk membawa ke
dalam lapisan kulit. Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa vitamin C dan turunannya
juga memiliki kestabilan yang lebih baik dalam sistem dispersi padat-minyak
dibandingkan larutan dalam air [1].
2
Bentuk sediaan yang digunakan adalah nanoemulsi, karena ukuran partikel yang
kecil dan adhesifitas yang lebih baik dengan stratum korneum. Nanoformulasi secara
umum dapat meningkatkan penetrasi per kutan bahan aktif dan dengan basis lipid dapat
meningkatkan kestabilan bahan aktif yang mudah teroksidasi dalam suasana larut air.
Bahan aktif yang tersolubilisasi dalam campuran lipid juga lebih mudah terjerap dalam
sistem nanoformulasi dalam rentang partikel berukuran 40-100 nm yang terdispersi dalam
sistem emulsi minyak dalam air [7].
Penghantaran makromolekul hidrofilik protein dalam sistem transdermal dan
transkutan, telah berhasil melalui metode pembentukan dispersi padat dengan polimer
ampifilik, yang diinkorporasikan dalam fase minyak, dan sediaan yang dipilih adalah
nanoformulasi [1,7]. Sistem dispersi membuktikan bahwa makromolekul hidrofilik
berhasil berpermeasi transkutan dan transdermal dalam sediaan nanoformulasi, dengan
efisiensi terjerap yang cukup tinggi.
Molekul ampifilik yang dipilih dalam sistem dispersi lesitin jenis kedelai atau SPC
(Soy Poshatidilcholin) dan surfaktan lipofilik. Lesitin terbukti dapat menghasilkan
penjerapan molekul hidrofilik yang lebih tinggi [8,9].
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Sistem Penghantaran Sediaan Kulit
Kulit merupakan lapisan terluar tubuh yang berfungsi sebagai barrier bagi masuknya zat
asing dari luar tubuh.Mekanismenya terjadi secara fisika terhadap partikulat dan benda
asing, secara imunologis terhadap mikroba dan alergen, secara metabolik terhadap
senyawa toksik, dan mekanisme perlindungan terhadap radiasi sinar ultra violet ke dalam
tubuh [10]. Kulit tersusun atas lapisan epidermis, dermis dan subkutan dengan masing-
masing lapisan memiliki struktur dan fungsi yang spesifik. Faktor utama penentu
penetrasi bahan aktif melewati kulit adalah lapisan tanduk atau Stratum Corneum yang
juga berperan sebagai penghalang menguapnya air keluar dari dalam tubuh
(Transepidermal Water Loss) [11]. Penetrasi molekul aktif pada umumnya berlangsung
secara difusi menembus keratinosit di stratum korneum, yang disebut jalur transport
transselular. Rute lainnya adalah jalur interselular, yaitu transport melalui lipid yang ada
di sekeliling korneosit di stratum corneum, dan jalur transfolikular, yaitu transport melalui
folikel rambut dan duktus kelenjar keringat. Jalur yang banyak digunakan adalah
transeluler yang umumnya untuk senyawa yang bersifat hidrofilik dan interseluler,
terutama senyawa lipofilik dan lebih efektif dalam bentuk emulsi.
Natrium Askorbil Fosfat (NAF)
Natrium askorbil fosfat (NAF) dikenal juga sebagai L-ascorbic-2-monophosphate
atau tri-sodium salt, lebih stabil dari vitamin C (yang mudah berubah warna jika terpapar
cahaya), dengan kelarutan 64% dalam air, 13,2% dalam gliserin dan 1,6% dalam
propilenglikol. Sifat hidrofilik NAF membuat senyawa ini lebih mudah terdispersi dalam
air dibandingkan dalam fase minyak, sehingga sulit mencapai lapisan dermis. NAF yang
mudah larut dalam air dan mempunyai kemampuan permeasimelalui kulit yang terbatas
(log P= - 0,005).
Gambar 1. Struktur molekul natrium askorbil fosfat (NAF)
4
Kelarutan yang tinggi berkaitan dengan koofisien distribusi n-oktanol/air (log
Pow) yang rendah yaitu <10-4 (BASF, 2005). Modifikasi gugus ester fosfat pada cincin
siklik seperti terlihat pada Gambar 1 melindungi molekul dari oksidasi sehingga lebih
stabil [12-15].
Senyawa-senyawa turunan vitamin C secara keseluruhan mempunyai aktivitas
melindungi sel dari radikal bebas serta berperan dalam stimulasi produksi kolagen dan
pembentukan melanin [12,14, 15]. Efektifitasnya tergantung konversi secara in vivo
menjadi Vitamin C. Belum ada laporan data lebih lanjut mengenai mekanisme perubahan
NAP menjadi Vitamin C dalam tubuh secara in vitro maupun in vivo, namun dilaporkan
ada peranan alkalin fosfatase dalam proses konversi ini [15].
Nanoemulsi
Nanoemulsi merupakan sistem emulsi transparan yang stabil secara kinetika
dengan ukuran droplet rentang 5 nm – 100 nm dan terdistribusi dalam fase luar kontinu
yang distabilkan oleh surfaktan dan atau ko-surfaktan pada sisi antarmuka . Nanoemulsi
merupakan pengembangan mikroemulsi yang dibentuk dalam sistem minyak/air atau
air/minyak tergantung sifat bahan aktif dan tujuan penggunaannya. Komponen penting
dalam nanoemulsi adalah minyak, surfaktan dan ko-surfaktan. Sistem yang terbentuk
berupa dispersi koloid yang tersusun atas fase minyak, fase air, serta surfaktan-
kosurfaktan dalam beberapa perbandingan. [16,17]. Formulasi senyawa hidrofilik
maupun hidrofobik dengan sistem nanocarriers terbukti dapat menembus lapisan kulit
dan mencapai terapi yang diharapkan [14].
Nanoemulsi menjadi pilihan penghantaran melalui kulit baik topikal, transdermal,
dan telah dibuktikan juga mampu menghantarkan makromolekul hidrofilik protein secara
transkutan [3,17]. Pembuatan nanoemulsi dengan melarutkan senyawa lipofil dalam fase
minyak dan fase air yang dicampurkan, kemudian ditambahkan kombinasi surfaktan-
kosurfaktan dalam beberapa rasio, pengadukan secara perlahan hingga diperoleh cairan
yang jernih. Komposisi minyak serta jumlah surfaktan dan kosurfaktan dapat ditentukan
melalui pemebentukan diagram tiga fase. Sonikasi dilakukan bertujuan mengurangi
ukuran globul partikel yang terdispersi.[2,3]
Faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam pembuatan nanoemulsi adalah,
pemilihan surfaktan yang membentuk tegangan antar muka yang rendah antara minyak
dan air, konsentrasi surfaktan, serta permukaan sistem harus fleksibel atau cukup cair
sehingga memudahkan pembentukan nanoemulsi [16]. Beberapa pendekatan yang
5
digunakan dalam pembuatan nanoemulsi adalah metode high pressure homogenizer,
inversi fase, sonikasi, ultrasonic, microfluidizer, dan self nanoemulsifying system atau
yang dikenal dengan nanoemulsi spontan.
Sistem Dispersi Padat Dalam Minyak (solid in oil dispersion)
Penetrasi transkutan senyawa hidrofilik makromolekul merupakan tantangan
dalam penghantaran pada kulit, dikarenakan sifat barrier kulit yang lipofilik. Telah
dilakukan penelitian penghantaran makromolekul hidrofilik protein dalam sistem
transdermal dan transkutan, melalui metode pebentukan dispersi padat dengan polimer
ampifilik, yang diinkorporasikan dalam fase minyak. Bentuk sediaan yang dikembangkan
adalah nanoformulasi [2,3,18]. Sistem dispersi membuktikan bahwa makromolekul
protein berhasil berpermeasi transkutan dan transdermal, dengan efisiensi terjerap yang
cukup tinggi dalam nanoformulasi.
Teknik koliofilisasi juga telah berhasil membentuk sistem dispersi antara protein
dengan polietilen glikol (PEG) 600 dalam larutan air dan membentuk mikropartikel [20].
Dispersi padatan dalam minyak juga berhasil digunakan untuk molekul hidrofil BM
rendah vitamin C dan hasilnya lebih stabil dibandingkan jika berada dalam suasana
aqueous[1,19].
Sistem penghantaran nanoformulasi memberikan keuntungan terhadap laju
penembusan melewati lapisan tanduk (stratum corneum) untuk seterusnya bisa permeasi
ke lapisan kulit berikutnya. Selain ukuran globul yang kecil, kemampuan penetrasi juga
dipengaruhi oleh komponen bahan tertentu dalam sediaan yang berfungi sebagai
peningkat penetrasi [20]. Penetrasi ditingkatkan melalui beberapa jalan, pertama karena
senyawa peningkat penetrasi yang dapat merusak stuktur lipid pada lapisan tanduk dan
memfasilitasi proses difusi pada membran kulit. Cara kedua meningkatkan kelarutan
senyawa dalam kulit melalui peningkatan koofisien partisi antara bahan aktif dengan
pembawa.
Berdasarkan publikasi yang telah dituliskan sebelumnya, terbukti melalui metode
solid-in-oil dispersion dapat meningkatkan penetrasi senyawa-senyawa hidrofilik yang
umumnya memiliki permeabilitas yang rendah terhadap lapisan kulit, sehingga sukar
menembus SC sebagai barrier kulit. Teknik ini lebih potensial dan dapat dikembangkan
lebih lanjut untuk penghantaran pada kulit. Lesitin dengan karakter ampifilik diharapkan
mampu menyelimuti NAF sehingga ketika diinkorporasikan dalam fase minyak pada
6
sistem nanoemulsi, NAF tidak mudah berpindah ke dalam fase air, namun mudah
dilepaskan saat menembus lapisan kulit.
7
BAB 3. METODE PENELITIAN
Metode penelitian terdiri atas beberapa tahapan dengan menggunakan alat dan
bahan sebagai berikut:
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah adalah neraca analitik, vortex,
Pengaduk, kolom amina, sonikator, sentrifugator, pH Meter, Spektrofotometer UV-VIS,
Spektrofotometer FTIR, Photon Correlation Spectroscopy (PSA), Transmission Electron
Microsocopy Alat difusi Franz, freeze dryer, climatic chamber, oven, lemari pendingin,
mikropipet, microtube, kertas Whatman, pemanas dan pengaduk, aluminium foil,
parafilm, beker glas, labu takar, spatula, vial dan peralatan gelas yang umum digunakan
di laboratorium.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi Natrium Askorbil Fosfat (NAF)
dari BASF, Jerman, Virgin Coconut Oil (VCO) yang dibeli dari SITH, ITB. Lesitin tipe
soya (Lipoid® S-100) dibeli dari PT. Landson Indonesia. Tween 80, Span 80, PEG 400,
gliserin, propilenglikol, etanol dibeli dari Bratachem Indonesia. Aquabidestilata, DPPH
(2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil)
Tahapan Penelitian sebagai berikut:
Pembentukan dispersi padat NAF- lesitin-Span 20/Span
Tahap awal dibentuk sistem dispersi NAF dengan masing-masing senaywa
ampifilik lesitin dan surfaktan Span 20/Span 80 yang dibuat dengan dua tahapan, yaitu
diawali pembentukan emulsi A/M. Fase minyak terdiri dari VCO digabung dengan
lesitin/Span 20/Span 80 kemudia dipanaskan hingga suhu 60°C hingga tercampur
homogen dan diaduk diata magnetik stirer selama 30 menit kecepatan 500 rpm. Fase air
yang terdiri dari NAF yang dilarutkan dalam dapar fosfat pH 6 ditambahakan ke dalam
fase minyak, dan campuran kedua fase diaduk kecepatan 300-500 rpm selama 10 menit
pada suhu 40°C hingga terbentuk sediaan emulsi. Selanjutnya campuran emulsi
mengalami tahapan koliofilisasi dengan disimpan segera dalam lemari beku sehingga
terbentuk campuran yang beku.
8
Penentuan partisi NAF dalam fase minyak
NAF yang berada dalam campuran beku selanjutnya diukur penjerapan atau
jumlah NAF yang terjerap dalam fase minyak dengan metode tidak langsung. NAF
dipisahkan dari minyak menggunakan campuran pelarut heksan dan dapar fosfat
kemudian di aduk dengan shaker selama kurang lebih 1 jam, hingga terbentuk dua lapisan.
Penentuan kadar NAF yang terlarut dalam lapisan dapar fosfat menggunakan metode
pengukuran spektrofotometri. Hasil yang terpartisi dalam lapisan dapar fosfat dinyatakan
sebagai pengurangan dari total 100% dan sisanya dinyatakan sebagai jumlah zat yang
terpartisi dalam fase minyak.
Uji aktivitas antioksidan
Aktivitas NAF sebagai antioksidan dalam campuran ditentukan melalui kekuatan
peredaman NAF terhadap larutan 2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil (DPPH). Uji peredaman
larutan DPPH banyak digunakan dalam menentukan aktivitas antioksidan beberapa
ekstrak yang diduga mengandung antioksidan, yang merubah warna larutan DPPH stabil
yang ungu menjadi kuning. NAF diekstraksi dari campuran untuk membebaskan dari
minyak menggunakan campuran metanol:asetonitril (1:2). Setelah NAF terpisah
kemudian diambil 1 mL dan ditambahkan 1 mL larutan DPPH yang telah ditemtukan
bilangan gelombang dan serapan maksimumnya, dan campuran disimpan selama 30
menit dalam suasan gelap. Campuran larutan diukur pada panjang gelombang maksimum
larutan DPPH murni dan dihitung kekuatan peredaman NAF terhadap DPPH.
Pengamatan Morfologi campuran
Morfologi NAF dalam campuran diamati menggunakan Transmission Electron
Microscopy (TEM) di Lembaga Biologi Molekuler Eijkman, Jakarta.
Optimasi formula nanoemulsi
Tahapan berikutnya setelah terbentuk liofilisat adalah preparasi nanoemulsi
sebagai sediaan yang ditentukan untuk menghantarkan zat aktif pada lapisan kulit.
Nanoemulsi yang dibuat adalah sistem minyak dalam air (M/A) yang sebelumnya
dilakukan orientasi untuk mendapatkan komposisi terbaik. Orientasi telah dilakuan
berdasarkan penelitian sebelumnya menggunakan metode statistic Box Behnken dan
diperoleh hasil yang optimal [21]. Campuran disperse yang mengandung NAF
(ditimbang sejumlah kesetaraan) kemudian dicampurakn dengan fase minyak dan fase air
sesuai hasil formula optimal. Evaluasi sediaan meliputi pengamatan diameter globul dan
9
nilai indeks polidispersitas dengan alat particle size analyzer (PSA), diamati pada kondisi
sediaan disimpan di suhu ruang.
10
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan tahapan yang telah dilakukan dalam penelitian maka diperoleh hasil
sebagai berikut:
Pembentukan campuran kompleks zat aktif NAF dengan Lesitin, Span 20 dan
Span80
Lesitin yang digunakan adalah tipe kedelai (LS-100®) dan NAF dengan surfaktan
lipofilik Span 20 dan Span 80. Fase air dibuat dengan melarutkan NAF dalam Dapar
Fosfat pH 6 berdasarkan penelitian sebelumnya bahwa larutan NAF stabil dalam Dapar
fosfat pH 6 [22]. Komposisi campuran seperti tertera pada tabel 1 berikut:
Tabel 1. Komposisi Campuran NAF dengan Lesitin dan Span 20/Span 80
Campuran NAF
(b/b)
VCO
(b/b)
Lesitin
(b/b)
Span 20
(b/b)
Span 80
(b/b)
NAF-Lesitin 1 10 2,4 - -
NAF-Span 20 1 3 - 20 -
NAF-Span 80 1 3 - - 80
Secara keseluruhan hasil campuran berupa emulsi kental dan setelah disimpan dalam
freezer menjadi komponen yang lebih kompak dan setengah padat berwarna putih.
Hasil Penentuan Partisi
Penentuan partisi NAF dalam fase minyak, dilakukan untuk mengetahui seberapa
banyak NAF yang bisa tertahan dalam fase minyak melalui bantuan lesitin, Span 80 dan
Span 20 yang diharapkan berperan sebagai barrier dalam menghalangi perpindahan NAF
cepat ke fase air [2-5]. Masing-masing campuran ditimbang setara kandungan NAF 50
mg, kemudian ditambahkan campuran pelarut dapar fosfat-heksan (rasio 1:1), lalu
dikocok menggunakan shaker kecepatan 500 rpm selama 30 menit. Cairan didiamkan
hingga terbentuk dua lapisan minyak dan air/dapar. Selanjutnya ditentukan partisi NAF
dalam minyak secara tidak langsung, yaitu mengukur jumlah NAF yang terlarut dalam
dapar posfat yang sebelumnya telah diketahui kurva kalibrasi NAF dalam Dapar fosfat
pH 6 seperti tertera pada tabel 2.
11
Tabel 2. Kurva Kalibrasi NAF dalam larutan Dapar Fosfat pH 6
No Konsentrasi
(ppm)
Serapan
1 10 0.311
2 15 0.474
3 18 0.556
4 20 0.619
5 25 0.757
Regresi linier: y=0,0297x + 0,0213
r = 0,9993
Hasil penentuan kurva kalibrasi diperoleh panjang gelombang maksimum 275 nm dan
nilai serapan 0,757. Hasil partisi NAF paling tinggi di fase minyak adalah campuran
dengan Lesitin diikuti campuran dengan Span 20 (63,65%) dan campuran dengan Span
80 (55,72%). Data tertera pada Tabel 3:
Tabel 3. Perhitungan Hasil Partisi NAF dalam Fase Minyak
Data partisi menandakan lesitin beperan lebih baik dalam membentuk lipofilitas
di sekitar molekul NAF sehingga menghalangi NAF untuk tidak pindah segera ke dalam
fase air jika dimasukkan dalam sistem nanoemulsi Minyak dalam Air (M/A). Hal ini
didukung teori yang Lesitin bersifat ampifilik yaitu memiliki afinitas yang berbeda
terhadap gugus hidrofillik dan lipofilik, dan karakter ini yang menjadikan lesitin populer
sebagai emulsifier atau surfaktan, membentuk vesicle atau liposom untuk enkapsulasi
obat dan protein [7].
Penentuan aktivitas antioksidan campuran NAF secara spektrofotometri.
Aktivitas NAF sebagai antioksidan ditentukan melalui kekuatan peredaman NAF
terhadap larutan 2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil (DPPH). Uji peredaman larutan DPPH
banyak digunakan dalam menentukan aktivitas antioksidan beberapa ekstrak yang diduga
mengandung antioksidan, yang merubah warna larutan DPPH stabil yang ungu menjadi
kuning. Metode peredaman DPPH berdasarkan reaksi reduksi alkohol dalam larutan
DPPH dengan adanya antioksidan yang mendonasikan hidrogen dan membentuk larutan
No Campuran NAF terukur dalam
fase air (%)
NAF ter partisi dalam
fase minyak (%)
1 NAF-Lesitin 26,45 73,55
2 NAF-Span 20 44,28 63,65
3 NAF-Span 80 36,35 55,72
4 Larutan NAF 99,38 0,62
12
DPPH non radikal melalui reaksi tersebut [8]. Tahapan awal adalah penentuan panjang
gelombang maksimum dalam pelarut organik yang melarutkan DPPH dengan
menimbang seksama DPPH kemudian dilarutkan dalam metanol-asetonitril (1:2),
kemudian ditentukan panjang gelombang maksimal larutan DPPH sehingga diperoleh
nilai absorban larutan DPPH. Tahap berikutnya menentukan peredaman DPPH oleh
larutan NAF murni dan NAF dalam campuran, dengan cara sampel ditimbang seksama
dan dilarutkan dalam campuran metanol-asetonitril (1:2). Campuran dibuat dalam
beberapa konsentrasi melalui pengenceran bertingkat. Larutan NAF murni dan liofilisat
masing-masing sebanyak 1 mL ditambahkan dengan larutan DPPH juga 1 mL, dan
campuran didiamkan pada suhu ruang, kondisi gelap selama 30 menit. Ukur absorban
campuran larutan tersebut menggunakan spektrofotometer UV-Vis sinar tampak pada
panjang gelombang 519 nm (sesuai panjang gelombang maksimum larutan DPPH yang
diperoleh). Hasil seperti terlihat pada Tabel 4 berikut:
Tabel 4. Hasil Peredaman Larutan DPPH
Formula Peredaman DPPH (%) dalam beberapa konsentrasi (ppm)
0,25 0,50 0,75 1,0 2,0
Larutan NAF 49,38 ± 0,01 49,50 ± 0,08 49,32 ± 0,19 48,85 ± 0,01 50,31 ± 0,01
Peredaman DPPH (%) dalam beberapa konsentrasi (ppm)
Campuran 0,5 1,0 2,0
NAF-Lesitin 59,57 ± 0,01 83,77 ± 0,01 63,39 ± 0,04
NAF-Span 20 56,52 ± 0,25 42,55 ± 0,03 55,09 ± 0,03
NAF-Span 80 60,15 ± 1,14 42,42 ± 0,03 55,45 ± 0,23
Berdasarkan nilai peredaman NAF terhadap larutan DPPH yang berada dalam kisaran
40-60% baik dalam bentuk larutan maupun campuran menunjukkan kemampuan NAF
yang cukup berpotensi untuk menangkal radikal bebas, seperti yang telah diduga
sebelumnya. Terlihat nilai peredaman campuran lebih tinggi dibandingkan larutan murni,
diduga karena dalam campuran juga terdapat VCO yang mempunyai aktivitas sebagai
antioksidan juga, sehingga terjadi peningkatan peredaman radikal bebas dari larutan
DPPH. Pengujian pada campuran NAF dengan lesitin maupun Span20/80 pada
konsentrasi 0,5, 1 dan 2 ppm juga memberikan hasil yang mendekati. Berdasarkan data
13
tersebut diperkirakan nilai IC50 berada pada rentang 0,5-1 ppm dan membuktikan potensi
sebagai antioksidan.
Reaksi antara senyawa antioksidan dengan larutan DPPH dapat dijelaskan sebagai
Gambar 2 berikut :
Gambar 2. Mekanisme reaksi DPPH dengan senyawa antioksidan [23]
Morfologi campuran melalui pengamatan Transmision Electron Microscopy (TEM)
Pengamatan morfologi campuran menggunakan TEM merupakan teknik yang
digunakan untuk memperoleh data aktual morfologi sistem nanoemulsi karena resolusi
yang cukup untuk visualisasi sistem dengan struktur berukuran nano [24]. Pengamatan
dilakukan menggunakan alat TEM Jeol tipe JEM 1010 di Laboratorium Transmission
Electron Microscopy and Histology, Eijkman Institue for Molekular Biology, Jakarta.
Hasil pengamatan seperti pada gambar 3 berikut:
Gambar 3. Morfologi campuran NAF-Lesitin (A), NAF-Span 20 (B) dan NAF-Span
80 (C) dengan pengamatan melalui TEM pada perbesaran 10.000 x
Berdasarkan hasil pengamatan morfologi ketiga campuran terlihat bentuk yang
cenderung sferis dengan ukuran berkisar ±300-500 nm. Morfologi campuran NAF-lesitin
seperti membentuk lapisan tipis di sekitar permukaan zat aktif, sementara campuran
NAF-Span 20 maupun NAF-Span 80 seperti membentuk globul yang berkelompok dan
tidak terlihat adanya lapisan disektitar globul.
14
Pembuatan campuran NAF dalam sediaan nanoemulsi.
Nanoemulsi dibuat dengan menambahkan campuran yang masing-masing
mengandung NAF ditimbang setara 1% dalam sediaan dan dicampurkan dengan
komponen lain yaitu Tween 80 dan polietilenglikol (PEG) 400 sebagai surfaktan dan
kosurfaktan berdasarkan hasil optimasi penelitian sebelumnya [21]. Campuran diaduk
dengan magnetik stirer kecepatan 300 rpm selama 30 menit dan ditentukan diameter
globul, potensial zeta serta nilai pH. Hasil yang diperoleh berdasarkan pH semua sediaan
berada pada rentang pH kulit dan untuk uji keamanan perlu dibuktikan lebih lanjut.
Pengukuran diameter globul selama 2 minggu pada suhu kamar, nanoemulsi NAF (tanpa
campuran) memiliki diameter globul dibawah 100nm yaitu 63-64 nm, dengan nilai indeks
polidispersitas 0,256. Sementara nanoemulsi yang mengandung campuran NAF-Lesitin,
NAF-Span 20, dan NAF -Span 8rata-rata memiliki nilai diameter globul 300-450 nm dan
indeks polidispersitas 0,571. Berikut tabel yang menyatakan data karakterisasi
nanoemulsi:
Tabel 5. Karakterisasi nanoemulsi
Diameter nanoemulsi NAF dalam campuran molekul ampifilk dan surfaktan
lipofil lebih besar diduga karena NAF berpindah kedalam fase air sehingga pada
pembacaan dengan alat Particle size analyzer (PSA) terbaca sebagai ukuran hidrodinamik
yang besar dari globul minyak di sekitar air dalam nanoemulsi terjadinya perpindahan.
Secara kesleuruhan dinayatakan bahwa penghantaran molekul obat akan lebih optimal
dalam bentuk nanoemulsi, karena dengan sistem cairan diharapkan globul yang
berukuran kecil lebih mudah menembus lapisan stratum korneum dan selanjutnya
berpermeasi ke lapisan dermis. Peranan polimer ampifilik akan mempermudah partikel
terdispersi dalam fase minyak sehingga memfasilitasi perlintasan pada membran lipid
pada lapisan kulit [8,9].
Nanoemulsi Bentuk
Fisik
pH Diameter
globul (nm)
Indeks
polidispersitas
Potensial
zeta (mv)
NAF Cairan
translusen
6,31±0,02 63,72±11,53 0,256 0,07±10,99
NAF-
Lesitin
Cairan
keruh
6,16±0,045 302,7±9,92 0,571
NAF-Span
20
Cairan
keruh
7,03±0,01 388,65±31,90 0,571 1,61±0,6
NAF-Span
80
Cairan
keruh
6,27±0,045 451,55±26,63 0,571 0,31±1,12
15
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa
model senyawa hidrofilik Natruim askorbil fosfat dapat dihantarkan menuju lapisn kulit
melalui modifikasi penambahan senyawa ampifilik dan surfaktan lipofilik, yang berperan
dalam meningkatkan lipofilisitas.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi surfaktan lainnya agar
makin banyak data yang dikumpulkan. Data keamanan sediaan dan penetapan kadar zat
aktif dalam campuran maupun sediaan nanoemulsi juga perlu ditambahkan dalam
penelitian selanjutnya.
16
BAB 6 LUARAN YANG DICAPAI
Luaran yang dicapai berisi Identitas luaran penelitian yang dicapai oleh peneliti sesuai
dengan skema penelitian yang dipilih.
Jurnal
IDENTITAS JURNAL
1 Nama Jurnal Scientia: Jurnal Farmasi dan Kesehatan
2 Website Jurnal http://jurnalscientia.org
3 Status Makalah Submitted
4 Jenis Jurnal Jurnal Nasional terakreditasi
4 Tanggal Submit 12 Juli 2020
5 Bukti Screenshot submit
17
Pemakalah di seminar : International Seminar on Pharmaceutical Sciences and
Technology 2020 (ISPST 2020)
LoA:
IDENTITAS SEMINAR
1 Nama Jurnal
2 Website Jurnal
3 Status Makalah
4 Jenis Prosiding
4 Tanggal Submit
5 Bukti Screenshot submit
18
BAB VII RENCANA TINDAK LANJUT DAN PROYEKSI HILIRISASI
Minimal mencakup 2 hal ini.
Hasil Penelitian Dari peneltiian yang telah dilakukan dapat
membuktikan bahwa modifikasi penghantaran dapat
meningkatkan pentrasi zat aktif yang larut air ke
dalam lapisan kulit yang berupa lipid. Modifikasi
melalui peningkatan sifat lipofilisitas sangat
menjanjikan karena banyak masalah penghantaran
kosmetik maupun obat menembus lapisan kulit
menjadi teratasi.
Rencana Tindak Lanjut Penelitian lanjutan diarahkan pada pengembangan
formula melalui pemilihan sistem penghantaran yang
mampu meningkatkan penetrasi NAF lebih baik pada
lapisan kulit. Efek sinergis dengan senyawa lain perlu
dikaji sehingga aktivitas antikerut NAf dapat
dikembangkan. Metode penetapan kadar yang sesuai
diperlukan untuk memastikan keberadaan zat aktif
dalam sediaan sehingga menunjang aktivitas.
19
DAFTAR PUSTAKA
[1] Tahara, Y., Kamiya, N. and Goto, M. Solid in oil dispersion : A Novel core
technology for drug delivery systems. Int. J. Pharm. Vol.438, pp.249-257, 2012.
[2] Martins, M., Azoia, N. G., Ribeiro, A., Shimanovich, U., Silva, C. and Paulo, A. C.
In vitro and computational studies of transdermal perfusion of nanoformulations
containing a large molecular weight protein, Colloids and Surface B : Biointerfaces,
Vol.108, pp.271-278, 2013.
[3] Suciati, T., Aliyandi, A., and Satrialdi. : Development of transdermal nanoemulsion
for simultaneous delivery of protein vaccine and artin-M adjuvant, Int. J. Pharm
Pharm. Sci., Vol 6(6), pp.536-546, 2014.
4] Saghari, S and Baunmann, L. Wrinkled Skin in : Cosmetic Dermatology, Baunmann,
L., 2nd ed. pp.145-147,2009.
[5] Varani, J., Dame, M., K., Rittie, L., Fligiel, A., E.G., Kang, S., Fisher, G., J. and
Woorhess, J.: Decreased Collagen Production in Chronologically Aged Skin. The
American J. Pathol. Vol.168 (6), pp.1861-1868, 2006.
[6] Tiedtke, J., Marks, O. and Morel, J.: Stimulation of collagen production in human
fibroblast, Cosmetic Science and Technology, Natural Ingredients ,pp.15-18, 2007.
[7] Tahara, Y., Namatsu, K., Kamiya, N., Hagimori, M., Kamiya, S., Arakawa, M. and
Goto, M.: Transcutaneous immunization by a solid-in-oil nanodispersion, Chem.
Commun. Vol. 46, pp.9200-9202, 2010.
[8] Piao, H., Kamiya, N., Cui, F. and Goto, M. : Preparation of a solid-in-oil
nanosuspension containing L-ascorbic acid as a novel long-term stable topical
formulation. Int. J.Pharm. Vol. 420, pp. 156-160, 2011.
[9] Prow, T. W., Grice, J. E., Lin, L. L., Faye, R., Butler, M., and Becker, W. :
Nanoparticles and Microparticles for Skin Drug Delivery. Adv. Drug Deliv. Rev.
Vol.63, pp.470-491, 2011.
[10] Wu, X. and Guy, R. H. : Application of Nanoparticles in Topical Drug Delivery
and in Cosmetics.J. Drug Deliv. Sci. Technol. Vol. 19 (6), pp. 371 – 384, 2009.
[11] Rohit, B and Pal, K., I.: A Method to Prepare Solid Lipid Nanoparticles with
Improved Entrapment Efficiency of Hydrophilic Drugs. Current
Nanosciences,Vol 9 (2), 2013.
[12] Austria, R., Semenzato, A. and Bettero, A.: Stability of vitamin C derivatives in
solution and topical formulations, Journal of Pharmaceutical and Biomedical
Analysis, Vol 15, pp.795-801, 1997.
[13] Spiclin, C, Homar, M., Valan, A.Z. and Gasperlin, M. : Sodium ascorbyl phosphate
in topical microemulsions, Int. Journal of Pharm, Vol 256, pp. 65–73, 2003.
20
[14]Moribe, K., Limwikrant, W., Higashi, K. and Yamamoto, K.: Drug nanoparticle
formulation using acorbic acid derivatives, Journal of Drug Delivery, pp.1-9, 2011.
[15] Stamford, N. P. J. : Stability, transdermal penetration, and cutaneous effects of
ascorbic acid and its derivatives, Journal of Cosmetic Dermatology, Vol.11, pp.310-
317, 2012.
[16] Thakur, A., Walia, M. K. and Kumar, S.L.: Nanoemulsion in enhancement of
bioavailability of poorly soluble drugs : A Review, Pharmacophore, Vol 4(1), pp.
15-25, 2013.
[17] Gallarate, M., Carlotti, M.E., Trotta, M. and Bovo, S. : On the stability of ascorbic
acid in emulsified systems for topical and cosmetic use, International Journal of
Pharmaceutics, Vol.188, pp. 233-241, 1999.
[18] Morita, T., Horikiri, Y., Yamahara, H., Suzuki, T., and Yoshino, H.: Formation and
isolation of spherical fine protein microparticles through lyophilization of protein-
poly(ethylene glycol) aqueous mixture, Pharm. Research, Vol.17 (11), pp. 1367-
1373, 2000.
[19] Lopes, L.B.: Reviews: Overcoming the cutaneous barrier with microemulsion,
Pharmaceutics, Vol. 6, pp. 52-77, 2014.
[20] Foldvari, M., Badea, I., Wettig, S., Baboolat, D., Kumar, P., Creagh A.L. and
Haynes, C.A. : Topical delivery of interferon alpha by biphassic vesicles : Evidence
for a novel nanopathway across the stratum corneum, J. Molec. Pharm,Vol. 7(3)
,pp. 751-762, 2010.
[21] Nursal, F.K., Sumirtapura, Y.C., Suciati, T., Kartasasmita, R.E : Optimasi
Nanoemulsi Natrium Askorbil Fosfat melalui Pendekatan Design of Experiment
(Metode Box Behnken). Jurnal Sains Farmasi dan Klinis, Vol.6 No.3, 228-236,
2019.
[22] Nursal, F.K., Sumirtapura, Y.C., Suciati, T., Kartasasmita, R.E, Rahma, H:
Development and Evaluation of Sodium ascorbyl phosphate Nanoemulsion for
Transcutaneous Delivery. Research. J. Pharm and Tech. 13 (7), 3086-3092, 2020.
[23] Liang, N. dan Kitts, D. D.: Antioxidant property of coffe components: assessment of
methods that defines mechanisms of action, Molecules, 19, 19180-19208. 2014
[24]. Klang, V., Matsko, N. B., Valenta, C. dan Hofer, F.: Electron microscopy of
nanoemulsion: An essential tool for characterization and stability assessment,
Micron 4, 85-103. 2012
21
LAMPIRAN
Artikel ilmiah :
TINJAUAN FORMULASI PENGHANTARAN NATRIUM ASKORBIL FOSFAT
MELALUI PENINGKATAN LIPOFILISITAS
Fith Khaira Nursal1, Nining2
1Fakultas Farmasi dan Sains, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Islamic
Centre, Delima II-Klender Jakarta Timur
email: [email protected] 2 Fakultas Farmasi dan Sains, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka, Islamic
Centre, Delima II-Klender Jakarta Timur
email: [email protected]
ABSTRAK
Telah dikembangkan pembentukan nanoemulsi senyawa hidrofilik Natrium Askorbil
Fosfat melalui modifikasi sifat lipofilisitas untuk meningkatkan permeabilitas molekul
kedalam kulit. Natrium Askorbil Fosfat (NAF) adalah senyawa hidrofil turunan Asam
askorbat yang lebih stabil dan memiliki potensi antioksidan. Perbaikan lipofilisitas dari
senyawa hidrofilik bertujuan melindungi dan mempertahankan molekul dalam fase
minyak sehingga permeasi lebih baik menuju lapisan kulit. Pada penelitian ini digunakan
senaywa ampifilik lesitin (soya lesitin) dan surfaktan lipofilik Span 20 dan Span 80.
Tahap awal dibuat campuran NAF lesitin dan Span 20/80 melalui pembentukan emulsi
air dalam minyak (A/M), kemudian dibekukan. Selanjutnyan ditentukan jumlah NAF
yang terjerap dalam campuran dan diperoleh masing-masing terpartisi sebesar 73,55%
(NAF-Lesitin), 63,65% (NAF-Span 20) dan 55,72% (NAF-Span 80). Sebagai
pembanding dari larutan NAF hanya 0,62% terpartisi dalam minyak. Hal ini
membuktikan peranan lesiitn dan Span 20/Span 80 mampu melindungi NAF dalam fase
minyak. Tahap selanjutnya campuran dibentuk dalam sediaan nanoemulsi dan diperoleh
distribusi ukuran diameter globul nanoemulsi NAF ± 65 nm dan indeks polidispersitas
0,256 tanpa campuran. Sementara nanoemulsi campuran NAF-Lesitin/Span20/Span80
rentang diameter 300-450 nm dengan indeks polidispersitas diatas 0,5. Ptensi antiosidan
NAF ditentukan dengan metode peredaman larutan DPPH (2,2 diphenyl-1-picryl
hydrazil), diperoleh nilai peredaman 40-60%, membuktikan NAF dalam sistem campuran
memliki potensi antioksidan.
Kata kunci : nanoemulsi, Natrium askorbil fosfat,, lipofilisitas, surfaktan
22
ABSTRACT
Nanoemulsion of the hydrophilic compound Sodium Ascorbil Phosphate (SAP) has been
developed through modification of lipophilicity properties to increase the permeability of
molecules into the skin. SAP is a hydrophilic derivative of ascorbic acid (AA) and has
antioxidant potential and more stabil than AA. Lipophilicity improvement of hydrophilic
compounds aims to protect and maintain molecules in the oil phase so that permeation is
better towards to the skin layer. In this study lecithin (soya lecithin) and lipophilic
surfactants Span 20 and Span 80 were used. The initial stage was made of a mixture of
SAP-lecithin and SAP-Span 20/80 through the formation of a water-in-oil (W/O)
emulsion, then frozen suddenly. Furthermore, the amount of SAP that was absorbed in
the mixture and obtained partitioned were 73.55% (SAP-Lecithin), 63.65% (SAP-Span
20) and 55.72% (SAP-Span 80). In comparison to the SAP solution, only 0.62% was
partitioned in oil. This proves the role of lesions and Span 20/Span 80 is able to protect
SAP in the oil phase. The next step was to form the mixture in nanoemulsion mixture and
SAP nanoemulsion diameter distribution size obtained ± 65 nm and 0.256 polydispersity
index without mixture. While the SAP-Lecithin / Span20 / Span80 mixture nanoemulsion
ranges in diameter from 300 to 450 nm with a polydispersity index above 0.5. SAP
antioxidant activity was determined by the DPPH (2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil)
solution reduction method and the result of 40-60% was obtained, proving that SAP in
the system has an antioxidant potential activity.
Keywords : nanoemulsion, sodium ascorbyl phosphate, lipophilicity, surfactant
PENDAHULUAN
Penghantaran senyawa hidrofilik melalui kulit telah dimulai beberapa tahun
terakhir ini dengan beberapa penelitian terbaru menggunakan protein sebagai
model bahan aktif. Fenomena ini berhasil membuktikan bahwa molekul hidrofilik
dengan berat molekul besar dapat melewati membran kulit melalui pendekatan
sistem dispersi padat dengan polimer ampifilik dan didispersikan dalam minyak,
sehingga mampu melewati lapisan lipid membran kulit (Tahara, dkk, 2012,
Martins, dkk, 2013, dan Suciati dkk, 2014).
NAF merupakan turunan vitamin C yang lebih stabil dan memiliki aktifitas
antioksidan seperti halnya vitamin C. Kelarutan NAP yang tinggi dalam air
sehingga untuk membawa ke dalam lapisan kulit menjadi tantangan tersendiri
dalam formulasinya. NAP secara enzimatik akan melepaskan asam askorbat dalam
kulit sehingga dapat berperan sebagai antioksidan dalam melindungi kerusakan sel
akobat radikal bebas dan mestimulasi pembentukan kolagen untuk menghambat
penuaan dini pada kulit. (BASF, 2015).
Polimer ampifilik dan surfaktan lipofilik ditujukan sebagai pembentuk
kompleks dengan molekul NAF, dengan cara menyelimuti NAF sehingga terjerap
didalam polimer/surfaktan tersebut. NAF yang terjerap diharapkan mudah
berdispersi dalam fase minyak. Lesitin tipe soya (Lipoid LS 100) dan Span 20/Span
80 dipilih sebagai polimer karena memiliki sifat ampifilik yang diharapkan dapat
menahan NAF dalam fase minyak, demikian juga dengan penggunaan Span 80
yang merupakan surfaktan lipofilik. Hal ini sejalan dengan laporan sebelumnya
bahwa konsep penghantaran senyawa hidrofilik secara transkutan dengan
kombinasi molekul ampifilik/surfaktan lipofilik akan lebih efektif dibandingkan
jika dalam pembawa air. (Tahara, et.al, 2011, Piao, et.al, 2011, Morita, et.al, 2012,
Suciati, et.al, 2014).
Proses formulasi dibagi atas tahapan berikut, yaitu diawali pembentukan
dispersi (campuran fisik NAF-lesitin dan NAF-Span 80, NAF- Span 20), lalu
disimpan pada suhu beku. Tahap kedua inkorporasi liofilisat dalam fase minyak
sediaan nanoemulsi. Pada penelitian ini, pembentukan lipofilisitas NAF dapat
dicapai melalui tahapan tersebut. Virgin coconut oil (VCO) digunakan sebagai fase
minyak, baik dalam pembentukan campuran NAF dan dalam formula nanoemulsi.
Hasil disperse dan nanoemulsi yang mengandung liofilisat ditentukan jumlah
NAF yang terjerap dalam fase minyak secara partisi (metode tidak langsung),
pemeriksaan fisik serta karakterisasi nanoemulsi ditentukan berupa ukuran
diameter globul, nilai indeks polidispersitas dan muatan potensial zeta.
METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini digunakan bahan sebagai berikut: Natrium askorbil fosfat
(NAF) dari PT. BASF Indonesia. Lesitin dari PT. Landson Indonesia. Span 20/Span
80, Tween 80, PEG 400 dibeli dari Bratachem. Virgin coconut oil (VCO, dari SITH
ITB Bandung). Aquades dari Laboratorium terpadu Fakultas Farmasi dan Sains,
UHAMKA. Alat yang digunakan timbangan analitik, magnetic stirer, freezer,
particle size analyser (PSA), spektrofotmter UV-Vis, pH meter.
Pendekatan yang dilakukan ada beberapa tahapan, yaitu tahap pembentukan
kompleks zat aktif NAF dengan lesitin (soya Lesitin/LS100) tipe kedelai dan
surfaktan lipofilik Span 20 dan Span 80. Prosedur pembentukan diawali dengan
pembentukan emulsi tipe Air dalam Minyak (A/M) yaitu mencampurkan virgin
coconut oil (VCO) masing-masing dengan Lesitin, Span 20 dan Span 80 pada suhu
40°C sebagai fase minyak, dan diaduk hingga campuran homogen. Fase air dibuat
dengan melarutkan NAF dalam Dapar Fosfat pH 6 berdasarkan penelitian
sebelumnya bahwa larutan NAF stabil dalam Dapar fosfat pH 6 (Nursal, F.K., dkk,
2019). Fase air ditambahkan perlahan ke dalam fase minyak dan diaduk
menggunakan magnetic stirrer kecepatan 600 rpm selama 30 menit hingga
terbentuk campuran homogen, dan selanjutnya dibekukan.
Tahap berikutnya ditentukan jumlah NAF yang terpartisi dalam fase minyak
melalui bantuan lesitin, Span 80 dan Span 20 yang diharapkan berperan sebagai
barrier dalam menghalangi perpindahan NAF cepat ke fase air. Masing-masing
campuran ditimbang setara kandungan NAF 50 mg, kemudian ditambahkan
campuran pelarut dapar fosfat-heksan (rasio 1:1), lalu dikocok menggunakan
shaker kecepatan 500 rpm selama 30 menit. Cairan didiamkan hingga terbentuk dua
lapisan minyak dan air/dapar. Selanjutnya ditentukan partisi NAF dalam minyak
secara tidak langsung, yaitu mengukur jumlah NAF yang terlarut dalam dapar
posfat yang sebelumnya telah diketahui kurva kalibrasi NAF dalam Dapar fosfat
pH 6.
Pengamatan morfologi campuran dilakukan dengan menggunakan
Transmissioin Electron Microscopy (TEM) untuk mengamati permukaan NAF
yang telah dikelilingi lesitin, atau Span 20/80.
Potensi NAF sebagai antioksidan ditentukan melalui pengukuran nilai
peredaman campuran terhadap larutan DPPH (2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil).
Campuran NAF selanjutnya diinkorporasikan dalam nanoemulsi yang terdiri
atas VCO sebagai fase minyak, Tween 80 (surfaktan) dan PEG 400 (ko surfaktan).
Liofilisat didispersikan dalam fase minyak, diaduk pada kecepatan tertentu dan
ditambahkan komponen surfaktan, ko surfaktan dan fase air hingga terbentuk
nanoemulsi yang transparan. Optimasi nanoemulsi (tanpa NAF) dilakukan dengan
memvariasikan jumlah VCO, dan rasio surfaktan-ko surfaktan berdasarkan metode
Respon Surface Permukaan (RSM) Box Benhken (Nursal, F.K., dkk, 2019).
Parameter yang diuji dari nanoemulsi meliputi ukuran globul dan indeks
podispersitas yang diukur dengan metode spektroskopi korelasi fotn (PCS)
menggunakan DelsaTM Nano Particle Analyzer. Stabilita nanoemulsi juga
ditentukan dengan mengamati ukuran globul selama penyimpanan pada suhu kamar
selama 30 hari.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Campuran NAF dengan lesitin, Span 20/Span 80 dibuat dengan komposisi
berikut (Tabel 1):
Tabel 1. Komposisi Campuran NAF
Campuran NAF
(b/b)
VCO
(b/b)
Lesitin
(b/b)
Span 20
(b/b)
Span
80 (b/b)
NAF-
Lesitin
1 10 2,4 - -
NAF-
Span 20
1 3 - 20 -
NAF-
Span 80
1 3 - - 80
Secara keseluruhan hasil campuran berupa emulsi kental dan setelah disimpan
dalam freezer menjadi komponen yang lebih kompak dan setengah padat berwarna
putih. Selanjutnya ditentukan partisi NAF dalam minyak secara tidak langsung,
yaitu mengukur jumlah NAF yang terlarut dalam dapar posfat yang sebelumnya
telah diketahui kurva kalibrasi NAF dalam Dapar fosfat pH 6 seperti tertera pada
tabel 2.
Tabel 2. Kurva Kalibrasi NAF dalam larutan Dapar Fosfat pH 6
No Konsentrasi
(ppm)
Serapan
1 10 0.311
2 15 0.474
3 18 0.556
4 20 0.619
5 25 0.757
Regresi linier: y=0,0297x + 0,0213
r = 0,9993
Hasil penentuan kurva kalibrasi diperoleh panjang gelombang maksimum
275 nm dan nilai serapan 0,757. Hasil partisi NAF paling tinggi di fase minyak
adalah campuran dengan Lesitin diikuti campuran dengan Span 20 (63,65%) dan
campuran dengan Span 80 (55,72%). Data tertera pada Tabel 3:
Tabel 3. Hasil Penentuan Partisi NAF dalam Fase Minyak
No Campuran NAF terukur
dalam fase
air (%)
NAF ter partisi
dalam fase
minyak (%)
1 NAF-Lesitin 26,45 73,55
2 NAF-Span 20 44,28 63,65
3 NAF-Span 80 36,35 55,72
4 Larutan NAF 99,38 0,62
Hasil partisi menandakan lesitin beperan lebih baik dalam membentuk
lipofilitas di sekitar molekul NAF sehingga menghalangi NAF untuk tidak pindah
segera ke dalam fase air jika dimasukkan dalam sistem nanoemulsi Minyak dalam
Air (M/A). Hal ini didukung teori yang Lesitin bersifat ampifilik yaitu memiliki
afinitas yang berbeda terhadap gugus hidrofillik dan lipofilik, dan karakter ini yang
menjadikan lesitin populer sebagai emulsifier atau surfaktan, membentuk vesicle
atau liposom untuk enkapsulasi obat dan protein (Tahara, et.al, 2010)
Aktivitas NAF sebagai antioksidan ditentukan melalui kekuatan peredaman
NAF terhadap larutan 2,2 diphenyl-1-picryl hydrazil (DPPH). Uji peredaman
larutan DPPH banyak digunakan dalam menentukan aktivitas antioksidan beberapa
ekstrak yang diduga mengandung antioksidan, yang merubah warna larutan DPPH
stabil yang ungu menjadi kuning. Metode peredaman DPPH berdasarkan reaksi
reduksi alkohol dalam larutan DPPH dengan adanya antioksidan yang
mendonasikan hidrogen dan membentuk larutan DPPH non radikal melalui reaksi
tersebut. Berikut hasil peredaman DPPH :
Tabel 4. Hasil Peredaman larutan DPPH
Formula Peredaman DPPH (%) dalam
beberapa konsentrasi (ppm)
0,25 0,50 0,75 1,0 2,0
Larutan
NAF
49,38
±
0,01
49,50
±
0,08
49,32
±
0,19
48,85
±0,01
50,31
±0,01
Peredaman DPPH (%) dalam beberapa konsentrasi
(ppm)
Campuran 0,5 1,0 2,0
NAF-
Lesitin
59,57 ±
0,01
83,77 ±
0,01
63,39 ± 0,04
NAF-
Span 20
56,52 ±
0,25
42,55 ±
0,03
55,09 ± 0,03
NAF-
Span 80
60,15 ±
1,14
42,42 ±
0,03
55,45 ± 0,23
Berdasarkan nilai peredaman NAF terhadap larutan DPPH yang berada
dalam kisaran 40-60% baik dalam bentuk larutan maupun campuran menunjukkan
kemampuan NAF yang cukup berpotensi untuk menangkal radikal bebas, seperti
yang telah diduga sebelumnya. Nilai peredaman campuran lebih tinggi
dibandingkan larutan murni, diduga karena dalam campuran terdapat VCO yang
juga mempunyai aktivitas sebagai antioksidan (Krisna, et.al, 2010). Hal ini ehingga
memicu peningkatan peredaman radikal bebas dari larutan DPPH. Pengujian pada
campuran NAF dengan lesitin maupun Span20/80 juga memberikan hasil yang
mendekati. Berdasarkan data tersebut diperkirakan nilai IC50 berada pada rentang
0,5-1 ppm dan membuktikan potensi sebagai antioksidan.
Morfologi campuran menggunakan TEM merupakan teknik yang
digunakan untuk memperoleh data aktual morfologi sistem nanoemulsi karena
resolusi yang cukup untuk visualisasi sistem dengan struktur berukuran nano
(Klang, et.al, 2012). Pengamatan dilakukan menggunakan alat TEM Jeol tipe JEM
1010 di Laboratorium Transmission Electron Microscopy and Histology, Eijkman
Institue for Molekular Biology, Jakarta. Hasil pengamatan seperti pada gambar 1
berikut:
Gambar 1. Morfologi campuran NAF-Lesitin (A), NAF-Span 20 (B) dan NAF-
Span 80 (C) dengan pengamatan melalui TEM pada perbesaran 10.000 x
Berdasarkan hasil pengamatan morfologi ketiga campuran terlihat bentuk
yang cenderung sferis dengan ukuran berkisar ±300-500 nm. Morfologi campuran
NAF-lesitin seperti membentuk lapisan tipis di sekitar permukaan zat aktif,
sementara campuran NAF-Span 20 maupun NAF-Span 80 seperti membentuk
globul yang berkelompok dan tidak terlihat adanya lapisan disektitar globul.
Selanjutnya pembentukan nanoemulsi dibuat dengan menambahkan
campuran yang masing-masing mengandung NAF ditimbang setara 1% dalam
sediaan dan dicampurkan dengan komponen lain yaitu Tween 80 dan
polietilenglikol (PEG) 400 sebagai surfaktan dan kosurfaktan berdasarkan hasil
optimasi penelitian sebelumnya (Nursal, F.K, dkk, 2019). Hasil yang diperoleh
berdasarkan pH semua sediaan berada pada rentang pH kulit Pengukuran diameter
globul selama 2 minggu pada suhu kamar, nanoemulsi NAF (tanpa campuran)
memiliki diameter globul dibawah 100nm yaitu 63-64 nm, dengan nilai indeks
polidispersitas 0,256. Sementara nanoemulsi yang mengandung campuran NAF-
Lesitin, NAF-Span 20, dan NAF -Span 8rata-rata memiliki nilai diameter globul
300-450 nm dan indeks polidispersitas 0,571. Berikut tabel yang menyatakan data
karakterisasi nanoemulsi:
Tabel 5. Sifat Fisik Nanoemulsi NAF
Diameter nanoemulsi NAF dalam campuran molekul ampifilik dan
surfaktan lipofil lebih besar diduga karena NAF berpindah kedalam fase air
sehingga pada pembacaan dengan alat Particle size analyzer (PSA) terbaca sebagai
ukuran hidrodinamik yang besar dari globul minyak di sekitar air dalam nanoemulsi
Nano
emulsi
Bentuk
Fisik
pH Diame-ter
globul
(nm)
Indeks
polidis-
persitas
Potensial
zeta (mv)
NAF Cairan
translusen
6,31±
0,02
63,72±11,5
3
0,256 0,07±10,99
NAF-
Lesitin
Cairan
keruh
6,16±
0,045
302,7±9,92 0,571
NAF-
Span 20
Cairan
keruh
7,03±
0,01
388,65±31,
90
0,571 1,61 ± 0,6
NAF-
Span 80
Cairan
keruh
6,27±
0,045
451,55±26,
63
0,571 0,31 ±1,12
terjadinya perpindahan. Secara kesleuruhan dinayatakan bahwa penghantaran
molekul obat akan lebih optimal dalam bentuk nanoemulsi, karena dengan sistem
cairan diharapkan globul yang berukuran kecil lebih mudah menembus lapisan
stratum korneum dan selanjutnya berpermeasi ke lapisan dermis. Peranan polimer
ampifilik akan mempermudah partikel terdispersi dalam fase minyak sehingga
memfasilitasi perlintasan pada membran lipid pada lapisan kulit (Piao, et.al, 2011;
Prow, et.al, 2011).
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa model senyawa
hidrofilik Natruim askorbil fosfat dapat dihantarkan menuju lapisn kulit melalui
modifikasi penambahan senyawa ampifilik dan surfaktan lipofilik, yang berperan
dalam meningkatkan lipofilisitas. Nanoemulsi dengan ukuran globul yang kecil
berperan dalam mengantarkan molekul lebih mudah menembus lapisan kulit.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lembaga Penelitian dan
Pengembangan (Lemlitbang) Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka atas
bantuan biaya peneltian internal Batch 1 tahun 2019.
DAFTAR PUSTAKA
Krisna G.A.G, Raj G, Bhatnagar A.S, Kumar P.K.P, Chandrasheka P. (2010).
Coconut oil: Chemistry, Production and Its Application- a Review. Indian
Coconut Journal. 15-27
Klang, V., Matsko, N. B., Valenta, C. dan Hofer, F.: Electron microscopy of
nanoemulsion: An essential tool for characterization and stability assessment,
Micron 4, 85-103. 2012
Ledet, G., Pamujula, S., Walker, V., Simon, S., Graves, R., dan Mandal, T.K.
(2013). Development and in vitro Evaluation of Nanoemulsion for Transcutaneous
Delivery. Drug. Dev. Ind. Pharm.
Lopes, L.B. (2014). Reviews: Overcoming the Cutaneous Barrier with
Microemulsion. Pharmaceutics 6, 52-77.
(www.mdpi.com/journal/pharmaceutics).
Martins, M., Azoia, N., G., Riberio, A., Shimanovich, U., Silva, C., dan Paulo,
A.C. (2013). In vitro and Computational studies of transdermal perfusion of
nanoformulations containing a large molecular weight protein. Colloid and Surface
B : Biointerfaces, 271-278.
Morita, T., Horikiri, Y., Yamahara, H., Suzuki, T., dan Yoshino, H. (2000).
Formation and Isolation of Spherical Fine Protein Microparticles Through
Lyophilization of Protein-Poly(ethylene glycol) Aqueous Mixture. Pharm.
Research, 17 (11), 1367-1373.
Nursal, F.K., Sumirtapura, Y.C., Suciati, T., Kartasasmita, R.E : Optimasi
Nanoemulsi Natrium Askorbil Fosfat melalui Pendekatan Design of Experiment
(Metode Box Behnken). Jurnal Sains Farmasi dan Klinis, Vol.6 No.3, 228-236,
2019.
Piao, H., Kamiya, N., Cui, F. dan Goto, M. (2011). Preparation of a solid-in-oil
nanosuspension containing L-ascorbic acid as a novel long-term stable topical
formulation. Int. J.Pharm. 420, 156-160.
Prow, T. W., Grice, J. E., Lin, L. L., Faye, R., Butler, M., dan Becker, W.. (2011).
Nanoparticles and Microparticles for Skin Drug Delivery. Adv. Drug Deliv. Rev.
63, 470-491.
Suciati, T., Aliyandi, A. dan Satrialdi. (2014). Development of transdermal
nanoemulsion for simultaneous delivery of protein
Tahara, Y., Namatsu, K., Kamiya, N., Hagimori, M., Kamiya, S., Arakawa, M. and
Goto, M.: Transcutaneous immunization by a solid-in-oil nanodispersion, Chem.
Commun. Vol. 46, pp.9200-9202, 2010.
Top Related