SKRIPSI PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON SAMBILOTO-KITOSAN (Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

  

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

  

SKRIPSI

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPENLAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN

  

(Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

ANNISA MAULIDIA RAHAYYU

NIM : 05111233

  

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AIRLANGGA

DEPARTEMEN FARMASETIKA

SURABAYA

2015

  

LEMBAR PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

  Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/ karya ilmiah saya, dengan judul :

  

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN

(Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

  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

  

iii

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 :

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

  

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON SAMBILOTO-KITOSAN (Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

  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.

  Surabaya, 10 Agustus 2015 Annisa Maulidia Rahayyu NIM : 051111233

  Lembar Pengesahan PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON

  SAMBILOTO-KITOSAN (Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot) 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 Pembimbing Serta Dr. Retno Sari, Apt., M.Sc. Dr. Dewi Isadiartuti, Apt., M.Si. NIP. 196308101989032001 NIP. 196505201991022001 v

  

SKRIPSI

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPENLAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN

  

(Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

ANNISA MAULIDIA RAHAYYU

NIM : 05111233

  

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS AIRLANGGA

DEPARTEMEN FARMASETIKA

SURABAYA

2015

  

LEMBAR PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

  Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/ karya ilmiah saya, dengan judul :

  

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON

SAMBILOTO-KITOSAN

(Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

  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 :

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

  

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON SAMBILOTO-KITOSAN (Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot)

  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.

  Surabaya, 10 Agustus 2015 Annisa Maulidia Rahayyu NIM : 051111233

PENGARUH JUMLAH KITOSAN TERHADAP

  

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

NANOPARTIKEL FRAKSI DITERPEN LAKTON SAMBILOTO-KITOSAN (Dibuat dengan metode gelasi ionik - pengeringan semprot) 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 Pembimbing Serta Dr. Retno Sari, Apt., M.Sc. Dr. Dewi Isadiartuti, Apt., M.Si. NIP. 196308101989032001 NIP. 196505201991022001

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

  

KARAKTERISTIK FISIK DAN PROFIL PELEPASAN

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.

  

vi

  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.

  

vii

  

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

  

RINGKASAN

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

  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 NH

  3 dari 5-

  kitosan dan gugus -P

  3 O 10 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

  

ix

• FK 3, menunjukkan adanya ikatan antara –NH

  3 dari kitosan dengan – 5-

  P

3 O 10 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

  1/2

  didapatkan laju pelepasan FK 1= 12,8590 ± 0,6023 (mg/menit ) , FK

  1/2

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

  1/2

  (mg/menit ) sedangkan hasil slope dari substansi FDTL sambiloto

  1/2

  diperoleh laju pelepasan 8,3296 ± 0,4957 (mg/menit ). 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.

  

x

  

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)

  

Annisa Maulidia Rahayyu

  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.

  

xi

  

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

  xii

  xiii

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

  4.2.4.3 Evaluasi Different Thermal Apparatus (DTA)...................................................... 36

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

  4.2.4.1 Evaluasi morfologi dan ukuran nanopartikel kering .................................. 35

  4.2.4 Evaluasi Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto-Kitosan ................................ 35

  4.2.3 Pembuatan Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto-Kitosan ................................... 32

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

  4.2.1.2 Identifikasi Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto ................................................ 29

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

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

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

  2.4.2 Faktor yang Memengaruhi Pembuatan Nanopartikel.......................................................... 14

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  xiv

  5.2 Pemeriksaan Karakteristik Nanopartikel Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto-Kitosan ................................................ 43

  5.2.5.1 Perhitungan Kandungan FDTL Sambiloto yang diperoleh ............................................ 50 5. 2.6 Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dari Nanopartikel ................................................ 52

  5.2.5 Hasil Pemeriksaan Kandungan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dalam Nanopartikel ................... 50

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

  5.2.3 Pemeriksaan Titik Lebur Nanopartikel FDTL Sambiloto-Kitosan ................................................. 47

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

  5.2.1 Ukuran dan Morfologi Permukaan Nanopartikel .... 43

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

  4.2.4.5 Penetapan kandungan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) sambiloto dalam nanopartikel ............................................. 37

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

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

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

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

  4.2.4.8 Penentuan Laju Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto ......... 39

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

  4.2.4.6 Penentuan efisiensi penjerapan Fraksi Diterpen Lakton (FDTL) Sambiloto ......... 37

  5.2.6.1 Hasil Uji Pelepasan Fraksi Diterpen Lakton Sambiloto dari Nanopartikel ...... 52

  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

  xv

  

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

• 1

  waktu (menit ) 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

  xvi

  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

  xvii

  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

  xviii

  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

  xix

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 (-NH ) dan dua gugus

  2

  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).

  

1

  2

  Tripolifosfat (TPP) merupakan polianion non toksik yang

• dapat berinteraksi dengan gaya elektrostatik antara NH

  3 dari kitosan

• 5-

  dengan gugus -P

  3 O 10 . Intensitas ikatan antar NH 3 dan gugus - 5-

  P

  3 O 10 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

  R

  andrografolid-Eudragit 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.

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).

Gambar 2.1 Nanosfer (A) dan Nanokapsul (B)

  (Fattal and Vauthier, 2007)

  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

  

6

  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).

  Kitin Kitosan

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

  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

  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

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

  Silang (Prashanth and Tharanathan, 2006) 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)