Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah
OPTIMASI DAN EVALUASI MIKROKAPSUL IBUPROFEN
TERSALUT LILIN LEBAH
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ii
ABSTRAK
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI. Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul
Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD
SJAHRIZA.
Ibuprofen merupakan obat antiradang nonsteroid untuk mengobati rematik.
Waktu paruh eliminasinya cepat sehingga dapat menimbulkan iritasi lambung,
maka diperlukan sistem pelepasan obat secara terkendali, antara lain dengan
teknik mikroenkapsulasi. Pada penelitian ini, mikroenkapsulasi ibuprofen
dilakukan dengan metode emulsi-penguapan pelarut. Variasi nisbah
ibuprofen:lilin lebah (1:1, 1:2, dan 1:3) dan konsentrasi pengemulsi gelatin (1, 1.5,
2, dan 2.5%) diujikan untuk mendapatkan mikrokapsul yang optimum. Persen
rendemen mikrokapsul yang dihasilkan sebesar 77.17–88.84%. Efisiensi
enkapsulasi ibuprofen tertinggi ialah 93.78%, diperoleh pada mikrokapsul dengan
nisbah ibuprofen:lilin lebah 1:1 dan konsentrasi gelatin 2%. Variasi konsentrasi
gelatin berpengaruh signifikan terhadap efisiensi enkapsulasi pada nisbah 1:3.
Mikrokapsul dengan efisiensi enkapsulasi tertinggi mengalami pelepasan
ibuprofen sebesar 38.22% dalam medium simulasi cairan usus selama 6 jam.
Kinetika pelepasan ibuprofen mengikuti model Korsmeyer-Peppas. Mikrokapsul
yang dihasilkan memiliki kisaran ukuran 200–250 µm. Berdasarkan hasil tersebut,
dapat disimpulkan bahwa mikroenkapsulasi ibuprofen dengan penyalut lilin lebah
dapat menahan laju pelepasan obat dalam usus.
ABSTRACT
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI. Optimization and Evaluation of
Beeswax-Coated Ibuprofen Microcapsules. Supervised by TETTY KEMALA and
AHMAD SJAHRIZA.
Ibuprofen is a non-steroid anti-inflammatory drug for treating rheumatoid
arthritis. It has a short biological half-life and can impose gastrointestinal
irritation, so that a controlled drug release system is required, one of which is by
microencapsulation technique. In this research, microencapsulation of ibuprofen
was done by emulsion-solvent evaporation method. Variation of
ibuprofen:beeswax ratio (1:1, 1:2, and 1:3) and concentration of gelatine
emulsifier (1, 1.5, 2, and 2.5%) were tested to obtain optimum microcapsule. The
yield of microencapsulation were varied from 77.17 to 88.84%. The highest
encapsulation efficiency of ibuprofen was 93.78%, obtained in microcapsule with
beeswax-ibuprofen ratio 1:1 and gelatine concentration 2%. Variation
concentration of gelatine significantly influenced the encapsulation efficiency at
ratio 1:3. Microcapsule with the highest encapsulation efficiency released 38.22%
of ibuprofen in gastric fluid simulation medium for 6 hours. The kinetics of
ibuprofen release followed Korsmeyer-Peppas model. The microcapsule particles
size ranged from 200 to 250 m. Based of these results, it was concluded that
microencapsulation of ibuprofen with beeswax can maintain the release rate of
drug in intestine.
i
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah
: Gina Pragustiana Soemantri
: G44096002
Disetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr Tetty Kemala, SSi, MSi
NIP 19710407 199903 2 001
Drs Ahmad Sjahriza
NIP 19620406 198903 1 002
Diketahui
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
iii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala berkah,
rahmat, hidayah, serta karunia yang diberikan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul
Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan
kepada Nabi Muhammad SAW, keluarganya, dan semoga kita semua menjadi
pengikutnya hingga akhir zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Tetty Kemala, SSi, MSi
dan Bapak Drs Ahmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa memberikan
arahan, dorongan semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan serta masukan
selama penelitian berlangsung kepada staf laboran Laboratorium Anorganik (Pak
Syawal, Pak Mulyadi, Pak Caca, dan Bu Nurul), Pak Sabur dari Laboratorium
Kimia Organik, Pak Suherman, dan Bu Nunung dari Laboratorium Kimia
Analitik, Bapak Sulis dari Batan-Serpong.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Papa, Mama, Kakak,
Adikku, dan Angga Prayoga serta seluruh keluarga, atas doa, dan kasih
sayangnya. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih kepada teman-teman
seperjuangan penelitian di Laboratorium Kimia Anorganik, yaitu Randi, Oji,
Endi, dan Niswa yang telah membantu memberi masukan dan saran, serta kepada
Fitri, Lia, Putri, Doni, Dika, Eris, Yana, dan rekan-rekan mahasiswa S1 Program
Alih Jenis.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan.
Bogor, Juni 2012
Gina Pragustiana Soemantri
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tangerang pada tanggal 15 Agustus 1987, merupakan
putri kedua dari H. Tjitji S Soemantri dan Hj. Ai Maesaroh SPd. Tahun 2005
penulis lulus dari SMA Negeri 5 Kota Tangerang dan pada tahun yang sama
melanjutkan pendidikan di Politeknik TEDC Bandung Program DIII Analisis
Kimia. Pada tahun 2008 penulis mengikuti Pendidikan Akta di STKIP Bale
Bandung, dan pada tahun 2009 melanjutkan Studi S1 melalui Program Alih Jenis
Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut
Pertanian Bogor (IPB).
Selama menjalani masa perkuliahan di Politeknik TEDC, penulis
melaksanakan praktik kerja lapangan (PKL) mengajar di SMK Negeri 2 Kota
Tangerang pada bulan September 2006–Febuari 2007 dan melanjutkan praktik
kerja lapangan industri pada bulan Maret–Juni 2007 di Pusat Penelitian Metalurgi
LIPI, Serpong. Selama mengikuti perkuliahan di IPB, penulis menjadi asisten
praktikum Kimia Polimer pada tahun ajaran 2011/2012.
v
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
METODE
Bahan dan Alat .............................................................................................. 1
Lingkup Kerja ................................................................................................ 2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mikroenkapsulasi Ibuprofen .......................................................................... 2
Panjang Gelombang Maksimum dan Kurva Standar..................................... 3
Efisiensi Enkapsulasi ..................................................................................... 3
Pelepasan Obat............................................................................................... 4
Kinetika Pelepasan Obat ................................................................................ 4
Morfologi Mikrokapsul ................................................................................. 5
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ........................................................................................................ 6
Saran .............................................................................................................. 6
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 6
LAMPIRAN ............................................................................................................ 8
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Nisbah mikrokapsul ibuprofen tersalut lilin lebah dan variasi
konsentrasi gelatin .......................................................................................... 2
2 Kinetika pelepasan ibuprofen dari mikrokapsul formula AC ........................ 5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Mikrokapsul ibuprofen tersalut lilin lebah (1:1) dengan konsentrasi
gelatin 2% .................................................................................................... 3
2 Efisiensi enkapsulasi mikrokapsul ibuprofen dengan konsentrasi
gelatin 1%; 1.5%; 2% ; dan 2.5%.. ............................................................. 4
3 Profil pelepasan ibuprofen dari mikrokapsul formula AC terhadap
waktu (menit) ulangan 1 dan ulangan 2 ..................................................... 4
4 Foto mikroskop mikrokapsul dengan konsentrasi gelatin 2% pada
perbesaran 40 ............................................................................................ 5
5 Foto SEM mikrokapsul (1:1) dengan konsentrasi gelatin 2% pada
perbesaran 500 dan 1500 ....................................................................... 5
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Diagram alir penelitian ...............................................................................
2
Rendemen mikrokapsul .............................................................................. 10
3
Spektrum absorpsi larutan ibuprofen 10 ppm ............................................ 11
4
Kurva standar ibuprofen (
5
Efisiensi enkapsulasi ibuprofen dalam mikrokapsul tersalut lilin
maks=221.5
9
nm) ................................................ 12
lebah ........................................................................................................... 13
6
Persentase rerata pelepasan ibuprofen dalam uji disolusi medium usus
dari mikrokapsul tersalut lilin lebah formula AC ...................................... 14
7
Pelepasan ibuprofen dalam mikrokapsul pada waktu t .............................. 15
8
Kinetika pelepasan ibuprofen formula AC ................................................ 16
viii
ix
OPTIMASI DAN EVALUASI MIKROKAPSUL IBUPROFEN
TERSALUT LILIN LEBAH
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ix
1
PENDAHULUAN
Ibuprofen merupakan turunan asam
fenilasetat dengan nama kimia asam 2-(4isobutilfenil)propionat termasuk golongan
obat non-steroid yang memberikan efek
antiradang, antipretik, dan analgesik. Obat ini
digunakan untuk menghilangkan nyeri dan
peradangan pada saat migrain, nyeri
pascaoperasi, dan sakit gigi (Rao et al. 2011).
Dosis pemberian ibuprofen ialah 400 mg
setiap 4–6 jam. Obat ini mudah diserap oleh
saluran pencernaan dan kadar tertinggi dalam
darah dicapai dalam waktu 1–2 jam setelah
pemberian oral. Ekskresi ibuprofen terjadi
dengan cepat dan sempurna. Lebih dari 90%
dosis yang diberikan diekskresi melalui urin
sebagai metabolit asam sekundernya (Gilman
et al. 1996). Waktu paruh eliminasi yang
cepat menyebabkan obat ini harus lebih sering
dikonsumsi. Pengonsumsian obat secara
berulang dalam dosis yang besar dapat
menyebabkan iritasi pada saluran pencernaan.
Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukan
sistem pelepasan ibuprofen terkendali, antara
lain dengan pendekatan mikroenkapsulasi.
Mikroenkapsulasi
merupakan
teknik
menyalut suatu senyawa menggunakan bahan
penyalut berukuran sangat kecil dengan
diameter rerata 15–20 mikron (Yoshizawa
2004). Teknik ini banyak digunakan sebagai
sistem pengantaran obat karena dapat
mengurangi efek samping, meningkatkan
efektivitas terapi obat yang diberikan, dan
mengendalikan pelepasan obat (Raval et al.
2011).
Tantangan
aplikasi
teknologi
mikroenkapsulasi terletak pada pemilihan
teknik, bahan inti, dan bahan penyalut yang
tepat sehingga kapsul dapat berfungsi
sebagaimana mestinya (Yuliani et al. 2007).
Bahan penyalut yang digunakan dapat
beragam, dengan syarat dapat terdegradasi
dan biokompatibel dalam tubuh.
Pada penelitian ini bahan penyalut yang
digunakan adalah lilin lebah. Menurut Garnier
et al. (2002), lilin lebah sangat kompleks,
terbuat dari n-alkana jenuh dan tak jenuh,
ester rantai panjang, asam lemak, diester,
hidroksiester, dan konstituen minor lainnya,
seperti flavonoid. Menurut Ranjha et al.
(2010) lilin lebah dapat memiliki beberapa
kelebihan sebagai bahan pembuat mikrosfer,
yaitu stabil pada beberapa nilai pH dan tingkat
kelembapan,
biokompatibel,
tidak
imunogenik, dan memiliki efek yang
minimum pada saluran pencernaan. Gowda et
al. (2009) melakukan mikroenkapsulasi
indometasin menggunakan lilin lebah dengan
metode emulsi-penguapan pelarut.
Metode emulsi-penguapan pelarut telah
banyak digunakan untuk menyalut obat
hidrofobik melalui proses emulsifikasi minyak
dalam air (o/w) (Park et al. 2005).
Mikrokapsul dibuat dengan melarutkan
penyalut dan bahan inti dalam pelarut yang
mudah menguap. Campuran didispersikan ke
dalam air hingga terbentuk emulsi. Emulsi
tidak
stabil
sehingga
memerlukan
penambahan zat pengemulsi. Gelatin telah
banyak digunakan sebagai pengemulsi dalam
pembuatan mikrokapsul (Sinuhaji 2012;
Abdurohman 2011; Ranjha et al. 2010).
Variasi nisbah penyalut dengan bahan inti
serta
konsentrasi
pengemulsi
akan
berpengaruh terhadap mikrokapsul yang
dihasilkan dan banyaknya obat yang tersalut
(Kemala 2010).
Penelitian ini bertujuan menghasilkan
mikrokapsul optimum, menentukan pengaruh
variasi nisbah ibuprofen:lilin lebah dan
konsentrasi pengemulsi terhadap efisiensi
penyalutan ibuprofen, dan membuat profil
pelepasan ibuprofen. Dari profil tersebut,
ditentukan
model
kinetika
pelepasan
ibuprofen berdasarkan kriteria koefisien
determinasi (R2) dari persamaan reaksi orde
ke-0 dan ke-1, Higuchi, Hixson-Crowell, dan
Korsmeyer-Peppas,
serta
mekanisme
pelepasan obat yang dominan berdasarkan
eksponen pelepasan (n) dari persamaan
Korsmeyer-Peppas. Morfologi mikrokapsul
yang dihasilkan juga dianalisis.
METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah lilin lebah yang diperoleh
dari Sukabumi, ibuprofen p.a yang diperoleh
dari PT Kalbe Farma, gelatin (bloom number
200), diklorometana, dan bufer fosfat
(NaH2PO4-Na2HPO4) pH 7.2.
Alat-alat analisis yang digunakan adalah
hot plate Nuova Thermolyne, pengaduk
magnetik PMC 502 series, shaker, mikroskop,
alat disolusi tipe dayung Guoming RC-6,
spektrofotometer ultraviolet-tampak (UV-Vis)
tipe Shimadzu UV-1601, dan mikroskop
elektron pemayaran (SEM) Jeol seri JSM6510LA.
2
Efisiensi Enkapsulasi
Lingkup Kerja
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa
tahapan (Lampiran 1). Mikrokapsul ibuprofen
dibuat dengan variasi nisbah ibuprofen:lilin
lebah dan konsentrasi gelatin. Mikrokapsul
yang dihasikan diukur efisiensi penyalutan
ibuprofennya, diuji disolusi, serta dicirikan
dengan mikroskop dan SEM.
Pembuatan
Mikrokapsul
Tersalut Lilin Lebah
Ibuprofen
Uji Disolusi secara In Vitro (Depkes 1995)
Lilin
lebah
dilarutkan
dalam
diklorometana, diaduk hingga homogen.
Setelah itu, ibuprofen yang telah dilarutkan
dalam diklorometana dicampurkan. Campuran
dibuat dengan variasi nisbah ibuprofen:lilin
lebah kemudian didispersikan menggunakan
motor pengaduk ke dalam air yang telah
mengandung variasi konsentrasi gelatin
(Tabel 1). Campuran didekantasi hingga
mikrokapsul yang terbentuk mengendap.
Mikrokapsul disaring, dicuci dengan akuades,
dikeringudarakan selama 1 hari.
Tabel 1
Formula
AA
AB
AC
AD
BA
BB
BC
BD
CA
CB
CC
CD
Nisbah mikrokapsul ibuprofen
tersalut lilin lebah dan variasi
konsentrasi gelatin
Nisbah ibuprofen:
lilin lebah
1:1
1:1
1:1
1:1
1:2
1:2
1:2
1:2
1:3
1:3
1:3
1:3
Sebanyak 25 mg mikrokapsul ditimbang
dan dilarutkan dalam 50 mL bufer fosfat pH
7.2. Campuran dikocok selama 24 jam lalu
disaring (Tayade & Kale 2004). Filtrat
diencerkan 10 kali dan dibaca absorbansnya
dengan spektrofotometer UV pada maks
(221.5 nm). Absorbans yang diperoleh
digunakan untuk menentukan konsentrasi
ibuprofen dengan bantuan kurva standar.
Konsentrasi
gelatin (%)
1
1.5
2
2.5
1
1.5
2
2.5
1
1.5
2
2.5
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
dan Pembuatan Kurva Standar
Larutan ibuprofen dalam bufer fosfat pH
7.2 dengan konsentrasi 10 ppm diukur
absorbansnya pada panjang gelombang ( )
210–240 nm menggunakan spekrofotometer
UV. Panjang gelombang maksimum ( maks)
yang diperoleh digunakan untuk analisis
selanjutnya.
Kurva standar dibuat dengan mengukur
absorbans
larutan
ibuprofen
dengan
konsentrasi 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, dan
20 ppm pada panjang gelombang maksimum.
Hasil yang diperoleh merupakan hubungan
konsentrasi ibuprofen dengan absorbans.
Uji disolusi mikrokapsul dilakukan dengan
alat disolusi tipe 2 (tipe dayung). Sebanyak
200 mg mikrokapsul ditimbang dan
dimasukkan ke dalam bejana disolusi. Uji
disolusi dilakukan dalam medium simulasi
cairan usus (larutan bufer fosfat pH 7.2)
selama 6 jam pada suhu (37 ± 0.5)°C dengan
kecepatan pengadukan 100 rpm. Volume
medium disolusi yang digunakan sebanyak
500 mL. Pengambilan alikuot dilakukan setiap
15 menit dengan volume setiap pengambilan
10 mL. Setiap pengambilan alikuot, volume
medium yang terambil digantikan dengan
larutan medium baru dengan volume dan suhu
yang sama. Konsentrasi ibuprofen dalam
alikuot diukur menggunakan spektrofotometer
UV pada maks (221.5 nm). Dari data yang
diperoleh, dibuat kurva hubungan antara
persen pelepasan ibuprofen dan waktu
disolusi, serta dikaji kinetika pelepasannya.
Morfologi Mikrokapsul
Pengamatan
morfologi
mikrokapsul
dilakukan terhadap mikrokapsul kosong dan
yang terisi ibuprofen dengan menggunakan
mikroskop
dan
SEM.
Pengamatan
menggunakan SEM dilakukan dengan cara
melapisi mikrokapsul dengan logam emas dan
dilihat pada pembesaran 500× dan 1500×.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mikroenkapsulasi Ibuprofen
Mikroenkapsulasi ibuprofen menggunakan
bahan penyalut lilin lebah dilakukan dengan
metode emulsi-penguapan pelarut. Bahan
penyalut dilarutkan dalam pelarut organik
yang mudah menguap kemudian diemulsikan
dan didispersikan dalam media pelarut yang
tidak saling campur. Menurut Obeidat (2009),
keuntungan metode ini, ialah dilakukan pada
suhu ruang dan mikrokapsul yang dihasilkan
memiliki mekanisme pelepasan yang optimum
3
karena bahan yang disalut terdispersi secara
homogen pada matriks polimer. Penyalutan
ini dianggap ideal untuk sistem pengantaran
obat.
Pada metode ini, lilin lebah dan ibuprofen
dilarutkan
dalam diklorometana
yang
memiliki titik didih 39 ºC. Penguapan yang
cepat pada pelarut akan menghasilkan
mikrokapsul dengan lebih cepat sehingga
efisiensi enkapsulasi lebih besar. Menurut
Yeo dan Park (2004), diklorometana
menghasilkan mikrokapsul lebih cepat
daripada kloroform dan benzena karena
memiliki kelarutan yang lebih baik dalam air.
Kelarutan yang lebih baik dalam air akan
membuat transfer massa antara fase terdispersi
dan fase pendispersi relatif cepat sehingga
polimer lebih cepat terendapkan.
Larutan kemudian didispersikan ke dalam
air yang telah ditambahkan gelatin.
Diklorometana akan menguap dari emulsi dan
mikrokapsul akan mengendap. Gelatin
berfungsi sebagai pengemulsi yang akan
menurunkan tegangan permukaan antarfase,
sehingga menstabilkan emulsi (Milanovic et
al. 2010). Gelatin merupakan pengemulsi
yang lebih terikat pada air dan akan
membantu dispersi minyak dalam air (o/w).
Gugus hidrofilik gelatin akan berikatan
dengan molekul air, sedangkan gugus
lipofiliknya akan berikatan dengan pelarut
organik.
Variasi nisbah ibuprofen:lilin lebah dan
konsentrasi gelatin menghasilkan mikrokapsul
yang sama secara visual yaitu serbuk halus,
kering, dan berwarna putih (Gambar 1).
Rendemen yang dihasilkan dari berbagai
variasi berkisar 77.17–88.84% (Lampiran 2).
Rendemen terbesar diperoleh dari formula
BB. Kecepatan pengadukan yang digunakan
adalah 1000 rpm. Menurut Ranjha et al.
(2010), kecepatan pengadukan ini akan
menghasilkan rendemen yang tinggi.
Gambar 1
Mikrokapsul ibuprofen tersalut
lilin
lebah
(1:1)
dengan
konsentrasi gelatin 2%.
Panjang Gelombang Maksimum dan
Kurva Standar
Penentuan maks dilakukan pada daerah
ultraviolet karena larutan ibuprofen tidak
berwarna. Pengukuran pada
akan
maks
menghasilkan perubahan absorbans untuk
setiap satuan perubahan konsentrasi paling
besar sehingga memiliki kepekaan yang
maksimum (Sutrisna 2005).
yang
maks
diperoleh pada penentuan ini ialah 221.5 nm
(Lampiran 3), mendekati nilai teoretis yaitu
222 nm (Depkes 1995).
Pelarut yang digunakan dalam pembuatan
larutan ibuprofen adalah bufer fosfat pH 7.2.
Nilai pH bufer tersebut dipilih untuk
menyesuaikan dengan pH usus yang lazim
digunakan sebagai medium disolusi tablet
ibuprofen (Depkes 1995).
Persamaan regresi untuk kurva standar
adalah y = 0.0451x + 0.0082 dengan nilai R2
sebesar 0.9997 (Lampiran 4). Hal ini sesuai
dengan syarat yang ditetapkan oleh AOAC
(2002) dengan nilai R2 minimum 0.9900. Nilai
koefisien
determinasi
yang
tinggi
menunjukkan hubungan yang linear antara
sinyal detektor yang terukur dan jumlah
ibuprofen dalam contoh. Persamaan yang
diperoleh digunakan dalam perhitungan
efisiensi enkapsulasi dan persentase pelepasan
ibuprofen.
Efisiensi Enkapsulasi
Efisiensi enkapsulasi merupakan salah satu
parameter keberhasilan proses enkapsulasi.
Parameter ini menunjukkan persentase
senyawa aktif (ibuprofen) yang berhasil
disalut dalam mikrokapsul. Semakin tinggi
efisiensi enkapsulasi, kemampuan obat untuk
tersalut oleh mikrokapsul semakin baik
(Kemala 2010).
Efisiensi enkapsulasi ibuprofen oleh lilin
lebah yang dihasilkan berkisar 65.08–93.78%
(Lampiran 5). Nilai tertinggi ditunjukkan oleh
mikrokapsul formula AC. Halder dan Sa
(2006) menyatakan bahwa salah satu faktor
yang
menentukan
tingginya
efisiensi
enkapsulasi adalah nisbah antara bahan
penyalut dan bahan inti. Variasi nisbah lilin
lebah dengan ibuprofen yang memberikan
nilai efisiensi enkapsulasi ibuprofen paling
besar ialah 1:1 (Gambar 2).
Efisiensi enkapsulasi (%)
4
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1:1
1:2
1:3
menit (Gambar 3). Terlihat bahwa penyalut
lilin lebah dapat menurunkan kadar pelepasan
ibuprofen dalam medium simulasi usus.
Lapisan lilin lebah berfungsi sebagai matriks
penghalang yang akan mengontrol pelepasan
ibuprofen dari dalam matriks. Sutriyo et al.
(2005) menyatakan, penambahan sejumlah
bahan penyalut sebagai pembentuk dinding
mikrokapsul akan menurunkan laju pelepasan
obat. Penurunan laju pelepasan akan
memberikan efek terapetik dalam jangka
waktu yang lama.
komposisi ibuprofen : lilin lebah
Gambar 2 Efisiensi enkapsulasi mikrokapsul
ibuprofen dengan konsentrasi
gelatin
= 1%;
= 1.5%;
=
2%;
= 2.5%.
Variasi konsentrasi gelatin tidak memiliki
pengaruh yang signifikan pada efisiensi
enkapsulasi (Gambar 2). Kenaikan konsentrasi
gelatin menjadi 2.5% cendrung menurunkan
efisiensi enkapsulasi. Hal ini dapat
dikarenakan konsentrasi pengemulsi yang
terlalu tinggi menyebabkan mikrokapsul
terbentuk lebih cepat sebelum pelarut
menguap. Akibat pembentukan mikrokapsul
yang belum sempurna, mikrokapsul mudah
pecah pada saat pengadukan (Kemala 2010).
Pelepasan Obat
Salah satu tujuan mikroenkapsulasi
ibuprofen adalah memodifikasi pelepasan
ibuprofen (Kemala 2010). Uji disolusi
dilakukan secara in vitro menggunakan alat
disolusi tipe 2 (dayung) dalam medium bufer
pH 7.2 untuk melihat laju pelepasan ibuprofen
dalam usus. Mikrokapsul yang diuji disolusi
adalah formula AC yang memiliki efisiensi
enkapsulasi optimum, dilakukan sebanyak 2
ulangan. Rerata hasil pelepasan ibuprofen
pada mikrokapsul adalah 12.53–38.22% b/b
menit-1. Pelepasan ibuprofen mulai terjadi dari
menit ke-15. Konsentrasi ibuprofen tertinggi
terukur pada menit ke-150 dengan nilai
38.22% b/b menit-1 dan setelah itu, mengalami
penurunan hingga menit ke-360. Hasil uji
disolusi mikrokapsul ibuprofen diperlihatkan
pada Lampiran 6 dan 7.
Profil
disolusi
dibuat
dengan
menghubungkan persen ibuprofen yang
terlepas setiap 15 menit dengan waktu dalam
Orde ke-0
R2
k
0.8875 0.2734
Gambar 3 Profil pelepasan ibuprofen dari
mikrokapsul
formula AC
terhadap waktu (menit) ulangan
1 dan ulangan 2 .
Kinetika Pelepasan Obat
Model kinetika pelepasan ibuprofen
ditentukan berdasarkan koefisien determinasi
yang diperoleh dari alur antara banyaknya
obat yang lepas dan waktu. Pendekatan
kinetika yang digunakan meliputi persamaan
orde ke-0 (Q = Q0 + kt), orde ke-1 (ln [Q]t= ln
[Q]0 - kt), Higuchi (Q = kt1/2), Hixson-Crowell
(Q1/3 = k(t) + Q01/3), dan Korsmeyer-Peppas (Q
= k⋅tn) (Ranjha et al. 2010).
Kinetika pelepasan ibuprofen dikaji
menggunakan data uji disolusi mikrokapsul
formula
AC
(Lampiran
8).
Model
Korsmeyer-Peppas memiliki nilai R2 yang
lebih besar daripada model kinetika lainnya,
yaitu 0.9682 (Tabel 2). Hasil ini menunjukkan
bahwa pelepasan ibuprofen dari mikrokapsul
formula AC mengikuti mekanisme ini.
Mekanisme pelepasan ibuprofen yang
dominan dapat ditentukan dari nilai n
(kemiringan) persamaan ini, yaitu nilai
eksponensial
difusi.
Nilai
n
yang
didapat
adalah
0.45
TERSALUT LILIN LEBAH
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ii
ABSTRAK
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI. Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul
Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD
SJAHRIZA.
Ibuprofen merupakan obat antiradang nonsteroid untuk mengobati rematik.
Waktu paruh eliminasinya cepat sehingga dapat menimbulkan iritasi lambung,
maka diperlukan sistem pelepasan obat secara terkendali, antara lain dengan
teknik mikroenkapsulasi. Pada penelitian ini, mikroenkapsulasi ibuprofen
dilakukan dengan metode emulsi-penguapan pelarut. Variasi nisbah
ibuprofen:lilin lebah (1:1, 1:2, dan 1:3) dan konsentrasi pengemulsi gelatin (1, 1.5,
2, dan 2.5%) diujikan untuk mendapatkan mikrokapsul yang optimum. Persen
rendemen mikrokapsul yang dihasilkan sebesar 77.17–88.84%. Efisiensi
enkapsulasi ibuprofen tertinggi ialah 93.78%, diperoleh pada mikrokapsul dengan
nisbah ibuprofen:lilin lebah 1:1 dan konsentrasi gelatin 2%. Variasi konsentrasi
gelatin berpengaruh signifikan terhadap efisiensi enkapsulasi pada nisbah 1:3.
Mikrokapsul dengan efisiensi enkapsulasi tertinggi mengalami pelepasan
ibuprofen sebesar 38.22% dalam medium simulasi cairan usus selama 6 jam.
Kinetika pelepasan ibuprofen mengikuti model Korsmeyer-Peppas. Mikrokapsul
yang dihasilkan memiliki kisaran ukuran 200–250 µm. Berdasarkan hasil tersebut,
dapat disimpulkan bahwa mikroenkapsulasi ibuprofen dengan penyalut lilin lebah
dapat menahan laju pelepasan obat dalam usus.
ABSTRACT
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI. Optimization and Evaluation of
Beeswax-Coated Ibuprofen Microcapsules. Supervised by TETTY KEMALA and
AHMAD SJAHRIZA.
Ibuprofen is a non-steroid anti-inflammatory drug for treating rheumatoid
arthritis. It has a short biological half-life and can impose gastrointestinal
irritation, so that a controlled drug release system is required, one of which is by
microencapsulation technique. In this research, microencapsulation of ibuprofen
was done by emulsion-solvent evaporation method. Variation of
ibuprofen:beeswax ratio (1:1, 1:2, and 1:3) and concentration of gelatine
emulsifier (1, 1.5, 2, and 2.5%) were tested to obtain optimum microcapsule. The
yield of microencapsulation were varied from 77.17 to 88.84%. The highest
encapsulation efficiency of ibuprofen was 93.78%, obtained in microcapsule with
beeswax-ibuprofen ratio 1:1 and gelatine concentration 2%. Variation
concentration of gelatine significantly influenced the encapsulation efficiency at
ratio 1:3. Microcapsule with the highest encapsulation efficiency released 38.22%
of ibuprofen in gastric fluid simulation medium for 6 hours. The kinetics of
ibuprofen release followed Korsmeyer-Peppas model. The microcapsule particles
size ranged from 200 to 250 m. Based of these results, it was concluded that
microencapsulation of ibuprofen with beeswax can maintain the release rate of
drug in intestine.
i
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah
: Gina Pragustiana Soemantri
: G44096002
Disetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr Tetty Kemala, SSi, MSi
NIP 19710407 199903 2 001
Drs Ahmad Sjahriza
NIP 19620406 198903 1 002
Diketahui
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
iii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala berkah,
rahmat, hidayah, serta karunia yang diberikan kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Optimasi dan Evaluasi Mikrokapsul
Ibuprofen Tersalut Lilin Lebah. Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan
kepada Nabi Muhammad SAW, keluarganya, dan semoga kita semua menjadi
pengikutnya hingga akhir zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Tetty Kemala, SSi, MSi
dan Bapak Drs Ahmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa memberikan
arahan, dorongan semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan serta masukan
selama penelitian berlangsung kepada staf laboran Laboratorium Anorganik (Pak
Syawal, Pak Mulyadi, Pak Caca, dan Bu Nurul), Pak Sabur dari Laboratorium
Kimia Organik, Pak Suherman, dan Bu Nunung dari Laboratorium Kimia
Analitik, Bapak Sulis dari Batan-Serpong.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Papa, Mama, Kakak,
Adikku, dan Angga Prayoga serta seluruh keluarga, atas doa, dan kasih
sayangnya. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih kepada teman-teman
seperjuangan penelitian di Laboratorium Kimia Anorganik, yaitu Randi, Oji,
Endi, dan Niswa yang telah membantu memberi masukan dan saran, serta kepada
Fitri, Lia, Putri, Doni, Dika, Eris, Yana, dan rekan-rekan mahasiswa S1 Program
Alih Jenis.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan.
Bogor, Juni 2012
Gina Pragustiana Soemantri
iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tangerang pada tanggal 15 Agustus 1987, merupakan
putri kedua dari H. Tjitji S Soemantri dan Hj. Ai Maesaroh SPd. Tahun 2005
penulis lulus dari SMA Negeri 5 Kota Tangerang dan pada tahun yang sama
melanjutkan pendidikan di Politeknik TEDC Bandung Program DIII Analisis
Kimia. Pada tahun 2008 penulis mengikuti Pendidikan Akta di STKIP Bale
Bandung, dan pada tahun 2009 melanjutkan Studi S1 melalui Program Alih Jenis
Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut
Pertanian Bogor (IPB).
Selama menjalani masa perkuliahan di Politeknik TEDC, penulis
melaksanakan praktik kerja lapangan (PKL) mengajar di SMK Negeri 2 Kota
Tangerang pada bulan September 2006–Febuari 2007 dan melanjutkan praktik
kerja lapangan industri pada bulan Maret–Juni 2007 di Pusat Penelitian Metalurgi
LIPI, Serpong. Selama mengikuti perkuliahan di IPB, penulis menjadi asisten
praktikum Kimia Polimer pada tahun ajaran 2011/2012.
v
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
METODE
Bahan dan Alat .............................................................................................. 1
Lingkup Kerja ................................................................................................ 2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mikroenkapsulasi Ibuprofen .......................................................................... 2
Panjang Gelombang Maksimum dan Kurva Standar..................................... 3
Efisiensi Enkapsulasi ..................................................................................... 3
Pelepasan Obat............................................................................................... 4
Kinetika Pelepasan Obat ................................................................................ 4
Morfologi Mikrokapsul ................................................................................. 5
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ........................................................................................................ 6
Saran .............................................................................................................. 6
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 6
LAMPIRAN ............................................................................................................ 8
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Nisbah mikrokapsul ibuprofen tersalut lilin lebah dan variasi
konsentrasi gelatin .......................................................................................... 2
2 Kinetika pelepasan ibuprofen dari mikrokapsul formula AC ........................ 5
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Mikrokapsul ibuprofen tersalut lilin lebah (1:1) dengan konsentrasi
gelatin 2% .................................................................................................... 3
2 Efisiensi enkapsulasi mikrokapsul ibuprofen dengan konsentrasi
gelatin 1%; 1.5%; 2% ; dan 2.5%.. ............................................................. 4
3 Profil pelepasan ibuprofen dari mikrokapsul formula AC terhadap
waktu (menit) ulangan 1 dan ulangan 2 ..................................................... 4
4 Foto mikroskop mikrokapsul dengan konsentrasi gelatin 2% pada
perbesaran 40 ............................................................................................ 5
5 Foto SEM mikrokapsul (1:1) dengan konsentrasi gelatin 2% pada
perbesaran 500 dan 1500 ....................................................................... 5
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Diagram alir penelitian ...............................................................................
2
Rendemen mikrokapsul .............................................................................. 10
3
Spektrum absorpsi larutan ibuprofen 10 ppm ............................................ 11
4
Kurva standar ibuprofen (
5
Efisiensi enkapsulasi ibuprofen dalam mikrokapsul tersalut lilin
maks=221.5
9
nm) ................................................ 12
lebah ........................................................................................................... 13
6
Persentase rerata pelepasan ibuprofen dalam uji disolusi medium usus
dari mikrokapsul tersalut lilin lebah formula AC ...................................... 14
7
Pelepasan ibuprofen dalam mikrokapsul pada waktu t .............................. 15
8
Kinetika pelepasan ibuprofen formula AC ................................................ 16
viii
ix
OPTIMASI DAN EVALUASI MIKROKAPSUL IBUPROFEN
TERSALUT LILIN LEBAH
GINA PRAGUSTIANA SOEMANTRI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
ix
1
PENDAHULUAN
Ibuprofen merupakan turunan asam
fenilasetat dengan nama kimia asam 2-(4isobutilfenil)propionat termasuk golongan
obat non-steroid yang memberikan efek
antiradang, antipretik, dan analgesik. Obat ini
digunakan untuk menghilangkan nyeri dan
peradangan pada saat migrain, nyeri
pascaoperasi, dan sakit gigi (Rao et al. 2011).
Dosis pemberian ibuprofen ialah 400 mg
setiap 4–6 jam. Obat ini mudah diserap oleh
saluran pencernaan dan kadar tertinggi dalam
darah dicapai dalam waktu 1–2 jam setelah
pemberian oral. Ekskresi ibuprofen terjadi
dengan cepat dan sempurna. Lebih dari 90%
dosis yang diberikan diekskresi melalui urin
sebagai metabolit asam sekundernya (Gilman
et al. 1996). Waktu paruh eliminasi yang
cepat menyebabkan obat ini harus lebih sering
dikonsumsi. Pengonsumsian obat secara
berulang dalam dosis yang besar dapat
menyebabkan iritasi pada saluran pencernaan.
Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukan
sistem pelepasan ibuprofen terkendali, antara
lain dengan pendekatan mikroenkapsulasi.
Mikroenkapsulasi
merupakan
teknik
menyalut suatu senyawa menggunakan bahan
penyalut berukuran sangat kecil dengan
diameter rerata 15–20 mikron (Yoshizawa
2004). Teknik ini banyak digunakan sebagai
sistem pengantaran obat karena dapat
mengurangi efek samping, meningkatkan
efektivitas terapi obat yang diberikan, dan
mengendalikan pelepasan obat (Raval et al.
2011).
Tantangan
aplikasi
teknologi
mikroenkapsulasi terletak pada pemilihan
teknik, bahan inti, dan bahan penyalut yang
tepat sehingga kapsul dapat berfungsi
sebagaimana mestinya (Yuliani et al. 2007).
Bahan penyalut yang digunakan dapat
beragam, dengan syarat dapat terdegradasi
dan biokompatibel dalam tubuh.
Pada penelitian ini bahan penyalut yang
digunakan adalah lilin lebah. Menurut Garnier
et al. (2002), lilin lebah sangat kompleks,
terbuat dari n-alkana jenuh dan tak jenuh,
ester rantai panjang, asam lemak, diester,
hidroksiester, dan konstituen minor lainnya,
seperti flavonoid. Menurut Ranjha et al.
(2010) lilin lebah dapat memiliki beberapa
kelebihan sebagai bahan pembuat mikrosfer,
yaitu stabil pada beberapa nilai pH dan tingkat
kelembapan,
biokompatibel,
tidak
imunogenik, dan memiliki efek yang
minimum pada saluran pencernaan. Gowda et
al. (2009) melakukan mikroenkapsulasi
indometasin menggunakan lilin lebah dengan
metode emulsi-penguapan pelarut.
Metode emulsi-penguapan pelarut telah
banyak digunakan untuk menyalut obat
hidrofobik melalui proses emulsifikasi minyak
dalam air (o/w) (Park et al. 2005).
Mikrokapsul dibuat dengan melarutkan
penyalut dan bahan inti dalam pelarut yang
mudah menguap. Campuran didispersikan ke
dalam air hingga terbentuk emulsi. Emulsi
tidak
stabil
sehingga
memerlukan
penambahan zat pengemulsi. Gelatin telah
banyak digunakan sebagai pengemulsi dalam
pembuatan mikrokapsul (Sinuhaji 2012;
Abdurohman 2011; Ranjha et al. 2010).
Variasi nisbah penyalut dengan bahan inti
serta
konsentrasi
pengemulsi
akan
berpengaruh terhadap mikrokapsul yang
dihasilkan dan banyaknya obat yang tersalut
(Kemala 2010).
Penelitian ini bertujuan menghasilkan
mikrokapsul optimum, menentukan pengaruh
variasi nisbah ibuprofen:lilin lebah dan
konsentrasi pengemulsi terhadap efisiensi
penyalutan ibuprofen, dan membuat profil
pelepasan ibuprofen. Dari profil tersebut,
ditentukan
model
kinetika
pelepasan
ibuprofen berdasarkan kriteria koefisien
determinasi (R2) dari persamaan reaksi orde
ke-0 dan ke-1, Higuchi, Hixson-Crowell, dan
Korsmeyer-Peppas,
serta
mekanisme
pelepasan obat yang dominan berdasarkan
eksponen pelepasan (n) dari persamaan
Korsmeyer-Peppas. Morfologi mikrokapsul
yang dihasilkan juga dianalisis.
METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah lilin lebah yang diperoleh
dari Sukabumi, ibuprofen p.a yang diperoleh
dari PT Kalbe Farma, gelatin (bloom number
200), diklorometana, dan bufer fosfat
(NaH2PO4-Na2HPO4) pH 7.2.
Alat-alat analisis yang digunakan adalah
hot plate Nuova Thermolyne, pengaduk
magnetik PMC 502 series, shaker, mikroskop,
alat disolusi tipe dayung Guoming RC-6,
spektrofotometer ultraviolet-tampak (UV-Vis)
tipe Shimadzu UV-1601, dan mikroskop
elektron pemayaran (SEM) Jeol seri JSM6510LA.
2
Efisiensi Enkapsulasi
Lingkup Kerja
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa
tahapan (Lampiran 1). Mikrokapsul ibuprofen
dibuat dengan variasi nisbah ibuprofen:lilin
lebah dan konsentrasi gelatin. Mikrokapsul
yang dihasikan diukur efisiensi penyalutan
ibuprofennya, diuji disolusi, serta dicirikan
dengan mikroskop dan SEM.
Pembuatan
Mikrokapsul
Tersalut Lilin Lebah
Ibuprofen
Uji Disolusi secara In Vitro (Depkes 1995)
Lilin
lebah
dilarutkan
dalam
diklorometana, diaduk hingga homogen.
Setelah itu, ibuprofen yang telah dilarutkan
dalam diklorometana dicampurkan. Campuran
dibuat dengan variasi nisbah ibuprofen:lilin
lebah kemudian didispersikan menggunakan
motor pengaduk ke dalam air yang telah
mengandung variasi konsentrasi gelatin
(Tabel 1). Campuran didekantasi hingga
mikrokapsul yang terbentuk mengendap.
Mikrokapsul disaring, dicuci dengan akuades,
dikeringudarakan selama 1 hari.
Tabel 1
Formula
AA
AB
AC
AD
BA
BB
BC
BD
CA
CB
CC
CD
Nisbah mikrokapsul ibuprofen
tersalut lilin lebah dan variasi
konsentrasi gelatin
Nisbah ibuprofen:
lilin lebah
1:1
1:1
1:1
1:1
1:2
1:2
1:2
1:2
1:3
1:3
1:3
1:3
Sebanyak 25 mg mikrokapsul ditimbang
dan dilarutkan dalam 50 mL bufer fosfat pH
7.2. Campuran dikocok selama 24 jam lalu
disaring (Tayade & Kale 2004). Filtrat
diencerkan 10 kali dan dibaca absorbansnya
dengan spektrofotometer UV pada maks
(221.5 nm). Absorbans yang diperoleh
digunakan untuk menentukan konsentrasi
ibuprofen dengan bantuan kurva standar.
Konsentrasi
gelatin (%)
1
1.5
2
2.5
1
1.5
2
2.5
1
1.5
2
2.5
Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
dan Pembuatan Kurva Standar
Larutan ibuprofen dalam bufer fosfat pH
7.2 dengan konsentrasi 10 ppm diukur
absorbansnya pada panjang gelombang ( )
210–240 nm menggunakan spekrofotometer
UV. Panjang gelombang maksimum ( maks)
yang diperoleh digunakan untuk analisis
selanjutnya.
Kurva standar dibuat dengan mengukur
absorbans
larutan
ibuprofen
dengan
konsentrasi 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, dan
20 ppm pada panjang gelombang maksimum.
Hasil yang diperoleh merupakan hubungan
konsentrasi ibuprofen dengan absorbans.
Uji disolusi mikrokapsul dilakukan dengan
alat disolusi tipe 2 (tipe dayung). Sebanyak
200 mg mikrokapsul ditimbang dan
dimasukkan ke dalam bejana disolusi. Uji
disolusi dilakukan dalam medium simulasi
cairan usus (larutan bufer fosfat pH 7.2)
selama 6 jam pada suhu (37 ± 0.5)°C dengan
kecepatan pengadukan 100 rpm. Volume
medium disolusi yang digunakan sebanyak
500 mL. Pengambilan alikuot dilakukan setiap
15 menit dengan volume setiap pengambilan
10 mL. Setiap pengambilan alikuot, volume
medium yang terambil digantikan dengan
larutan medium baru dengan volume dan suhu
yang sama. Konsentrasi ibuprofen dalam
alikuot diukur menggunakan spektrofotometer
UV pada maks (221.5 nm). Dari data yang
diperoleh, dibuat kurva hubungan antara
persen pelepasan ibuprofen dan waktu
disolusi, serta dikaji kinetika pelepasannya.
Morfologi Mikrokapsul
Pengamatan
morfologi
mikrokapsul
dilakukan terhadap mikrokapsul kosong dan
yang terisi ibuprofen dengan menggunakan
mikroskop
dan
SEM.
Pengamatan
menggunakan SEM dilakukan dengan cara
melapisi mikrokapsul dengan logam emas dan
dilihat pada pembesaran 500× dan 1500×.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Mikroenkapsulasi Ibuprofen
Mikroenkapsulasi ibuprofen menggunakan
bahan penyalut lilin lebah dilakukan dengan
metode emulsi-penguapan pelarut. Bahan
penyalut dilarutkan dalam pelarut organik
yang mudah menguap kemudian diemulsikan
dan didispersikan dalam media pelarut yang
tidak saling campur. Menurut Obeidat (2009),
keuntungan metode ini, ialah dilakukan pada
suhu ruang dan mikrokapsul yang dihasilkan
memiliki mekanisme pelepasan yang optimum
3
karena bahan yang disalut terdispersi secara
homogen pada matriks polimer. Penyalutan
ini dianggap ideal untuk sistem pengantaran
obat.
Pada metode ini, lilin lebah dan ibuprofen
dilarutkan
dalam diklorometana
yang
memiliki titik didih 39 ºC. Penguapan yang
cepat pada pelarut akan menghasilkan
mikrokapsul dengan lebih cepat sehingga
efisiensi enkapsulasi lebih besar. Menurut
Yeo dan Park (2004), diklorometana
menghasilkan mikrokapsul lebih cepat
daripada kloroform dan benzena karena
memiliki kelarutan yang lebih baik dalam air.
Kelarutan yang lebih baik dalam air akan
membuat transfer massa antara fase terdispersi
dan fase pendispersi relatif cepat sehingga
polimer lebih cepat terendapkan.
Larutan kemudian didispersikan ke dalam
air yang telah ditambahkan gelatin.
Diklorometana akan menguap dari emulsi dan
mikrokapsul akan mengendap. Gelatin
berfungsi sebagai pengemulsi yang akan
menurunkan tegangan permukaan antarfase,
sehingga menstabilkan emulsi (Milanovic et
al. 2010). Gelatin merupakan pengemulsi
yang lebih terikat pada air dan akan
membantu dispersi minyak dalam air (o/w).
Gugus hidrofilik gelatin akan berikatan
dengan molekul air, sedangkan gugus
lipofiliknya akan berikatan dengan pelarut
organik.
Variasi nisbah ibuprofen:lilin lebah dan
konsentrasi gelatin menghasilkan mikrokapsul
yang sama secara visual yaitu serbuk halus,
kering, dan berwarna putih (Gambar 1).
Rendemen yang dihasilkan dari berbagai
variasi berkisar 77.17–88.84% (Lampiran 2).
Rendemen terbesar diperoleh dari formula
BB. Kecepatan pengadukan yang digunakan
adalah 1000 rpm. Menurut Ranjha et al.
(2010), kecepatan pengadukan ini akan
menghasilkan rendemen yang tinggi.
Gambar 1
Mikrokapsul ibuprofen tersalut
lilin
lebah
(1:1)
dengan
konsentrasi gelatin 2%.
Panjang Gelombang Maksimum dan
Kurva Standar
Penentuan maks dilakukan pada daerah
ultraviolet karena larutan ibuprofen tidak
berwarna. Pengukuran pada
akan
maks
menghasilkan perubahan absorbans untuk
setiap satuan perubahan konsentrasi paling
besar sehingga memiliki kepekaan yang
maksimum (Sutrisna 2005).
yang
maks
diperoleh pada penentuan ini ialah 221.5 nm
(Lampiran 3), mendekati nilai teoretis yaitu
222 nm (Depkes 1995).
Pelarut yang digunakan dalam pembuatan
larutan ibuprofen adalah bufer fosfat pH 7.2.
Nilai pH bufer tersebut dipilih untuk
menyesuaikan dengan pH usus yang lazim
digunakan sebagai medium disolusi tablet
ibuprofen (Depkes 1995).
Persamaan regresi untuk kurva standar
adalah y = 0.0451x + 0.0082 dengan nilai R2
sebesar 0.9997 (Lampiran 4). Hal ini sesuai
dengan syarat yang ditetapkan oleh AOAC
(2002) dengan nilai R2 minimum 0.9900. Nilai
koefisien
determinasi
yang
tinggi
menunjukkan hubungan yang linear antara
sinyal detektor yang terukur dan jumlah
ibuprofen dalam contoh. Persamaan yang
diperoleh digunakan dalam perhitungan
efisiensi enkapsulasi dan persentase pelepasan
ibuprofen.
Efisiensi Enkapsulasi
Efisiensi enkapsulasi merupakan salah satu
parameter keberhasilan proses enkapsulasi.
Parameter ini menunjukkan persentase
senyawa aktif (ibuprofen) yang berhasil
disalut dalam mikrokapsul. Semakin tinggi
efisiensi enkapsulasi, kemampuan obat untuk
tersalut oleh mikrokapsul semakin baik
(Kemala 2010).
Efisiensi enkapsulasi ibuprofen oleh lilin
lebah yang dihasilkan berkisar 65.08–93.78%
(Lampiran 5). Nilai tertinggi ditunjukkan oleh
mikrokapsul formula AC. Halder dan Sa
(2006) menyatakan bahwa salah satu faktor
yang
menentukan
tingginya
efisiensi
enkapsulasi adalah nisbah antara bahan
penyalut dan bahan inti. Variasi nisbah lilin
lebah dengan ibuprofen yang memberikan
nilai efisiensi enkapsulasi ibuprofen paling
besar ialah 1:1 (Gambar 2).
Efisiensi enkapsulasi (%)
4
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1:1
1:2
1:3
menit (Gambar 3). Terlihat bahwa penyalut
lilin lebah dapat menurunkan kadar pelepasan
ibuprofen dalam medium simulasi usus.
Lapisan lilin lebah berfungsi sebagai matriks
penghalang yang akan mengontrol pelepasan
ibuprofen dari dalam matriks. Sutriyo et al.
(2005) menyatakan, penambahan sejumlah
bahan penyalut sebagai pembentuk dinding
mikrokapsul akan menurunkan laju pelepasan
obat. Penurunan laju pelepasan akan
memberikan efek terapetik dalam jangka
waktu yang lama.
komposisi ibuprofen : lilin lebah
Gambar 2 Efisiensi enkapsulasi mikrokapsul
ibuprofen dengan konsentrasi
gelatin
= 1%;
= 1.5%;
=
2%;
= 2.5%.
Variasi konsentrasi gelatin tidak memiliki
pengaruh yang signifikan pada efisiensi
enkapsulasi (Gambar 2). Kenaikan konsentrasi
gelatin menjadi 2.5% cendrung menurunkan
efisiensi enkapsulasi. Hal ini dapat
dikarenakan konsentrasi pengemulsi yang
terlalu tinggi menyebabkan mikrokapsul
terbentuk lebih cepat sebelum pelarut
menguap. Akibat pembentukan mikrokapsul
yang belum sempurna, mikrokapsul mudah
pecah pada saat pengadukan (Kemala 2010).
Pelepasan Obat
Salah satu tujuan mikroenkapsulasi
ibuprofen adalah memodifikasi pelepasan
ibuprofen (Kemala 2010). Uji disolusi
dilakukan secara in vitro menggunakan alat
disolusi tipe 2 (dayung) dalam medium bufer
pH 7.2 untuk melihat laju pelepasan ibuprofen
dalam usus. Mikrokapsul yang diuji disolusi
adalah formula AC yang memiliki efisiensi
enkapsulasi optimum, dilakukan sebanyak 2
ulangan. Rerata hasil pelepasan ibuprofen
pada mikrokapsul adalah 12.53–38.22% b/b
menit-1. Pelepasan ibuprofen mulai terjadi dari
menit ke-15. Konsentrasi ibuprofen tertinggi
terukur pada menit ke-150 dengan nilai
38.22% b/b menit-1 dan setelah itu, mengalami
penurunan hingga menit ke-360. Hasil uji
disolusi mikrokapsul ibuprofen diperlihatkan
pada Lampiran 6 dan 7.
Profil
disolusi
dibuat
dengan
menghubungkan persen ibuprofen yang
terlepas setiap 15 menit dengan waktu dalam
Orde ke-0
R2
k
0.8875 0.2734
Gambar 3 Profil pelepasan ibuprofen dari
mikrokapsul
formula AC
terhadap waktu (menit) ulangan
1 dan ulangan 2 .
Kinetika Pelepasan Obat
Model kinetika pelepasan ibuprofen
ditentukan berdasarkan koefisien determinasi
yang diperoleh dari alur antara banyaknya
obat yang lepas dan waktu. Pendekatan
kinetika yang digunakan meliputi persamaan
orde ke-0 (Q = Q0 + kt), orde ke-1 (ln [Q]t= ln
[Q]0 - kt), Higuchi (Q = kt1/2), Hixson-Crowell
(Q1/3 = k(t) + Q01/3), dan Korsmeyer-Peppas (Q
= k⋅tn) (Ranjha et al. 2010).
Kinetika pelepasan ibuprofen dikaji
menggunakan data uji disolusi mikrokapsul
formula
AC
(Lampiran
8).
Model
Korsmeyer-Peppas memiliki nilai R2 yang
lebih besar daripada model kinetika lainnya,
yaitu 0.9682 (Tabel 2). Hasil ini menunjukkan
bahwa pelepasan ibuprofen dari mikrokapsul
formula AC mengikuti mekanisme ini.
Mekanisme pelepasan ibuprofen yang
dominan dapat ditentukan dari nilai n
(kemiringan) persamaan ini, yaitu nilai
eksponensial
difusi.
Nilai
n
yang
didapat
adalah
0.45