Upload
dangdieu
View
259
Download
10
Embed Size (px)
Citation preview
DISPERSI KASAR:
SUSPENSI & EMULSI
@Dhadhang_WK
18/06/2015 1
Dispersed Systems
Dispersed phase
Continuous phase
Interface
18/06/2015 2
• Emulsion: Liquid drug in liquid vehicle:
• Suspension: Solid drug in liquid vehicle
Coarse Dispersions
Oil-in-water emulsions (o/w)
Water-in-oil (w/o)
(Lyophobic colloids)
18/06/2015 3
Reasons for Use
Drug is insoluble
Drug is more stable in
suspension or emulsion
There is a need to control the
rate of release of the drug
Drug has bad taste (oral)
18/06/2015 4
Routes of Administration
Oral
Ocular
Otic
Rectal
Parenteral
Topical
18/06/2015 5
SUSPENSI: Konsep
Suspensi farmasetik adalah dispersi kasar yang di
dalamnya terdispersi partikel-partikel padat yang tidak
larut dalam medium cair. Sebagian besar partikel tersebut
memiliki diameter lebih besar dari 0,1 μm; di bawah
pengamatan mikroskop, sebagian partikel menunjukkan
gerak Brown jika dispersi memiliki viskositas yang rendah.
Suspensi berperan dalam dunia farmasi dan kedokteran
dengan memberikan bentuk sediaan yang mengandung
bahan bahan tak larut yang jika terlarut sering memiliki
rasa yang tidak enak.
Suspensi juga berperan dengan menyediakan bentuk
sediaan yang sesuai untuk pemakaian dermatologis pada
kulit dan terkadang ke dalam membran mukosa, dan
untuk pemberian obat taklarut secara parenteral. 18/06/2015 6
Suspensi yang dapat diterima memiliki
mutu tertentu yang diinginkan,
diantaranya:
18/06/2015 7
1. Bahan tersuspensi tidak mengendap dengan cepat
2. Partikel-partikel yang turun ke dasar wadah tidak membentuk
gumpalan padat, tetapi harus dapat tersuspensi kembali
dengan mudah dan menjadi campuran homogen jika wadah
dikocok
3. Suspensi tidak terlalu kental supaya dapat dituang dengan
mudah melalui tutup botol atau melewati jarum suntik.
Wetting
Wetting agent
18/06/2015 8
Well Formulated
Suspension
Resuspend easily upon shaking
Settle rapidly after shaking
Homogeneous mix of drug
Physically and chemically stable
during its shelf life
Sterile (parenteral, ocular)
Gets into syringe (parenteral, ocular)
18/06/2015 9
Physical Stability
• the large surface area of dispersed particles results
in high surface free energy DG = SL DA
• thermodynamically unstable
• can reduce SL by using surfactants but not often can
one reach DG = 0
• particles tend to come together
18/06/2015 10
Interfacial Phenomena
flocculation or caking
determined by forces of attraction (van der Waals)
versus forces of repulsion (electrostatic)
deflocculated
repulsion> attraction
affected by [electrolytes]
flocculated
attraction > repulsion
18/06/2015 11
“External” Forces Acting
on Particles
V(-o)g
2-5 m
Gravity Brownian Movement
Sedimentation equilibrium: Gravity is neutralized by Brownian movement
18/06/2015 12
Sifat Antarmuka Partikel
Tersuspensi Partikel-partikel dalam suspensi cair cenderung
berflokulasi, yaitu membentuk gumpalan yang lunak
dan ringan yang tergabung bersama-sama karena gaya
van der Waals yang lemah.
Pada kondisi tertentu, partikel-partikel dapat menyatu
dengan gaya yang lebih kuat dan membentuk agregat.
Penggumpalan (caking) sering terjadi karena
pertumbuhan dan peleburan kristal-kristal dalam
endapan dan menghasilkan suatu agregat padat.
Pembentukan setiap tipe aglomerat, baik bentuk flokulat
maupun agregat, digunakan sebagai ukuran
kecenderungan sistem untuk mencapai keadaan yang
lebih stabil secara termodinamika. 18/06/2015 13
Sifat Antarmuka Partikel
Tersuspensi
Peningkatan kerja, W, atau energi bebas permukaan,
ΔG, didapat dengan membagi padatan menjadi
partikel-partikel yang lebih kecil sehingga
meningkatkan luas permukaan total, ΔA, yang
digambarkan pada persamaan berikut:
Untuk mendekati keadaan stabil, sistem cenderung
mengurangi energi bebas permukaan, kesetimbangan
dicapai saat ΔG = 0. Kondisi ini dapat dicapai, dengan
mengurangi tegangan antarmuka atau luas antarmuka.
18/06/2015 14
Sifat Antarmuka Partikel
Tersuspensi Tegangan antarmuka dapat diturunkan melalui
penambahan suatu surfaktan, tapi biasanya tidak dapat
dibuat = 0.
Karena itu, suatu suspensi yang terdiri dari partikel-
partikel tidak larut biasanya memiliki tegangan
antarmuka positif yang terbatas, dan partikel-partikelnya
cenderung membentuk flokulat. Analisis setipe juga
dapat dilakukan pada pemecahan suatu emulsi.
Gaya pada permukaan partikel mempengaruhi derajat
flokulasi dan aglomerasi dalam suatu suspensi. Gaya
tarik menarik yang terjadi adalah tipe London van der
Waals; gaya tolak menolaknya merupakan hasil interaksi
lapisan rangkap listrik yang mengelilingi setiap partikel. 18/06/2015 15
Settling and Aggregation
The suspension shall form loose networks of flocks that settle rapidly, do not form cakes and are easy to resuspend.
Settling and aggregation may result in formation of cakes (suspension) that is difficult to resuspend or phase separation (emulsion)
flock
cake
18/06/2015 16
Sediment Volume
F=0.5 F=1.0 F=1.5
F={volume of sediment Vu}/{original volume Vo}
•Vo
•Vu
•Vo
•Vu
18/06/2015 17
18/06/2015 18
Partikel-partikel yang terdeflokulasi mengendap secara
perlahan-lahan dan pada akhirnya membentuk suatu
sedimen dengan agregat dan gumpalan keras yang sulit
untuk disuspensikan kembali.
Partikel-partikel yang terflokulasi terikat lemah,
mengendap cepat, tidak membentuk
gumpalan, dan mudah disuspensikan kembali.
DLVO (Derjaguin & Landua, Verwey
& Overbeek): Optimal Distance
Distance
Energy
Attraction
Repulsion
Attraction
No flocks can form
18/06/2015 19
Deflocculated Condition
• repulsion energy is high
• particles settle slowly
• particles in sediment compressed over time to form a
cake (aggregation)
• difficult to re-suspend caked sediment by agitation
• forms a turbid supernatant
18/06/2015 20
Flocculated Condition
• weakly bonded to form fluffy conglomerates
• 3-D structure (gel-like)
• settle rapidly but will not form a cake - resist close-
packing
• easily re-suspended
• forms a clear supernatant
18/06/2015 21
Controlled Flocculation
Zeta-potential
F=Vu/Vo
Caking Caking
Non-caking
Flocculating Agent
+
+
-
Flocculating agent changes zeta-potential of the particles (it can be electrolyte, charged surfactant or charged polymer adsorbing on a surface).
If the absolute value of the zeta-potential is too high the system deflocculates because of increased repulsion and the dispersion cakes.
18/06/2015 22
Flokulasi Terkendali
Dengan berasumsi bahwa serbuk terbasahi
dan terdispersi dengan baik, dapat kita
pertimbangkan berbagai cara untuk
menghasilkan flokulasi terkendali sehingga
mencegah terbentuknya sedimen padat yang
sulit terdispersi kembali.
Hiestand, membahas bahan-bahan yang
digunakan untuk menghasilkan flokulasi
dalam suspensi adalah elektrolit, surfaktan,
dan polimer.
18/06/2015 23
Flokulasi Terkendali Elektrolit bekerja sebagai bahan pemflokulasi dg
mengurangi sawar elektrik antarpartikel, seperti
dibuktikan oleh penurunan potensial zeta &
pembentukan jembatan antara partikel-partikel
berdekatan yg menghubungkan partikel-partikel tersebut
dalam suatu struktur yg longgar.
Surfaktan telah digunakan untuk menghasilkan flokulasi
partikel-partikel tersuspensi. Konsentrasi yg diperlukan
untuk mendapatkan efek ini perlu diperhatikan karena
senyawa ini juga dapat bekerja sebagai bahan
pembasah & bahan pendeflokulasi.
Polimer hidrofilik juga bekerja sebagai koloid pelindung,
dan partikel-partikel yg terlapisi dg cara ini memiliki
kecenderungan menggumpal lebih kecil daripada
partikel-partikel yg tidak terlapisi. 18/06/2015 24
Other Considerations
temperature
raising T often causes flocculation of
sterically stabilised suspensions
freezing may result in cake formation
fluctuations in T may cause crystal growth
18/06/2015 25
EMULSI
18/06/2015 26
Emulsi adalah suatu sistem yang tidak stabil secara
termodinamika yang terdiri dari sedikitnya dua fase cair
tak tercampurkan, salah satunya terdispersi sebagai
globul (fase terdispersi) dalam fase cair lainnya (kontinu).
Emulsi distabilkan dengan adanya bahan pengemulsi.
Emulsification
Emulsifier
18/06/2015 27
EMULSI
Konsistensi fase terdispersi atau fase kontinu
dapat berkisar dari cairan yang mudah
mengalir hingga semipadat.
Sistem teremulsi berkisar dari losion dengan
viskositas yang relatif rendah hingga salep dan
krim yang bersifat semipadat.
Diameter partikel fase terdispersi umumnya
sekitar 0,1 hingga 10 μm, meskipun diameter
partikel sekecil 0,01 μm dan sebesar 100 μm
juga tidak jarang ditemukan dalam beberapa
sediaan.
18/06/2015 28
EMULSI
Bahan pengemulsi dapat dibagi menjadi 3
kelompok, yaitu:
1. Bahan aktif permukaan (surfaktan), yang diadsorpsi
pada antarmuka minyak-air untuk membentuk
selaput monomolekul dan mengurangi tegangan
antarmuka.
2. Koloid hidrofilik, yang membentuk selaput
multimolekul di sekeliling tetesan-tetesan minyak
yang terdispersi dalam emulsi m/a.
3. Partikel padat yang terbagi dengan halus, yang
diadsorpsi pada antarmuka antara dua fase cair tak
tercampurkan dan membentuk suatu selaput
partikel di sekitar globul terdispersi. 18/06/2015 29
EMULSI
Faktor umum untuk ketiga kelompok bahan pengemulsi
tersebut adalah pembentukan selaput, baik
monomolekul, multimolekul, atau partikulat.
18/06/2015 30
18/06/2015 31
SEMIPADAT ̴ ̴ ̴ GEL
Gel merupakan suatu sistem padat atau
semipadat yang sedikitnya mengandung 2
konstituen, yang terdiri dari massa
terkondensasi yang dilingkupi dan
diinterpenetrasi oleh cairan.
Jika cairan banyak mengandung matriks
koheren, produknya sering disebut jeli. Jika
cairannya dihilangkan dan hanya tinggal
kerangkanya, gel ini disebut xerogel. Contoh
xerogel adalah lembaran gelatin, pita tragakan,
dan tetesan akasia. 18/06/2015 32
SEMIPADAT ̴ ̴ ̴ GEL
Hidrogel mengandung sejumlah besar air, tetapi tidak
larut dalam air dan, karena sifat-sifat ini, hidrogel
sering digunakan dalam rancangan obat topikal.
Kecepatan difusi obat bergantung pada struktur fisik
jaringan polimer dan sifat kimianya. Jika gel sangat
terhidrasi, difusi terjadi melalui pori-pori. Dalam gel
yang lebih sedikit terhidrasi, obat terlarut dalam polimer
dan diangkut di antara rantai-rantai.
Tautan silang meningkatkan hidrofobisitas suatu gel
dan mengurangi kecepatan difusi obat.
18/06/2015 33
Massa gel dapat terdiri dari
flokulat partikel-partikel kecil dan
bukan molekul-molekul besar,
seperti yg ditemukan dalam gel
Al(OH)3, magma bentonit, &
magma magnesia. Struktur gel
dalam sistem 2 fase ini tidak
selalu stabil (Gambar 17-14a; b).
Gel-gel ini dapat bersifat
tiksotropik, yaitu membentuk
semipadat selama pendiaman &
menjadi cair bila diaduk.
Gel juga dapat terdiri dari
makromolekul yg berada sebagai
untaian anyaman berbentuk tikar
(Gambar 17-14c).
18/06/2015 34
SEMIPADAT ̴ ̴ ̴ GEL
Untaian-untaian ini sering
terikat bersama dg gaya van
der Waals yg lebih kuat
sehingga membentuk daerah
kristalin & amorf dalam seluruh
sistem, seperti yg ditunjukkan
pada Gambar 17-14d.
Sineresis & Pengembangan
Jika dibiarkan selama beberapa lama, suatu gel sering
menciut secara alami, dan sebagian cairannya
tertekan keluar. Fenomena yang disebut sebagai
sineresis ini diperkirakan terjadi akibat struktur matriks
atau serabut gel yang terus menerus mengasar
sehingga menimbulkan efek penekanan keluar.
Sineresis terlihat pada jeli makanan dan pencuci mulut
gelatin.
“Keluaran” terkait dengan pelepasan minyak atau air
dari basis gel biasanya diakibatkan oleh struktur gel
yang tidak sempurna dan bukan akibat kontraksi yang
terjadi pada sineresis.
18/06/2015 35
Sineresis & Pengembangan
Kebalikan sineresis adalah penyerapan cairan oleh
suatu gel yang menghasilkan peningkatan volume.
Fenomena ini dikenal sebagai pengembangan
(swelling).
Gel juga dapat mengambil sejumlah tertentu cairan
tanpa adanya peningkatan volume yang terukur, dan
ini disebut imbibisi.
Cairan yang dapat menyebabkan terjadinya
pengembangan adalah cairan yang dapat mensolvasi
suatu gel. Pengembangan gel protein dipengaruhi oleh
pH dan keberadaan elektrolit.
18/06/2015 36
37
Bioavailability from Coarse Dispersions
I. Bioavailability from Suspensions
II. Bioavailability from Emulsions.
Bioavailability of indoxole (NSAID) in different dosage forms
Bioavailability of Griseofulvin in different dosage forms
18/06/2015