Sistem Dispersi

Sistem Dispersi

I.         Tujuan

­Mampu membuat sediaan suspensi dan emulsi yang baik serta mengetahui parameter evaluasinya.

II.      _­Prinsip

Berdasarkan Hukum Stokes: Bahwa sedimentasi berkaitan dengan ukuran partikel dari zat ­terdispersi dan bergantung pada viskositas fase pendispersi.

III.   Pendahuluan

Sistem dispersi dapat diartikan sebagai suatu sistem yang salah satu zatnya adalah fase terdispersi kedalam zat atau fase pendispersi. Klasifikasi sistem dispersi dalam farmasi dilakukan berdasarkan keadaan fisik medium dispersi, fasa terdispersi, serta ukuran partikel fasa terdispersi. Klasifikasi ketiga sistem dispersi dibatasi pada medium cair berdasarkan interaksi antara fasa terdispersi dan medium dispersi.

     Pada sistem iyofilik terdapat afinitas antara fasa terdispersi dan medium cair. Dalam sistem iyofobik terdapat hanya sedikit tarik-menarik antara kedua fasa, seperti belerang dan magnesium stearat dalam air. Jika cairan adalah air, maka di pakai terminologi hidrofobik. Kelompok ketiga dari klasifikasi ini adalah molekul, yang mempunyai baik gugus hidrofolik maupun hidrofobik, yang dinamakan ampifil. Molekul ini membentuk agregat dimensi koloidal yang dalam medium despersi dinamakan misel, seperti surfaktan dalam air.

     Dari bermacam bentuk sediaan farmasi , sistem dispersi cairan merupakan sistem yang paling kompleks. Faktor metode manufaktur, pendekatan formulasi, pemilihan bahan formulasi, dan efek faktor lingkungan, seperti terperatur dan waktu, sangat mempengaruhi variabilitas ketersediaan hayati produk, karakteristik, dan variabel lain. Contoh dari bentuk sediaan cair adalah suspensi yang dapat didefinisikan sebagai preparat yang mengandung pertikel obat yang terbagi secara halus disebarkan secara merata dalam pembawa dimana obat menunjukkan kelarutan yang sangat minimum. Alasan penggunaaan suspensi farmasetik :

a.     Diperlukan dosis obat yang sesuai

b.    Mudah untuk mengatur dosis dengan pengenceran

c.     Mudah ditelan

d.    Tidak menimbulkan rasa yang tidak diinginkan

e.    Karena ukuran partikel halus, akan meningkatkan luas permukaan spesifik dan mempercepat disolusi yang penting sekali untuk obat dengan kelarutan rendah. Hal ini juga dapat mempengaruhi absorpsi obat dan ketersediaan hayati obat.

f.     Dapat mengembangkan bentuk sediaan alternatif, seperti topikal, parenteral, dan oral selain bentuk tablet, pelepasan terkendali berbentuk matrik atau secara penyalutan.

g.    Penerimaan pasien lebih mudah.

Dalam pembuatan suspensi diperlukan partikel dengan ukuran yang sesuai, distribusi ukuran partikel, dan stabilisasi fasa dispersi. Antaraksi antara partikel yang sama, partikel tidak sama, dan medium fasa kontinyu merupakan hal kompleks dan merupakan bagian esensial dari teknologi dispersi. Interaksi antar partikel disusun oleh molekul, atom, dan ion atau agregat dari kelompok ini melibatkan forsa tarik-menarik dan tolak-menolak. Forsa ini bergantung pada sifat, ukuran, dan orientasi spesien dan jarak pisah diantara partikel fasa terdispersi dan medium dispersi. Sifat-sifat yang diinginkan dalam suatu Suspensi Farmasi :

1.    Suatu suspensi farmasi yang dibuat dengan tepat mengendap secara lambat dan harus rata lagi bila dikocok.

2.    Karakteristik suspensi harus sedemikian rupa sehingga ukuran partikel dari suspensoid tetap agak konstan untuk yang lama pada penyimpanan

3.    Suspensi harus bisa dituang dari wadah dengan cepat dan homogen.

            Sebagai hasil adsorpsi lapisan udara atau sejumlah kecil kontaminan pada permukaan padat, kadang-kadang sukar sekali mendispersikan bahan bahkan memungkinkan terjaddinya pembasahan solid oleh cairan, sebagai contoh pembuatan suspensi. Partikel dengan berbagai cara dapat dihaluskan sampai mencapai ukuran tertentu. Sesudah itu kalau dihaluskan terus, pertikel tersebut akan membesar ukurannya. Selain itu, jarang sekali partikel halus berbentuk individual, lebih sering berbentuk agregat (kelompok) partikel yang menyatu. Penambahan surfaktan dalam jumlah cukup akan menurunkan sudut kontak mendekati nol. Adapun beberapa perilaku partikel terdispersi :

1.    Koagulasi

La Mer: koagulasi berasal dari bahasa latin “coagulare” yang berarti berkumpul bersama. Terminologi ini berlaku untuk kerja garam netral terhadap dispersi koloidal, dengan penurunan potensial tolak-menolak dari lapisan rangkap elektrik disekitar partikel dari kesatuan berbentuk kompak.

2.    Flokulasi

Flokulasi berasal dari kata latin Floculare yang signifikan dengan bentuk flocon (sarang tawon) yaitu struktur longgar dan poros. Flokulasi dapat dilakukan dengan cara:

a.    Modifikasi muatan elektrik dengan elektrolit

b.    Interaksi kimia

c.    Pembuatan jembatan antara polimer

d.   Penggunaan cairan

3.    Caking

Bersatunya partikel padat membentuk massa, seperti massa kue yang sukar dipisahkan dengan cara pengocokan. Hal ini menimbulkan resiko ketidak homogenan suspensi walaupun sudah mengalami pengocokan.

Salah satu aspek dari kestabilan fisika dalam suspensi di bidang farmasi adalah menjaga partikel supaya tetap terdistribusi secara merata keseluruh dispersi. Walaupun merupakan suatu kemungkinan yang kecil untuk benar-benar mencegah pengendapan dalam suatu periode waktu yang lama, perlu juga dipertimbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengendapan. Berbagai faktor  yang terlibat dalam laju dari kecepatan mengendap partikel-partikel suspensi tercakup dalam persamaan Hukum Stokes :

  

Persamaan Stokes diturunkan untuk suatu keadaan ideal dimana partikel-partikel yang benar-benar bulat dan seragam dalm suspensi yang encer mengendap tanpa mengakibatkan turbulensi pada waktu turun kebawah, tanpa tumbukan antara partikel-partikel suspensoid dan tanpa gaya tarik-menarik kimia atau fisika atau afinitas untuk medium dispersi. Jelas persamaan Stokes tidak bisa dipakai secara tepat untuk suspensi farmasi biasa dimana bentuk suspensoid tidak teratur, dengan berbagai diameter partikel dan bukan bulat, dimana jatuhnya partikel tersebut mengakibatkan turbulensi dan tumbukan serta juga adanya afinitas yang cukup besar antara partikel terhadap medium suspensi. Tetapi konsep dasar dari persamaan tersebut memberikan suatu pertanda yang tepat tentang faktor-faktor yang penting untuk partikel suspensi dan memberikan isyarat penyesuaian yang mungkin dapat dibuat pada suatu formulasi untuk mengurangi laju endap partikel.

            Dari persamaan tersebut  jelas bahwa kecepatan jatuhnya suatu partikel yang tersusupensi lebih besar bila ukuran partikel lebih besar, jika semua faktor  lain dibuat konstan. Dengan mengurangi ukuran partikel dari fase terdispersi, seseorang dapat mengharapkan laju turun lebih lambat dari partikel tersebut. Juga makin besar kerapatan partikel makin besar laju turunnya, asalkan kerapatan pembawa tidak diubah. Karena umumnya digunakan pembawa air dalam suspensi farmasi untuk pemberian oral, kerapatan partikel  umumnya lebih besar daripada kerapatan pembawa, suatu sifat yang diinginkan, karena bila partikel-partikel lebih ringan dari pembawa, partikel-partikel cenderung untuk mengambang dan partikel-partikel ini sangat sukar didistribusikan secara seragam dalam pembawa.

Laju endap dapat berkurang cukup besar dengan menaikkan viskositas medium dispersi dan dalam batas-batas tertentu secara praktis ini bisa dilakukan. Tetapi suatu produk yang mempunyai viskositas tinggi umumnya tidak diinginkan karena sukar dituang dan juga sukar untuk diratakan kembali. Karena itu bila viskositas suspensi dinaikkan biasanya dilakukan sedemikian rupa sampai viskositas sedang saja untuk menghindari kesulitan-kesulitan seperti disebutkan tadi. Sifat khas viskositas dari suspensi dapat diubah tidak hanya dengan penggunaan pembawa, tetapi juga dengan kandungan padatnya. Sebagai proporsi dari partikel padat dinaikkan dalam suspensi, maka begitu pule viskositasnya. Kebanyakan stabilitas fisik dari suati suspensi sediaan farmasi kelihatannya paling cocok untuk disesuaikan dengan mengadakan perubahan pada fase terdispersi dan bukan pada medium dispersi.

 Dalam banyak hal medium dispersi menyokong fase terdispersi yang disesuaikan tersebut. Penyesuaian ini terutama mengenai ukuran partikel, keseragaman ukuran partikel dan pemisahan partikel-partikel tersebut sehingga tidak mungkin untuk menjadi lebih besar atau membentuk padatan pada pendiaman. Seperti ditunjukkan dalam rumus Stokes, pengecualian ukuran partikel dari suatu suspensoid berguna untuk kestabilan suspensi karena laju endap dari partikel padat berkurang kalau ukuran partikel dikurangi. Pengurangan ukuran partikel menghasilkan laju pengendapan yang lambat dan lebig seragam. Tetapi seseorang harus menghindari pengurangan ukuran partikel yang terlalu besar karena partikel-partikel yang halus mempunyai kecenderungan membentuk suatu padatan (cake) yang kompak pada waktu mengendap kedasar wadah. Akibatnya mungkin cake tersebut bertahan pada waktu di kocok dan membentuk gumpalan partikel yang lebih besar ukurannya dan kurang dapat disuspensi daripada suspensoid aslinya.

Bentuk partikel dari suspensoid dapat juga mempengaruhi pembentukan cake dan stabilitas dari produk. Untuk menghindari pembentukan suatu cake, harus diambil cara-cara tertentu untuk mencegah penggumpalan partikel menjadi kristal atau masa yang lebih besar. Satu cara umum untuk mencegah kohesi yang kuat dari partikel-partikel tersebut dengan menggunakan daya ikat antar partikel yang lemah. Penggumpalan partikel ini disebut flok atau flokula, diman partikel-partikel yang terflokulasi itu membentuk sejenis struktur kisi yang dapat menghalangi pengendapan sempurna (walaupun  flok mengendap lebih cepat daripada masing-masing partikel yang halus) sehingga tidak mudah menjadi kompak dibandingkan dengan partikel-partikel  yang tidak terflokulasi. Flok tersebut mengendap membentuk sedimen dengan volume yang lebih besar, struktur yang lebih lemah memungkinkan gumpalan tersebut pecah lagi dengan mudah dan tersebar lagi bila dikocok sedikit saja. Suatu sediaan suspensi yang sudah mengendap harus mempunyai kemempuan untuk terdispersi kembali menjadi sediaan yang homogen (redispersibilitas).

Evaluasi Waktu Redispersi, waktu redispersi dapat diketahui dengan cara mengocok sediaan dalam wadahnya atau dengan menggunakan pengocok mekanik atau tangan. Suspensi didiamkan hingga mengendap kemudian masing-masing suspensi dikocok homogen dan dicatat waktunya. Kemampuan redispersi baik bila suspensi telah terdispersi sempurna dengan pengocokan dalam waktu maksimal 30 detik.

Untuk mengevaluasi sediaan suspensi adalah dengan mengamati volume sedimentasi (F) dan derajat flokulasi (). Volume sedimentasi (F) adalah rasio volume akhir sedimen sediaan suspensi flokulasi dengan volume awal suspensi sebelum terjadi pengendapan,   F =   sedangkan derajat flokulasi () adalah rasio akhir sediaan suspensi flokulasi dengan volume akhir sediaan deflokulasi,   =  .

Bila F = 1 dinyatakan sebagai “floculation equilibrium”, merupakan sediaan yang baik karena tidak adanya supernatan jernih pada pendiaman, demikian bila F mendekati 1. Bila F > 1 terjadi “floc” sangat longgar dan halus sehingga volume akhir lebih besar dari volume awal, maka perlu ditambahkan zat tambahan. Dalam formulasi suspensi lebih baik jika dihasilkan kurva garis yang horizontal  atau sedikit curam (Martin, 1993). 

IV.   Percobaan

4.1     Alat dan Bahan

Alat   : Corong gelas, Gelas ukur, Mortir dan stemper, Pemanas, Botol Bening.

Bahan            : Sulfadiazin, NaCMC, PGA, Gliserin, Aquadest.

4.2     Prosedur

a)    Pembuatan Suspensi

Zat aktif disuspensikan dengan zat pensuspensi dalam tiga variasi konsentrasi.

R/      Sulfadiazin      5%

          Pensuspensi

          Glliserin           2%

          Air ad 100%

b)   Pengamatan Pengendapan

Volume sedimentasi yang terbetuk diamati dalam interval waktu 0, 30, 60 menit sampai 24, 72 jam.

c)    Penentuan Redispersibilitas

Setelah 24 jam, sediaan suspensi diredispersikan.

V.      Pengamatan

Pembuatan Sediaan Suspensi

Zat Aktif	Formula
	Sediaan I	Sediaan II
Sulfadiazin 5%  ( kadar zat aktif 500 mg )	PGA	NaCMC
	1%	1%
	1.5%	1.5%
	2%	2%

Pengamatan Suspensi

Waktu (Menit)	PGA			NaCMC
	1%	1.5%	2%	1%	1.5%	2%
0	-	-	-	-	-	-
30	0.2 cm	0.2 cm	0.4  cm	0.1  cm	0.2  cm	0.3 cm
60	0.4 cm	0.3 cm	0.5  cm	0.2 cm	0.3  cm	0.5  cm
Waktu (Jam)
24	0.5  cm	0.4  cm	0.6  cm	0.4  cm	0.7  cm	0.8  cm
72	0.6  cm	0.5  cm	0.7  cm	0.6  cm	0.8  cm	0.9  cm
Redispersibilitas	0.6  cm	0.3  cm	0.6  cm	0.4  cm	0.7  cm	0.8  cm
F = Vu/V0	0.24  cm	0.20  cm	0.28  cm	0.24 cm	0.32 cm	0.36  cm

VI.   Pembahasan

Pada pembuatan suspensi ini digunakan zat aktif  sulfadiazin dengan kadar zat aktif 500 mg per tablet. Ada dua macam pengamatan dalam percobaan ini, sulfadiazin disuspensikan dengan zat pensuspensi dalam beberapa variasi konsentrasi yaitu dengan pensuspensi PGA 1% , PGA 1.5 %, PGA 2%  dan pensuspensi Na-CMC 1%, Na-CMC 1.5%, Na-CMC 2%. Zat pensuspensi ini ditambahkan ke medium dispersi untuk menghasilkan struktur yang membantu terdispersinya fase dalam suspensi.

Dalam pembuatan suspensi, dipakai gliserin yang berguna di dalam penggerusan zat yang tidak larut karena akan memindahkan udara diantara partikel–partikel sehingga bila ditambahkan air dapat menembus dan membasahi partikel karena lapisan gliserin pada permukaan partikel mudah bercampur dengan air. Maka itu pendispersian partikel dilakukan dengan menggerus dulu partikel sulfadiazin dengan gliserin.

Sulfadiazin dibuat dalam ukuran kecil dengan menumbuk dan menggerus sediaan sampai halus, hal ini berguna untuk kestabilan suspensi agar laju endap dari partikel padat berkurang sehingga laju pengendapan akan lambat dan lebih seragam.

Pembasahan partikel dari serbuk sulfadiazin yang tidak larut di dalam cairan pembawa (air) adalah langkah yang penting, kadang–kadang sukar mendispersi serbuk, karena adanya udara, lemak dan lain – lain kontaminan. Serbuk sulfadiazin tadi tidak dapat segera dibasahi, walaupun berat jenisnya besar serbuk akan mengambang pada permukaan cairan. Pada serbuk yang halus mudah dimasuki udara dan sukar dibasahi meskipun ditekan di bawah permukaan cairan. Selanjutnya semua suspensi disimpan dalam botol tertutup rapat dan terlindung dari panas dan cahaya berlebihan, suspensi dikocok untuk menjamin distribusi zat padat yang merata dalam pembawa.

Baik susupensi dengan pensusupensi PGA maupun NaCMC semuanya menunjukkan kecenderungan untuk berflokulasi, membentuk suatu gumpalan yang lunak, sedimentasi terjadi cepat pada 30 menit pertama. Wujud suspensi kurang bagus karena sedimentasi terjadi cepat, keenam sediaan menghasilkan batas yang nyata antara endapan dan cairan diatasnya terjadi daerah cairan yang jernih dan nyata. Setelah 72 jam semua suspensi dikocok ringan (uji redispersibilitas) sedimen tidak membentuk cake yang keras ataupun padat dan mudah terdispersi kembali seperti semula. Kemampuan redispersi baik untuk semua variasi suspensi, semua suspensi terdispersi sempurna dengan pengocokan dalam waktu + 30 detik. Dari kurva dibawah ini dapat dilihat :

.

Dari kurva dapat dilihat zat pensuspensi yang paling baik bisa dikatakan tidak ada, untuk PGA adalah PGA dengan konsentrasi 2% yang lebih baik dibanding variasi konsentrasi PGA lainnya, sedangkan untuk NaCMC adalah NaCMC dengan konsentrasi 2 % juga. Dari hasil perhitungan volume sedimentasi, F ( hal.7) dapat dilihat bahwa yang paling mendekati sediaan yang baik mendekati F=1 adalah NaCMC sebesar 0.36, setelah dilakukan redispersibilitas dan diamati 24 jam.

 NaCMC 2% dan PGA 2% menjadi pensuspensi yang cukup baik diantara variasi konsentrasi yang di ujikan, hal ini disebabkan kadar konsentrasi pensuspensi yang lebih tinggi dibanding variasi konsentrasi lainnya. Walaupun begitu dalam literatur dijelaskan produk akan terlihat buruk jika F, volume sedimentasi tidak mendekati samadengan satu. Salah satu problem yang dihadapi dalam proses pembuatan suspensi adalah cara memperlambat penimbunan partikel serta menjaga homogenitas dari pertikel. Cara tersebut merupakan salah satu tindakan untuk menjaga stabilitas suspensi.

Maka, untuk mencegah terjadinya pengendapan dari flokulat sehingga didapat volume sedimentasi yang paling baik F=1 atau mendekati satu adalah dengan menambahkan kadar pensuspensi yang lebih banyak tapi tertentu, yang telah di uji coba konsentrasi yang paling baik.

VII. Kesimpulan

Dari hasil pengamatan tidak ada zat pensuspensi yang paling baik dengan volume sedimentasi,F mendekati satu atau samadengan satu dengan kadar zat pensuspensi PGA 1-2% begitupun NaCMC 1-2%. Untuk membuat sediaan suspensi yang baik, ada beberapa hal yang harus diperhatikan antaralain sifat partikel terdispersi (derajat pembasahan partikel), Zat pembasah, Medium pendispersi serta komponen – komponen formulasi. Zat yang terdispersi harus halus, tidak boleh cepat mengendap, dan bila digojog perlahan-lahan, endapan harus terdispersi kembali. Dapat di tambahkan zat tambahan untuk menjamin stabilitas suspensi tetapi kekentalan suspensi harus menjamin sediaan mudah di gojog dan dituang.

VIII.       Daftar Pustaka

Agoes, Goesman. 2008. Pengembangan Sediaan Farmasi Edisi revisi dan perluasan.  ITB : Bandung.

Yoshita (penerjemah).  1993.  Dasar Dasar Farmasi Fisik Dalam Ilmu Farmasetika Edisi Tiga. UI-press: Jakarta.

Ansel C Ph.D Howard.  1989.  Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi Edisi ke empat. UI-press : Jakarta.

    

LAMPIRAN

Pertanyaan :

Sebutkan perbedaan antara flokulasi dan deflokulasi !

Jawab :

Yang dimaksud dengan sistem flokulasi, dimana partikel terflokulasi terikat lemah, cepat mengendap dan pada penyimpanan tidak terjadi cake dan mudah tersuspensi kembali. Keunggulannya : sedimen pada tahap akhir penyimpanan akan tetap besar dan mudah diredispersi.  

Kekurangannya : dosis tak akurat dan produk tidak elegan karena kecepatan sedimentasinya tinggi.

Flokulasi dapat dikendalikan dengan :

a. Kombinasi ukuran partikel.

b. Penggunaan elektrolit untuk control potensial listrik ( zeta ).

c. Penambahan polimer mempengaruhi hubungan atau struktur partikel dalam suspensi.

Sifat – sifat dari partikel flokulasi :

a. Partikel merupakan agregat yang bebas.

b. Sedimentasi terjadi cepat, partikel mengendap sebagai flok yaitu kumpulan partikel.
c. Sedimen terjadi cepat.

d. Sedimen dalam keadaan terbungkus dan bebas sehingga tidak membentuk cake-cake yang keras dan padat, sehingga terdispersi kembali seperti  semula.

e. Bentuk suspensi kurang baik, sebab sedimentasi terjadi cepat dan  diatasnya terdapat daerah cairan yang jernih dan nyata.

Sistem deflokulasi, dimana partikel deflokulasi mengendap perlahan dan akhirnya membentuk sedimen, dimana terjadi agregasi dan akhirnya terbentuk cake yang keras dan sukar tersuspensi kembali.  Keunggulannya : sistem deflokulasi akan menampilkan dosis yang relative homogen pada waktu yang lama karena kecepatan sedimentasinya yang lambat.

Kekurangannya : apabila sudah terjadi endapan sukar sekali di redispersi karena terbentuk massa yang kompak. Sistem deflokulasi dengan viskositas yang tinggi akan mencegah sedimentasi tetapi tidak dapat dipastikan apakah sistem akan tetap homogen pada waktu paruhnya.

Sifat suspensi deflokulasi :

a. Partikel suspensi dalam keadaan terpisah satu dengan yang lain.

b.Sedimentasi terjadi lambat, masing-masing partikel mengenap terpisah dan ukuran  partikel minimal.

c. Sedimen terjadi lambat.

d. Akhirnya sedimen akan membentuk cake yang keras dan sukar terdispersi kembali

e. Bentuk suspensi lebih baik karena zat tersupensi dalam waktu relatif lama dan terlihat bahwa endapan dan cairan bagian atas berkabut.