[REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

12
JSTFI Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology Vol.VI, No.2, Juli 2017 1 [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU DISOLUSI ZAT AKTIF FARMASI SUKAR LARUT AIR Revika Rachmaniar 1 , Taofik Rusdiana 2 , Camellia Panatarani 3,4 , I Made Joni 3,4 1 Departemen Farmasetika, Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia 2 Departemen Farmasetika dan Teknologi Formulasi, Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran, 3 Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran 4 Pusat Riset Institut Nanoteknologi dan Graphene (PRINT-G), Universitas Padjadjaran _________________________________________________________________________ Abstrak Kelarutan dan laju disolusi obat pada saluran gastrointestinal merupakan parameter dalam mengendalikan absorpsi dan bioavaibilitas obat. Obat yang sulit larut air dan disolusi rendah dalam cairan gastrointestinal akan menghasilkan bioavaibilitas oral rendah sehingga peningkatan kelarutan dan laju disolusi menjadi tantangan. Salah satu upaya mengatasinya adalah dengan menurunkan ukuran partikel, tapi partikel kecil yang terbentuk berpotensi membentuk aglomerasi dan agregasi. Karya tulis ini merupakan kajian pustaka bertujuan untuk mengetahui teknologi rekayasa partikel dalam rangka mengatasi permasalahan kelarutan dan laju disolusi yang rendah. Upaya meningkatkan kelarutan dan laju disolusi, yaitu modifikasi ukuran partikel, kristalinitas, modifikasi permukaan, dan teknologi preparasi partikel. Penurunan ukuran partikel obat dapat meningkatkan luas permukaan kontak obat dan media disolusi sehingga laju absorpsi meningkat. Namun, semakin kecil ukuran partikel dikhawatirkan terjadi aglomerasi dan agregasi karena efek elektrostatik. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya aglomerasi dan agregasi perlu ditambahkan stabilizer. Gugus fungsi pada stabilizer berfungsi untuk membantu meningkatkan obat yang sulit larut air, seperti polimer dan surfaktan. Partikel yang memiliki kristalinitas rendah (amorf) dapat memperbaiki kelarutan dan laju disolusi dengan luas permukaannya yang lebih besar dibandingkan partikel yang memiliki kristalinitas tinggi. Salah satu teknologi yang sering digunakan untuk meningkatkan kelarutan dan disolusi obat yang sukar larut air adalah spray drying. Kata kunci: spray drying, kelarutan, disolusi Abstract Solubility and dissolution rate of drug in gastrointestinal tract is an important in controlling absorption and bioavailability. Water insoluble and low dissolution drug will result low oral bioavailability. An effort to solve it is by reducing particle size, but fine particles have potential to form aggregation. This paper is a review which is aimed to determine the particle engineering technology in order to solve problems of solubility and dissolution rate. Several efforts of modification to increase solubility and dissolution rate, which is modification of particle size, crystallinity, surface, and preparation of particle technology. Decreasing size of drug particles can increas contact surface area of drug and dissolution medium so that the rate of drug absorption increases. However, agglomeration and aggregation occur in fine particle because of electrostatic effects. Therefore, stabilizer is needed to prevent aggregation. The functional groups on stabilizer has another function which improve the water insoluble drugs, such as polymers and surfactants. Particles which have a low crystallinity (amorphous) can improve the solubility and dissolution rate with a surface area larger than the particles which have high crystallinity. A technology which is often used in order to improve solubility and dissolution of water insoluble drugs is spray drying. Keywords: spray drying, solubility,dissolution _________________________________________________________________________

Transcript of [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

Page 1: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

1

[REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU DISOLUSI ZAT

AKTIF FARMASI SUKAR LARUT AIR

Revika Rachmaniar1, Taofik Rusdiana

2, Camellia Panatarani

3,4, I Made Joni

3,4

1 Departemen Farmasetika, Sekolah Tinggi Farmasi Indonesia

2 Departemen Farmasetika dan Teknologi Formulasi, Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran,

3Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Padjadjaran 4Pusat Riset Institut Nanoteknologi dan Graphene (PRINT-G), Universitas Padjadjaran

_________________________________________________________________________

Abstrak

Kelarutan dan laju disolusi obat pada saluran gastrointestinal merupakan parameter dalam

mengendalikan absorpsi dan bioavaibilitas obat. Obat yang sulit larut air dan disolusi rendah

dalam cairan gastrointestinal akan menghasilkan bioavaibilitas oral rendah sehingga

peningkatan kelarutan dan laju disolusi menjadi tantangan. Salah satu upaya mengatasinya

adalah dengan menurunkan ukuran partikel, tapi partikel kecil yang terbentuk berpotensi

membentuk aglomerasi dan agregasi. Karya tulis ini merupakan kajian pustaka bertujuan untuk

mengetahui teknologi rekayasa partikel dalam rangka mengatasi permasalahan kelarutan dan

laju disolusi yang rendah. Upaya meningkatkan kelarutan dan laju disolusi, yaitu modifikasi

ukuran partikel, kristalinitas, modifikasi permukaan, dan teknologi preparasi partikel. Penurunan

ukuran partikel obat dapat meningkatkan luas permukaan kontak obat dan media disolusi

sehingga laju absorpsi meningkat. Namun, semakin kecil ukuran partikel dikhawatirkan terjadi

aglomerasi dan agregasi karena efek elektrostatik. Oleh karena itu, untuk mencegah terjadinya

aglomerasi dan agregasi perlu ditambahkan stabilizer. Gugus fungsi pada stabilizer berfungsi

untuk membantu meningkatkan obat yang sulit larut air, seperti polimer dan surfaktan. Partikel

yang memiliki kristalinitas rendah (amorf) dapat memperbaiki kelarutan dan laju disolusi

dengan luas permukaannya yang lebih besar dibandingkan partikel yang memiliki kristalinitas

tinggi. Salah satu teknologi yang sering digunakan untuk meningkatkan kelarutan dan disolusi

obat yang sukar larut air adalah spray drying.

Kata kunci: spray drying, kelarutan, disolusi

Abstract

Solubility and dissolution rate of drug in gastrointestinal tract is an important in controlling

absorption and bioavailability. Water insoluble and low dissolution drug will result low oral

bioavailability. An effort to solve it is by reducing particle size, but fine particles have potential

to form aggregation. This paper is a review which is aimed to determine the particle

engineering technology in order to solve problems of solubility and dissolution rate. Several

efforts of modification to increase solubility and dissolution rate, which is modification of

particle size, crystallinity, surface, and preparation of particle technology. Decreasing size of

drug particles can increas contact surface area of drug and dissolution medium so that the rate

of drug absorption increases. However, agglomeration and aggregation occur in fine particle

because of electrostatic effects. Therefore, stabilizer is needed to prevent aggregation. The

functional groups on stabilizer has another function which improve the water insoluble drugs,

such as polymers and surfactants. Particles which have a low crystallinity (amorphous) can

improve the solubility and dissolution rate with a surface area larger than the particles which

have high crystallinity. A technology which is often used in order to improve solubility and

dissolution of water insoluble drugs is spray drying.

Keywords: spray drying, solubility,dissolution

_________________________________________________________________________

Page 2: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

2

PENDAHULUAN

Kelarutan, disolusi, dan

permeabilitas obat (zat aktif farmasi) pada

saluran gastrointestinal merupakan

parameter penting yang mengendalikan

absorpsi dan bioavaibilitas obat. Kelarutan

obat dalam air merupakan hal penting untuk

penghantaran oral dan juga parenteral. Hal

ini terkait dengan desain dan proses

pengembangan sediaan obat. Kelarutan obat

selaras dengan laju disolusi dimana sediaan

obat padat perlu mengalami pelepasan dari

sediaannya dan larut dalam larutan

gastrointestinal. Oleh karena itu, laju

disolusi pun menjadi suatu hal kritis. Obat

yang sukar larut air merupakan sebuah

tantangan dalam studi mengenai strukutur

kimia obat dalam pengembangan desain

formulasi. Hanya obat yang larut air yang

dapat diabsorpsi oleh membran sel untuk

mencapai target aksi obat. Obat yang akan

diabsorpsi harus berada dalam bentuk

larutan air pada sisi absorpsi. Obat yang

sukar larut air dan disolusi rendah dalam

larutan gastrointestinal akan menghasilkan

bioavaibilitas oral yang rendah sehingga

peningkatan kelarutan dan laju disolusi

menjadi suatu tantangan dalam

pengembangan sediaan farmasi

(Stegemann, et al, 2007; Shargel dan Yu,

2012; Khadka, et al., 2014).

Penurunan ukuran partikel obat

dapat meningkatkan luas permukaan kontak

obat dan media disolusi sehingga laju

absorpsi obat meningkat. Namun demikian,

semakin kecil ukuran partikel

dikhawatirkan terjadi aglomerasi dan

agregasi karena efek elektrostatik sehingga

penurunan ukuran partikel pun dapat

menjadi masalah baru dalam peningkatan

kelarutan dan laju disolusi (Liu, P. 2013.).

Berdasarkan hal tersebut, karya

tulis ini membahas tentang usaha-usaha

yang dilakukan untuk meningkatkan

kelarutan dan disolusi dengan memodifikasi

berbagai faktor yang mempengaruhinya

serta teknologi yang digunakannya.

PENGARUH KARAKTERISASI

PARTIKEL TERHADAP KELARUTAN

DAN LAJU DISOLUSI

Beberapa upaya modifikasi untuk

meningkatkan kelarutan obat, yaitu

modifikasi ukuran partikel, kristalinitas,

modifikasi permukaan, dan teknologi

preparasi partikel.

1. Ukuran Partikel

Untuk mendapatkan aktivitas

farmakologi, molekul harus menunjukkan

kelarutan dalam cairan intestinal agar dapat

melalui tahap pelarutan sehingga siap

diabsorpsi. Uji disolusi merupakan uji yang

sangat sensitif dan merupakan alat untuk

memprediksi bioavaibilitas obat secara in

vivo (Lakshmi dan Badarinath, 2013). Jika

proses disolusi untuk suatu partikel obat

cepat maka laju obat yang terabsorpsi

terutama akan tergantung pada

kesanggupannya menembus pembatas

membran. Jika laju disolusi untuk suatu

partikel obat lambat maka proses

disolusinya sendiri akan merupakan tahap

Page 3: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

3

yang menentukan laju dalam proses

absorpsi (Sinko, 2011).

Persamaan Noyes dan Withney

merupakan suatu persamaan yang

menunjukkan hubungan bahwa zat aktif

segera terlarut dalam lapisan pelarut yang

sangat tipis di sekitar zat aktif hingga

diperoleh suatu larutan yang jenuh (Aiache

dan Devissaquet, 1993). Persamaan Noyes

dan Withney dimuat dalam Persamaan 1.

.............(1)

Keterangan:

= laju pelarutan

A = luas kontak permukaan senyawa

yang tidak terlarut

Cs = konsentrasi zat aktif dalam pelarut di

sekitar zat aktif yang relatif sama

dengan konsentrasi jenuh atau

“kelarutan” zat aktif dalam cairan

yang merendamnya

C = jumlah zat aktif yang larut dalam

waktu t dalam pelarut yang tersedia

K = tetapan laju pelarutan

Persamaan Noyes dan Withney

menunjukkan bahwa laju pelarutan

berbanding lurus dengan luas permukaan

zat aktif yang kontak dengan pelarut. Bila

luas permukaan zat aktif ditingkatkan maka

proses penyerapan akan meningkat. Dengan

demikian, agar kelarutan dan disolusi

menjadi lebih baik maka luas permukaan

zat aktif perlu ditingkatkan (mengurangi

ukuran partikel zat aktif) (Aiache dan

Devissaquet, 1993).

Sifat fisikokimia zat aktif seperti

bentuk fisika berupa ukuran partikel

memerankan peran penting dalam disolusi.

Pengurangan ukuran partikel zat aktif dapat

meningkatkan luas permukaan kontak zat

aktif dan media disolusi sehingga

berpengaruh terhadap laju penyerapan suatu

zat aktif (Aiache dan Devissaquet, 1993).

Beberapa penelitian mengenai

pengaruh ukuran partikel terhadap kelarutan

dan laju disolusi tercantum dalam tabel 1.

2. Penstabil (Stabilizer)

Salah satu cara meningkatkan

kelarutan dan laju disolusi adalah

modifikasi permukaan. Modifikasi

permukaan ini terdiri dari penggunaan

penstabil (stabilizer) dan penggunaan gugus

pada stabilizer sebagai peningkat kelarutan

dalam air.

Semakin kecil ukuran partikel

semakin luas permukaan zat aktif yang

kontak dengan cairan gastrointestinal

sehingga proses absorpsi akan meningkat.

Namun demikian, semakin kecil ukuran

suatu partikel dikhawatirkan terjadi masalah

dalam hal stabilitas, seperti terjadi

aglomerasi dan agregasi. Oleh karena itu,

dalam usaha menurunkan ukuran partikel

perlu ditambahkan stabilizer. Gugus fungsi

pada stabilizer memiliki fungsi lain yaitu

dapat juga digunakan untuk membantu

meningkatkan zat aktif yang sukar larut air,

seperti polimer dan surfaktan (Liu, 2013.).

Stabilizer secara spontan diadsorpsi

dan melapisi permukaan partikel yang

terbentuk dengan tujuan: (a) untuk

menurunkan energi bebas sistem dan

tegangan permukaan partikel, (b)

membentuk lapisan hidrofilik sekeliling

partikel hidrofobik untuk membentuk

Page 4: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

4

Tabel 1. Pengaruh Ukuran Partikel terhadap Kelarutan dan Laju Disolusi

No Zat Aktif Ukuran

Partikel Kelarutan Disolusi Sumber

1 Ibuprofen 6,34 µm Peningkatan 2 kali

lipat (286,3 µg/ml)

Peningkatan lima

kali lipat (85%)

(Li, et al.,

2008)

2 Ibuprofen 5-9 µm Peningkatan 534 kali

(24,07 µg/ml)

Peningkatan 3 kali

lipat (95%)

(Mudit, et

al., 2011)

3 Ibuprofen 50 µm - Peningkatan 2,5

kali (100%)

(Elkordy

dan Essa,

2010)

4 Albendazole 1-30 μm - Peningkatan 5 kali

lipat (100%)

(Alanazi,

et al.,

2007.)

5 Hesperidin 370 nm Peningkatan 3,5 kali

(87,2 μg/ml)

Peningkatan 2 kali

lipat (100%)

(Mauludin

dan

Müller,

2013)

6 Cyclosporin A

(CsA)

2,53 -3,22

µm

- Peningkatan 2 kali

(100%)

(Lee, et

al., 2001)

7 Cyclosporin A

(CsA)

2,5 µm Peningkatan 5 kali

(500 μg/ml)

Peningkatan 2 kali

(88,46%)

(Woo, et

al., 2007)

8 Ketoprofen 7 - 11 µm Peningkatan delapan

kali (0,837 μg/ml)

Peningkatan 1,5

kali (75%)

(Dixit, et

al., 2011)

9 Fenofibrat 4 - 13 µm Peningkatan tiga kali

(15,4 μg/ml)

Peningkatan 3,3

kali (99%)

(Dixit, et

al., 2015)

10 Celecoxib 6 - 11 µm Peningkatan lima kali

(35,103±0,01μg/ml)

Peningkatan 3,3

kali (98%)

(Dixit, et

al., 2011)

11 Tinidazole 2 - 10μm HPMC meningkatkan

kelarutan 3,3 kali lipat

44,47 μg/ml.

PEG 4000

meningkatkan

kelarutan 2,8 kali lipat

38,03 μg/ml.

β-cyclodextrin

peningkatankan

kelarutan 3,2 kali

43,15 μg/ml

Peningkatan 2 kali

lipat. HPMC

99,06%; PEG 4000

98,37%; β-

cyclodextrin 96,25

%

(Chhaprel,

et al.,

2012)

12 Olanzapine 7 - 16 µm Peningkatan 5,7 kali

(0,188 μg/ml)

Peningkatan 10 kali

(99%)

(Dixit, et

al., 2014)

13 Itraconazole

Hydrochloride

500 nm Peningkatan 387 kali

lipat (4490,83 μg/ml)

Peningkatan 9 kali

lipat (94%)

(Tao, et

al., 2012)

14 Glipizide 29,4 nm Peningkatan 1367

(45,12 mg/ml)

Peningkatan 5,4

kali lipat (100%)

(Dash, et

al., 2015)

15 All-Trans Retinoic

Acid (ATRA)

89,3 -328,8

nm

Peningkatan 13,3

kali lipat (40%)

(Hu, et al.,

2004)

penolakan antara partikel (stabilisasi sterik),

(c) jika stabilizer memiliki gugus terionkan

maka muatan permukaan partikel akan

meningkat sehingga meningkatkan energi

penolakan (stabilisasi elektrostatik), (d)

mengkombinasi stabilisasi sterik dan

elektrostatik. Stabilizer meliputi polimer,

surfaktan, dan kombinasi keduanya.

Pemilihan tipe stabilizer dan konsentrasinya

merupakan hal yang penting untuk

penurunan ukuran partikel dan stabilisasi

formulasi. Setiap komponen obat memiliki

stabilizer optimal masing-masing (Liu,

2013).

Page 5: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

5

Tabel 2. Pengaruh Stabilizer terhadap Kelarutan dan Disolusi

No Zat Aktif Stabilizer

Kelarutan Disolusi Sumber Polimer Surfaktan

1 Ibuprofen Gelatin Sodium

lauryl sulfate

Peningkatan 2 kali

lipat (286,3 µg/ml)

Peningkatan 5

kali lipat (85%)

(Li, et al.,

2008)

2 Ibuprofen mesopori

silika SBA-

15

- - Peningkatan 19

kali lipat (95%)

(Shen, et

al., 2011)

3 Ibuprofen mesopori

silika MCM

41

- - Peningkatan 17

kali (88%)

(Shen et

al., 2011)

4 Ibuprofen mesopori

silika SBA-

15- LP

- - Peningkatan 15

kali (76%).

(Shen, et

al., 2011)

5 Ibuprofen Pluronic

F127

- Peningkatan 534

kali (24,07 µg/ml)

Peningkatan 3

kali lipat (95%)

(Mudit, et

al., 2011)

6 Ibuprofen - Poloxamer

127

- Peningkatan 2,5

kali (100%)

(Elkordy,

et al.,

2010)

7 Albendazole HPMC - - Peningkatan 5

kali lipat (100%)

(Alanazi,

et al.,

2007)

8 Albendazole PVA - - Peningkatan 5

kali lipat (90%)

(Alanazi,

et al.,

2007)

9 Albendazole PVP - - Peningkatan 5

kali lipat (95%)

(Alanazi,

et al.,

2007.)

10 Cyclosporin

A (CsA)

Dekstrin Sodium

lauryl sulfate

- Peningkatan 2

kali (100%)

(Lee, et

al., 2001)

11 Cyclosporin

A (CsA)

Sodium

hyaluronate

(HA)

Sodium

lauryl sulfate

Peningkatan 5 kali

(500 μg/ml)

Peningkatan 2

kali (88,46%)

(Woo, et

al.,v2007)

12 Albendazole Kollicoat IR,

PVP

- Peningkatan 5

kali (100%)

(Ibrahim,

et al.,

2014)

13 Fenofibrat pluronic F-

127

- Peningkatan tiga

kali (15,4 μg/ml)

Peningkatan 3,3

kali (99%)

(Dixit, et

al., 2015)

14 Celecoxib pluronic F

127

- Peningkatan lima

kali (35,103μg/ml)

Peningkatan 3,3

kali (98%)

(Dixit, et

al., 2011)

15 Tinidazole PEG 4000 - PEG 4000

meningkatkan

kelarutan 2,8 kali

lipat 38,03 μg/ml.

Peningkatan 2

kali lipat

(98,37%)

(Chhaprel,

et al.,

2012)

16 Tinidazole HPMC 5 cps - HPMC

meningkatkan

kelarutan 3,3 kali

lipat 44,47 μg/ml.

Peningkatan 2

kali lipat

(99,06%)

(Chhaprel,

et al.,

2012)

17 Tinidazole β-

cyclodextrin

- Β-cyclodextrin

meningkatkan

kelarutan 3,2 kali

43,15 μg/ml

Peningkatan 2

kali lipat (96,25

%)

(Chhaprel,

et al.,

2012)

18 Olazapine β-

cyclodextrin

- Peningkatan 5,7

kali (0,188 μg/ml)

Peningkatan 10

kali (99%)

(Dixit, et

al., 2014)

Page 6: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

6

3. Kristalinitas

Sifat fisikokimia zat aktif seperti

bentuk fisika berupa amorf atau polimorf

memerankan peran penting juga dalam

kelarutan dan disolusi (Aiache dan

Devissaquet, 1993). Semakin banyaknya

obat yang sukar larut air mendorong untuk

mengembangkan berbagai metode untuk

memperbaiki karakteristik tersebut. Salah

satu metode yang digunakan adalah proses

pembentukan partikel amorf. Partikel

berbentuk amorf dibandingkan bentuk

kristal dapat memperbaiki sifat fisik seperti

kelarutan dan laju disolusi dengan tetap

mempertahankan struktur dan sifat

farmakologinya. Bentuk amorf membantu

peningkatan kelarutan karena energi dalam

yang besar dan stabilitas termodinamik

yang rendah serta luas permukaannya yang

lebih besar dibandingkan bentuk kristal

(Wlodarski, et al., 2014).

Beberapa penelitian mengenai

pengaruh bentuk partikel terhadap kelarutan

dan laju disolusi tercantum dalam tabel 3.

4. Teknologi Preparasi Partikel dengan

Teknik Spray Drying

Teknologi partikel melibatkan

beberapa pendekatan proses penurunan

ukuran partikel dan perubahan kristalinitas

dalam usahanya memperbaiki kelarutan dan

laju disolusi obat (Khadka, et al., 2014.).

Salah satu teknologi tersebut adalah teknik

spray drying.

Sifat fisikokimia partikel hasil

spray drying dipengaruhi pemilihan pelarut,

viskositas larutan, konsentrasi zat terlarut

dalam larutan, laju alir, dan tegangan

permukaan (Patel, et al., 2014.). Sifat

fisikokimia produk spray drying, seperti

ukuran partikel, bentuk amorf, bisa

dikontrol dengan menyesuaikan komposisi

larutan Umumnya partikel berbentuk amorf

dihasilkan ketika zat dapat terlarut dalam

pelarut sebelum dilakukan spray drying

(Harjunen, 2004.).

Tahapan teknik spray drying adalah

sebagai berikut:

a. Atomisasi

Larutan pecah menjadi droplet yang

sangat kecil. Proses atomisasi ini

menggunakan atomizer. Atomizer yang

digunakan biasanya rotary atomizer,

pressure nozzle, two fluid nozzle, atau

ultrasonic atomizer (Aundhia, et al.,

2011; Nandiyanto dan Okuyama,

2011).

b. Pengeringan

Droplet dengan cepat mengalami

evaporasi kemudian partikel padat

terbentuk dan ditampung dalam wadah.

Proses evaporasi pelarut bisa

menggunakan aliran gas panas, tungku

pemanas atau reaktor, atau pengering

difusi (Aundhia, et al., 2011;

Nandiyanto dan Okuyama, 2011).

Temperatur udara inlet semakin

tinggi untuk pengeringan sehingga

proses evaporasi pelarut akan semakin

cepat, tapi temperatur tinggi

memungkinkan terjadinya kerusakan

secara fisik maupun kimia pada bahan

tidak tahan panas (Patel et al, 2009).

Page 7: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

7

Tabel 3. Pengaruh Bentuk Partikel terhadap Kelarutan dan Laju Disolusi

No Zat Aktif

Struktur

Partikel Kelarutan Disolusi Sumber

1 Ibuprofen Amorf Peningkatan 2 kali lipat

(286,3 µg/ml)

Peningkatan lima kali

lipat (85%)

(Li, et

al.,

2008)

2 Ibuprofen Amorf - Peningkatan 19 kali

lipat (95%)

(Shen, et

al., 2011)

3 Ibuprofen Kristalinitas

menurun

- Peningkatan 15 kali

(76%).

(Shen, et

al., 2011)

4 Ibuprofen Amorf Peningkatan 534 kali

(24,07 µg/ml)

Peningkatan 3 kali

lipat (95%)

(Mudit,

et al.,

2011)

5 Ibuprofen Kristalinitas

menurun

- Peningkatan 2,5 kali

(100%)

(Elkordy

dan Essa,

2010)

6 Albendazole Kristalinitas

menurun

- Peningkatan 5 kali

lipat (100%)

(Alanazi,

et al.,

2007)

7 Hesperidin Kristal Peningkatan 3,5 kali

(87,2 μg/ml)

Peningkatan 2 kali

lipat (100%)

(Mauludi

n dan

Müller,

2013)

8 Albendazole Kristalinitas

menurun

Peningkatan 5 kali

(100%)

(Ibrahim,

et al.,

2014)

9 Ketoprofen Kristalinitas

menurun

Peningkatan delapan kali

(0,837 μg/ml)

Peningkatan 1,5 kali

(75%)

(Dixit, et

al.,

2011)

10 Fenofibrat Kristalinitas

menurun

Peningkatan tiga kali

(15,4 μg/ml)

Peningkatan 3,3 kali

(99%)

(Dixit, et

al., 2015)

11 Celecoxib Kristalinitas

menurun

Peningkatan lima kali

(35,103±0,01μg/ml)

Peningkatan 3,3 kali

(98%)

(Dixit, et

al., 2011)

12 Tinidazole Kristalinitas

menurun

HPMC meningkatkan

kelarutan 3,3 kali lipat

44,47 μg/ml.

PEG 4000 meningkatkan

kelarutan 2,8 kali lipat

38,03 μg/ml.

Β-cyclodextrin

peningkatankan

kelarutan 3,2 kali 43,15

μg/ml

Peningkatan 2 kali

lipat. HPMC 99,06%;

PEG 4000 98,37%; β-

cyclodextrin 96,25 %

(Chhapre

l, et al.,

2012)

13 Olazapine Amorf Peningkatan 5,7 kali

(0,188 μg/ml)

Peningkatan 10 kali

lipat (99%)

(Dixit, et

al., 2014)

14 Itraconazole

hydrochloride

Amorf Peningkatan 387 kali

lipat (4490,83 μg/ml)

Peningkatan 9 kali

lipat (94%)

(Tao, et

al., 2012)

15 Glipizide Amorf Peningkatan 1367 kali

lipat (45,12 mg/ml)

Peningkatan 5,4 kali

lipat (100%)

(Dash, et

al.,

2015.)

16 All-trans

retinoic acid

Amorf Peningkatan 13,3 kali

lipat (40%)

(Hu, et

al., 2004)

Page 8: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

8

Tabel 4. Pengaruh Teknik Spray Drying dalam Peningkatan Kelarutan dan Disolusi Obat

Sukar Larut Air

No Zat aktif Ukuran

Partikel

Struktur

Partikel Stabilizer Kelarutan Disolusi Sumber

1 Ibuprofen 6,34 µm Amorf Gelatin Peningkatan 2

kali lipat (286,3

µg/ml)

Peningkatan 5

kali lipat (85%)

(Li, et

al., 2008)

2 Ibuprofen 5-9 µm Amorf Pluronic

F127

Peningkatan 534

kali (24,07

µg/ml)

Peningkatan 3

kali lipat (95%)

(Mudit,

et al.,

2011)

3 Ibuprofen 50 µm Kristalinitas

menurun

Poloxamer

127

- Peningkatan 2,5

kali (100%)

(Elkordy

dan Essa,

2010)

4 Albendazole 1-30 μm Kristalinitas

menurun

HPMC - Peningkatan 5

kali lipat

(100%)

(Alanazi,

et al.,

2007)

5 Albendazole 1-30 μm Kristalinitas

menurun

PVA - Peningkatan 5

kali lipat (90%)

(Alanazi,

et al.,

2007)

6 Albendazole 1-30 μm Kristalinitas

menurun

PVP - Peningkatan 5

kali lipat (95%)

(Alanazi,

et al.,

2007)

7 Ketoprofen 7 - 11 µm Kristalinitas

menurun

- Peningkatan 8

kali (0,837

μg/ml)

Peningkatan 1,5

kali (75%)

(Dixit, et

al., 2011)

8 Tinidazole 2 - 10μm Kristalinitas

menurun

PEG 4000 Peningkatan 2,8

kali lipat 38,03

μg/ml.

Peningkatan 2

kali lipat

(98,37%)

(Chhapre

l, et al.,

2012.)

9 Tinidazole 2 - 10μm Kristalinitas

menurun

HPMC 5 cps Peningkatan 3,3

kali lipat 44,47

μg/ml.

Peningkatan 2

kali lipat

(99,06%)

(Chhapre

l, et al.,

2012.)

10 Tinidazole 2 - 10μm Kristalinitas

menurun

β-

cyclodextrin

Peningkatan 3,2

kali 43,15 μg/ml

Peningkatan 2

kali lipat (96,25

%)

(Chhapre

l, et al.,

2012)

11 Olanzapine 7 - 16 µm Amorf β-

cyclodextrin

Peningkatan 5,7

kali (0,188

μg/ml)

Peningkatan 10

kali (99%)

(Dixit, et

al., 2014)

12 Celecoxib 6 - 11 µm Kristalinitas

menurun

pluronic F

127

Peningkatan 5

kali

(35,103±0,01μg/

ml)

Peningkatan 3,3

kali (98%)

(Dixit, et

al., 2011)

13 Fenofibrat 4 - 13 µm Kristalinitas

menurun

pluronic F-

127

Peningkatan 3

kali (15,4 μg/ml)

Peningkatan 3,3

kali (99%)

(Dixit, et

al., 2015)

14 Cyclosporin

A (CsA)

2,5 µm - Sodium

hyaluronate

(HA) dan

Sodium

Lauryl

Sulfate

Peningkatan 5

kali (500 μg/ml)

Peningkatan 2

kali (88,46%)

(Woo, et

al., 2007)

Aliran gas yang masuk ke dalam

wadah pengeringan terdiri atas tiga

jenis aliran, yaitu co-current, di mana

aliran gas searah dengan arah masuk

droplet; counter-current, aliran gas

tidak searah dengan arah masuk

droplet; mixed flow, gabungan kedua

aliran (Aundhia, et al., 2011).

Page 9: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

9

c. Recovery

Partikel yang telah diperoleh dalam

wadah pengeringan kemudian

dikeringkan kembali dan ditampung

dalam wadah (Aundhia, et al., 2011).

Temperatur udara outlet adalah

parameter kritis yang mempengaruhi

morfologi produk seperti ukuran

partikel, kekasaran permukaan,

kerapatan jenis, kelengketan partikel,

residu pelarut atau kelembaban, dan

lain-lain. Setelah proses spray drying,

pengeringan kedua terhadap produk

diperlukan untuk menghilangkan residu

pelarut karena keberadaan pelarut dapat

menyebabkan kekenyalan pada produk

dan dapat menyebabkan pertumbuhan

kristal (Patel, et al., 2014).

Beberapa penelitian mengenai

teknik spray drying yang digunakan untuk

meningkatkan kelarutan dan laju disolusi

tercantum dalam tabel 4.

SIMPULAN

Berdasarkan kajian pustaka,

diketahui bahwa penurunan ukuran partikel,

pembentukan partikel amorf, dan

penggunaan stabilizer dapat meningkatkan

kelarutan dan laju disolusi obat yang sukar

larut air. Ketiga karakteristik yang

diperlukan tersebut dapat diperoleh

sekaligus dengan menggunakan teknologi

preparasi partikel teknik spray drying

DAFTAR PUSTAKA

Aiache, J.M., dan Devissaquet, J. 1993.

Biofarmasetika. Penerjemah: Widji

Soeratri. Edisi kedua. Jakarta:

Universitas Airlangga Press.

Alanazi, F.K., El-Badry, M., Ahmed, M.O.,

dan Alsarra, I.A. 2007.

“Improvement of Albendazole

Dissolution by Preparing

Microparticles Using Spray-Drying

Technique.” Sci Pharm. 75:63-79.

Aundhia, C.J., Raval, J.A., Patel, M.M.,

Shah, N.V., Chauhan, S.P., Sailor,

G.U., Javia, A.R., dan Mahashwari,

R.A. 2011. “Spray Drying in the

Pharmaceutical Industry.” Indo

American Journal of

Pharmaceutical Research.

2(1):125-138.

Chhaprel, P., Talesara, A., dan Jain, A.K.

2012. “Solubility Enhancement of

Poorly Water Soluble Drug Using

Spray Drying Technique.” Int J

Pharm Stud Res. 3(2):1-5.

Dash, R.N., Habibuddin, M., Humaira, T.,

dan Ramesh, D. 2015. “Design,

Optimization and Evaluation of

Glipizide Solid Self-

Nanoemulsifying Drug Delivery for

Enhanced Solubility and

Dissolution.” Saudi Pharm J.

23:528–540.

Dixit, M., Rasheed, A., Rahman, N.C.F.,

dan Daniel, S. 2015. “Enhancing

Solubility and Dissolution of

Fenofibrate by Spray Drying

Page 10: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

10

Technique.” Int J Pharm Pharm

Sci. 7(1):173-177.

Dixit, M., Charyulu, R.N., Shetty, A., Rao,

M., Bengre, P., dan Thomas, S.

2014. “Enhancing Solubility and

Dissolution of Olanzapine by Spray

Drying Using β-Cyclodextrin

Polymer.” J App Pharm Sci.

4(11):81-86.

Dixit, M., Kini, A.G., dan Kulkarni, P.K.

2011. “Enhancing Solubility and

Dissolution of Celecoxib by Spray

Drying using Pluronic F 127.”

Indian Journal of Pharmaceutical

Education and Research.

45(4):346-352

Dixit, M., Kulkarni, P.K., Gowtham, V.,

dan Shivakumar, H.G. 2011.

“Preparation And Characterization

of Spray Dried Microparticle and

Chilled Spray Dried Particle of

Ketoprofen by Spray Drying

Method.” Asian J Pharm Clin Res.

4(1):138-142

Elkordy, A.A., dan Essa, E.A. 2010.

“Effects of Spray Drying and Spray

Chilling on Ibuprofen Dissolution.”

Iran J Pharm Res. 6(1):3-12.

Harjunen, P. 2004. “Modification by Spray

Drying of The Physicochemical

Properties of Lactose Particles

Used As Carriers in A Dry Powder

Inhaler.” Dissertation. Finlandia:

University of Kuopio. P. 30-35.

Hu, L., Tang, X., dan Cui, F. 2004. “Solid

Lipid Nanoparticles (SLNs) to

Improve Oral Bioavailability of

Poorly Soluble Drugs.” J Pharm

Pharmacol. 56:1527-1535.

Ibrahim, M.A., Shazly, G.A., dan El-Badry,

M. 2014. “Albendazole

Microparticles Prepared by Spray

Drying Technique: Improvement of

Drug Dissolution.” Trop J Pharm

Res. 13(12):1963-1970.

Khadka, P., Ro, J., Kim, H., Kim, I., Kim,

J., Kim, H., Cho, J.M., Yun, G.,

dan Lee, J. 2014. “Pharmaceutical

Particle Technologies: An

Approach to Improve Drug

Solubility, Dissolution and

Bioavailability.” Asian J Pharm

Sci. 9(6):304–316

Lakshmi, C.S., dan Badarinath, A.V. 2013.

“An Updated Review of

Dissolution Apparatus for

Conventional and Novel Dosage

Forms.” International Journal of

Pharma Research and Review.

2(7):42-53.

Lee, E.J., Lee, S.W., Choi, H.G., dan Kim,

C.K. 2001. “Bioavailability of

Cyclosporin A Dispersed in

Sodium Lauryl Sulfate–Dextrin

Based Solid Microspheres.” Int J

Pharm. 218:125–131.

Li, D.X., Oh, Y.K., Lim, S.J., Kim, J.O.,

Yang, H.J., Sung, J.H., Yong, C.S.,

dan Choi, H.G. 2008. “Novel

Gelatin Microcapsule with

Bioavailability Enhancement of

Ibuprofen Using Spray-Drying

Page 11: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

11

Technique.” Int J Pharm.

355:277–284.

Liu, P. 2013. “Nanocrystal Formulation for

Poorly Soluble Drugs.”

Dissertation. Finland: University

of Helsinki.

Mauludin, R., dan Müller, R.H. 2013.

“Physicochemical Properties of

Hesperidin Nanocrystal.” Int J

Pharm Pharm Sci. 5(3):954-960.

Mudit, D., Keshavarao, K.P., dan Selvam,

P. 2011. “Enhancing Solubility and

Dissolution of Ibuprofen by Spray

Drying Using Pluronic F127.” Int

Res J Pharm. 2(5):250-256.

Nandiyanto, A.B.D., dan Okuyama, K.

2011. “Progress in Developing

Spray-Drying Methods for The

Production of Controlled

Morphology Particles: From The

Nanometer to Submicrometer Size

Ranges.” Adv Powder. Technol.

22:1-19.

Patel, A.D., Agrawal, A., dan Dave, R.H.

2014. “Investigation of The Effects

of Process Variables on Derived

Properties of Spray Dried Solid-

Dispersions Using Polymer Based

Response Surface Model and

Ensemble Artificial Neural

Network Models.” Eur J Pharm

Biopharm. 86:404–417.

Patel, R., Patel, M., dan Suthar, A. 2009.

“Spray Drying Technology: an

Overview.” Indian J Sci Technol.

2(10):44-47.

Shargel, L., dan Yu, A.B.C. 2012.

Biofarmasetika dan

Farmakokinetika Terapan.

Penerjemah: Fasich, dan Siti

Sjamsiah. Edisi II. Surabaya:

Universitas Airlangga Press; 2012.

Hal. 154-155.

Shen, S.C., Nga, W.K., Chia, L., Hu, J.,

dan Tan, R.B.H. 2011. “Physical

State and Dissolution of Ibuprofen

Formulated by Co-Spray Drying

with Mesoporous Silica: Effect of

Pore and Particle Size.” Int J

Pharm. 410:188–195.

Sinko, P.J. 2011. Farmasi Fisik dan Ilmu

Farmasetika Martin. Edisi 5.

Jakarta: EGC. Hal. 100-110.

Stegemann, S., Leveiller, F., Franchi, D.,

De Jong, H., dan Linden, H. 2007.

“When Poor Solubility Becomes an

Issue: From Early Stage to Proof of

Concept.” Eur J Pharm Sci.

31:249-261.

Tao, T., Zhao, Y., Wua, J., dan Zhoub, B.

2012. “Preparation And Evaluation

of Itraconazole Dihydrochloride for

The Solubility and Dissolution Rate

Enhancement.” Int J Pharm.

422:24– 32.

Wlodarski, K., Sawicki, W., Paluch, K.J.,

Tajber, L., Grembecka, M.,

Hawelek, L., Wojnarowska, Z.,

Grzybowska, K., Talik, E., dan

Paluch, M. 2014. “The Influence of

Amorphization Methods on The

Apparent Solubility and

Page 12: [REVIEW] USAHA PENINGKATAN KELARUTAN DAN LAJU …

JSTFI

Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology

Vol.VI, No.2, Juli 2017

12

Dissolution Rate of Tadalafil.” Eur

J Pharm Sci. 62:132-40

Woo, J.S., Piao, M.G., Li, D.X., Ryu, D.S.,

Choi, J.Y., Kim, J.A., Kim, J.H.,

Jin, S.G., Kim, D.D., Lyoo, W.S.,

Yong, C.S., dan Choi, H.G. 2007.

“Development of Cyclosporin A

Loaded Hyaluronic Microsphere

with Enhanced Oral

Bioavailability.” Int J Pharm.

345:134–141.