sist penghataran nanopartikel

Sistem Penghantaran Obat Nanopartikel

I.                    DEFINISI

• Nanopartikel adalah partikel koloid dengan ukuran lebih kecil dari 1 mm (10 nm -1000 nm).
• Senyawa aktif tersebut dapat di hadapkan dalam bermacam-macam keadaan keadaan fisik. Dapat dilarutkan dalam matrik polimer, dapat dienkapsulasi, atau dapat diabsorbsi atau dilekatkan pada permukaan permbawa koloid.
• Ada dua definisi dalam persyaratan ikatan obat. Nanocapsule mempunyai struktur kulit-inti (sebuah system penyimpanan), sementara Nanosphere mewakili sebuah matrix-system.
• Sebagian besar didesain untuk pembawa parenteral.

Macam-macam tipe nanopartikel:

1. Nanocapsule
2. Nanosphere
3. Coated nanosphere

Manfaat:

• Memungkinkan pengendalian pelepasan obat dan targetting obat.
• Meningkatkan stabilitas obat.
• Kemungkinan untuk memasukkan obat lipofilik dan hidrofilik.
• Pembawa tidak biotoksis.
• Menghindarkan pelarut organic.
• Tidak bermasalah mengenai produksi dan sterilisasi skala besar.

II.                  PREPARASI/PEMBUATAN

• Teknik yang digunakan untuk pembuatan nanopartikel pada umumnya diklasifikasikan dalam dua grup.
• Didalam grup pertama nanopartikel dibentuk dari  pembentukan polimer awal. Polimer tersebut melingkupi kedua polimer sintetik tidak larut-air dan larut-air, semisintetik, atau alami.
• Alternative lainnya, nanopartikel dibuat melalui bermacam-macam reaksi polimerisasi monomer lipofilik atau hidrofilik.

Group I

• High Shear Homogenization and Ultrasound.

-> untuk memproduksi nanodispersi lipid padat.

• High Pressure Homogenization (HPH)

-> untuk produksi nanoemulsi pada nutrisi parenteral.

• Hot Homogenization

-> untuk menurunkan ukuran partikel dan meningkatkan laju degradasi obat dan pembawa.

• Cold Homogenization

->untuk mengatasi masalah hot homogenization yaitu:

(1)temperature menginduksi degradasi obat.

(2)distribusi obat ke dalam fase air selama homogenisasi.

(3)Komplesksitas dari tahapan kristalisasi dari nanoemulsi membawa beberapa modifikasi dan supercooled melts. 

• Emulsifikasi/evaporasi pelarut.

->lipid padat dilarutkan dalam sebuah pelarut organic water-immiscible (contoh sikloheksan/kloroform) yangdiemulsifikasi dalam fase cair.

• Metode Salting-Out

->larutan tersaturasi elektrolit mengandung hidrokoloid (polivinil alcohol) ditambahkan pada larutan aseton dari polimer ke bentuk emulsi O/W.

->sejumlah air atau larutan PEG secukupnya ditambahkan untuk membiarkan difusi sempurna dari aseton kedalam fase ammmmmir, kemudian menginduksikan penyusunan dari nanosphere.

• Metode Emulsi-Difusi

->cairan gel dari hidrokoloid (gelatin) ditambahkan pada larutan polimer yang dilarutkan dalam benzyl alcohol ke bentuk emulsi W/O.

->sejumlah besar air kemudian ditambahkan ke emulsi dalam perintah untuk membiarkan difusi sempurna dari pelarut organic kedalam air, membawa presipitasidari polimer sebagai nanosfer.

• Metode Presipitasi/pengendapan

->polimer dilarutkan dalam pelarut water-miscible (aseton) dan dicampur ke nonpelarut (air yg mengandung surfaktan) yang membawa pengendapan dari nanosphere.

• Injeksi Pelarut

->nanopartikel hanya diproduksi dengan pelarut yang diditribusi dengan cepat ke dalam fase cair (contoh: etanol, aseton, DMSO) sementara partikel besar diporel dengan lebih banyak pelarut lipofilik.

->terbatas untuk lipid yang dilarutkan dalam pelarut organic polar. Manfaat metode ini adalah menghindari kenaikan suhu dan tekanan tinggi.

Grup II

Mekanisme Polimerisasi Emulsi:

• Monomer diemulsifikasi dalam sebuah immiscible fase eksternal yang mengadung surfaktan.
• Diatas konsentrasi kritis misel, bentuk misel mampu melarutkan molekul monomer.
• Surfaktan juga diadsorpsi pada monomer droplet emulsi dan membuat stabil emulsi serta polimer nanopartikel.
• Reaksi polimerisasi dapat diinisiasi/dimulai dengan misel atau fase kontinu.
• Setelah mencapai berat molekul kritis, molekul menjadi tidak larut, dan terjadi pemisahan fase dan penyusunan nanopartikel.
• Sebuah nanopartikel mengandung sejumlah besar molekul polimer individu.

III.                PURIFICATION/PEMURNIAN

• Berdasarkan pada metode preparasi, kemungkinan banyaknya racun dan preparasi tambahan yang tidak diinginkan dapat di beri suspense mentah, yang mencakup pelarut organic, surfaktan, penstabil, elektrolit dan agregat polimer.
• Jadi langkah pemurnian diperlukan untuk memisahkan komponen-komponen tersebut dari nanopartikel.
• Permurnian dapat juga memisahkan obat bebas dari ikatan obat pada partikel.

Macam-macam  Pemurnian:

1. Ultrasentrifugasi -> pembuangan supernatant dan suspense kembali partikel di dalam air. Untuk membuangan preparasi tambahan.
2. Ultrafiltrasi sentrifugal ->ultrafiltrasi membrane untuk memisahkan nanopartikel dari medium disperse.
3. Cross-flow filtration ->Cairan dimurnikan secara langsung secara tangensial pada permukaan membrane untuk mencegah penymbatan saringan, dan nanosphere dipertahankan di dalam suspense dengan penambahan air dari tampungan pada laju yang sama sebagai laju filtrasi.
4. Permeasi gel -> penggunaan material berbentuk gel untuk memisahkan obat bebas dari ikatan partikel obat.
5. Dialisis -> suspense nanopartikulat didialisis bersama dengan larutan poloxamer melalui membrane selopase.

IV.                KARAKTERISASI

Formulasi nanopartikel -> Karakterisasi Fisikokimia –> Interaksi dengan protein darah –> Pengambilan kembali oleh sel secara invitro -> Evaluasi secara in vivo.

Parameter Karakterisasi Fisikokimia:

Ukuran partikel, Morfologi, Karateristik permukaan, Ikatan obat, Pelepasan obat, Keadaan fisik obat dan polimer, Berat molekuler.

V.                  APLIKASI

Solubilitas (sumbu x) dan Permeabilitas (sumbu y):

1. Kelas I -> High, High
2. Kelas II -> Low, High
3. Kelas III -> High, Low
4. Kelas IV -> Low, Low

METODE PENINGKATAN KELARUTAN

1. Kompleksasi
2. Kosolven
3. Pharmaceutical Salts
4. Micellization
5. Pengurangan ukuran partikel
6. Dispersi padat -> disperse satu atau lebih bahan aktif dalam sabuah eksipien inert atau matrik, dimana bahan aktif dapat berada dalam kristal secara halus, terlarut, atau keadaan amorf.
7. Prodrugs

Perbedaan Dispersi padat dan physical mixture:

-          Physical mixture -> campuran sederhana dua komponen yang diperoleh dengan teknik pencampuran tradisional.

-          Dispersi padat -> Campuran fisik, salah satu bagian atau seluruhnya, yang mengalami pencampuran tingkat molekuler selama penyusunan.

-          Pengadukan molekuler menghasilkan peningkatan luas permukaan obat dan  sebagai akibat peningkatan laju disolusi.

Tahapan inti yang diikutsertakan dalam penyusunan disperse padat:

1. Mengubah bentuk obat dan polimer dari keadaan padat ke cairan  atau keadaan seperti cairan melalui proses seperti melting (pencairan), pelarutan dalam pelarut atau kosolven.
2. Mencampur komponen dalam keadaan cair.
3. Mengubah bentuk campuran cairan kedalam fase adat melalui proses seperti pengentalan, eliminasi pelarut.

Manfaat Pra Formulasi dalam pengembangan obat baru:

Untuk memperoleh informasi yang berguna dengan berbagai investigasi suatu bahan obat yang selanjutnya dimanfaatkan untuk membuat formulasi sediaan secara fisikokimia stabil dan secara biofarmasi sesuai dengan tujuan dan bentuk sediaan.

METODE PEMBUATAN nanopartikel protein:

Metode Emulsifikasi

—  Larutan aqueous dari albumin dibuat menjadi bentuk emulsi dengan minyak nabati (cotton seed oil) pada suhu kamar.

—  Kemudian dengan menggunakan homogenizer pada kecepatan tinggi, akan diperoleh emulsi yang homogen.

—  Emulsi yang diperoleh kemudian ditambahkan ke dalam pre-heated oil (lebih dari 120 ^oC) setetes demi setetes hingga terbentuk nanopartikel.

—  Kemudian suspensi yang diperoleh diletakkan dalam penangas es.

Metode Desolvasi

—  Faktor desolvasi seperti garam atau alkohol yang ditambahkan secara perlahan-lahan pada larutan protein.

—  Akumulasi partikel protein akan terbentuk dengan sendirinya dengan adanya peningkatan turbiditas sistem.

—  Tahap selanjutnya akan terbentuk nanopartikel melalui proses polimerisasi sambungsilang (cross lingkage) dengan faktor glutaraldehid.