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:
- Nanocapsule
- Nanosphere
- 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:
- Ultrasentrifugasi -> pembuangan supernatant dan suspense kembali partikel di dalam air. Untuk membuangan preparasi tambahan.
- Ultrafiltrasi sentrifugal ->ultrafiltrasi membrane untuk memisahkan nanopartikel dari medium disperse.
- 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.
- Permeasi gel -> penggunaan material berbentuk gel untuk memisahkan obat bebas dari ikatan partikel obat.
- 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):
- Kelas I -> High, High
- Kelas II -> Low, High
- Kelas III -> High, Low
- Kelas IV -> Low, Low
METODE PENINGKATAN KELARUTAN
- Kompleksasi
- Kosolven
- Pharmaceutical Salts
- Micellization
- Pengurangan ukuran partikel
- 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.
- 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:
- Mengubah bentuk obat dan polimer dari keadaan padat ke cairan atau keadaan seperti cairan melalui proses seperti melting (pencairan), pelarutan dalam pelarut atau kosolven.
- Mencampur komponen dalam keadaan cair.
- 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.
