Sediaan GEL
I. DEFINISI
· Gel merupakan sistem semipadat terdiri dari suspensi yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan. gel kadang – kadang disebut jeli. (FI IV, hal 7)
· Gel adalah sediaan bermassa lembek, berupa suspensi yang dibuat dari zarah kecil senyawaan organik atau makromolekul senyawa organik, masing-masing terbungkus dan saling terserap oleh cairan (Formularium Nasional, hal 315)
II. TEORI
2.1 Pengolongan (Disperse Sistem), (Lachman, hal 496)
A. Berdasarkan sifat fasa koloid :
· Gel anorganik, contoh : bentonit magma
· Gel organik, pembentuk gel berupa polimer
B. Berdasarkan sifat pelarut :
· Hidrogel (pelarut air).
Hidrogel
pada umumnya terbentuk oleh molekul polimer hidrofilik yang saling
sambung silang melalui ikatan kimia atau gaya kohesi seperti interaksi
ionik, ikatan hidrogen atau interaksi hidrofobik. Hidrogel mempunyai
biokompatibilitas yang tinggi sebab hidrogel mempunyai tegangan
permukaan yang rendah dengan cairan biologi dan jaringan sehingga
meminimalkan kekuatan adsorbsi protein dan adhesi sel; hidrogel
menstimulasi sifat hidrodinamik dari gel
biological, sel dan jaringan dengan berbagai cara; hidrogel bersifat
lembut/lunak, elastis sehingga meminimalkan iritasi karena friksi atau
mekanik pada jaringan sekitarnya. Kekurangan hidrogel yaitu memiliki
kekuatan mekanik dan kekerasan yang rendah setelah mengembang. Contoh :
bentonit magma, gelatin
· Organogel
(pelarut bukan air/pelarut organik). Contoh : plastibase (suatu
polietilen dengan BM rendah yang terlarut dalam minyak mineral dan
didinginkan secara shock cooled), dan dispersi logam stearat dalam minyak.
· Xerogel.
Gel
yang telah padat dengan konsentrasi pelarut yang rendah diketahui
sebagai xerogel. Xerogel sering dihasilkan oleh evaporasi pelarut,
sehingga sisa – sisa kerangka gel yang tertinggal. Kondisi ini dapat
dikembalikan pada keadaan semula dengan penambahan agen yang
mengimbibisi, dan mengembangkan matriks gel. Contoh : gelatin kering,
tragakan ribbons dan acacia tears, dan sellulosa kering dan polystyrene.
C. Berdasarkan bentuk struktur gel:
· Kumparan acak
· Heliks
· Batang
· Bangunan kartu
D. Berdasarkan jenis fase terdispersi (FI IV, ansel):
· Gel fase tunggal, terdiri dari makromolekul organik yang tersebar serba sama dalam suatu cairan sedemikian hingga tidak
terlihat adanya ikatan antara molekul makro yang terdispersi dan
cairan. Gel fase tunggal dapat dibuat dari makromolekul sintetik (misal
karbomer) atau dari gom alam (misal tragakan). Molekul organik larut
dalam fasa kontinu.
· Gel sistem dua fasa, terbentuk jika masa gel terdiri dari jaringan partikel kecil yang terpisah. Dalam
sistem ini, jika ukuran partikel dari fase terdispersi relatif besar,
masa gel kadang-kadang dinyatakan sebagai magma. Partikel anorganik
tidak larut, hampir secara keseluruhan terdispersi pada fasa kontinu.
2.2 Kegunaan (Lachman,1989. Pharmaceuitical Dosage System. Dysperse system. Volume 2, hal 495 – 496)
· Gel
merupakan suatu sistem yang dapat diterima untuk pemberian oral, dalam
bentuk sediaan yang tepat, atau sebagai kulit kapsul yang dibuat dari
gelatin dan untuk bentuk sediaan obat long – acting yang diinjeksikan
secara intramuskular.
· Gelling
agent biasa digunakan sebagai bahan pengikat pada granulasi tablet,
bahan pelindung koloid pada suspensi, bahan pengental pada sediaan
cairan oral, dan basis suppositoria.
· Untuk
kosmetik, gel telah digunakan dalam berbagai produk kosmetik, termasuk
pada shampo, parfum, pasta gigi, dan kulit – dan sediaan perawatan
rambut.
· Gel
dapat digunakan untuk obat yang diberikan secara topikal (non streril)
atau dimasukkan ke dalam lubang tubuh atau mata (gel steril) (FI IV, hal 8)
2.3 Keuntungan dan Kekurangan Sediaan Gel.
Keuntungan sediaan gel :
· Untuk hidrogel : efek
pendinginan pada kulit saat digunakan; penampilan sediaan yang jernih
dan elegan; pada pemakaian di kulit setelah kering meninggalkan film
tembus pandang, elastis, daya lekat tinggi
yang tidak menyumbat pori sehingga pernapasan pori tidak terganggu;
mudah dicuci dengan air; pelepasan obatnya baik; kemampuan penyebarannya
pada kulit baik.
Kekurangan sediaan gel :
· Untuk
hidrogel : harus menggunakan zat aktif yang larut di dalam air sehingga
diperlukan penggunaan peningkat kelarutan seperti surfaktan agar gel
tetap jernih pada berbagai perubahan temperatur, tetapi gel tersebut
sangat mudah dicuci atau hilang ketika berkeringat, kandungan surfaktan yang tinggi dapat menyebabkan iritasi dan harga lebih mahal.
· Penggunaan emolien golongan ester harus diminimalkan atau dihilangkan untuk mencapai kejernihan yang tinggi.
· Untuk
hidroalkoholik : gel dengan kandungan alkohol yang tinggi dapat
menyebabkan pedih pada wajah dan mata, penampilan yang buruk pada kulit
bila terkena pemaparan cahaya matahari, alkohol akan menguap dengan
cepat dan meninggalkan film yang berpori atau pecah-pecah sehingga tidak
semua area tertutupi atau kontak dengan zat aktif.
2.4 Sifat / Karakteristik Gel (lachman, 496 – 499)
· Zat pembentuk gel yang ideal untuk sediaan farmasi dan kosmetik ialah inert, aman dan tidak bereaksi dengan komponen lain
· Pemilihan
bahan pembentuk gel harus dapat memberikan bentuk padatan yang baik
selama penyimpanan tapi dapat rusak segera ketika sediaan diberikan
kekuatan atau daya yang disebabkan oleh pengocokan dalam botol,
pemerasan tube, atau selama penggunaan topikal.
· Karakteristik gel harus disesuaikan dengan tujuan penggunaan sediaan yang diharapkan.
· Penggunaan
bahan pembentuk gel yang konsentrasinya sangat tinggi atau BM besar
dapat menghasilkan gel yang sulit untuk dikeluarkan atau digunakan).
· Gel
dapat terbentuk melalui penurunan temperatur, tapi dapat juga
pembentukan gel terjadi satelah pemanasan hingga suhu tertentu. Contoh
polimer seperti MC, HPMC dapat terlarut hanya pada air yang dingin yang
akan membentuk larutan yang kental dan pada peningkatan suhu larutan
tersebut akan membentuk gel.
· Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase yang disebabkan oleh pemanasan disebut thermogelation
Sifat dan karakteristik gel adalah sebagai berikut (Disperse system):
1. Swelling
Gel dapat mengembang karena komponen pembentuk gel dapat mengabsorbsi larutan sehingga terjadi pertambahan volume. Pelarut akan berpenetrasi diantara matriks gel dan terjadi interaksi
antara pelarut dengan gel. Pengembangan gel kurang sempurna bila
terjadi ikatan silang antar polimer di dalam matriks gel yang dapat menyebabkan kelarutan komponen gel berkurang.
2. Sineresis.
Suatu proses yang terjadi akibat adanya kontraksi di dalam massa
gel. Cairan yang terjerat akan keluar dan berada di atas permukaan gel.
Pada waktu pembentukan gel terjadi tekanan yang elastis, sehingga
terbentuk massa gel yang tegar.
Mekanisme terjadinya kontraksi berhubungan dengan fase relaksasi akibat
adanya tekanan elastis pada saat terbentuknya gel. Adanya perubahan pada
ketegaran gel akan mengakibatkan jarak antar matriks berubah, sehingga
memungkinkan cairan bergerak menuju permukaan. Sineresis dapat terjadi
pada hidrogel maupun organogel.
3. Efek suhu
Efek
suhu mempengaruhi struktur gel. Gel dapat terbentuk melalui penurunan
temperatur tapi dapat juga pembentukan gel terjadi setelah pemanasan
hingga suhu tertentu. Polimer separti MC, HPMC, terlarut hanya pada air
yang dingin membentuk larutan yang kental. Pada peningkatan suhu larutan
tersebut membentuk gel. Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase
yang disebabkan oleh pemanasan disebut thermogelation.
4. Efek elektrolit.
Konsentrasi
elektrolit yang sangat tinggi akan berpengaruh pada gel hidrofilik
dimana ion berkompetisi secara efektif dengan koloid terhadap pelarut
yang ada dan koloid digaramkan (melarut). Gel yang tidak terlalu
hidrofilik dengan konsentrasi elektrolit kecil akan meningkatkan
rigiditas gel dan mengurangi waktu untuk menyusun diri sesudah pemberian
tekanan geser. Gel Na-alginat akan segera mengeras dengan adanya
sejumlah konsentrasi ion kalsium yang disebabkan karena terjadinya
pengendapan parsial dari alginat sebagai kalsium alginat yang tidak
larut.
5. Elastisitas dan rigiditas
Sifat ini merupakan
karakteristik dari gel gelatin agar dan nitroselulosa, selama
transformasi dari bentuk sol menjadi gel terjadi peningkatan elastisitas
dengan peningkatan konsentrasi pembentuk gel. Bentuk struktur gel
resisten terhadap perubahan atau deformasi dan mempunyai aliran
viskoelastik. Struktur gel dapat bermacam-macam tergantung dari komponen
pembentuk gel.
6. Rheologi
Larutan
pembentuk gel (gelling agent) dan dispersi padatan yang terflokulasi
memberikan sifat aliran pseudoplastis yang khas, dan menunjukkan jalan
aliran non – Newton yang dikarakterisasi oleh penurunan viskositas dan
peningkatan laju aliran.
2.5 Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam formulasi
1. Penampilan gel : transparan atau berbentuk suspensi partikel koloid yang terdispersi, dimana dengan jumlah pelarut yang cukup banyak membentuk gel koloid yang mempunyai struktur tiga dimensi.
2. Inkompatibilitas
dapat terjadi dengan mencampur obat yang bersifat kationik pada
kombinasi zat aktif, pengawet atau surfaktan dengan pembentuk gel yang
bersifat anionik (terjadi inaktivasi atau pengendapan zat kationik
tersebut).
3. Gelling agents yang dipilih harus bersifat inert, aman dan tidak bereaksi dengan komponen lain dalam formulasi.
4. Penggunaan polisakarida memerlukan penambahan pengawet sebab polisakarida bersifat rentan terhadap mikroba.
5. Viskositas
sediaan gel yang tepat, sehingga saat disimpan bersifat solid tapi
sifat soliditas tersebut mudah diubah dengan pengocokan sehingga mudah
dioleskan saat penggunaan topikal.
6. Pemilihan
komponen dalam formula yang tidak banyak menimbulkan perubahan
viskositas saat disimpan di bawah temperatur yang tidak terkontrol.
7. Konsentrasi
polimer sebagai gelling agents harus tepat sebab saat penyimpanan dapat
terjadi penurunan konsentrasi polimer yang dapat menimbulkan syneresis
(air mengambang diatas permukaan gel)
8. Pelarut yang digunakan tidak bersifat melarutkan gel, sebab bila daya adhesi antar pelarut dan gel lebih besar dari daya kohesi antar gel maka sistem gel akan rusak.
2.6. Komponen Gel
1. Gelling Agents (Pustaka : Dysperse System, vol. II, page 499-504)
Sejumlah
polimer digunakan dalam pembentukan struktur berbentuk jaringan yang
merupakan bagian penting dari sistem gel. Termasuk dalam kelompok ini
adalah gum alam, turunan selulosa, dan karbomer. Kebanyakan dari sistem
tersebut berfungsi dalam media air, selain itu ada yang membentuk
gel dalam cairan nonpolar. Beberapa partikel padat koloidal dapat
berperilaku sebagai pembentuk gel karena terjadinya flokulasi partikel.
Konsentrasi yang tinggi dari beberapa surfaktan nonionik dapat digunakan
untuk menghasilkan gel yang jernih di dalam sistem yang mengandung
sampai 15% minyak mineral.
Berikut ini adalah beberapa contoh gelling agent :
A. Polimer (gel organik)
a. Gum alam (natural gums)
Umumnya
bersifat anionik (bermuatan negatif dalam larutan atau dispersi dalam
air), meskipun dalam jumlah kecil ada yang bermuatan netral, seperti
guar gum. Karena komponen yang membangun struktur kimianya, maka natural
gum mudah terurai secara mikrobiologi dan menunjang pertumbuhan
mikroba. Oleh karena itu, sistem cair yang mengandung gum harus
mengandung pengawet dengan konsentrasi yang cukup. Pengawet yang
bersifat kationik inkompatibel dengan gum yang bersifat anionik sehingga penggunaannya harus dihindari.
Beberapa contoh gum alam :
i. Natrium alginat
· Merupakan
polisakarida, terdiri dari berbagai proporsi asam D-mannuronik dan asam
L-guluronik yang didapatkan dari rumput laut coklat dalam bentuk garam
monovalen dan divalen. Natrium alginat 1,5-2% digunakan sebagai
lubrikan, dan 5-10% digunakan sebagai pembawa.
· Garam kalsium dapat ditambahkan untuk meningkatkan viskositas dan kebanyakan formulasi mengandung gliserol sebagai pendispersi.
· Tersedia
dalam bebrapa grade sesuai dengan viskositas yang terstandardisasi yang
merupakan kelebihan natrium alginat dibandingkan dengan tragakan.
ii. Karagenan
· Hidrokoloid
yang diekstrak dari beberapa alga merah yang merupakan suatu campuran
tidak tetap dari natrium, kalium, amonium, kalsium, dan ester-ester
magnesium sulfat dari polimer galaktosa, dan 3,6-anhidrogalaktosa.
· Jenis
kopolimer utama ialah kappa, iota, dan lambda karagenan. Fraksi kappa
dan iota membentuk gel yang reversibel terhadap pengaruh panas.
· Semua
karagenan adalah anionik. Gel kappa yang cenderung getas, merupakan gel
yang terkuat dengan keberadaan ion K. Gel iota bersifat elastis dan
tetap jernih dengan keberadaan ion K.
iii. Tragakan
· Menurut NF, didefinisikan sebagai ekstrak gum kering dari Astragalus gummifer Labillardie, atau spesies Asia dari Astragalus.
· Material
kompleks yang sebagian besar tersusun atas asam polisakarida yang
terdiri dari kalsium, magnesium, dan kalium. Sisanya adalah polisakarida
netral, tragakantin. Gum ini mengembang di dalam air.
· Digunakan sebanyak 2-3% sebagai lubrikan, dan 5% sebagai pembawa.
· Tragakan
kurang begitu populer karena mempunyai viskositas yang bervariasi.
Viskositas akan menurun dengan cepat di luar range pH 4,5-7, rentan
terhadap degradasi oleh mikroba.
· Formula
mengandung alkohol dan/atau gliserol dan/atau volatile oil untuk
mendispersikan gum dan mencegah pengentalan ketika penambahan air.
iv. Pektin
· Polisakarida
yang diekstrak dari kulit sebelah dalam buah citrus yang banyak
digunakan dalam makanan. Merupakan gelling agent untuk produk yang
bersifat asam dan digunakan bersama gliserol sebagai pendispersi dan
humektan.
· Gel
yang dihasilkan harus disimpan dalam wadah yang tertutup rapat karena
air dapat menguap secara cepat sehingga meningkatkan kemungkinan
terjadinya proses sineresis.
· Gel terbentuk pada pH asam dalam larutan air yang mengandung kalsium dan kemungkinan zat lain yang befungsi menghidrasi gum.
b. Derivat selulosa
· Selulosa
murni tidak larut dalam air karena sifat kristalinitas yang tinggi.
Substitusi dengan gugus hidroksi menurunkan kristalinitas dengan
menurunkan pengaturan rantai polimer dan ikatan hidrogen antar rantai.
· Derivat selulosa yang sering digunakan adalah MC, HEMC, HPMC, EHEC, HEC, dan HPC.
· Sifat fisik dari selulosa ditentukan oleh jenis dan gugus substitusi. HPMC merupakan derivat selulosa yang sering digunakan.
· Derivat
selulosa rentan terhadap degradasi enzimatik sehingga harus icegah
adanya kontak dengan sumber selulosa. Sterilisasi sediaan atau
penambahan pengawet dapat mencegah penurunan viskositas yang diakibatkan
oleh depolimerisasi oleh enzim yang dihasilkan dari mikroorganisme.
Misalnya : MC, Na CMC, HEC, HPC
· Sering
digunakan karena menghasilkan gel yang bersifat netral, viskositas
stabil, resisten terhadap pertumbuhan mikroba, gel yang jernih, dan
menghasilkan film yang kuat pada kulit ketika kering. Misalnya MC, Na
CMC, HPMC
c. Polimer sintetis (Karbomer = karbopol)
· Sebagai pengental sediaan dan produk kosmetik.
· Karbomer merupakan gelling agent yang kuat, membentuk gel pada konsentrasi sekitar 0,5%. Dalam media air, yang diperdagangkan dalam
bentuk asam bebasnya, pertama-tama dibersihkan dulu, setelah udara yang
terperangkap keluar semua, gel akan terbentuk dengan cara netralisasi
dengan basa yang sesuai.
· Dalam sistem cair, basa anorganik seperti NaOH, KOH, dan NH4OH sebaiknya ditambahkan.
· pH harus dinetralkan karena karakter gel yang dihasilkan dipengaruhi oleh proses netralisasi atau pH yang tinggi.
· Viskositas dispersi karbomer dapat menurun dengan adanya ion-ion.
· Merupakan gelling agent yang kuat, maka hanya diperlukan dalam konsentrasi kecil.
B. Polietilen (gelling oil)
Digunakan
dalam gel hidrofobik likuid, akan dihasilkan gel yang lembut, mudah
tersebar, dan membentuk lapisan/film yang tahan air pada permukaan
kulit. Untuk membentuk gel, polimer harus didispersikan dalam minyak
pada suhu tinggi (di atas 800C) kemudian langsung didinginkan dengan cepat untuk mengendapkan kristal yang merupakan pembentukan matriks.
C. Koloid padat terdispersi
· Mikrokristalin selulosa dapat berfungsi sebagai gellant dengan cara pembentukan jaringan karena gaya tarik-menarik antar partikel seperti ikatan hidrogen.
· Konsentrasi
rendah dibutuhkan untuk cairan nonpolar. Untuk cairan polar diperlukan
konsentrasi yang lebih besar untuk membentuk gel, karena adanya
kompetisi dengan medium yang melemahkan interaksi antar partikel
tersebut.
D. Surfaktan
Gel
yang jernih dapat dihasilkan oleh kombinasi antara minyak mineral, air,
dan konsentrasi yang tinggi (20-40%) dari surfaktan anionik. Kombinasi
tersebut membentuk mikroemulsi. Karakteristik gel yang terbentuk dapat
bervariasi dengan cara meng-adjust proporsi dan konsentrasi dari
komposisinya. Bentuk komersial yang paling banyak untuk jenis gel ini
adalah produk pembersih rambut.
E. Gellants lain
Banyak wax yang digunakan sebagai gellants untuk media nonpolar seperti beeswax, carnauba wax, setil ester wax.
F. Polivinil alkohol
Untuk
membuat gel yang dapat mengering secara cepat. Film yang terbentuk
sangat kuat dan plastis sehingga memberikan kontak yang baik antara obat
dan kulit. Tersedia dalam beberapa grade yang berbeda dalam viskositas
dan angka penyabunan.
G. Clays (gel anorganik)
Digunakan
sebanyak 7-20% sebagai basis. Mempunyai pH 9 sehingga tidak cocok
digunakan pada kulit. Viskositas dapat menurun dengan adanya basa.
Magnesium oksida sering ditambahkan untuk meningkatkan viskositas.
Bentonit harus disterilkan terlebih dahulu untuk penggunaan pada luka terbuka. Bentonit dapat digunakan pada konsentrasi 5-20%. Contohnya : Bentonit, veegum, laponite
2. Bahan tambahan
a. Pengawet
Meskipun
beberapa basis gel resisten terhadap serangan mikroba, tetapi semua gel
mengandung banyak air sehingga membutuhkan pengawet sebagai
antimikroba. Dalam pemilihan pengawet harus memperhatikan
inkompatibilitasnya dengan gelling agent.
Beberapa contoh pengawet yang biasa digunakan dengan gelling agent :
· Tragakan : metil hidroksi benzoat 0,2 % w/v dgn propil hidroksi benzoat 0,05 % w/v
· Na alginate : metil hidroksi benzoat 0,1- 0,2 % w/v, atau klorokresol 0,1 % w/v atau asam benzoat 0,2 % w/v
· Pektin : asam benzoat 0,2 % w/v atau metil hidroksi benzoat 0,12 % w/v atau klorokresol 0,1-0,2 % w/v
· Starch glyserin : metil hidroksi benzoat 0,1-0,2 % w/v atau asam benzoat 0,2 % w/v
· MC : fenil merkuri nitrat 0,001 % w/v atau benzalkonium klorida 0,02% w/v
· Na CMC : metil hidroksi benzoat 0,2 % w/v dgn propil hidroksi benzoat 0,02 % w/v
· Polivinil alkohol : klorheksidin asetat 0,02 % w/v
Pada
umumnya pengawet dibutuhkan oleh sediaan yang mengandung air. Biasanya
digunkan pelarut air yang mengandung metilparaben 0,075% dan
propilparaben 0,025% sebagai pengawet.
b. Penambahan Bahan higroskopis
Bertujuan untuk mencegah kehilangan air. Contohnya gliserol, propilenglikol dan sorbitol dengan konsentrasi 10-20 %
c. Chelating agent
Bertujuan untuk mencegah basis dan zat yang sensitive terhadap logam berat. Contohnya EDTA
III. FORMULA
3.1 Formula Umum/standar
R/ Zat aktif
Basis gel
Zat tambahan
3.2 Formula Basis Gel
CONTOH BASIS FORMULA GEL
1. R/ Ichtimol 2 g
Tragakan 5 g
Alkohol 10 mL
Gliserol 2 g
Air hingga 100 g
Buat 50 g
Metoda pembuatan:
· Disiapkan untuk 60 g sebagai antisipasi kehilangan dalam proses
· Botol ditara dan siapkan mucilago tragakan dengan 33 mL air
· Ichtimol, gliserol dan 10 mL air dicampurkan, kemudian tambahkan mucilage tragakan, lalu diaduk/dikocok
· Berat diadjust dengan air, kemudian dikocok kembali, lalu dimasukkan ke dalam wadah
Pembuatan mucilage tragakan :
· Pembawa disiapkan
· Botol bermulut lebar dikalibrasi, dikeringkan di dalam oven kemudian dinginkan
· Alkohol dimasukkan kemudian tambahkan tragakan (jangan terbalik karena akan mengakibatakan terjadinya pengentalan) kemudian dilakukan pengocokkan untuk mencampurkan
· Ditungkan kedalam wadah yang berisi pembawa, lalu ditutup dan dikocok segera
· Volume digenapkan, lalu dicampurkan dan dimasukkan kedalam wadah untuk penyimpanan
2. R/ Na-alginat 7 g
Gliserol 7 g
Metil hidroksi benzoate 0,2 g
Ca-glukonat 0,05 g
Air hingga 100 g
Catatan : basis ini harus disimpan semalam sebelum digunakan
Metoda pembuatan :
· Na-alginat dibasahkan dengan gliserol dalam mortir
· Pengawet dan Ca-glukonat dilarutkan ke dalam 80 mL air dengan bantuan pemanasan, lalu dinginkan hingga 60°C dan diaduk atau distirer cepat
· Campuran
Na-lginat-gliserol ditambahkan ke dalam vorteks dengan jumlah sedikit,
lalu diaduk lebih lanjut hingga homogen, kemudian dimasukkan ke dalam
wadah
0 comments:
Post a Comment