Dispersi Kasar

Suspensi

Emulsi

Semisolid

SUSPENSI

Suatu suspensi dalam bidang farmasi adalah suatu dispersi kasar di mana parikel zat padat yang tidak larut terdispersi dalam suatu medium cair. Partikel-partikel tersebut kebanyakan mempunyai diameter lebih besar dari  0,1 mikrometer dan beberapa dari partikel tersebut bila diselidiki di bawah mikroskop menunjukkan adanya gerak Brown jika dispersi mempunyai viskositas rendah.

Suspensi memberi andil dalam bidang farmasi dan kedokteran dalam hal membuat zat-zat yang tidak larut dan  seringkali tidak enak rasanya menjadi suatu sediaan yang enak atau juga dalam hal membentuk suatu sediaan obat kulit yang cocok untuk penggunaan pada kulit dan pada membran mukosa, serta dalam hal pemberian parenteral dari obat-obat yang tidak larut. Oleh karena itu suspensi dalam bidang farmasi dapat digolongkan dalam tiga kelompok :

• Campuran yang diberikan per oral,
• Cairan (lotion) yang digunakan untuk obat luar, dan
• Sediaan-sediaan yang dapat disuntikkan.

Contoh dari suspensi oral dalam sirup antibiotik, yang  umumnya mengandung 125 sampai 500 mg zat padat per 5 ml.

            Suatu suspensi yang dapat diterima, mempunyai kualitas tertentu yang diinginkan, termasuk berikut ini :

• Zat yang tersuspensi  tidak boleh cepat mengendap

·         Partikel-partikel  tsb walaupun mengendap pada dasar wadah tidak boleh membentuk suatu gumpalan padat tapi harus dengan cepat terdispersi kembali menjadi campuran homogen bila dikocok.

• Suspensi tersebut tidak boleh terlalu kental untuk dapat dituang dengan mudah dari botolnya atau untuk mengalir melalui jarum suntik.

      

Pengendapan dalam Suspensi

Untuk tujuan farmasi, kestabilan fisika dari suspensi bisa didefinisikan sebagai keadaan dimana partikel tidak menggumpal dan tetap terdistribusi merata diseluruh sistem 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.

Teori Pengendapan

Kecepatan pengendapan dinyatakan oleh Hukum Stokes :

Keterangan : v = kecepatan akhir dlm cm/detik, d = diameter partikel dlm cm ρs dan ρo = kerapatan fase terdispersi dan medium pendispersi g = percepatan (gravitasi) ηo = viskositas medium pendispersi (poise)

Pengendapan dari partikel-partikel

Partikel-partikel dalam suspensi cair cenderung untuk bergabung (bersatu) disebabkan gaya van der Waals yang lemah membentuk suatu gumpalan yang lunak dan ringan yang dikenal dengan istilah flokulasi atau  berflokulasi.

Pada waktu menyelidiki pengendapan dalam sistem yang terflokulasi, diketahui bahwa flokulat cenderung untuk jatuh bersama-sama, menghasilkan suatu batas yang nyata antara endapan dan cairan.  Cairan di atas endapan adalah jernih karena partikel-partikel kecil yang ada di dalam sistem akan bergabung dengan flokulat. Hal ini bukan soal pada suspensi yang mengalami deflokulasi yang mempunyai suatu jarak ukuran partikel, sehubungan dengan hukum Stokes, partikel yang lebih besar mengendap lebih cepat daripada partikel yang lebih kecil. Tidak ada batasan jelas terbentuk (jika tidak hanya satu ukuran partikel yang ada), dan supernatan tetap keruh untuk suatu periode waktu yang lama. Apakah supernatan itu jernih atau keruh selama tahap awal dari pengendapan adalah merupakan suatu indikasi (petunjuk) yang baik apakah sistem tersebut mengalami flokulasi atau mengalami deflokulasi.

            Menurut Hiestand, laju awal pengendapan dari partikel-partikel yang terflokulasi ditentukan oleh ukuran flokulat dan porositas dari massa agregat. Selanjutnya laju bergantung pada proses pemadatan dan pengaturan kembali dalam endapan tersebut. Istilah endapan (subsidence) seringkali digunakan untuk menggambarkan pengendapan dalam sistem yang mengalami flokulasi.

Parameter Pengendapan (Sedimentasi)

            Dua parameter yang berguna yang bisa diturunkan dari penyelidikan sedimentasi adalah volume sedimentasi dan derajat flokulasi.

            Volume sedimentasi, F, didefinsikan sebagai perbandingan dari volume akhir endapan, V_u, terhadap volume awal dari suspensi, V_o, sebelum mengendap.

                                                                       

F = V_u / V_o

           

            Volume sedimentasi dapat mempunyai nilai yang berjarak kurang dari 1 sampai lebih besar dari 1, dan dalam hal ini, volume akhir dari endapan (F) adalah lebih kecil dari volume awal dari suspensi, seperti terlihat dalam Gambar 8-2a, di mana F = 0,5. Jika volume endapan dalam suatu suspensi yang mengalami flokulasi sama dengan volume awal suspensi, maka F=1 (Gambar 8-2b). Produk yang demikian dikatakan dalam keseimbangan flokulasi (flocculation equilibrium) dan menunjukkan tidak adanya supernata jernih pada pendiaman. Oleh karena itu secara farmasetis dapat diterima. F dapat mempunyai harga lebih dari 1, yang berarti bahwa volume akhir dari endapan adalah lebih besar dari volume suspensi awal. Hal ini terjadi karena hasil flokulat yang terbentuk dalam suspensi adalah sebegitu longgar dan lunak sehingga volume yang dapat dicapai lebih besar dari volume suspensi awal. Keadaan ini terlukis dalam Gambar 8-2c, di mana telah ditambahkan pembawa ekstra yang cukup untuk mengisi endapan. Dalam contoh terlihat F = 1,5.

Emulsi

Suatu emulsi adalah suatu sistem yang tidak stabil secara termodinamika yang mengandung paling sedikit dua fase cair yang tidak bercampur, di mana satu diantaranya didispersikan sebagai  bola-bola dalam fase cair lain. Sistem dibuat stabil dengan adanya suatu zat pengemulsi. Berbagai type zat pengemulsi akan dibicarakan kemudian dalam bagian ini.

Tipe emulsi (hal 1144)

Salah satu fase cair dalam suatu emulsi terutama bersifat polar (sebagai contoh : air), sedangkan lainnya relatif non polar ( sebagai contoh : minyak). Bila fase minyak didispersikan sebagai bola-bola keseluruh fase kontinu air, sistem tersebut dikenal sebagai suatu emulsi minyak dalam air (o/w). Bila fase minyak bertindak sebagai fase kontinu, emulsi tersebut dikenal sebagai emulsi air dalam minyak (w/o).  Emulsi obat untuk pemberian oral biasanya dari tipe o/w dan membutuhkan penggunaan suatu zat pengemulsi o/w.  Zat pengemulsi tipe ini termasuk zat sintetik yang aktif pada permukaan  dan bersifat non ionik, akasia (gom), tragacanth, dan gelatin. Tetapi tidak semua emulsi yang dipergunakan termasuk tipe o/w. Makanan tertentu seperti mentega dan beberapa saus salad merupakan emulsi w/o.

Emulsi yang dipakai untuk obat luar bisa bertipe o/w atau w/o, emulsi tipe o/w menggunakan pengemulsi (emulsifier) berikut disamping beberapa yang telah disebutkan  sebelumnya : natrium lauril sulfat, trietanolamin stearat, sabun-sabun monovalen seperti natrium oleat, dan self emulsifying glyceryl monostearat, yakni gliseril monostearat yang dicampur dengan sedikit sabun bervalensi satu (monovalen) atau suatu alkil sulfat. Emulsi farmasi w/o digunakan hampir untuk semua pemakaian luar dan bisa mengandung satu atau beberapa pengemulsi berikut : sabun-sabun polivalen seperti kalsium palmitat, ester-ester sorbitan (Spans), kolesterol dan lemak wool.

Beberapa metode bisa digunakan untuk menentukan tipe dari suatu emulsi. Sejumlah kecil zat warna yang larut dalam air, seperti biru metilen  atau brilliant blue FCF bisa ditaburkan pada permukaan suspensi. Jika air merupakan fase luar, yakni jika emulsi bertipe o/w, zat warna tersebut akan melarut di dalamnya dan berdifusi merata keseluruh bagian dari air tersebut. Jika emulsi tersebut bertipe w/o, partikel-partikel zat warna akan tinggal bergerobol pada permukaan. Metode kedua meliputi pengenceran dari emulsi tersebut dengan air. Jika emulsi tersebut bercampur sempurna dengan air, maka ia termasuk bertipe o/w. Pengujian lainnya menggunakan sepasang elektroda yang dihubungkan dengan suatu sumber listrik luar dan dicelupkan ke dalam emulsi. Jika fase luar adalah air, aliran listrik akan melalui emulsi tersebut dan dapat membelokkan jarum voltmeter atau akan menyebabkan suatu lampu dalam sirkuit menyala. Jika minyak merupakan fase kontinu, emulsi tersebut tidak bisa membawa arus listrik.

Penerapan di Bidang Farmasi (hal 1145)               

      Suatu emulsi o/w merupakan suatu cara pemberian oral yang baik untuk cairan-cairan yang tidak larut dalam air, terutama jika fase terdispers mempunyai rasa yang tidak enak. Yang lebih bermakna dalam farmasi masa kini adalah pengamatan beberapa senyawa yang larut dalam lemak, seperti vitamin diabsorpsi lebih sempurna jika diemulsikan, daripada jika diberikan per oral dalam bentuk larutan berminyak. Penggunaan emulsi intravena telah diteliti sebagai suatu cara untuk merawat pasien lemah yang tidak bisa menerima obat-obat yang diberikan secara oral. Emulsi radiopaque telah ditemukan untuk penggunaan sebagai zat diagnostik dalam pengujian sinar X. emulsifikasi secara luas digunakan dalam produk farmasi dan kosmetik untuk pemakaian luar. Terutama untuk lotion dermatologik dan lotion kosmetik serta krem karena dikehendakinya suatu produk yang menyebar dengan mudah dan sempurna pada areal di mana ia dipergunakan. Sekarang produk semacam itu dapat diformulasi menjadi dapat tercuci dengan air dan tidak melengket. Produk seperti itu lebih disukai pasien dan dokter daripada produk berlemak yang digunakan pada masa lalu.

Teori Emulsifikasi (hal 1145)

            Tidak ada teori emulsifikasi yang umum, karena emulsi dapat dibuat dengan menggunakan beberapa tipe zat pengemulsi yang masing-masing berbeda bergantung pada cara kerjanya untuk mencapai suatu produk yang stabil.

            Untuk suatu teori agar berarti, haruslah sanggup menerangkan (a) kestabilan produk dan (b) tipe emulsi yang terbentuk. Jika dua cairan yang tidak dapat bercampur dikocok bersama-sama sehingga satu dari cairan tersebut terdispersi menjadi tetes-tetes kecil di dalam cairan lainnya. Kecuali dalam hal emulsi minyak dalam air yang sangat encer (hidrosol-hidrosol minyak), yang agak stabil, cairan memisah dengan cepat menjadi dua lapisan yang terbatas nyata. Kegagalan dari dua cairan yang tidak dapat bercampur untuk tetap bercampur diterangkan dengan kenyataan bahawa gaya kohesif antara molekul-molekul dari tiap cairan yang memisah besar daripada gaya adhesif antara kedua cairan. Gaya kohesif dari tiap-tiap fase dinyatakan sebagai suatu energi antarmuka atau tegangan pada batas antara cairan-cairan tersebut.

            Untuk mencegah terjadinya penggabungan tersebut atau paling tidak untuk mengurangi laju tersebut dalam perbandingan yang dapat diabaikan adalah perlu untuk memperkenalkan suatu zat pengemulsi yang akan membentuk suatu lapisan sekeliling bola-bola yang terdispers.

Zat pengemulsi biasa dibagi menjadi 3 golongan sebagai berikut :

(a)     Zat-zat yang aktif pada permukaan yang teradsorbsi pada antarmuka minyak/air membentuk lapisan monomolekuler dan mengurangi tegangan antarmuka.

(b)    Koloida hidrofilik, yang membentuk suatu lapisan multimolekuler sekitar tetesan-tetesan terdispers dari minyak dalam suatu emulsi.

(c)     Partikel-partikel padat yang terbagi halus, yang diadsorbsi pada batas antarmuka dua fase cair yang tidak bercampur dan membentuk suatu lapisan partikel di sekitar bola-bola terdispers

Faktor yang umum untuk ketiga golongan zat pengemulsi tersebut adalah pembentukan suatu lapisan, apakah itu monomolekuler, multi molekuler atau partikel.  Contoh dari zat pengemulsi yang umum, ditunjukkan pada tabel berikut ini.

TABEL. Beberapa Zat Pengemulsi yang Umum Digunakan

Nama	Golongan	Tipe emulsi yang terbentuk
Trietanolamin oleat	Zat aktif-permukaan (anionic)	o/w (HLB =12)
N-setil N-etilmorfolinum etosulfat (Atlas G-263)	Zat aktif-permukaan (kationic)	o/w (HLB =25)
Sorbitan mono-oleat (Atlas Span 80)	Zat aktif-permukaan (nonionic)	w/o (HLB =4,3)
Polioksietilen Sorbitan mono-oleat (Atlas Tween 80)	Zat aktif-permukaan (nonionic)	o/w (HLB =15)
Akasia (garam dari d-asam glukaronat)	Koloida hidrofilik	o/w
Gelatin (polipeptida dan asam amino)	Koloida hidrofilik	o/w
Bentonit (aluminium silikat hidrat)	Partikel padat	o/w (dan w/o)
Veegum (magnesium aluminum silikat)	Partikel padat	o/w
Karbon hitam	Partikel padat	o/w

SETENGAH PADATAN (SEMI SOLID)

Gel (Hal 1170).                       

Gel adalah sistem padat atau setengah padat dari paling sedikit dua konstituen yang terdiri dari massa seperti pagar yang diselusupi oleh cairan. Jika matriks yang saling melekat kaya akan cairan maka produk ini seringkali disebut jelly.  Contoh jelly ephedrin sulfat dan jelly yang biasa dimakan. Jika cairannya hilang dan tinggal kerangkanya saja, gel ini dikenal sebagai xerogel.

 Gel bisa digolongkan baik dalam sistem dua fase atau dalam sistem satu fase. Massa gel dapat terdiri dari gumpalan (flokulat) partikel-partikel kecil dan bukan molekul-molekul besar seperti ditemukan pada gel aluminium hidroksida, magma bentonit dan magma magnesium.

     Struktur ge1 dalam sistem dua fase ini tidak selalu stabil (Gambar-13 a,b). Gel-gel tersebut_ mungkin tikso­tropik yang membentuk massa setengah padat pada pendiaman dan menjadi cairan jika dikocok.

            Sebaliknya, suatu gel mungkin terdiri dari makromolekul-­makromolekul yang berupa jalinan/anyaman benang-benang (Gam­bar 13c). Unit-unit tersebut seringkali terikat bersama-sama dengan gaya van der Walls yang lebih kuat sehingga membentuk daerah kristal dan daerah amorf di seluruh sistem tersebut seperti terlihat pada Gambar 13d. Contoh gel seperti itu ialah traga­canth dan karboksimetilselulosa. Gel-gel ini dianggap sebagai sistem satu fase, karena tidak ada batas-batas yang jelas antara makromolekul terdispers dan cairan.

Gel bisa dibagi dua golongan, yakni: gel anorganik dan gel organik. Gel anorganik umumnya merupakan sistem dua-fase, sedangkan gel organik merupakan sistem satu-fase, karena matriks padat dilarutkan dalam cairan membentuk suatu campuran gelatin yang homogen. Gel bisa juga mengandung air, dan ini disebut hidrogel, contohnya: gelatin gel. Gel bisa juga mengandung cairan organik, dalarn hal ini disebut organogel, misalnya: petrolatum.

Penggolongan Semisolid Farmasetik

Sediaan-sediaan semisolid, terutama preparat semisolid  yang digunakan sebagai basis untuk jelly, salep-salep dan suppositoria, dapat digolongkan seperti yang terlihat pada Tabel 8-2. Susunan tersebut adalah asal saja (seadanya) dan masih mengandung beberapa kesulitan, seperti juga penggolongan lain.

Tabel 8 -2  Penggolongan Basis Semi solid

Golongan	Contoh
I.       Organogel A.    Tipe Hidrokarbon B.     Lemak Hewani dan Lemak Nabati C.     Lemak dasar sabun D.    Organogel Hidrofilik II.    Hidrogel A.    Hidrogel organic B.     Hidrgel anorganik III. Semisolid tipe emulsi A.Basis yang dapat diemulsikan 1.Air dalam minyak (abs) 2. Minyak dalam air B. Basis teremulsi 1.Air dalam minyak 2. Minyak dalam air	Petroleum, gel minyak mineral-polietilen Lemak babi, minyak tumbuhan dihidrogenasi minyak coklat Aluminium stearat, gel minyak mineral Basis karbowax, salap polietilen glikol Pasta pectin, Jelly tragacanth Gel bentonit, gel Magn Al silikat koloidal Petroleum hidrofilik, lemak wool Basis tween anhidrat Lemak wool hidrat, salap air mawar Salap hidrofilik, vanishing cream

Selama ini ada kekacauan dalam definisi, sebagian karena ce­patnya perkembangan tipe basis yang lebih baru. Batasan seperti "tipe emulsi", "tercuci-air", "larut dalam air", "mengabsorbsi air", "basis pengabsorpsi", "hidrofilik"; "tidak berlemak" dan lain­nya telah ada daiam Iiteratur, seperti juga pada label-label basis dalam perdagangan, di mana artinya tidak jelas dan-kadang-kadang membingungkan. Misalnya tidak berlemak telah digunakan baik untuk basis yang dapat terdispersi dalam air yang tidak mengan­dung lemak, serta untuk basis-basis, o/w karena mereka rasakan tidak berlemak jika disentuh dan dapat dihilangkan dari kulit dan pakaian “krim" dan "pasta" juga sering dikacaukan. Pasta pektin adalah suatu jelly, sedangkan pasta zink oksida adalah suatu sus­pensi semisolid. Apakah arti dari basis_mengadsorpsi (adsorption base)? Apakah tersirat bahwa basis tersebut teradsorpsi dengan cepat ke dalam kulit? Apakah obat tersebut tercampur sedemikian rupa dalam basis tersebut sehingga mudah dilepaskan dan di-absorpsi secara berurutan atau apakah basis tersebut sanggup mengabsorbsi air dalam jumlah besar? Contoh di atas menunjuk­kan kesulitan-kesulitan yang timbul bila digunakan nama-nama yang berbeda untuk produk yang sama atau jika diberikan defi­nisi-defmisi yang berbeda untuk istitah yang sama.         

Sifat-sifat Rheologi dari Semisolid.

Pembuat salep farma­setis dan krim kosmetik menyadari adanya keinginan untuk mengontrol konsistensi bahan non-Newton.

Instrumen yang paling baik untuk menentukan sifat-sifat rheologi dari semisolid di bidang farmasi adalah viskometer putar (rotational viscometer). Untuk analisis semisolid yang berbentuk emuLsi dan suspensi digunakan cone plate viscometer (hlm. 1106). Viscometer Stormer (hlm. 1103) terdiri dari cup yang stationer dan bob yang berputar, alat ini juga baik untuk semisolid jika dimodifikasi seperti yang disarankan oleh Kosterbauder dan Martin.⁶²

Kurva konsistensi untuk basis salep yang dapat mengemulsi, Petrolatum Hidrofilik dan Petrolatum Hidrofilik yang telah dicampur dengan air, terlihat pada Gambar 8-16. Akan terlihat bahwa penambahan air ke dalam petrolatum hidrofilik menurun­kan yieldpoint (perpotongan antara ekstrapolasi kurva menurun dan sumhu horizontal, muatan dalam gram) dari 520 sampai 340 g. Viskositas plastis (kebalikan dari kemiringan kurva yang menurun ke bawah) dan tiksotropi (daerah lengkung histeresis) di­tingkatkan dengan penambahan air ke dalam Petrolatum Hidro filik.

Efek temperatur terhadap konsistensi dari suatu basis salep dapat dianalisis dengan menggunakan suatu viskometer putar yang didesain dengan tepat. Gambar-17 dan 18 menunjuk­kan perubahan viskositas plastis dan tiksotropi dari petrolatum dan Plastibase sebagai fungsi dari temperature. Viskometer Stormer yang dimodifikasi digunakan untuk memperoleh kurva­kurva ini. Seperti terlihat pada Gambar 17, kedua basis me­nunjukkan koefisien temperatur dari viskositas plastis yang sama. Hasil ini menerangkan.suatu kenyataan bahwa basis tersebut mem­punyai derajat kelembutan (softness) yang hampir sama jika diraba di antara dua jari. Kurva "yield value" terhadap temperatur ternyata mengikuti pola hubungan yang hampir sama. Kurva pada Gambar-18 memperlihatkan dengan jelas perubahan tikso­tropi terhadap temperature yang membedakan kedua basis tersebut (Petrolatum dan Plastibase). Karena tiksotropi merupakan suatu akibat dari struktur gel, Gbr 18 menunjukkan bahwa matrix malam (wax) dari petroleum kemungkinan besar pecah dengan naiknya temperature sedangkan strutur resin dari plstibase tahan terhdp perubahan suhu..

            Berdasarkan data dan kurva seperti ini, ahli farmasi dalam laboratorium pengembangan dapat memformulasi salap dengan karakteristik konsistensi yang diinginkan, para bagian produksi dapat mengontrol keseragaman dari produk akhir yang lebih baik, dan ahli dermatologi dan pasien dapat mengandalkan adanya suatu basis yang menyebar secara merata dan halus pada berbagai iklim, tapi melekat baik pada daerah dimana obat itu bekerja dan tidak sulit untuk dihilangkan setelah obat tersebut digunakan.