P2 DISPERSI KASAR EMULSI Farmasi Fisik.pptx

Dispersi Emulsi Farmasi Fisik

1. DISPERSI PADAT: EMULSI Dosen Pengampu : apt. Yulia Safitri Limbong , S.Farm ., M.Farm Pertemuan Ke-2 FARMASI FISIK

2. DEFINISI Emulsi adalah sediaan yang mengandung bahan obat cair atau larutan obat , terdispersi dalam cairan pembawa , distabilkan dengan zat pengemulsi atau surfaktan yang cocok (FI Ed IIII Halaman 9). Emulsi adalah sistem dua fase , yang salah satu cairannya terdispersi dalam cairan lainnya dalam bentuk tetesan kecil (FI ED IV Halaman 6). EMULSI adalah sistem dua fase yang salah satu cairannya terdispersi dalam cairan pembawa yang membentuk butiran-butiran kecil dan distabilkan dengan zat pengemulsi ( emulgator )/ surfaktan yang cocok . 01

3. TUJUAN PEMILIHAN BENTUK SEDIAAN EMULSI Dapat membuat suatu preparat yang stabil dan rata dari sampuran dua cairan yang tidak saling bercampur . Dapat mengatur kondisi fisik produk , seperti tekstur , tingkat kekentalannya , dapat menekan biaya produksi . 02

4. TIPE EMULSI A. TIPE EMULSI O/W (OIL/WATER) Fase terdispersi = fase internal (NON POLAR) Fase pendispersi = fase eksternal / kontinyu (POLAR) CIRI-CIRI: Dapat bercampur dengan air, dapat tercuci , mengabsorbsi air, tidak lengket dan tidak berminyak . B. TIPE EMULSI W/O (WATER/OIL) Fase terdispersi = fase internal (POLAR ) Fase pendispersi = fase eksternal/kontinyu (NON POLAR) CIRI-CIRI: Tipe ini tidak larut air, tidak dapat dibilas, akan mengabsorbsi air, lengket dan berminyak. 03

5. TIPE EMULSI 04

6. KRITERIA EMULSI YANG BAIK Stabil secara fisik maupun kimia dalam penyimpanan Merupakan dispersi yang homogen antara minyak dan air Fase dalam (internal) mempunyai ukuran partikel yang kecil dan sama besar mendekati ukuran partikel koloid Tidak terjadi creaming atau cracking Memiliki viskositas yang optimal Dikemas dalam kemasan yang mendukung penggunaan dan stabilitas obat 05

7. BENTUK EMULSI DALAM SEDIAAN FARMASI Per Oral Biasanya digunakan emulsi tipe o/w Keunggulan emulsi bentuk o/w adalah mudah di absorbsi dan homogenitas dosisnya mudah didapatkan . Contohnya : Scott’s Emulsion Topikal Emulsi yang digunakan dapat berupa tipe o/w maupun w/o tergantung dari tujuan penggunaannya . Banyak juga digunakan sebagai kosmetik misalnya : krim , lotio n . Parenteral Emulsi sediaan injeksi . 06

8. TEORI EMULSIFIKASI Bila dua buah cairan yang saling tidak bercampur dimasukkan bersama dalam suatu wadah, maka akan terbentuk dua lapisan terpisah Hal tersebut disebabkan karena gaya kohesi antara molekul-molekul dari tiap cairan yang memisah lebih besar daripada gaya adhesi antara kedua cairan Proses pengadukan akan menyebabkan suatu fase terdispersi dalam fase yang lain dan akan memperluas permukaan globul sehingga energi bebasnya semakin besar. 07

9. TEORI EMULSIFIKASI Fenomena tersebut yang menyebabkan sistem ini tidak stabil secara termodinamika Stabilitas sistem emulsi dapat dicapai dengan suatu zat pengemulsi/ emulgator/ emulsifiying agent Fase mana yang akan menjadi fase terdispersi a kan tergantung dari komposisinya dalam sistem Fase yang memiliki komposisi lebih banyak daripada yang lain akan menjadi fase pendispersi 08

10. TEORI PEMBENTUKAN EMULSI Teori Tegangan Permukaan ( Surface Tension ) Teori Orientasi Bentuk Baji ( Oriented Wedge ) Teori Film Plastik ( Interfacial Film ) Teori Lapisan Listrik Rangkap ( Electric Double Layer ) 09

11. TEORI PEMBENTUKAN EMULSI Teori Tegangan Permukaan (Surface Tension) Molekul memiliki daya tarik menarik antara molekul yang sejenis yang disebut dengan gaya kohesi. Selain itu molekul juga memiliki gaya tarik menarik anatara molekul yang tidak sejenis (adhesi). Daya kohesi suatu zat selalu sama, sehingga pada permukaan suatu zat cair akan terjadi perbedaan tegangan permukaan karena tidak adanya keseimbangan daya kohesi. Ini yang dinamakan tegangan permukaan (surface tension). Semakin tinggi perbedaan tegangan yang terjadi pada bidang mengakibatkan anatar kedua zat cair itu semakin susah untuk bercampur. Dalam teori ini dikatakan bahwa penambahan emulgator akan menurunkan tegangan permukaan (batas anatara kedua cairan) dan akan mudah bercampur. Seperti minyak dan air. 10

12. TEORI PEMBENTUKAN EMULSI Teori Orientasi Bentuk Baji ( Oriented Wedge ) Setiap molekul emulgator dibagi menjadi 2 kelompok yaitu: Kelompok hidrofilik : bagian dari emulgator yang suka pada air. Kelompok lipofilik : bagian yang suka pada minyak. Masing-masing kelompok akan bergabung dengan zat cair yang disenanginya, kelompok hidrofil kedalam air dan lipofil kedalam minyak. Dengan demikian emulgator menjadi tali pengikat antara air dan minyak sehingga cairan menjadi seimbang dan menyatu. 1 1

13. Hydrophile Lipophile Balance (HLB) Karakteristik spesifik yang dipunyai oleh surfaktan non-ionik Menunjukkan hidrofilisitas dari suatu surfaktan Suatu keseimbangan anatara gugus hidrofil dan gugus lipofil dalam molekulnya Makin tinggi nilai HLB makin hidrofil Makin rendah HLB makin lipofil. Nilai HLB 7 adalah harga dimana molekul mempunyai afinitas yang sama terhadap air dan minyak. HLB di bawah 7 : lebih lipofil HLB di atas 7 : lebih hidrofil 12

14. Kelarutan Surfaktan Dalam Air No Kelarutan HLB 1 Tak terdispersi dalam air 1 – 4 2 Terdispersi dengan kasar 3 – 6 3 Seperti susu dengan penggojogan kuat 6 – 8 4 Dispersi seperti susu dan stabil 8 – 10 5 Terjadinya dispersi yang translusid 10 – 13 6 Terjadi larutan jernih > 13 13

15. 14 Harga HLB Dan Kegunaannya

16. TEORI PEMBENTUKAN EMULSI Teori Film Plastik ( Interfacial Film ) Teori ini mengatakan bahwa emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan film yang akan membungkus partikel fase dispers. Untuk memberikan stabilitas maksimum pada emulsi, syarat emulgator yang dipakai adalah: Dapat membentuk lapisan film yang kuat tapi lunak Jumlahnya cukup untuk menutup semua permukaan partikel fase-dispers Dapat membentuk lapisan film dengan cepat dan dapat menutup semua permukaan partikel dengan segera. 1 5

17. TEORI PEMBENTUKAN EMULSI Teori Lapisan Listrik Rangkap ( Electric Double Layer ) Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh salah satu dari ketiga cara dibawah ini: Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel Terjadinya absorbsi ion oleh partikel dari cairan disekitarnya. Terjadinya gesekan partikel dengan cairan disekitarnya. 16

18. EMULGATOR/EMULSIFING AGENT Syarat-syarat E mulgator : Harus memiliki kemampuan sebagai emulgator untuk menunjang emulsifikasi dan menjaga kestabilan sediaan dalam jangka waktu penyimpanan (sampai ED) Harus cocok dengan bahan baku lain dalam sediaan. Tidak boleh mengganggu efektifitas dari bahan aktif dalam sediaan. Harus stabil dan tidak mudah rusak dalam sediaan. Tidak toksik bagi pasien dalam jumlah yang diaplikasikan dalam sediaan. Memiliki bau, rasa dan warna yang netral dalam sediaan. 17

19. TIPE-TIPE MATERIAL YANG SERING DIPAKAI SEBAGAI EMULGATOR Karbohidrat Material ini membentuk koloid hidrofilik yg ketika dicampurkan ke air dan umumnya membentuk emulsi m/a Contohnya: akasia, tragacanth, agar, chondrus dan pectin. Protein Contohnya : G elatin, kasein dan kuning telur Umumnya membentuk emulsi m/a Seringkali membentuk emulsi yang cair Alkohol dengan berat molekul yang tinggi Contohnya: S tearyl alcohol, cetyl alcohol, glyceryl monostearate Umumnya juga digunakan sebagai pengental dan stabilizer untuk emulsi m/a pada sediaan topikal. Kolesterol dan derifat kolesterol juga dapat digunakan sebagai emulgator pada emulsi a/m. 18

20. TIPE-TIPE MATERIAL YANG SERING DIPAKAI SEBAGAI EMULGATOR Bahan pembasah/wetting agent/surfaktan Dapat bersifat anionik, kationik, dan non ionik Agen ini memiliki bagian hidrofilik dan lipofilik, bagian hidrofilik dari molekul umumnya digunakan untuk aktifitas permukaan Pada agen anionik, bagian hidrofilik bermuatan negatif, namun pada agen kationik bagian hidrofilik bermuatan positif Terkait muatannya, agen anionik dan kationik jika dicampurkan akan menetralisir muatan, sehingga dianggap incompatible/ tidak cocok. 19

21. TIPE-TIPE MATERIAL YANG SERING DIPAKAI SEBAGAI EMULGATOR 20

22. KETIDAKSTABILAN EMULSI Koalesen Flokulasi C reaming Breaking Inversi 21

23. KETIDAKSTABILAN EMULSI 1. Koalesen peristiwa terjadinya penggabungan globul-globul menjadi lebih besar, sedang demulsifikasi terjadi akibat proses lanjutan dari koalesen Untuk ketidakstabilan ini, emulsi tidak dapat diperbaiki melalui penggojokkan . Flokulasi Peristiwa terbentuknya kelompok-kelompok globul yang posisinya tidak beraturan dalam emulsi . 22

24. 3. Creaming : Jika fasa terdispersi densitasnya < fasa kontinyu Sering terjadi pada emulsi 0 / w Peristiwa terjadinya lapisan - lapisan dengan konsentrasi yang berbeda-beda di dalam emulsi Lapisan-lapisan tersebut terjadi karena factor gravitasi Peristiwa flokulasi dan creaming pada emulsi masih dapat diperbaiki melalui penggojokkan . KETIDAKSTABILAN EMULSI 23

25. Laju Creaming Atau Sedimentasi Dapat Dikurangi Viskositas fasa luar ditingkatkan Ukuran partikel globul dikurangi Lebih besar ukuran globul  lebih banyak lagi creaming tersebut 3. Mengurangi perbedaan densitas antara fasa terdispersi dan medium dispersi Meningkatkan densitas fase minyak : dg penambahan bahan yang larut dlm minyak spt bromoform atau CCl4 ( tdk utk produk obat) atau minyak brominasi ( bermutu pangan ) Creaming dan Sedimentasi , tidak menyebabkan pemecahan emulsi . Droplet dapat didispersikan dengan pengocokan ringan KETIDAKSTABILAN EMULSI 24

26. KETIDAKSTABILAN EMULSI 4. Breaking: Ketidakstabilan Emulsi Terjadinya coalescence dan flocculation secara bersama – sama , dimana emulgator mengalami dekomposisi misalnya disebabkan temperature penyimpanan yang tidak sesuai . Problem ini tidak cukup diatasi hanya dengan penggojogan dengan kata lain, emulsi yang mengalami hal ini telah rusak sama sekali . 25

27. KETIDAKSTABILAN EMULSI 26 5. Inversi fase Terjadi bila emulsi semula merupakan emulsi minyak dalam air (o/w) berubah menjadi emulsi air dalam minyak (w/o) Jumlah fase terdispersi ditingkatkan hingga melebihi batas maksimum yaitu 74% dari volume total Perubahan suhu Penambahan bahan yang dapat mengganggu kestabilan emulsi Penggunaan peralatan yang kotor atau prosedur pencampuran yang salah.

28. KETIDAKSTABILAN EMULSI 27

29. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESTABILAN EMULSI Perbedaan berat jenis antara kedua fase. Perbedaan yang minimum adalah yang baik. Kohesi fase terdispersi , sifat kohesi yang minimum adalah yang baik Persentase padatan di dalam emulsi . Persentase fase terdispersi yang rendah adalah yang baik Temperatur luar yang ekstrim . Temperatur luar yang tinggi atau rendah adalah kurang baik Ukuran droplet fase terdispersi . Makin kecil ukurannya makin baik Viskositas fase kontinyu . Viskositas yang tinggi adalh yang baik Muatan fase terdispersi . Muatan yang sama dan seragam adalh yang baik Distribusi ukuran butiran fase terdispersi . Ukuran yang kecil dan seragam adalah yang baik Tegangan interfasial antara kedua fase. Makin rendah nilainya makin baik 28

30. ZAT PADAT YANG TERDISPERSI Berfungsi sebagai emulgator jika zat padat tersebut mempunyai partikel yang jauh lebih kecil daripada ukuran partikel fase dispers dan mempunyai sifat basahan pada permukaan 2 cairan. Makin luas padatan, semakin naik sifat sebagai emulgator Contoh : Mg, Al, Ca hidroksida, Mg trisiklat Clay / tanah seperti bentonite, veegum, laponite, membentuk emulsi tipe o/w Carbon hitam sebaliknya membentuk emulsi w/o 2 9

31. PENGAWETAN EMULSI Sifat bahan yang digunakan dalam emulsi mudah ditumbuhi oleh mikroba Cara yang paling baik adalah dengan menggunakan bahan yang sedikit terkontaminasi mikroba atau dengan menambahkan pengawet. Pengawet sebaiknya bersifat non-toxic, stabil dalam panas dan penyimpanan Selain oleh mikroba emulsi juga dapat rusak karena oksidasi, maka pengawet emulsi dapat berupa antioksidan. 30

32. PENGAWET/ANTI MIKROBIAL AGENT Kriteria pengawet dalam emulsi: Tidak toksik Stabil pada pemanasan dan penyimpanan Kompatibel dengan zat aktif dan material lain dalam sediaan Harga ekonomis Rasa, bau dan warna netral/dapat diterima Efektif melawan jamur, ragi dan bakteri Tersedia untuk fase minyak dan air pada konsentrasi efektif Tidak terioniasasi Tidak berikatan dengan komponen lain dalam emulsi 31

33. PENGAWET/ANTI MIKROBIAL AGENT Contoh pengawet dalam emulsi: Asam dan turunannya . Contoh : asam benzoat ( antifungal) Aldehid . Contoh : Formaldehid (spektrum luas) Phenolic . Contoh : Phenol – spectrum luas Cresol . Contoh : Propyl p-hydroxy benzoate Quatenernary Chlorheksidin dan garam-garamnya – spectrum luas Benzalkonium chloride Cetyl trimethyl ammonium bromide Turunan paraben 32

34. ANTIOKSIDAN Oksidasi pada emulsi terjadi karena adanya reaksi radikal bebas, dapat dicegah dengan penambahan antioksidan dalam formulasi. Contoh Asam gallat, Propyl gallat – untuk sediaan farmasi & kosmetik, rasa pahit Asam askorbat  sediaan oral L-tocopherol (vit E)– sediaan farmasi dan kosmetik, cocok untuk sediaan oral 33

35. ALAT YANG DIGUNAKAN DALAM PEMBUATAN EMULSI Karakteristik alat pembuat emulsi: Memperkecil ukuran partikel dan sekaligus menghomogenkan campuran Hanya memperkecil ukuran partikel saja Dalam pelaksanaannya efektifitas memperkecil ukuran partikel atau efektifitas penghomogenan bisa berlainan tergantung dari jenis alat yang digunakan Pengaduk (mixer) Homogenizer Colloid mill Ultra turrax 34

36. KONTROL KUALITAS EMULSI Tujuan : U ntuk mengetahui sifat fisika dari emulsi dan dipergunakan untuk mengevaluasi kestabilan emulsi Kontrol emulsi ada beberapa cara: Determinasi tipe emulsi Distribusi granulometrik Determinasi sifat reologi Tes penyimpanan yang dipercepat 35

37. DETERMINASI TIPE EMULSI Metode pengenceran Metode pewarnaan Konduktivitas elektrik 36

38. Metode pengenceran Dalam tabung reaksi yang berisi air ditambahkan beberapa tetes emulsi Bila terjadi campuran homogen atau emulsi terlarut maka emulsi berupa tipe o/w Atau berlaku sebaliknya DETERMINASI TIPE EMULSI Metode pewarnaan Emulsi tipe o/w akan terwarnai oleh zat yang larut dalam air Emulsi tipe w/o dapat diwarnai oleh zat warna yang larut dalam minyak 37

39. Emulsi + P ewarna larut minyak ( Sudan III ) Jika kontinyu berwarna merah, maka w/o emulsi E mulsi + pewarna larutan air ( metilen blue) diamati di bawah mikroskop jika fasa kontinyu berwarna biru  emulsi o/w air , Sebagi fase eksternal dan pewarna akan larut di dalamnya jika gumpalan tersebar tampak biru dan fase kontinyu tidak ber warna  emulsi w/o. DETERMINASI TIPE EMULSI 38

40. Kondultivitas elektrik Umumnya air merupakan konduktor yang lebih baik dibandingkan dengan minyak Bila emulsi dapat menghantarkan listrik maka emulsi bertipe o/w dan sebaliknya Jika suatu emulsi distabilkan dengan surfaktan nonionic kemudian konduktornya lemah sekali. Untuk deteksi dapat ditambahkan NaCl. DETERMINASI TIPE EMULSI 39

41. CONDUCTIVITY TEST P rinsip dasar bahwa air  konduktor listrik yang baik Pada kasus o/w , tes ini akan positif bila air sebagai fase eksternal. Sebuah perakitan terdiri dari sepasang elektroda d ihubungkan ke lampu dan dicelupkan ke dalam emulsi. Jika emulsi o/w  lampu akan menyala 4

42. DISTRIBUSI GRANULOMETRIK Dengan mengetahui distribusi granulometrik dan partikel fase disperse serta diameter rata- ratanya dapat digunakan untuk mengevaluasi kestabilan suatu emulsi yg dilihat dari lamanya (waktu) Bila terjadi peristiwa koalesensi, diameter rata-rata partikel akan berubah menjadi lebih besar 4 1

43. Pada umumnya sediaan yang mempunyai konsentrasi tinggi akan menyulitkan dalam penghitungan distribusi granulometriknya Untuk mengatasi hal tersebut dilakukan pengenceran terhadap sediaan. Cara menetapkan distribusi granulometrik: Mikroskopik Optik Elektronik Sentrifugasi DISTRIBUSI GRANULOMETRIK 41

44. Mikroskopik Dengan menggunakan micrometer baik secara visual dengan mata atau dengan bantuan peralatan Optik Dengan difraksi sinar Elektronik Dengan coulter counter, namun sulit dilakukan pada emulsi tipe w/o Sentrifugasi Berdasarkan rumus stokes: dengan menghitung perbedaan bobot jenis tiap fraksi emulsi. Dengan cara ini dapat diketahui distribusi ukuran partikelnya DISTRIBUSI GRANULOMETRIK 42

45. DETERMINASI SIFAT RHEOLOGI Kontrol sifat reologi dalam pembuatan emulsi penting. Perubahan konsistensi dapat disebabkan oleh proses frabikasi atau penyimpanan, sehingga dapat memperngaruhi pemakaiannya Misal : Mudah tidaknya penggunaan pada parenteral, ketepatan pengambilan dosis, kemudahan dan regulasi pengisian, kemudahan dalam penggunaan pada kulit untuk produk kosmetika dll. Stabilitas fisika Perubahan viskositas akan mempengaruhi pengendapan atau terjadinya creaming. Tidak hanya viskositas, setia p perubahan sifat reologi akan mempengaruhi kestabilan emulsi 43

46. DETERMINASI SIFAT RHEOLOGI Banyak faktor yang mempengaruhi sifat alir emulsi: Fase internal Fase eksternal Emulgator 44

47. 1. Fase internal Fraksi volume Interaksi partikel (flokulasi, koalesensi) Ukuran partikel Viskositas fase Fase eksternal Viskositas yang tergantung pada susunan kimia Adanya pengental , elektrolit , pH dll Emul g at o r Jenis kimia Konsentrasi Kestabilan dan sifat reologi serta film antarmuka kedua fase DETERMINASI SIFAT RHEOLOGI 45

48. UJI PENYIMPANAN YANG DIPERCEPAT Tes ini dimaksudkan untuk memperpendek waktu pengamatan suatu sediaan emulsi Agar diperoleh gambaran yang lebih mendekati keadaan yang sesungguhnya perlu dicari korelasi antara kondisi pengamatan yang dipercepat dengan pengamatan sesunggguhnya dalam kondisi normal. 6 bulan pada suhu 40°C dan suhu 2°C 46

49. Ada beberapa cara tes pada penyimpanan yang dipercepat: Temperatur 40-60 o C Sentrifugasi Shock termik 47 UJI PENYIMPANAN YANG DIPERCEPAT

50. 1. Temperatur 40-60 o C Dengan penyimpanan pada suhu yang relative lebih tinggi Maka viskositas akan menurun (tergantung pada sifat emulsi tersebut) Penurunan viskositas akan mempengaruhi kestabilan fisika emulsi UJI PENYIMPANAN YANG DIPERCEPAT 48

51. 2. S entrifugasi Dengan sentrifugasi pada kecepatan tertentu akan menaikkan harga g (gravitasi) pada hokum Stokes. Dengan demikian terjadi pemisahan partikel yang lebih cepat pula UJI PENYIMPANAN YANG DIPERCEPAT 49

52. 3. Shock termik Emulsi disimpan pada temperature tinggi dan rendah secara bergantian pada waktu tertentu. Misal pada suhu 60 o C selama sehari kemudian dilanjutkan pada suhu 4 o C selama sehari, diulang sampai masing-masing 4 kali, kemudian didiamkan pada temperatu r kamar untuk kemudian dilakukan pembacaan hasil UJI PENYIMPANAN YANG DIPERCEPAT 50

53. TERIMAKASIH 

54. QUIZ!!! Sebutkan definisi emulsi ? Sebutkan tipe-tipe emulsi ? Sebutkan contoh produk farmasi berdasarkan tipe emulsinya ? Sebutkan contoh emulgator dari alam dan buatan minimal 5 bahan ? Sebutkan dan jelaskan perbedaan Flokulasi Creaming Breaking Koalesense