ilmu polimer

ILMU POLIMER

FARMASI FISIKALiza Pratiwi, S.Far, M.Sc., Apt

Pengantar

• Sifat kimia polimer dimulai pada awal 1920 staudinger menyimpulkan dari hasil percobaan pada karet alam, amilum dan selulosa yang merupakan senyawa makromolekul

Penerapan farmasetis dari polimer

• Ahli farmasi telah menngunakan polimer dalam aspek kerjanya bertahun-tahun

• Contoh: botol polietilen, poliolefin, vial polistiren, penutup karet, tube karet, tube plastik untuk peralatan injeksi

• Digunakan hidroksipropil metilselulosa dan hidroksipropilselulosa, polietilenglikol, povidone, karboksimetilselulosa natrium untuk menyalut tablet

• Polimer untuk pengikat granulasi tablet: akasia, gelatin, na alginat

• Polimer untuk tablet salut enterik: selulosa asetat ftalat, hidroksipropil metilselulosa ftalat dan kopolimer dari asam metakrilat

• Polimer sebagai bahan pembuat kapsul keras dan lunak, suppositoria: gelatin

Pembuatan larutan polimer• Disolusi polimer padat dalam pelarut terjadi

dalam 2 tahap tumpang tindih:1.Molekul-molekul pelarut mendifusi dengan

segera ke dalam aprtikel padat, mengembangkannya dan perlahan mengembangkannya.

2.Molekul-molekul polimer tersolvasi dalam permukaan partikel yang menggembung terjerat satu dengan lainnya dan secara perlahan mendifusi keluar ke dalam pelarut

Pembentukan gel, koaservasi dan mikroenkapsulasi

• Gel merupakan sediaan semisolid yang memiliki yield value relatif tinggi dan memiliki elastisitas

• Gel terdiri atas fase kontinu : fase padatan dan fase cair

• Fase padat: Dibangun dengan tanah liat bentonit dalam bentuk lempengan kecil yang memiliki sisi

• Fase cair: akan mempermeasi padatan perancah dan mengisi ruang kosong.

• Larutan polimer cenderung menjadi gel akibat: zat terlarut yang terdiri dari rantai panjang fleksibel yang saling tarik menarik dan mengkristal

• Selain itu adanya crosslinking dari molekul polimer yang terlarut menyebabkan larutan menjadi gel

• Gel terbentuk jika temperatur larutan turun 10 C atau berada jauh dibawah 0 C

• Salting out dapat terjadi apabila: larutan polimer dalam air terdapat penambahan garam yang menyebabkan terjadinya pemisahan fase

Koaservasi

• Merupakan dasar metode mikroenkapsulasi obat padat atau cair sebagai contoh dalam pembuatan bentuk sediaan lepas terkendali

• Terdiri atas: materi initi yaitu obat yang akan dikapsulasi

• Syarat: serbuk halus, lebih baik lagi apabila berbentuk micronized atau cairan tidak bercampur

Koaservasi • Obat terdispersi dalam larutan polimer sebelum

koaservasi sehingga tidak boleh larut dalam medium cair.

• Permukaan zat padat ditutupi oleh lapisan polimer adsorpsi.

• Selanjutnya menggunakan cairan pengendap/elektrolit pengusir garam ditambahkan dan dilakukan pengadukan terus-menerus

• Tetesan koaservat akan terbentuk disekitar partikel inti.

• Tetesan koaservat akan terbentuk disekitar partikel inti.

• Fungsi pengadukan adalah untuk mencegah tetesan koaservat yang dapat menghancurkan partikel inti dengan penggabungan

Mekanisme

• Polimer kontinu menyalut secara sempurna partikel inti untuk mengubah koaservat, cairan kental membungkus menjadi padatan. Kemudian dikeringkan dan dikeraskan

• Langkah pertama terdiri dari pendinginan sistem.

• Fungsi pendinginan adalah mengentalkan, menciutkan dan mengeraskan bahan dinding polimer

• Polimer dapat menyambung silang menjadi menciutkan dan mengeraskan kulit mikro kapsul sehingga menguat dan melapisi partikel inti

• Pada akhirnya, partikel yang dimiliki mikrokapsulasi dicuci dengan dekantasi dan kemudian dikeringkan

• Mikrokapsulasi dalam perdagangan memiliki diameter 5-500 µm dengan tebal 1-10 µm

Contoh polimer

• Polidimetil siloksana• Polibutadiene• Poliisopren• Polietilena• Polipropilena• Polistirena• Polietila teraftalat• politetrafluoroetila

Plastisisasi

• Plastisisasi ada 2:• Internal• eksternal

Plastisisasi

• Internal: plastisisasi yang memperluas kisaran temperatur sehingga polimer akan bersifat fleksibel

• Eksternal: cairan dimana titik didihnya tinggi. Pada temperatur kamar memiliki tekanan uap rendah. Fungsinya adalah sebagai pelumas diantara rantai polimer, memudahkan pemasukan rantai melalui rantai lain, perluasan jarak temperatur

Plastisisasi

• Apabila cairan mensolvasi polimer dengan kuat akan membuat rantainya lebih lunak dan fleksibel.

Plastisisasi

• Pembentuk plastik: cairan dengan temperatur transisi gelas rendah, yaitu berkisar dari -50-150 C

• Zat ini akan membeku menjadi wujud gelas bahkan mengkristal pada pendinginan.

Elastomer

• Elastomer atau karet adalah polimer yang ditandai dengan temperatur transisi gelas

• Homopolimer yang mengkristal memiliki temperatur leleh rendah

Elastomer

Elastomer ditandai dengan parameter:• kelarutan yang rendah • Gaya tarik menarik antar rantai rendah

Elastomer

Elastomer mengalir dengan adanya:• Tekanan• Elastisitas

Elastomer

• Crosslinking merupakan vulkanisasi yang mengikat rantai bersama dengan ikatan valensi primer pada berbagai titik dan mencegah penyusupan rantai melalui rantai dengan adanya tekanan

Elastomer

• Ayaman elastisitas akan menghilngkan perlengketan dan bentuk yang permanen

• Sedangkan tekanan akan menghasilkan perpanjangan yang tinggi yang meluruskan rantai elastomer yang menyebabkan kristalisasi dan menurunkan energi bebasnya dengan porsi yang sama dengan panas kristalisasi

Kegunaan masa depan dalam farmasetik dan kegunaan biomedis lain dari polimer

• Dahulu: penggunaan polimer yang luas dalam ilmu kesehatan dibatasi oleh pertimbangan ekonomis

• Industri farmasi menggunakan polimer dalam jumlah yang jauh lebih sedikit jika dibandingkan industri tekstil dan pengemasan

• Dalam dunia kesehatan: metilsianoakrilat digunakan sebagai sebagai perekat dalam dunia industri selama bertahun-tahun, bisa digunakan untuk memperbaiki luka bedah pada berbagai jaringan organ

• Sianoakrilat dapat melekat karena monomer yang disebarkan sebagai lapisan tipis , 2 permukaan akan disatukan dan polimerisasi dikatalisis oleh sejumlah kecil kelembaban.

• Akhir2 ini dalam dunia farmasi sudah mulai membuat, menyediakan, dan memproses polimer sendiri

• Polimer digunakan: menjahit luka dan implantasi plastik, memperbaiki dan memindahkan jaringan dan organ

• Masalah dalam implantasi:Adalah degenerasi jaringan penghubung dan pembentuk pembekuan darah dan thrombi pada permukaan polimer sintetik yang diimplantasi, mengalami perluasan melalui peresapan lipid, korosi karena melemahnya implant akibat interaksi dengan enzim dan senyawa lain

Pengganti kulit untuk menutup luka bakar

• Terdiri dari komposit yang terbuat dari lapisan luar elastomer silikon untuk melindungi luka dari infeksi dan dehidrasi, mengikat lapisan dasar berpori adhesif, dan dapat dihancurkan secara biologis yang terdiri dari kolagen anyaman dan mengandung glukosamin

• Setelah kulit tumbuh kembali, lapisan dasar akan dihancurkan secara biologis dan lapisan puncak elastomer dilepaskan.

• Bentuk sediaan lepas terkendali menerapkan bahan plastik, elastomer dan polimer untuk membentuk lapisan

Terima kasih