biopol-kd3-makalah1.doc

8/19/2019 BIOPOL-KD3-MAKALAH1.doc

1/33

PENDAHULUAN

Pada teknologi nano, suatu partikel didefinisikan sebagai obyek kecil yang

berperilaku seperti unit utuh dalam hal penghantaran dan sifat-sifatnya.

Nanopartikel merupakan partikel koloid padat dengan diameter berkisar antara 1–

1000 nm. Dengan nanoteknologi, material dapat didesain sedemikian rupa dalam

orde nano, sehingga dapat diperoleh sifat dan material yang kita inginkan tanpa

melakukan pemborosan atom-atom yang tidak diperlukan. Aplikasi nanoteknologi

dimaksudkan untuk menghasilkan material berskala nanometer, mengeksplorasi

dan merekayasa karakteristik material tersebut, serta mendesain ulang material

tersebut ke dalam bentuk, ukuran, dan fungsi yang diinginkan. Nanopartikel

sebagai partikulat material dengan paling sedikit satu dimensi lebih kecil dari 100

nm mempunyai luas permukaan yang besar terhadap perbandingan olume.

Nanopartikel terdiri dari bahan makromolekul dan dapat digunakan untuk

terapi sebagai pembantu !adjuvant " aksin atau pemba#a obat, yaitu dengan

melarutkan, memerangkap, mengenkapsulasi, menyerap atau menempelkan bahan

aktif secara kimia. Polimer yang digunakan untuk membentuk nanopartikel dapat

berupa polimer sintetik dan alami. $erdapat dua %enis nanopartikel tergantung

pada proses penyiapan, yaitu nanosphere dan nanocapsule. Nanosphere

mempunyai struktur tipe monolitik !matriks" dan nanocapsule berupa struktur

dinding. $erminologi nanopartikel diadopsi karena seringkali sangat sulit untuk

menetapkan dengan tanpa keraguan apakah partikel tersebut tipe matriks atau

membran. Polimer yang memudahkan dalam penyiapan nanopartikel dapat dipilih

berupa polimer yang larut air. Nanopartikel dapat dibuat dari berbagai bahan

seperti protein, polisakarida dan polimer sintetik. &enurut keguanaannya,

nanopartikel berbasis biopolymer dapat dibagi men%adi ' yaitu nanopatikel

biopolimer sebagai sistem penghantaran obat !delivery system" dan nanopartikel

magnetik berlapis polimer biodegradable !P(A"


2/33

A. NANOPARTIKEL BIOPOLIMER SEBAGAI SISTEM

PENGHANTAR OBAT (delivery system)

)elama tiga dekade terakhir, terdapat minat penelitian yang cukup

dipertimbangkan di bidang pengembangan sistem penghantaran obat !delivery

system" menggunakan nanopartikel sebagai pemba#a untuk molekul besar dan

kecil. )istem penghantaran bertarget !targeting delivery system" senya#a obat

pada lesi-lesi penyakit merupakan salah satu aspek terpenting dalam sistem

penghantaran obat. )istem tersebut telah digunakan secara in vivo untuk

melindungi entitas obat dalam sirkulasi sistemik, membatasi akses obat hanya

pada lokasi yang dimaksud dan menghantarkan obat dengan la%u pelepasan

terkendali. *erbagai polimer telah digunakan dalam formulasi nanopartikel

selama penelitian untuk meningkatkan keuntungan terapeutik, dan meminimalisir

efek samping. $eknologi penghantaran obat secara terkendali menggambarkan

salah satu ilmu, yang melibatkan pendekatan multidisiplin sains, dan

berkontribusi pada peningkatan kesehatan manusia.

+onsep targeting drug dan penghantaran obat secara terkendali telah

digunakan untuk memperbaiki inde terapeutik obat dengan meningkatkan

lokalisasinya terhadap organ yang spesifik, sel-sel %aringan dan dengan

menurunkan potensinya untuk menyebabkan toksisitas atau efek samping pada

lokasi normal yang sensitif. Pada terapi kanker, agen kemoterapi memiliki efek

toksik terhadap sel tumor sebagaimana pada sel normail lainnya penghantaran

obat yang terkendali pada lokasi penyakit memungkinkan dilakukannya

penambahan dosis untuk meningkatkan efiaksi terapeutiknya. Penghantaran obat

terkendali melibatkan gabungan antara obat dengan sistem pemba#a yang akan

mempengaruhi karakteristik farmakokinetik dan biodistribusinya obat tersebut.

Pemba#a lain yang berukuran nano, seperti nanopartikel, misel polimerik,

liposom, nanopartikel dengan modifikasi permukaan dan nanopartikel lipid padat,

telah dikembangkan untuk mencapai tu%uan tersebut.

$u%uan utama dalam mendesain nanopartikel sebagai sistem penghantaran

obat adalah untuk mengontrol ukuran partikel, sifat permukaan dan pelepasan at

aktif untuk memperoleh aksi spesifik obat secara farmakologis pada dosis

regimennya.


3/33

+euntungan dalam menggunakan nanopartikel sebagai sistem penghantaran obat

meliputi/

kuran partikel dan karakteristik permukaan nanopartikel dapat dimanipulasi

dengan mudah untuk memperoleh targeting obat baik aktif maupun pasif

setelah pemberian parenteral.

Nanopartikel mengontrol dan melepaskan obat secara perlahan-lahan selama

distribusi dan memodifikasi distribusi obat pada organ loka aksi, dan

memperlambat klirens obat sehingga terapi obat dan meminimalkan efek

samping.

Pelepasan terkendali dan karakteristik degradasi partikel dapat dimodulasi

dengan pemilihan matri konstituen. Loading obat relatif tinggi dan obat

dapat di%erapkan ke dalam sistem tanpa reaksi kimia hal ini merupakan faktor

penting untuk men%aga aktiitas obat.

Targeting pada lokasi spesifik dapat diperoleh dengan melekatkan ligand pada

permukaan partikel atau dengan menggunakan magnetic guidance.

)istem dapat digunakan pada berbagai rute pemberian termasuk oral, nasal,

parenteral, intra okular, dll.

A.1 Nanopartike Protein

Di antara system koloid pemba#a obat yang tersedia, nanopartikel

berbasis protein memiliki peranan yang penting. +ebanyakan dari serum albumin

manusia atau sapi, legumin dan lain-lain, sebagaimana gelatin yang digunakan

sebagai bahan a#al pembuatan. +euntungan dalam sistem penghantaran obat

koloidal ini adalah kemungkinan drug targeting melalui modifikasi distribusi obat

dan peningkatan pengambilan sel terhadap %umlah obat. )ebagai hasilnya, efek samping toksik dari obat bebas dapat dihindari, contohnya pada methotreate.

)istem koloidal tersebut diantaranya berbasis protein. Protein merupakan kelas

molekul alami yang mempunyai fungsionalitas unik dan aplikasi yang berpotensi

dalam sistem biologis.

Nanomaterial yang diperoleh dari protein !nanopartikel protein" bersifat

biodegradable, non-antigenic, dapat dimetabolisme dan dapat dengan mudah

mengalami modifikasi permukaan dan berikatan koalen antara obat dan ligan.


4/33

+arena struktur primer dari protein, nanopartikel berbasis protein memungkinkan

adanya modifikasi permukaan dan ikatan koalen obat. Nanopartikel protein dapat

digunakan untuk penghantaran obat yang ditu%ukan ke paru-paru atau dapat

diinkorporasikan dalam biodegradable polymer microspherenanosphere untuk

depot pelepasan terkendali atau per oral. )aat ini, penelitian difokuskan pada

pembuatan nanopartikel menggunakan protein seperti gelatin, albumin, gliadin

dan legumin.

A.1.1 Geatin

2elatin adalah salah satu bahan protein yang dapat digunakan dalam

pembuatan nanopartikel. 2elatin diperoleh dari hidrolisis fibrosa, protein

yang tidak larut, kolagen, yang secara luas ditemukan sebagai komponen

utama dalam kulit, tulang dan %aringan ikat. Pada masa nanofarmasetika,

gelatin sudah dipertimbangkan sebagai bahan dasar bersifat biodegradable

pada perkembangan partikel. 3al ini dikarenakan bah#a gelatin bersifat

biodegradable, non-toksik, dapat mudah berikatan silang dan dimodifikasi

secara kimia. 4leh karena itu, gelatin mempunyai potensi sangat besar

untuk digunakan dalam pembuatan sistem penyampaian obat koloidal

seperti mikrosfer dan nanopartikel. +euntungan lainnya yaitu tidak mahal,

dapat disterilisasi, biasanya tidak terkontaminasi dengan pirogen dan

relatif mempunyai antigenisitas rendah. )ayangnya, formulasi yang

mengandung gelatin pada lapisan terluar !kapsul gelatin keras dan lunak"

cenderung berikatan silang secara inter dan intramolekular seiring dengan

perubahan #aktu, suhu dan kelembaban. +arena kecenderungan ini,

penggunaan gelatin pada formulasi farmasetika men%adi dipertanyakan.

Namun, bahan ini tetap digunakan secara luas tanpa adanya pertimbangan

menggantikannya dengan bahan lain. Penambahan crosslinker seperti

glutaraldehid, menghasilkan gelatin yang lebih stabil dan #aktu

sirkulasinya meningkat secara in vivo dibandingkan dengan yang tidak

termodifikasi dan pelepasan adalah fungsi dari ikatan silang dari

nanopartikel ini. Perubahan struktur ini meningkatkan kiner%a, sifat, dan

karakteristik gelatin seperti sifat ketidaklarutan pada suhu tinggi,


5/33

pengurangan swelling dalam air dan permeabilitas yang kurang pada

membran sel.

$erdapat dua %enis gelatin yaitu A dan * dengan titik isoelektrik yang

berbeda. 2elatin ini dibentuk baik dari hidrolisis asam ataupun basa.

2elatin tipe A diperoleh dari kolagen yang diproses secara asam,

sementara tipe * diperoleh dari kolagen yang diperoleh secara basa, yang

menghasilkan perbedaan titik isoelektrik, yaitu 5-6 untuk gelatin tipe A

dan 7-8 untuk gelatin tipe *.

+arakteristik dari gelatin adalah kandungan tinggi asam amino glisin

dan prolin !terutama sebagai hidroksipropilin" dan alanin. &olekul gelatin

mengandung sekuens berulang dari triplet asam amino glisin, prolin, dan

alanin, yang berperan dalam pembentukan struktur gelatin tripel heliks.

)truktur primer gelatin memberikan banyak kemungkinan untuk

modifikasi kimia dan pengikatan koalen terhadap obat. 3al ini dapat

dilakukan baik dalam matriks partikel atau hanya pada permukaan partikel.

Pada kasus pertama, modifikasi kimia dilakukan pada makromolekul

gelatin sebelum nanopartikel dibentuk, sementara pada kasus lain

modifikasi dilakukan pada permukaan partikelnya. )ifat ini yang

kemudian dikombinasikan dengan potensi tinggi sistem pemba#a

berukuran nano, membuat nanopartikel berbasis gelatin men%adi sistem

penghantaran obat yang men%an%ikan.

A.1.! A"#$in

Albumin adalah pemba#a molekular yang atraktif dan secara luas

digunakan untuk pembuatan nanosfer dan nanokapsul. 3al ini dikarenakan

ketersediaannya dalam bentuk murni, sifat biodegradabilitas, nontoksisitas

dan nonimunogenesitasnya. *aik *oine )erum Albumin !*)A" dan

3uman )erum Albumin !3)A" telah digunakan. )ebagai protein plasma

yang utama, albumin mempunyai perbedaan dibandingkan bahan lain pada

pembuatan nanopartikel. Dengan kata lain, nanopartikel albumin

biodegradable, mudah disiapkan dalam bentuk tertentu, dan dapat

memba#a kelompok senya#a reaktif !tiol, amin, dan karboksilat" pada


6/33

permukaannya yang dapat digunakan untuk ikatan ligan danatau

modifikasi permukaan lain. Nanopartikel albumin memberikan

keuntungan yaitu ligan dapat dengan mudah membentuk ikatan koalen.

4bat yang ter%erap dalam nanopartikel albumin dapat dicerna oleh protease

dan drug loading dapat dihitung. )e%umlah studi telah menun%ukkan

albumin terakumulasi pada tumor yang membuatnya men%adi pemba#a

makromolekular yang potensial untuk obat antitumor.

A.1.% Gia&in &an Le'#$in

Penggunaan nanopartikel bisa digunakan untuk tu%uan bioadhesi

karena bentuk sediaan farmasi ini mempunyai permukaan spesifik yang

luas yang dapat berpotensi tinggi berinteraksi dengan permukaan biologis.

ntuk aplikasi biologis, partikel egetal diperoleh dari protein, seperti

gliadin yang diekstraksi dari gluten yang berasal dari gandum dan icillin

atau legumin yang diekstraksi dari pea seeds ! Pisum sativum (".

2liadin men%adi polimer yang sesuai untuk pembuatan nanopartikel

mukoadhesie yang diharapkan melekat pada lapisan mukus. 2liadin

digunakan sebagai bahan nanopartikel. 3al ini dikarenakan

biodegradabilitas, biokompatibilitas dan sifat alaminya. 3idrofobisitas dan

kelarutannya men%adi dasar rancangan nanopartikel yang mampu

melindungi loaded drug dan mengontrol pelepasannya. Nanopartikel

gliadin !2NP" telah menun%ukkan tropisme untuk daerah saluran cerna

bagian atas, dan keberadaannya dalam bagian lain saluran cerna sangat

rendah. +apasitasnya yang tinggi untuk berinteraksi dengan mukosa dapat

di%elaskan dari komposisi gliadin. Pada kenyataannya, protein ini kaya

akan residu netral dan lipofilik. Asam amino netral dapat menyebabkan

interaksi ikatan hidrogen dengan mukosa sementara komponen

lipofiliknya berinteraksi dengan %aringan biologis. 2liadin mempunyai

sebuah amin dan disulfida pada rantai samping, sehingga memungkinkan

berikatan dengan mucin gel.

(egumin %uga merupakan protein yang berasal dari pea seeds ! Pisum

Sativum (". (egumin merupakan kandungan kaya albumin yang berfungsi


7/33

sebagai sumber sulfur. &olekul dari protein ini mempunyai kemampuan

berikatan membentuk nanopartikel setelah agregasi dan berikatan silang

dengan glutaraldehid.

METODE PEMBUATAN

*anyak makromolekul yang tersedia dapat digunakan dalam

pembuatan nanopartikel, seperti albumin, gelatin, legumin, icillin dan

polisakarida seperti alginate dan agarose. )enya#a tersebut memiliki fungsi

yang dan digunakan secara luas dalam pembuatan biomaterial bersifat

biodegradable dan biocompatible. Di antara senya#a makromolekul yang

telah disebutkan, albumin dan gelatin merupakan senya#a yang telah umum

digunakan. $abel 1 menun%ukkan metode utama pembuatan nanopartikel dari

senya#a alamiahnya.

$abel 1. &etode utama pembuatan nanopartikel dari makromolekul

Makro$oek# Prinip Proki

Albumin 9mulsi am

Pemisahan fase dalam medium air, dengan penambahan

agen desolasi

Dengan memodifikasi p3

2elatin 9mulsi am

Pemisahan fase dalam medium air, dengan penambahan

agen desolasi

Dengan memodifikasi suhu

:icillin, legumin Pemisahan fase dalam medium air, dengan memodifikasi

p3

Ter&apat a $eto&e &aar pe$"#atan nanopartike

1. Meto&e E$#i*ikai


8/33

Pada a#alnya, metode ini disusun oleh )cheffel dan rekan-rekannya

!165'" dalam pembuatan globul albumin nanopartikel dan kemudian

dioptimasi oleh 2ao dan rekan-rekannya !1668".

Pada proses ini, larutan a;ueous dari albumin dibuat men%adi bentuk

emulsi dengan minyak nabati !cotton seed oil " pada suhu kamar. +emudian

dengan menggunakan homogenizer pada kecepatan tinggi akan diperoleh

emulsi yang homogen. *anyak partikel yang dapat terdispersi melalui metode

ini. 9mulsi yang diperoleh kemudian ditambahkan ke dalam pre-heated oil

!lebih dari 1'0o


9/33

meningkat sesuai dengan faktor desolasi tesebut. Akumulasi partikel akan

terbentuk dengan sendrinya dengan adanya peningkatan turbiditas sistem.

ntuk mengatasi permasalahan akumulasi dan menghasilkan nanodispersi

yang ideal, dapat digunakan agen resolasi.

KARAKTERISASI NANOPARTIKEL PROTEIN

1. Uk#ran Partike

$elah diketahui bah#asanya ukuran partikel dan distribusi ukuran

merupakan karakteristik sistem nanopatrikel yang paling utama. *eberapa

penelitian telah menun%ukkan bah#a nanopartikel dengan ukuran sub-mikron

memberikan lebih banyak keuntungan daripada mikropartikel pada delivery

system. Pada umumnya, nanopartikel mengalami uptake intraseluler yang

relatif lebih tinggi dibandingkan dengan mikropartikel dan memiliki rentang

aailabilitas yang lebih besar dalam target biologis sehubungan dengan

ukurannya yang kecil dan relatif lebih mudah terdistribusi. )ebagai contoh,

sebuah penelitian mengenai distribusi obat dalam tubuh menun%ukkan bah#a

nanopartikel yang lebih besar dari '>0 nm akan terakumulasi dalam limpa

sehubungan dengan ukuran kapiler organ tersebut.

Pada penelitian in vitro lainnya mengindikasikan bah#a ukuran partikel

%uga berpengaruh pada uptake !ambilan" seluler nanopartikel tersebut. Pada

beberapa membran sel, hanya partikel berukuran sub-mikron yang dapat

mengalami ambilan secara efisien.

Pelepasan obat dipengaruhi pula oleh ukuran partikel. Partikel yang lebih

kecil memiliki luas permukaan total yang lebih besar. 4leh karena itu,

sebagian besar obat akan berada pada sekitar permukaan partikel yang

menyebabkan pelepasan obat yang lebih cepat. )ementara itu, partikel yang

lebih besar memiliki inti yang luas sehingga menyebabkan obat ter-

enkapsulasi dan dilepaskan secara perlahan-lahan. Akan tetapi, partikel yang

lebih kecil %uga memiliki resiko yang lebih besar untuk mengalami agregasi

selama penyimpanan dan transportasi dispersi nanopartikel. 4leh karena itu,

merupakan suatu tantangan tersendiri untuk memformulasikan nanopartikel


10/33

dengan ukuran partikel sekecil mungkin namun dengan stabilitas maksimum.

Degradasi polimer %uga dapat dipengaruhi oleh ukuran partikel. )ingkatnya,

secara in vitro, la%u degradasi polimer P(2A akan meningkat seiring dengan

peningkatan ukuran partikel.

)aat ini, metode tercepat dan yang paling umum digunakan untuk

menentukan ukuran partikel adalah dengan Photon-Correlation Spectroscopy

!P


11/33

yang teramati dengan karakteristik fisikokima bahan. &orfologi nanopartikel

dapat diu%i dengan dua teknik yaitu Atomic #orce $icroscopy !A&" dan

)canning %lectron $icroscopy !)9&". *aik A& maupun )9& merupakan

scanning probe microscope yang beresolusi tinggi, dengan menghasilkan

resolusi fraksi nanopatikel hingga 1000 kali lebih baik dibandingkan difraksi

optik yang terbatas.

)9& merupakan suatu %enis mikrospkop elektron yang mencitrakan

permukaan sampel dengan men-scan-nya menggunakan sinar elektron

berenergi tinggi dengan pola scan raster. )9& dilengkapi dengan resolusi

nanometer yang dipersyaratkan untuk pengukuran rentang partikel sub-

mikron dan tidak dapat digunakan untuk menentukan morfologi partikel.

?nteraksi elektron dengan atom men%adikan partikel menghasilkan sinyal yang

mengandung infromasi mengenai topografi permukaan sampel, komposisi

dan karakteristik lain seperti konduktiitas elektrik.

%. M#atan Per$#kaan

+etika nanopartikel diberikan secara intraena, partikel tersebut akan

dengan mudah dikenali oleh sistem imun tubuh dan kemudian dibersihkan

dari sirkulasi oleh fagosit. )elain ukuran nanopartikel, hidrofobisitas

permukaan %uga akan menentukan %umlah komponen darah yang terabsorbsi,

terutama protein !opsonin".

*eberapa teknik telah dikembangkan dan digunakan untuk mempela%ari

modifikasi permukaan naopartikel. 9fisiensi modifikasi permukaan dapat

diukur baik dengan memperkirakan muatan permukaan, kerapatan !densitas"

gugus fungsional, maupun dengan peningkatan hidrofilisitas. )alah satu

metode yang digunakan untuk mengukur modifikasi permukaan adalah

dengan menentukan eta potensial susensi a&ueous yang mengandung

nanopartikel. 3asilnya akan merefleksikan potensial elektrik partikel dan

dipengaruhi oleh komposisi partikel dan medium pendispersinya. ?nteraksi

antar partikel memainkan peranan penting terhadap kestabilan koloid. Alasan


12/33

utama dilakukannya pengukuran eta potensial adalah untuk memprediksi

stabilitas koloidal yang merupakan cara untuk mengukur interaksi tersebut.

Beta potensial merupakan ukuran repulsive 'orce di antara partikel. Dan

karena kebanyakan sistem koloid a&ueous distabilkan oleh gaya repulsi

elektrostatik, maka semakin besar repulsive 'orce antar partikel

kecenderungan untuk saling mendekat dan membentuk agregat akan semakin

kecil. Nanopartikel dengan eta potensial di atas C >0 m: lebih stabil dalam

suspensi, karena muatan pada permukaan nanopatrikel mencegah ter%adinya

agregasi antar partikel. Beta potensial %uga dapat digunakan untuk

menentukan muatan at aktif yang dienkapsulasi baik yang berada di tengah

nanokapsul maupun yang terabsorbsi pada permukaan.

APLIKASI POTENSIAL DARI PENGHANTARAN OBAT

NANOPARTIKEL PROTEIN

Aplikasi yang men%an%ikan dari nanopartikel protein yaitu sebagai

pemba#a sediaan parenteral dari berbagai obat. Nanopartikel protein telah

menun%ukkan kemungkinan transport dari se%umlah obat mele#ati sa#ar darah

otak yang normalnya tidak dapat dilalui setelah in%eksi ?:. Nanopartikel protein

mengikat obat meliputi peptida, seperti he"apeptide endorphin dalargin dan

dipeptide kyotorphin, dan obat-obat lain seperti loperamide, tubokurarin,

doorubicin. )e%umlah ahli telah menun%ukkan kecenderungan yang dapat

di%adikan pertimbangan terhadap akumulasi nanopartikel protein pada tumor

tertentu. ?katannya dengan berbagai macam obat sitostatik seperti 8-fluorourasil,

paclitael dan doorubicin terhadap nanopartikel albumin atau gelatin secara

signifikan dapat meningkatkan efektiitas mela#an tumor eksperimental atau

tumor manusia yang ditransplantasikan pada tikus, daripada dalam bentuk

bebasnya. )elain itu %uga, toksisitas dari doorubicin berkurang ketika

penyampaian obatnya dilakukan melalui nanopartikel.

?nkorporasi partikel magnetik dalam nanopartikel merupakan cara

meningkatkan efektiitas ikatan nanopartikel dan obat antitumor. Pengurangan

total tumor sarcoma oshida pada ekor mencit diperoleh dari pemberian dosis


13/33

tunggal doorubicin yang berikatan dengan nanopartikel albumin magnetik yang

ditargetkan pada tumor. Antibiotik adalah contoh obat lain yang menun%ukkan

peningkatan efektiitas atau penurunan toksisitas setelah berikatan dengan

nanopartikel protein. Amoksisilin dan ikatan amoksisilin-nanopartikel gliadin

!A2NP", keduanya menun%ukkan anti- (elicobacter pylori, namun dosis A2NP

yang dibutuhkan untuk eradikasi lengkap %auh lebih sedikit dibanding amoksisilin.

A2NP mengeliminasi () pylori dari saluran cerna lebih efektif dibandingkan

amoksisilin karena perpan%angan #aktu tinggal pada saluran cerna yang

disebabkan kemampuan mukoadhesif dari A2NP. *entuk sediaan antibiotik

dengan teknologi nanopartikel mukoadhesif dapat digunakan untuk eradikasi ()

pylori. Eilayah terapetik lainnya untuk nanopartikel protein adalah

penggunaannya terhadap pemba#a obat mata. )eperti yang telah dinyatakan

sebelumnya, nanopartikel menun%ukkan #aktu paruh yang lebih pan%ang

dibandingkan obat tetes mata. ?katan pilokarpin pada nanopartikel gelatin

memperpan%ang reduksi tekanan intraokular pada kelinci dengan glaucoma

eksperimental dibandingkan dengan larutan tetes mata pilokarpin. +arena

nanopartikel protein %uga melekat pada %aringan okular yang mengalami inflamasi

lebih tinggi 7 kali dibandingkan pada %aringan sehat, maka partikel ini dapat

dimanfaatkan melalui ikatannya dengan obat antiinflamasi untuk mengobati

peradangan pada mata.

)ebagai tambahan, nanopartikel gelatin digunakan sebagai ad%uant

imunologikal untuk meningkatkan baik respon humoral atau selular terhadap

antigen. *anyak peneliti telah menggunakan nanopartikel gelatin sebagai

pemba#a gen. (eong dan


14/33

A.! Nanopartike Kitoan

Kitoan

+itosan memiliki potensi aplikasi yang sangat luas dan ?ndonesia memiliki

sumber bahan baku yang cukup melimpah untuk mengolahnya, berupa cangkang

kepiting dan ra%ungan serta kulit udang. +itosan memiliki sifat yang sangat

menguntungkan, yaitu biocompatible* biodegradable, tidak beracun, dan tidak

mahal. )aat ini telah banyak penelitian pemanfaatan kitosan men%adi nanopartikel

sebagai penghantar obat bagi berbagai target terapi. Nanopartikel kitosan dapat

diolah dengan berbagai metode, di antaranya metode ikatan silang emulsi,

presipitasi, pengeringan semprot, penggabungan droplet emulsi, gelasi ionik,

reverse micellar method* dan kompleks polielektrolit. Aplikasi nanopartikel

kitosan sebagai penghantar obat dapat dilakukan dengan pemberian secara

parenteral, peroral, okular sebagai ektor penghantar gen non-viral , penghantar

aksin, dan terapi fotodinamik.

+itosan merupakan biopolimer alami yang menarik disebabkan adanya

gugus amino reaktif dan grup fungsional hidroksil. +itosan memiliki karakteristik

biokompatibilitas yang diinginkan serta kemampuan untuk meningkatkan

permeabilitas membran. 4leh karenanya kitosan merupakan salah satu matriks

imobilisasi yang paling men%an%ikan kekuatan mekanis dan hidrofilisitas yang

tinggi serta perbaikan stabilitas. +itosan merupakan modifikasi polimer

karbohidrat alami yang diproses melalui Ndeasetilasi parsial kitin. nit utama

pada polimer kitin adalah '-deoksi-'-!asetilamino" glukosa. nit tersebut diikat

oleh ikatan -!1,7" glikosida yang membentuk polimer linier rantai pan%ang.

Ealaupun kitin tidak larut dalam sebagian besar pelarut, kitosan larut dalam

sebagian besar larutan asam organik pada p3 kurang dari G,8 termasuk asam

format, asetat, tartrat, dan sitrat. +itosan tidak larut dalam asam fosfat dan asam

sulfat. +itosan tersedia dalam rentang berat molekul dan dera%at deasetilasi yang

luas. *erat molekul !*&" dan dera%at deasetilasi !DD" adalah faktor utama yang

mempengaruhi ukuran partikel, pembentukan partikel, dan agregasi. +arena


15/33

memiliki kemampuan membentuk membran, sifat adhesi yang baik, harga murah,

tidak beracun,

+eunggulan karakteristik tersebut membuat kitosan mempunyai aplikasi

dan kegunaan yang luas seperti contoh yang telah diuraikan sebelumnya. Di

samping itu, mengolahnya men%adi nanopartikel memungkinkan kitosan untuk

men%adi penghantar senya#a farmasi atau obat yang lebih efektif.

9fektiitas kebanyakan obat sering dibatasi oleh kemampuannya dalam

mencapai sisi aksi terapeutik. Pada sebagian besar pengobatan, khususnya dalam

bentuk dosis konensional, hanya sebagian kecil dosis yang diberikan mencapai

sisi target, sedangkan sebagian besar obat terdistribusi pada bagian tubuh lainnya

sesuai dengan sifat fisikokimia dan biokimianya.

Kitoan e"a'ai Nanopartike

Pada teknologi nano, suatu partikel didefinisikan sebagai obyek kecil yang

berperilaku seperti unit utuh dalam hal penghantaran dan sifat-sifatnya. &enurut

nanopartikel merupakan partikel koloid padat dengan diameter berkisar antara 1–

1000 nm. Dengan nanoteknologi, material dapat didesain sedemikian rupa dalam

orde nano, sehingga dapat diperoleh sifat dan material yang kita inginkan tanpa

melakukan pemborosan atom-atom yang tidak diperlukan. Aplikasi nanoteknologi

dimaksudkan untuk menghasilkan material berskala nanometer, mengeksplorasi

dan merekayasa karakteristik material tersebut, serta mendesain-ulang material

tersebut ke dalam bentuk, ukuran, dan fungsi yang diinginkan. Nanopartikel

sebagai partikulat material dengan paling sedikit satu dimensi lebih kecil dari 100

nm mempunyai luas permukaan yang besar terhadap perbandingan olume.

Nanopartikel terdiri dari bahan makromolekul dan dapat digunakan untuk terapi

sebagai pembantu !adjuvant " aksin atau pemba#a obat, yaitu dengan

melarutkan, memerangkap, mengenkapsulasi, menyerap atau menempelkan bahan

aktif secara kimia. Polimer yang digunakan untuk membentuk nanopartikel dapat

berupa polimer sintetik dan alami. $erdapat dua %enis nanopartikel tergantung

pada proses penyiapan, yaitu nanosphere dan nanocapsule. Nanosphere

mempunyai struktur tipe monolitik !matriks" dan nanocapsule berupa struktur tipe


16/33

dinding. $erminologi nanopartikel diadopsi karena seringkali sangat sulit untuk

menetapkan dengan tanpa keraguan apakah partikel tersebut tipe matriks atau

membran. Polimer yang memudahkan dalam penyiapan nanopartikel dapat dipilih

berupa polimer yang larut air. )alah satu polimer larut air yang dapat digunakan

pada pembuatan nanopartikel untuk tu%uan pengobatan adalah kitosan. +itosan

memiliki sifat yang ideal, yaitu biocompatible* biodegradable, tidak beracun, dan

tidak mahal. Di samping itu, kitosan merupakan polisakarida pada urutan kedua

dalam hal ketersediaannya di alam dan termasuk sebagai polielektrolit kationik.

Nanopartikel kitosan memiliki ukuran 70–100 nm dan muatan permukaan

positifnya adalah 80 m:. +itosan nanopartikel disaring menggunakan membran

dengan diameter 0,78 mm dan diotoklaf untuk menghilangkan kontaminan.

Nanopartikel stabil pada kondisi proses pemanasan dengan otoklaf. Dalam sebuah

penelitian untuk memperoleh nanopartikel kitosan dengan ukuran sekitar '8G–>80

nm dapat diukur dengan menggunakan hamburan sinar laser dinamis !dinamic

laser light scattering ". &enurut mereka, diameter hidrodinamis dari partikel yang

diukur dengan menggunakan hamburan sinar lebih besar dibandingkan dengan

ukuran yang diperkirakan dengan menggunakan mikroskop, terutama karena

tingginya kapasitas pengembangan dari nanopartikel kitosan.

METODE PEMBUATAN NANOPARTIKEL KITOSAN

*eberapa metode telah digunakan untuk membuat sistem partikulat

kitosan. Penentuan metode yang digunakan tergantung faktor-faktor seperti

ukuran partikel yang diinginkan, stabilitas kimia dan panas dari bahan aktif,

reprodusibilitas profil kinetic pelepasan produk akhir dan toksisitas residu yang

terkait dengan produk akhir. &etode yang dapat digunakan untuk memproduksi

mikro dan nanopartikel kitosan dari kitosan adalah metode ikatan silang emulsi

!emulsion cross-linking ", presipitasi ! precipitation", pengeringan semprot ! spray

drying ", metode penggabungan droplet emulsi !emulsion-droplet coalescence

method ", gelasi ionik !ionic gelation", reverse micellar method* dan kompleks

polielektrolit ! polyelectrolyte comple"".


17/33

+arakteristik kitosan yang telah digunakan untuk pembuatan nanopartikel

kitosan oleh beberapa peneliti berariasi di antaranya adalah *& '00 kDa dan DD

=8@ !Dustgani et al)* '00=", *& '1 kDa dan DD =5@ , *& >G0 kDa dan DD

68@ , *& 100 kDa dan DD =0@ , serta iskositas 68 mPa dan DD =G@ . +itosan

komersial diperdagangkan. Dengan *& dan DD rata-rata masing-masing adalah

>=00–'0.000 Dalton dan GG–68@

1. Meto&e Ikatan Sian' E$#i

&etode ini menggunakan grup amina fungsional reaktif dari kitosan

berikatan silang dengan grup aldehid dari agen ikatan silang. Pada metode ini,

emulsi air dalam minyak disiapkan dengan mengemulsikan larutan encer

kitosan dalam fase minyak. Droplet !tetesan berukuran kecil" encer

distabilkan dengan menggunakan surfaktan yang tepat. 9mulsi yang stabil

direaksikan dengan bahan yang tepat agar ter%adi ikatan silang, misalnya

glutaral dehid, untuk mengeraskan dropl et.

$icrosphere disaring dan dicuci berulangkali dengan n-heksan diikuti

dengan alkohol kemudian dikeringkan. Dengan metode ini, ukuran partikel

dapat dikontrol dengan mengendalikan ukuran droplet encer. $etapi ukuran

partikel produk akhir tergantung pada kemampuan bahan ikatan silang yang

digunakan mengeraskan dan kecepatan pengadukan selama pembentukan

emulsi &etode ini telah digunakan pada preparasi microsphere kitosan untuk

mengenkapsulasi natrium diklofenak dengan menggunakan dua bahan

pengikat silang !glutaraldehid dan asam sulfat" dan perlakuan panas.

$icrosphere adal ah bulatan dengan permukaan halus seperti dapat dilihat

pada 2ambar 1 +oarsiasiPresipitasi &etode ini memanfaatkan sifat

fisikokimia kitosan yang tidak larut pada medium dengan p3 alkali, sehingga

presipitasikoarsiasi ter%adi pada saat kontak dengan larutan alkali. Partikel

dihasilkan dengan memancarkan larutan kitosan pada larutan alkali seperti

natrium hidroksida, Na43-metanol atau etanadiamin menggunakan noel

udara bertekanan untuk membentuk droplet koaserat. )eparasi dan purifikasi

dari partikel dilakukan dengan filtrasi sentrifugasi yang diikuti pencucian


18/33

dengan air panas dan air dingin secara berurutan. :ariasi tekanan udara atau

diameter noel digunakan untuk mengatur ukuran partikel.

Pada teknik l ain, larutan natrium sulfat ditambahkan tetes demi tetes

pada larutan kitosan dalam asam encer yang mengandung surfaktan dengan

pengadukan dan ultrasonikasi selama >0 menit. $icrosphere dimurnikan

dengan sentrifugasi dan disuspensi kembali dalam air yang telah

didemineralisasi. Partikel ditambahkan dengan glutaraldehid agar ter%adi

ikatan silang.

2ambar 1. Scanning electron micrograph dari microsphere kitosan yang

diproduksi menggunakan metode ikatan silang emulsi.

!. Pen'erin'an Se$prot

Pengeringan semprot ! spray drying " merupakan teknik yang telah dikenal

umum digunakan untuk memproduksi tepung, granula atau aglomerat dari

campuran obat dan larutan eksipien serta suspensi. &etode ini didasarkan pada

pengeringan droplet atom dalam aliran udara panas. Di dalam metode ini,

pertama-tama kitosan dilarutkan atau didispersikan dalam larutan dan kemudian

ditambahkan bahan yang tepat untuk pembentukan ikatan silang. (arutan atau

dispersi ini diatomisasi dalam aliran udara panas untuk pembentukan droplet

kecil. Dari proses ini, pelarut secara instan menguap dan menghasilkan partikel

yang bergerak bebas. kuran partikel tergantung pada ukuran noel, kecepatan

aliran semprot, tekanan atomisasi, suhu udara inlet* dan tingkat ikatan silang.


19/33

2ambar '. &orfologi nanopartikel kitosan yang disiapkan dengan metode gelasi

ionik

&etode Penggabungan Droplet 9mulsi

&etode ini memanfaatkan prinsip ikatan silang emulsi !emulsion cross-

linking " dan presipitasi. Presipitasi dihasilkan akibat penggabungan droplet

kitosan dengan droplet Na43. Pertama-tama emulsi stabil yang terdiri dari

larutan encer kitosan yang mengandung obat dibuat dalam minyak parafin cair

dan kemudian emulsi stabil lain yang mengandung larutan Na43 dibuat dengan

cara yang sama. +etika kedua emulsi dicampur dengan pengadukan berkecepatan

tinggi, droplet setiap emulsi akan bertumbukan secara acak dan menggabung.

Dengan cara demikian presipitasi droplet kitosan akan menghasilkan partikel

ukuran kecil. Nanopartikel kitosan yang mengandung asam gadopentetat untuk

terapi gadolinium neutron capture disiapkan dengan metode ini. kuran partikel

yang diperoleh tergantung dari tipe kitosan. )ebagai contoh, penggunaan kitosan

dengan dera%at deasetilisasi yang lebih kecil menghasilkan ukuran partikel yang

lebih besar, tetapi kandungan obatnya lebih kecil. Partikel yang diproduksi dari

kitosan dengan dera%at deasetilisasi 100@ memiliki ukuran rata-rata 78' nm

dengan kemampuan mengandung obat 78@. 2elasi ?onik ?katan silang secara

fisik melalui interaksi elektrostatik sebagai alternatif dari ikatan silang secara

kimia telah diterapkan untuk menghindarkan kemungkinan toksisitas dari pereaksi


20/33

dan akibat lain yang tidak dikehendaki. &ekanisme pembentukan !$PP".

Pembuatan kompleks $PP-kitosan dilakukan dengan meneteskan droplet kitosan

ke dalam larutan $PP.

Pada metode gelasi ionik, kitosan dilarutkan dalam larutan asam encer

untuk memperoleh kation kitosan. (arutan tersebut kemudian ditambahkan

dengan meneteskan ke dalam larutan polianionik $PP sambil diaduk. Akibat

kompleksasi antara muatan yang berbeda, kitosan mengalami gelasi ionik dan

presipitasi membentuk partikel bulat seperti bola. Dengan demikian, nanopartikel

dibentuk secara spontan akibat pengadukan mekanis pada suhu kamar. kuran

dan muatan permukaan partikel dapat dimodifikasi dengan memariasi rasio

kitosan terhadap bahan penstabil ! stabilizer ". +everse micelles adalah campuran

berupa cairan yang terdiri dari air, minyak, dan surfaktan yang stabil secara

termodinamika. )ecara makroskopis, reverse micelles adalah homogen dan

isotropik, terstruktur pada skala mikroskopis dalam mikrodomain cairan dan

minyak yang dipisahkan oleh lapisan kaya surfaktan. Penyiapan nanopartikel

polimerik yang sangat halus dengan distribusi ukuran yang kecil dapat diperoleh

dengan menggunakan medium reverse micelles. ?nti cairan dari tetesan halus

reverse micelles dapat digunakan sebagai nanoreaktor untuk membuat partikel

tersebut. +arena ukuran tetesan reverse micelles biasanya terletak antara 1–10 nm,

pembuatan nanopartikel yang mengandung obat dalam reverse micelles akan

menghasilkan partikel yang amat sangat halus dengan distribusi ukuran yang

kecil. +arena tetes halus micelles dalam 2erak *ro#nian !gerak acak", mereka m

engal ami penggabungan secara kontinyu yang diikuti oleh pemisahan kembali

dalam skala #aktu yang berariasi antara milidetik dan mikrodetik. kuran,

polidispersitas, dan stabilitas termodinamika dipertahankan dalam sistem oleh

kesetimbangan dinamik cepat !rapid dynamic e&uilibrium". )urfaktan dilarutkan

dalam pelarut organik untuk membuat reverse micelles. $erhadap larutan tersebut,

larutan encer dari kitosan dan obat ditambahkan dengan pengadukan secara teratur

untuk menghindarkan ter%adinya kekeruhan. ase cair dipertahankan tidak keruh

dengan pengadukan untuk men%aga campuran dalam fase mikroemulsi yang

transparan.$ambahan air diberikan untuk mendapatkan nanopartikel dengan


21/33

ukuran yang lebih besar. 2una mendapatkan ikatan silang, terhadap larutan

transparan tersebut ditambahkan bahan ikatan silang sambil diaduk selama

semalam. Pelarut organik lalu diuapkan untuk mendapatkan massa kering

transparan yang kemudian didispersikan dalam air dan ditambah garam yang

sesuai untuk mengendapkan surfaktan.


22/33

inkorporasi obat selama pembuatan partikel, dan kemampuan pemuatan

dipengaruhi oleh parameter proses, seperti metode pembuatan, adanya aditif

dan lain-lain. *aik obat yang larut maupun yang tidak larut air dapat dimuatkan

pada sistem partikulat berbasis kitosan. Penggunaan kompleks polielektrolit

berbasis kitosan sebagai material pemba#a yang potensial pada sistem

penghantaran obat. Pelepasan obat dari sistem partikulat berbasis kitosan

tergantung pada tingkat ikatan silang, morfologi, ukuran dan densitas dari

sistem partikulat, sifat fisikokimia obat serta adanya adjuvant yang membantu

peningkatan efek pengobatan. Pelepasan secara in vitro %uga tergantung pada

p3, polaritas, dan adanya enim pada media disolusi. Pelepasan obat dari

sistem partikulat kitosan melibatkan tiga mekanisme berbeda, yaitu !a"

pelepasan dari permukaan partikel, !b" difusi melalui swollen rubbery matri",

dan !c" pelepasan akibat erosi polimer.

*eberapa aplikasi nanopartikel kitosan di bidang farmasi dan biomedik

sebagai alat penghantar obat telah banyak diteliti dengan berbagai target

pengobatan. Pemberian secara Parenteral ! Parenteral ,dministration". Partikel

ukuran nano dapat diberikan secara intravenous, karena diameter terkecil

kapiler darah sekitar 7 mm. Partikel dengan diameter lebih besar dari 100 nm

dapat diambil secara cepat oleh system reticuloendothelial pada hati, limpa,

paru-paru, dan sumsum tulang. )ementara itu, partikel dengan ukuran lebih

kecil cenderung memiliki #aktu sirkulasi lebih pan%ang. Partikel bermuatan

negatif lebih cepat tereliminasi dibandingkan partikel yang bermuatan positif

atau netral. Pembuatan nanopartikel bersifat hidrofilik, tetapi bermuatan

permukaan netral merupakan cara yang baik untuk mengurangi fagositosis

makrofag dan sekaligus memperbaiki tingkat keberhasilan pengobatan dari

partikel bermuatan obat.

4bat yang memiliki potensi baik dan menarik untuk diteliti adalah

antikanker. Nanopartikel kitosan memiliki aktiitas antitumor yang baik

berdasarkan u%i terhadap berbagai lini sel kanker secara in vivo. Nanopartikel

kitosan bermuatan asam gadopentetat dipreparasi untuk terapi menangkap

netron gadolinium ! gadolinium neutroncapture therapy". )ifat pelepasan dan


23/33

kemampuan untuk retensi yang lama dari asam gadopentetat pada sel tumor

menun%ukkan bah#a nanopartikel berguna sebagai intratumoral injectable

devices pada terapi menangkap netron gadolinium. Nanopartikel kitosan efektif

menghambat proliferasi cell line karsinoma lambung manusia &2 in

vitro melalui mekanisme berulang dan mungkin merupakan agen yang

menguntungkan mela#an karsinoma pada manusia. Penghantaran anti infektif,

seperti obat antibakterial, antiiral, antifungal, dan antiparasitik adalah

penggunaan umum lainnya dari nanopartikel. Fendahnya indeks terapi dari

obat antiparasitik, pendeknya umur simpan dari antiiral, dan terbatasnya

kemampuan antibiotik untuk berpenetrasi ke sel yang terinfensi dalam

kompartemen intraselular membuatmya sebagai kandidat yang ideal bagi

penghantaran menggunakan nanopartikel. Antibakterial nanopartikel kitosan

menggunakan metode gelasi ionik dengan anion tripolifosfat, dan nanopartikel

tersebut memiliki aktiitas antibacterial terhadap %) coli* S) choleraesuis* S)

typhimurium* dan S) aureus. Pemberian secara Peroral ! Peroral

,dministration"

?de bah#a nanopartikel mungkin dapat melindungi obat yang labil dari

degradasi enimatis dalam saluran pencernaan mendorong di kembangkannya

nanopartikel sebagai sistem penghantaran oral untuk makromolekul, protein,

dan pol inukl eoti da. Pendekatan ini dika%i secara ekstensif setelah suatu

laporan menginformasikan bah#a kadar gula darah pada tikus penderita

diabetes berhasil diturunkan setelah mendapat perlakuan pemberian

nanopartikel insulin secara oral.

+itosan telah digunakan untuk penghantar molekul insulin dengan

nanopartikel polimerik sebagai sistem pemba#a. %i in vivo pada model tikus

penderita diabetes dengan kitosanpoli-!asam glutamat" menun%ukkan bah#a

sistem nanopartikel ini secara efektif menurunkan tingkat gula darah.

+ombinasi nanopartikel dekstran sulfat-kitosan efektif sebagai sistem

penghantaran sensitif p3 dan pelepasan insulin dikendalikan oleh mekanisme

disosiasi antar-polisakarida. Nanopartikel kitosan dapat memperbaiki absorpsi

insulin dan memiliki kemampuan berinteraksi dengan mukosa usus. Pembuatan


24/33

nanopartikel untuk penghantar protein dari kitosan larut air dengan natrium

tripolipospat menggunakan metode gelasi ionotropik dengan bovine serum

albumin !*)A" sebagai model obat dan diperoleh nanopartikel berukuran 100–

700 nm. Pengamatan menun%ukkan bah#a nanopartikel kitosan larut air dapat

memperbaiki dan memperpan%ang absorpsi usus terhadap *)A. Dengan

demikian, nanopartikel kitosan larut air merupakan sistem penghantar protein

yang potensial. &embuat formulasi nanopartikel menggunakan kitosan yang

dikombinasi dengan sulfobutil eter-5-natrium siklodekstran untuk penghantar

peptida hidrofilik.

*erdasarkan hasil penelitian mengusulkan penggunaan nanopartikel

kitosan mikroenkapsulasi untuk penghantar protein ke paru-paru, di mana

kitosan dapat meningkatkan absorpsi peptida. )elain itu, %uga disarankan

nanopartikel kitosan untuk pengobatan penyakit lokal paru-paru, seperti cystic

'ibrosis atau kanker. Pemberian secara 4kular Nanopartikel telah diketahui

merupakan pemba#a potensial untuk pemberian secara okular. *erbagai

obserasi menun%ukkan bah#a beragam tipe nanopartikel cenderung untuk

menempel pada permukaan epitel mata. )emakin lamanya #aktu tinggal

nanopartikel menyebabkan kecepatan penghilangannya %auh lebih lambat

dibandingkan formulasi opthalmologis konensional, dengan demikian

memperbaiki bioaailabilitas obat. 4leh karenanya, nanopartikel telah

dikembangkan untuk penghantaran at aktif dalam tetes mata yang ditargetkan

sebagai obat anti-inflamasi, antialergi, dan beta-blocker . Di antara polimer

mukoadhesif yang telah diteliti, kitosan menarik untuk digunakan sebagai

pemba#a obat tetes mata. Potensi nanopartikel kitosan sebagai sistem

penghantar obat untuk permukaan okular yang dalam pembuatannya

menggunakan gelasi ionotropik kitosan dengan pentasodium tripolifosfat. 3asil

pengu%ian menun%ukkan bah#a nanopartikel kitosan mudah menembus sel

epitel conjuctiva dan ditoleransi dengan baik pada permukaan mata kelinci.

Ealaupun irus dapat secara efektif mentransfer gen ke dalam sel, tetapi

kekha#atiran adanya respon imun dari inang !host ", residu patogenisitas, dan

induksi potensial pertumbuhan neoplastik yang diikuti dengan mutagenesis


25/33

sisipan telah mendorong umum, sistem penghantar gen non-iral dipandang

lebih aman, karena potensi mutasi dan imunogenik sistem tersebut lebih

rendah. +itosan merupakan ektor penghantar gen yang men%an%ikan, dapat

memediasi secara efisien transfer gen in vitro pada rasio nitrogen dan fosfat

>/8. Pada rasio tersebut, kompleks kitosan-DNA dapat dibuat pada ukuran 80–

100 nm dengan muatan permukaan positif sekitar H>0 &.

+emampuan dari nanopartikel kitosan sebagai komponen yang

menun%ukkan kiner%a yang baik di dalam penghantaran gen. Nanopartikel

kitosan mengandung plasmid DNA %uga dapat dibuat dengan metode gelasi

ionotropik. Nanopartikel menun%ukkan kemampuan yang baik untuk asosiasi

makromolekul dan merupakan sistem yang men%an%ikan untuk penghantar

transmukosal dari pDNA.

!. Pen',antar -akin

Nanopartikel sering memperlihatkan efek adjuvant yang nyata pada

pemberian aksin secara parenteral karena mungkin dapat langsung diambil

oleh sel yang menghasilkan antigen. )elain itu, pada pemberian secara oral dan

nasal, nanopartikel dianggap memiliki potensi untuk menghasilkan respons

imun pelindung mukosa, yang merupakan salah satu tu%uan yang diharapkan

pada aksinologi modern. $arget utama pemberian aksin secara oral adalah

Peyers patches. Dengan menginkorporasikan aksin ke dalam system

nanopartikel, aksin terproteksi dari degradasi enimatis pada per%alanannya

menu%u %aringan mukosa dan secara efisien diambil oleh sel-&. $idak seperti

pada pemberian secara oral, untuk pemberian secara nasal aksin harus

ditransportasikan melalui %arak yang sangat pendek, tinggal selama 18 menit

dalam rongga hidung, serta tidak terpapar p3 rendah dan enim degradatif.

4leh karenanya, pemberian aksin secara nasal mungkin tidak perlu

diformulasikan sebagai nanopartikel, dan mungkin diberikan sebagai larutan

atau serbuk sehingga memperpan%ang #aktu kontak antara formulasi dan

%aringan hidung.


26/33

%. Terapi oto&ina$ik

$erapi fotodinamik !PD$" semakin dikenal sebagai perlakuan alternatif

untuk kanker. Namun agen terapi fotodinamik, seperti fotosensitiser !P)"

terbatas aplikasinya sebagai akibat dari fotosensitiitas kulit berkepan%angan,

kurang larut dalam air, dan selektiitas tidak memadai, seperti yang ditemukan

pada se%umlah terapi kimia. Nanopartikel magnetic kitosan dapat memberikan

biokompatibilitas, biodegradabilitas, tidak beracun dan kelarutan air yang

sangat baik tanpa mengganggu penargetan magnetiknya !magnetic targeting ".

Nanopartikel kitosan penargetan magnetik !&$,=-di-!1-propoksietil" -1>,15-

bis-!>-hiroksipropil" porfirin !P3PP". P3PP&$


27/33

&akromolekul atau protein menun%ukkan efisiensi loading yang paling baik pada

atau dekat titik isoelektrik yang kelarutannya rendah dan adsorpsinya maksimal.

rug loading dari nanopartikel secara umum ditentukan sebagai %umlah

obat terikat per massa polimer !biasanya dalam mol obat per mg polimer atau mg

obat per mg polimer", dapat %uga berupa persentase basis berdasarkan polimer.

Deter$inai &ari pen/erapan o"at

?katan obat dengan nanopartikel protein diukur dengan sentrifugasi

suspensi partikel.ntuk determinasi pen%erapan obat, se%umlah obat yang berada

dalam supernatant %ernih setelah dilakukan sentrifugasi, kemudian ditentukan !#"

dengan spektrofotometri :, spektrofotometer fluoresens atau dengan metode

3P(< teralidasi. +ura kalibrasi standard dari berbagai konsentrasi ersus

serapan diplot untuk perhitungan. Iumlah obat dalam supernatant kemudian

dikurangi dengan total %umlah obat yang ditambahkan pada formulasi !E". )ecara

efektif, !E-#" akan memberikan %umlah obat yang ter%erap dalam pellet.

Persentase pen%erapan dapat dilihat dari persamaan berikut/

Pen%erapan obat !@" J !E-#" 100 E

Pada akhirnya, efisiensi enkapsulasi mengacu pada rasio %umlah obat

terenkapsulasiterabsorbsi dengan total !teoritis" %umlah obat yang digunakan,

dengan mempertimbangkan sistem penghantaran obat dari dispersi nanopartikel.

B.! Peepaan O"at

Profil pelepasan obat dari nanopartikel tergantung dari sistem

pemba#anya. Pada nanosfer, obat secara seragam didistribusikan dilarutkan

dalam matriks. Iika difusi obat berlangsung lebih cepat dibandingkan degadasi

matriks, mekanisme pelepasan obat utamanya ter%adi melalui difusi. Namun %ika

tidak bergantung pada difusi, maka pelepasan obat bergantung pada degradasi

matriks. *anyak mekanisme teoritis yang dapat dipertimbangkan untuk pelepasan

obat dari nanopartikel protein/

a. pelepasan disebabkan karena erosi polimer atau degradasi,

b. sel'-di''usion melalui pori-pori,

c. pelepasan obat melalui permukaan polimer,


28/33

d. pemba#a diinisiasi melalui aplikasi oscillating magnetic atau sonic 'ield .

Dalam banyak kasus, beberapa dari proses ini dapat ter%adi, %adi perbedaan antar

mekanisme ini tidak terlalu penting. +etika pelepasan obat ter%adi karena proses

sel'-di''usional , drug loading minimum penting sebelum pelepasan obat dapat

diamati. 3al ini dapat di%elaskan karena proses melibatkan difusi melalui a&ueous

channel dibentuk dari pemisahan fase dan berdasarkan disolusi obat itu sendiri.

&ekanisme ini %arang ter%adi pada drug loaded nanoparticles karena, seperti yang

telah di%elaskan sebelumnya, efisiensi enkapsulasi dari obat terlalu rendah.

)ehingga, pelepasan dari permukaan dan erosi atau degradasi bulk polimer

biasanya men%adi proses yang sangat penting yang mempengaruhi pelepasan obat

dari nanopartikel.

&etode untuk pen%umlahan pelepasan obat secara in vitro yaitu/

a. difusi sel dengan membran buatan atau biologis

b. teknik dialisis ekuilibrium

c. teknik reverse dialysis sac

d. ultrasentrifugasi

e. ultrafiltrasi atau

f. teknik ultrafiltrasi sentrifugasi

0. NANOPARTIKEL MAGNETIK BERLAPIS POLIMER

BIODEGRADABLE (PLA)

Penggunaan partikel magnetik di bidang biomedikal biasanya menuntut sifat

superparamagnetik dan terdispersi atau membentuk koloid stabil dalam air

berlingkungan p3 netral dan garam fisiologis +estabilan partikel magnetik di

dalam air bergantung pada beberapa faktor diantaranya ukuran, muatan dan kimia

permukaan. )emakin kecil ukuran partikel, pengaruh gaya graitasi semakin dapat

diabaikan. )edangkan peningkatan muatan dan kimia permukaan memungkinkan

adanya gaya tolak menolak antar partikel sehingga partikel dapat stabil terdispersi

dalam air. Demikian pula sifat superparamagnetik akan dapat dicapai bila ukuran

partikel magnet makin kecil yang mengakibatkan makin kecil pula interaksi antar

partikel. ntuk tu%uan itu pembuatan partikel berskala nanometer dan pelapisan

partikel magnetik dengan polimer organic merupakan cara yang efektif dan telah


29/33

mulai banyak dika%i. $untutan lain dalambidang biomedikal terutama untuk

penggunaan secara in vivo adalah sifat biokampatibilitas dan toksisitas, yang

dipengaruhi oleh sifat dasar partikel magnetik dan bahan pelapisnya. )aat ini,

oksida besi dalam bentuk senya#a e>47 !magnetite" atau -e'4> !maghemite"

merupakan partikel yang paling umum digunakan dalam bidang biomedikal.

*ahan magnetik lain seperti kobal !


30/33

terbentuk butiran yang tersebar dalam air. *utiran yang terbentuk selan%utnya

diendapkan, dicuci dan dikeringkan di dalam oen dalam suhu 80 K< selama 1

%am. )ampel dalam bentuk serbuk kering selan%utnya dikarakterisasi untuk

menentukan bentuk, ukuran dan keberadaan e>47. )emua karakterisasi

dilakukan dengan peralatan di P$*?N-*A$AN, )erpong. *entuk dan ukuran

serbuk diamati dengan Scanning %lectron $icroscope !S%$ ". +eberadaan e>47

di dalam serbuk ditentukan berdasarkan kristalinitas dan kemagnetannya.

?dentifikasi kristalinitas dilakukan dengan /-+ay i'raction ! /+". )edangkan

sifat kemagnetan diukur menggunakan .ibrating Sample $agnetometer !.S$ "

dengan medan luar maksimal 1 $esla.

Gambar 1. oto S%$ dari partikel magnetik e>47 dengan perbesaran '0.000 L

Gambar 2. oto S%$ partikel e>47 berlapis P(A


31/33

a b

Gambar 3. !a" Partikel e>47 tanpa pelapis

!b" Partikel e>47 berlapis PL, setelah '1 hari dalam air.


32/33

PENUTUP

Nanopartikel berbahan biopolimer memiliki prospek yang baik untuk

diterapkan pada industri farmasi, khususnya sebagai penghantar obat dengan

berbagai target pengobatan. Nanopartikel ini diperkirakan memiliki harga yang

tinggi, sehingga layak untuk dikembangkan di ?ndonesia. 4leh karena itu perlu

dilakukan pengka%ian pengembangan industri kitosan di ?ndonesia dengan

kapasitas yang disesuaikan kebutuhan yang mengikuti perkembangan permintaan

terhadap nanopartikel kitosan oleh industri farmasi. +itosan dapat diproduksi pada

rentang bobot molekul yang lebar, memudahkannya dalam pengembangan

formulasi nanopartikel sesuai yang dibutuhkan.

KESIMPULAN

Nanopartikel protein men%an%ikan sebagai sistem penghantaran obat untuk

sediaan parenteral, per oral dan ocular dan sebagai ad%uant pada aksin. +arena

stabilitasnya yang tinggi dan pembuatannya yang mudah, nanopartikel

mena#arkan keuntungan dibandingkan pemba#a koloidal lainnya seperti liposom

dan cell ghosts. )ifat fisikokimia obat memainkan peran penting pada pemilihan

bahan nanopartikel yang akan digunakan. 3al lain dibutuhkan untuk mengubah

konsep teknologi nanopartikel men%adi aplikasi praktis yang dapat diterapkan

sehingga berfungsi sebagai sistem pemba#a generasi baru. Aplikasi dari sistem

penghantaran obat dalam Nanobioteknologi akan berkontribusi pada manufaktur

biofarmasetika.


33/33

DA$AF P)$A+A

http/angeliayulita.blogspot.com'01711nanopartikel-berbasis-polisakarida.html

###/do#nload.portalgaruda.orgarticle.phpMarticleJ1'=5>GalJ787'title

###/ifhaa-%asmin.blogspot.com'01'08nano-partikel-obat.html

###/%usami.batan.go.iddokumenmateri'GIan1'O188='6O)udaryanto.pdf
http://angeliayulita.blogspot.com/2014/11/nanopartikel-berbasis-polisakarida.htmlhttp://download.portalgaruda.org/article.php?article=128736&val=4542&titlehttp://ifhaa-jasmin.blogspot.com/2012/05/nano-partikel-obat.htmlhttp://jusami.batan.go.id/dokumen/materi/26Jan12_155829_Sudaryanto.pdfhttp://angeliayulita.blogspot.com/2014/11/nanopartikel-berbasis-polisakarida.htmlhttp://download.portalgaruda.org/article.php?article=128736&val=4542&titlehttp://ifhaa-jasmin.blogspot.com/2012/05/nano-partikel-obat.htmlhttp://jusami.batan.go.id/dokumen/materi/26Jan12_155829_Sudaryanto.pdf

biopol-kd3-makalah1.doc

Documents