Difusi

dan

Disolusi

Nurul Jummah, S.Si., Apt.

Definisi

Difusi didefinisikan sebagai suatu proses perpindahan massa molekul suatu zat yang dibawa oleh gerakan molekular secara acak dan berhubungan dengan adanya perbedaan konsentrasi aliran molekul melalui suatu batas.

Dialisis didefinisikan sebagai suatu proses pemisahan berdasarkan kecepatan lewatnya zat terlarut dan pelarut yang tidak sama melalui membran yang berpori-pori sangat kecil, yang diangkut secara kontinu perpaket.

Osmosis didefinisikan sebagai lewatnya pelarut melalui suatu membran.

Ultrafiltrasi adalah suatu proses yang digunakan untuk memisahkan partikel koloid dan molekul besar dengan menggunakan suatu membran. Contoh pada pemurnian albumin dan enzim.

Difusi Masa-Tunak

Hukum Fick Pertama

atau

D = koefisien difusi dari penetran (difusan) dalam cm2/detik

C = konsentrasinya dalam gram/cm3

x = jarak dalam cm

M =massa (kg)

S = permukaan batas (cm2)/ (m2)

T = waktu (detik, menit,hari)

J = 𝑑𝑀

𝑆.𝑑𝑡 J = -D

𝑑𝐶

𝑑𝑥

Lanjutan….

Hukum Fick Kedua

Persamaan untuk transpor massa menekankan perubahan konsentrasi dengan berubahnya waktu pada suatu lokasi tertentu, daripada difusi massa melalui suatu satuan luas dari barier dalam satuan waktu, dikenal sebagai hukum Fick Kedua.

Hukum Fick Kedua menyatakan bahwa perubahan konsentrasi terhadap waktu dalam daerah tertentu adalah sebanding dengan perubahan dalam perbedaan konsentrasi pada titik itu dalam sistem tersebut.

𝝏𝑪

𝝏𝒕 =

𝝏𝑱

𝝏𝒙

Lanjutan…. Jika suatu diagram memisahkan dua kompartemen dari suatu sel

difusi dengan luas penampang melintang S dan dengan ketebalan h, dan jika konsentrasi dalam membran di sebelah kiri (donor) dan di sebelah kanan (reseptor) adalah C1 dan C2, hukum Fick pertama dituliskan :

Konsentrasi C1 dan C2 di dalam membran biasanya tidak diketahui tetapi dapat diganti dengan koefisien partisi dikalikan dengan konsentrasi Cd pada sisi donor atau Cr pada sisi reseptor. Koefisien distribusi atau koefisien partisi, K, diberikan sebagai,

J = 𝒅𝑴

𝑺.𝒅𝒕= 𝑫 (

𝑪𝟏 −𝑪

𝟐

𝒉)

K = 𝑪𝟏

𝑪𝒅=

𝑪𝟐

𝑪𝒓

Lanjutan….

Oleh karena itu :

Koefisien permeabilitas (P),

Waktu lag (lag time) adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu penetran (zat yang akan berpenetrasi) untuk memantapkan perbedaan konsentrasi yang sama di dalam membran yang memisahkan kompartemen donor dari kompartemen reseptor

𝒅𝑴

𝒅𝒕=

𝑫𝑺𝑲 (𝑪𝒅 −𝑪𝒓 )

𝒉

P =𝑫𝑲

𝒉

(cm/detik)

M =𝑺𝑫𝑲𝑪

𝒅

𝒉 (t-tL) tL =

𝒉𝟐

𝟔𝑫 tL =

𝒉

𝟔𝑷

Contoh Soal

Suatu steroid yang baru disintesis dibiarkan melalui suatu membran siloksan, yang mempunyai luas penampang melintang 10,36 cm2 dan ketebalan 0,085 cm, dalam suatu sel difusi pada 25ºC. Dari intersep horizontal dari plot Q = M/S terhadap t, diperoleh lag time tL sebesar 47,5 menit. Konsentrasi mula-mula C0 = 0,003 mol/cm3. Jumlah steroid yang melalui membran dalam 4,0 jam adalah 3,65 x 10-3 mmol.

A) Hitung parameter, DK, dan permeabilitasnya.

Q = 3,65 𝑥 10 −3 𝑚𝑚𝑜𝑙

10,36 𝑐𝑚2 = 0,35 𝑥 10 − 3𝑚𝑚𝑜𝑙

𝑐𝑚2

= DK 0,003

𝑚𝑚𝑜𝑙

𝑐𝑚3

0,085 𝑐𝑚4,0 𝑗𝑎𝑚 −

47,5

60𝑗𝑎𝑚

DK = 0,0031 cm2/jam = 8,6 x 10-7 cm2/detik

P = 𝐷𝐾

ℎ= (

8,6 𝑥 10−7𝑐𝑚2

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

0,085 𝑐𝑚)= 1,01 x 10-5 cm/ detik

Lanjutan …

B) Dengan menggunakan lag time, tL = ℎ2

6𝐷, hitung koefisien difusi

D = ℎ2

6𝑡𝐿=

0,085 2 𝑐𝑚2

6 𝑥 47,5 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 25,4 x 10-6 cm2/ menit

= 4,23 x 10-7 cm2/detik

C) Dengan mengkombinasi permeabilitas, dengan harga D dari (b), hitung koefisien

partisi, K.

K = 𝑃ℎ

𝐷=

(1,01 𝑥 10 −5𝑐𝑚

𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘)(0,085 𝑐𝑚)

4,23 𝑥 10−7 𝑐𝑚2/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

= 2,03

Disolusi

Tahapan-tahapan setelah obat masuk ke dalam tubuh melalui mulut.

Tablet atau

Kapsul

Granul atau

Agregat

Partikel-partikel

Halus

Obat dalam

Larutan (in vitro

atau in vivo)

Obat dalam darah,

cairan tubuh lainnya

dan jaringan

Disintegrasi

Deagregasi

Disolusi

Absorpsi

(In vivo)

Lanjutan …

Persamaan laju Noyes dan Whitney

atau

M = massa zat terlarut

t = waktu

𝑑𝑀

𝑑𝑡 = laju disolusi dari massa tersebut (massa/waktu)

D = koefisien difusi dari zat terlarut dalam larutan

S = luas permukaan zat padat yang menyentuh larutan

h = ketebalan lapisan difusi

Cs = kelarutan dari zat padat

C = konsentrasi zat terlarut pada waktu t

𝑑𝑀

𝑑𝑡=

𝐷𝑆

ℎ(𝐶𝑠 − 𝐶)

𝑑𝐶

𝑑𝑡=

𝐷𝑆

𝑉ℎ(𝐶𝑠 − 𝐶)

Tugas Kelompok

Bentuk kelompok dan buatlah bahan presentasi (power point), yang berisi penjelasan singkat terkait materi, penjelasan rumus, serta berikan contoh soalnya. Buat semenarik mungkin.

1. Disolusi dari Tablet, Granul, dan serbuk

2. Penglepasan Obat dalam Matrix Polimer

3. -Penglepasan dari Matriks Granular

- Difusi Lapis Ganda (Multilayer Diffusion)

4. - Kontrol Membran dan Kontrol Lapisan-lapisan Difusi

- Pengendalian Membran dan Pengendalian Lapisan Difusi Air

5. -Waktu lag pada Pengendalian oleh Lapisan Difusi

- Obat-obat yang larut dalam Pembawa Topikal dan Matriks

6. Alat Tipe Kapsul

7. Absorpsi Perkutan

8. Absorpsi Obat dalam Gastrointestin (lambung-Usus)

9. Absorpsi Buccal dan Difusi Melalui Rahim

10. Termodinamika Difusi

WASSALAM

SEKIAN DAN TERIMA KASIH