mikromeritik - · pdf filemikromeritik 1 dhadhang wahyu ... farmasi metode penentuan ukuran...
TRANSCRIPT
MIKROMERITIK
1
MIKROMERITIK
Dhadhang Wahyu Kurniawan
Laboratorium Farmasetika UnsoedTwitter: Dhadhang_WK
Facebook: Dhadhang Wahyu Kurniawan
6/19/2013
Mikromeritik dan Dispersi Kasar
▫ Partikel
▫ Bentuk partikel
▫ Ukuran partikel
6/19/2013
2
▫ Ukuran partikel
▫ Hal-hal yang terkait ukuran partikel dalam sediaan farmasi
▫ Metode penentuan ukuran partikel
▫ Pengukuran volume partikel
▫ Luas permukaan spefisik dan pengukurannya
▫ Parameter dan karakteristik serbuk.
Konsep MIKROMERITIK
• Ilmu dan teknologi tentang partikel kecil diberi nama “mikromeritik” oleh Dalla Valle.
• Dispersi koloid dicirikan oleh partikel yang sangat kecil untuk dilihat dengan mikroskop biasa
6/19/2013
3
biasa
• Partikel emulsi dan suspensi farmasetik serta fine dari serbuk (serbuk yang sangat halus) berada dalam kisaran mikroskop optis.
• Partikel yang mempunyai ukuran serbuk lebih kasar, granul tablet, dan garam berbentuk granular berada dalam kisaran ukuran ayakan.
6/19/2013
4
Konsep SISTEM TERDISPERSI• Sistem terdispersi terdiri dari bahan partikulat
yang dikenal sebagai fase terdispersi, yang terdistribusi di seluruh medium kontinu atau medium pendispersi.
• Bahan-bahan terdispersi dapat berkisar dari
6/19/2013
5
• Bahan-bahan terdispersi dapat berkisar dari partikel-partikel berdimensi atom dan molekul sampai partikel-partikel yang memiliki ukuran dalam satuan milimeter.
• Oleh karena itu, cara yang paling mudah untuk menggolongkan sistem terdispersi adalah berdasarkan diameter partikel rerata bahan terdispersi.
Konsep SISTEM TERDISPERSI
• Berdasarkan ukuran fase terdispersi, sistemterdispersi umumnya digolongkan dalam tigatipe, yaitu:
1. Dispersi molekuler
6/19/2013
6
1. Dispersi molekuler
2. Dispersi koloid
3. Dispersi kasar.
• Batasan ukuran agak sembarang, tidak adaperalihan yang jelas antara dispersi molekulerdan dispersi koloid atau antara dispersi koloiddan dispersi kasar.
PARTIKEL
1. Bentuk dan luas permukaan partikel
6/19/2013
7
Hal yang penting dalam suatu kumpulan
partikel/sampel polidispers:
1. Bentuk dan luas permukaan partikel
2. Kisaran/persentase bentuk dan luas permukaan partikel
6/19/2013
8
Bentuk Partikel
6/19/2013
9
Jika semua partikel berbentuk bola------------?
6
.3
dvolume π=
UKURAN PARTIKEL
Ukuran Partikel Contoh
(milimeter)
0,0005 - 0,010 Suspensi, emulsi halus
0,010 - 0,050 Emulsi kasar, suspensi terflokulasi
6/19/2013
10
0,010 - 0,050 Emulsi kasar, suspensi terflokulasi
0,050 - 0,100 Serbuk halus
0,100 - 1,000 Serbuk kasar
1, 000 - 3,360 Ukuran granul rata-rata
Hal-hal yang dipengaruhi oleh ukuran
partikel
• Mempengaruhi pelepasan obat
• Mempengaruhi stabilitas sediaan cair
6/19/2013
11
• Mempengaruhi stabilitas sediaan cair
• Mempengaruhi proses pembuatan sediaan padat
Jumlah Partikel per satuan berat (N)
ρπ .3
6N =
6/19/2013
12
• Keterangan:
• N = jumlah partikelper gram
ρπ .3
.dN = per gram
• d = diameter jumlah volume rerata
• Ρ = densitas
METODE PENENTUAN UKURAN
PARTIKEL• Mikroskopi
• Pengayakan
• Sedimentasi (pengendapan)
6/19/2013
13
• Sedimentasi (pengendapan)
Pengamatan Ukuran Partikel dengan Mikroskop
6/19/20136/19/2013 1414
DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL
Ukuran Nilai Tengah Jumlah Partikel Persen nd3 Persen
µm d n jml part. nd3
2,0 - 4,0 3,0 2 1,0 54 0,03
4,0 - 6,0 5,0 32 16,0 4000 2,31
6/19/2013
15
4,0 - 6,0 5,0 32 16,0 4000 2,31
6,0 - 8,0 7,0 64 32,0 21952 12,65
8,0 - 10,0 9,0 48 24,0 34992 20,16
10,0 - 12,0 11,0 30 15,0 39930 23,01
12,0 - 14,0 13,0 14 7,0 30758 17,72
14,0 - 16,0 15,0 6 3,0 20250 11,67
16,0 - 18,0 17,0 3 1,5 14739 8,49
18,0 - 20,0 19,0 1 0,5 6859 3,95
Ket. n = 200 partikel Σ nd3 = 173534
Plot ukuran partikel dan frekuensi
25
30
35
6/19/2013
16
0
5
10
15
20
3 5 7 9 11 13 15 17 19
Distribusi ukuran
Distribusi berat
PengayakanPengayakan
A B C
6/19/20136/19/2013 1717
Sedimentasi (pengendapan)Sedimentasi (pengendapan)
20
cm
Ukuran partikel dalam kisaran
ayakan dapat diperoleh
melalui sedimentasi gravitasi.
A
0
cm
10
6/19/20136/19/2013 1818
Skema Alat Andersen, untuk
menentukan ukuran partikel
dengan metode sedimentasi
gravitasi
Sedimentasi (pengendapan)Sedimentasi (pengendapan)
ηρρ
0
2)( −
== sgh
vdst
Berdasarkan Hukum Stokes
( )ρρη
η
0
0
0
18
18
−=
==
s
hdst
tv
9999999999..(1)
Sedimentasi (pengendapan)Sedimentasi (pengendapan)
η
η
ρρ
ρ
)(.Re
..Re
2
0
g
dv
d −
=
gs
d.)(
.Re18
00
2
3
ρρρη
−=
η
η ρρρ 18
)(
.
.Re 0
0
g
dv sd −
==9999999999..2
9999999999..3
Contoh soalContoh soal
Suatu bahan serbuk dengan kerapatan 2,7 Suatu bahan serbuk dengan kerapatan 2,7
disuspensikan dalam air pada 20disuspensikan dalam air pada 20°°C. C.
Berapakah ukuran partikel terbesar yang Berapakah ukuran partikel terbesar yang
akan mengendap tanpa menyebabkan akan mengendap tanpa menyebabkan akan mengendap tanpa menyebabkan akan mengendap tanpa menyebabkan
turbulensi? Viskositas air pada 20turbulensi? Viskositas air pada 20°°C C
adalah 0,01 poise atau g/cm.detik dan adalah 0,01 poise atau g/cm.detik dan
kerapatannya adalah 1,0.kerapatannya adalah 1,0.
gs
d.)(
.Re18
00
2
3
ρρρη
−=
.2,0.18 01,02
3=d
Penyelesaian
981.0,1).0,17,2(
.2,0.18 01,03
−=d
D = 6 x 10-3 cm
Pengukuran Volume PartikelPengukuran Volume Partikel
+
Larutan
elektrolit
Larutan
elektrolit
(-)
+elektrolit
dan partikel-
partikelRangkaian elektronika
6/19/20136/19/2013 2323
6/19/20136/19/2013 2424
LUAS PERMUKAAN SPESIFIK
• Luas permukaan per satuan volume (Sv)
partikel volume
partikelpermukaanluasSv =
6/19/2013
25
• Luas permukaan per satuan berat (Sw)
ρ
SvSw =
METODE PENENTUAN LUAS
PERMUKAAN PARTIKEL
• Metode Adsorpsi
PobVm
Pb
bVmPPoV
P
..
).1(
.
1
)(
−+=
−
6/19/2013
26
)( PPoV
P
−Sw = 4,45 x Vm
)( PPoV −
P/Po
Sw = 4,45 x Vm
P= tekanan yang diberikan,
Po = tekanan uap nitrogen,
Vm = volume gas nitrogen yang diadsorpsi,
V = volume gas nitrogen
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK
1. Porositas
2. Kerapatan Partikel
3. Bulkiness
6/19/2013
27
3. Bulkiness
4. Sifat alir
5. Kompresi
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK
1. Porositas (ε)
Vb
Vp– Vb =ε
6/19/2013
28
ε = porositas
Vb = volume bulk
Vp = volume partikel
Vb
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK
2. Kerapatan Partikel
6/19/2013
29
a. Kerapatan serbuk = massa/V
b. Kerapatan granul = massa/Vg b. Kerapatan granul = massa/Vg
c. Kerapatan bulk = massa/Vb
V = volume partikel sebenarnya
Vg = V + pori-pori dalam partikel
Vb = V + pori-pori dalam partikel + ruang antarpartikel
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK
3. Bulkiness
bulkkerapatan
1=Bulkiness
6/19/2013
30
bulkkerapatan =Bulkiness
Diperlukan dalam pemilihan ukuran kemasan sediaan serbuk
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK
4. Sifat alir
6/19/2013
31
Ф Ф
Semakin besar sudut kontak maka sifat alir serbuk semakin turun
• Serbuk ruah analog dengan cairan non-Newton, yang menunjukkan aliran plastik dan kadang-kadang dilatansi, partikel dipengaruhi oleh gaya tarik menairik dalam beberapa tingkat.
6/19/2013
32
PARAMETER/KARAKTERISTIK
SERBUK…sifat alir
tarik menairik dalam beberapa tingkat.
• Serbuk dapat mengalir bebas atau kohesif (sticky).
• Menurut Neumann, faktor-faktor yang mempengaruhi sifat aliran serbuk diantaranya ukuran partikel, bentuk, porositas dan kerapatan, dan tekstur permukaan.
…sifat alir
• Metode untuk mengevaluasi sifat alir serbuk dan granul antara lain:
▫ rasio Hausner atau packed bulk density versus loose bulk density,
6/19/2013
33
loose bulk density,
▫ laju tamping,
▫ laju alir dan aliran bebas melalui suatu lubang,
▫ sudut diam “drained”.
• Rasio Hausner, mengalir bebas, dan sudut dian berhubungan satu dengan yang lain dan dapat diterapkan pada granulasi tablet kohesif secara bebas.
…sifat alir
• Untuk meningkatkan sifat alir, material yang dikenal dengan istilah glidan sering ditambahkan untuk serbuk granular.
6/19/2013
34
ditambahkan untuk serbuk granular.
• Contoh yang sering digunakan sebagai glidan adalah magnesium stearat, pati, dan talk.
PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK
5. Kompresi
6/19/2013
35
Luas p
erm
ukaan
Gaya kompresi (pound/kg)
Luas p
erm
ukaan
…kompresi• Perilaku serbuk di bawah kompresi adalah
signifikan dalam pentabletan.
• Meskipun informasi dasar dapat diperoleh dari literatur pada metalurgi serbuk dan kompresi
6/19/2013
36
literatur pada metalurgi serbuk dan kompresi serbuk lpgam, tetapi tidak semua teori yang dikembangkan untuk perilaku logam diperlukan ketika diaplikasikan terhadap nonlogam.
• Kekuatan kompresi tablet bergantung pada sejumlah faktor, yang paling penting adalah gaya kompresi dan ukuran partikel.
Chapter Summary
• Pengetahuan dan kontrol ukuran/rentang ukuran partikel adalah penting dalam farmasi.
• Ukuran partikel terkait dengan siginifikansi terhadap sifat fisika, kimia, dan farmakologi obat.
6/19/2013
37
obat.
• Secara klinis, ukuran partikel obat dapat mempengaruhi pelepasannya dari sediaan yang diberikan secara oral, parenteral, rektal, dan topikal.
…chapter summary
• Keberhasilan formulasi suspensi, emulsi, dan tablet, dari aspek stabilitas fisik dan respon farmakologi juga bergantung pada ukuran
6/19/2013
38
farmakologi juga bergantung pada ukuran partikel produk.
• Dalam pembuatan tablet dan kapsul, kontrol ukuran partikel penting untuk mencapai sifat alir yang diinginkan dan pencampuran granul/serbuk.