nanokomposite sellulosa bakteri/mater-bi® s sumatera utara

LAPORAN PENELITIAN

Dana Masyarakat Lembaga Penelitian USU

Bio- nanokomposite Sellulosa Bakteri/Mater-Bi®

Saharman Gea, PhD

Dibiyai oleh:

Dana Masyarakat Penelitian USU T.A. 2011

Sesuai Surat Perjanjian Penugasan Penelitian

No: 36/UN5.2.3.1/SP4/PPM/2011, Tanggal 01 Agustus 2011

S SUMATERA UTARAMED

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SELULOSAMIKROKRISTAL DAN NANOKRISTAL TANDAN AREN

(Arenga pinnata (Wurmb) Merr.) DAN PENGGUNAANNYASEBAGAI EKSIPIEN DALAM TABLET

NATRIUM DIKLOFENAK

DISERTASI

SUMAIYAHNIM 098116004

Universitas Sumatera Utara

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SELULOSAMIKROKRISTAL DAN NANOKRISTAL TANDAN AREN

(Arenga pinnata (Wurmb) Merr.) DAN PENGGUNAANNYASEBAGAI EKSIPIEN DALAM TABLET

NATRIUM DIKLOFENAK

DISERTASI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Doktor dalam Ilmu Farmasi pada Fakultas Farmasi

Universitas Sumatera Utaradi bawah pimpinan Rektor Universitas Sumatera Utara

Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H., M.Sc. (CTM), Sp.A.(K)untuk dipertahankan di hadapan Sidang Ujian Terbuka

Program Studi Doktor (S-3) Ilmu Farmasi Universitas Sumatera Utara

Oleh:SUMAIYAH

NIM 098116004


PROMOTOR

Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, M.Sc.Guru Besar Ilmu Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara

Medan

KO-PROMOTOR

Prof. Dr. Karsono, Apt.Guru Besar Ilmu Farmasi

Fakultas Farmasi Universitas Sumatera UtaraMedan

KO-PROMOTOR

Dr. M. Pandapotan Nasution, MPS., Apt.Staf Pengajar Ilmu Farmasi

Fakultas Farmasi Universitas Sumatera UtaraMedan


PERSETUJUAN DISERTASI

Nama Mahasiswa : Sumaiyah

No. Induk Mahasiswa : 098116004

Judul Disertasi : Pembuatan dan Karakterisasi Selulosa Mikrokristal dan Nanokristal Tandan Aren (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.) dan Penggunaannya sebagai Eksipien dalam Tablet Natrium Diklofenak

Tempat dan Tanggal Ujian Lisan Disertasi: Medan, 27Februari 2014

Menyetujui:Komisi Pembimbing,

Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, M.Sc.Promotor

Prof. Dr. Karsono, Apt. Dr. M. Pandapotan Nasution, MPS., Apt. Ko Promotor Ko Promotor

Ketua Program Studi, Dekan,

Prof. Dr. Karsono, Apt. Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt.NIP 195409091982011001 NIP 195311281983031002


Telah diuji pada Ujian Tertutup

Tanggal 27 Februari 2014

TIM PENGUJI DISERTASI

Ketua : Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, M.Sc.

Anggota : Prof. Dr. Karsono, Apt.

Dr. M. Pandapotan Nasution, MPS., Apt.

Prof. Dr. Urip Harahap, Apt.

Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc., Apt.

Prof. Dr. Elfi Sahlan Ben, Apt.

Saharman Gea, M.Si., Ph.D.


PENGESAHAN DISERTASI

Nama Mahasiswa : Sumaiyah

No. Induk Mahasiswa : 098116004

Judul Disertasi : Pembuatan dan Karakterisasi Selulosa Mikrokristal dan Nanokristal Tandan Aren (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.) dan Penggunaannya sebagai Eksipien dalam Tablet Natrium Diklofenak

Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji pada hari Kamistanggal dua puluh tujuh Februari tahun dua ribu empat belas

Tim Penguji Disertasi

Ketua Tim Penguji, Anggota Tim Penguji,

Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, M.Sc. Prof. Dr. Karsono, Apt.

Dr. M.Pandapotan Nasution, MPS., Apt.

Prof. Dr. Urip Harahap, Apt.

Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.App.Sc.,Apt.

Prof. Dr. Elfi Sahlan Ben, Apt.

Saharman Gea, M.Si., Ph.D.


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan

di bawah ini:

Nama : Sumaiyah

NIM : 098116004

Program Studi : Ilmu Farmasi

Jenis Karya : Disertasi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non Eksklusif (Non-exclusive

Royalty Free Right) atas disertasi saya yang berjudul:

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SELULOSA MIKROKRISTAL

DAN NANOKRISTAL TANDAN AREN (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.)

DAN PENGGUNAANNYA SEBAGAI EKSIPIEN DALAM TABLET

NATRIUM DIKLOFENAK

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan), dengan Hak Bebas Royalti Non

Eksklusif ini Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan dalam bentuk

database, merawat, dan mempublikasikan disertasi saya tanpa meminta izin dari

saya sebagai penulis dan sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini saya perbuat dengan sebenarnya.

Dibuat di Medan

Pada tanggal April 2014

Yang menyatakan,

(Sumaiyah)

1


PERNYATAAN ORISINALITAS

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Sumaiyah

Nomor Induk Mahasiswa : 098116004

Program Studi : Doktor Ilmu Farmasi

Judul Disertasi : Pembuatan dan Karakterisasi Selulosa Mikrokristal

dan Nanokristal dari Tandan Aren (Arenga

pinnata (Wurmb)Merr.) dan Penggunaannya

sebagai Eksipien dalam Tablet Natrium

Diklofenak

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang saya buat adalah asli karya

saya sendiri, bukan plagiat, dan apabila di kemudian hari diketahui disertasi saya

tersebut plagiat karena kesalahan saya sendiri, maka saya bersedia diberi sanksi

apapun oleh Program Studi Doktor Ilmu Farmasi Fakultas Farmasi USU. Saya

tidak akan menuntut pihak manapun atas perbuatan saya tersebut.

Demikian surat pernyataan ini saya perbuat dengan sebenarnya dan dalam

keadaan sehat.

Medan, April 2014Yang membuat pernyataan,

SumaiyahNIM 098116004

2


ABSTRAK

Selulosa adalah polisakarida yang berperan sebagai jaringan penopangpada tanaman termasuk tandan aren dan dapat diisolasi dan dibuat menjadi kristal.Selulosa mikrokristal merupakan eksipien yang paling sering digunakan dalampembuatan tablet dengan metode cetak langsung. Selulosa mikrokristal selama inimasih diimpor sehingga harga sediaan farmasi menjadi mahal. Karena itu perludiupayakan untuk menemukan bahan tambahan alternatif dari sumber yang lebihekonomis. Untuk meningkatkan luas permukaan dan kristalinitas selulosamikrokristal, maka dibuat selulosa nanokristal. Tujuan penelitian ini adalah untukmembuat, mengkarakterisasi selulosa mikrokristal dan nanokristal yang diperolehdari tandan aren (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.), dan menggunakannya sebagaieksipien pada tablet natrium diklofenak. Kemudian karakteristik fisik danpengaruhnya pada sifat tablet dan pelepasan obat dari tablet cetak langsungdibandingkan dengan eksipien komersial (Avicel®).

Pada penelitian ini tandan buah aren digunakan sebagai sumber selulosa.Selulosa mikrokristal dibuat dari α-selulosa tandan aren melalui proses hidrolisisdengan asam klorida 2,5 N. Selulosa mikrokristal tandan aren (SMTA) yangdiperoleh ditentukan sifat fisiknya menurut standar United State Pharmacopeia32-National Formulary 27 (USP 32-NF 27). Selain itu ditentukan juga rendemendari bahan awal, gugus fungsi, morfologi, struktur kristal, derajat kristalinitas,sifat alir, kapasitas pengembangan, hidrasi, serap lembab, dan toksisitas akut dariSMTA. Selulosa nanokristal dibuat dari α-selulosa tandan aren dengan carahidrolisis dengan asam sulfat 54% dan dihomogenkan dengan pengaduk magnetselama 45 menit. Untuk menghilangkan sisa asam, suspensi disentrifugasi pada10.000 rpm selama 15 menit. Endapan didialisis selama 48 jam dengan membrandialisis yang telah diaktivasi. Selulosa nanokristal tandan aren (SNTA) yangdiperoleh dikarakterisasi gugus fungsi, morfologi, struktur selulosa,derajatkristalinitas, degradasi termal, sifat alir, dan kompresibilitas. Tablet dibuat dalam7 formula (F1-F7) dengan menggunakan natrium diklofenak sebagai model obat.Evaluasi tablet, uji pelepasan obat, dan kinetika pelepasan obat dari tablet natriumdiklofenak yang diformulasi dengan selulosa nanokristal dibandingkan terhadaptablet yang diformulasi dengan selulosa mikrokristal dan Avicel PH 102®, sertatablet Voltaren® yang sudah beredar di pasaran dalam medium pH 6,8 dan pHberganti.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa rendemen SMTA dari tandan arenadalah 16-21,33% b/b. SMTA memiliki karakteristik fisik dengan bentuk yangtidak beraturan, permukaan yang tidak rata, dan memenuhi persyaratan USP 32-NF 27. Hasil uji fourier transform infra red (FTIR) menunjukkan spektrum yangsama dengan Avicel PH 102®. Ukuran partikel SMTA lebih besar dibandingkandengan Avicel PH 102®. Struktur kristal SMTA adalah selulosa II sedangkanAvicel PH 102® adalah selulosa I. Sifat alir, kapasitas pengembangan, hidrasi, danserap lembab dari SMTA tidak berbeda signifikan dengan Avicel PH 102®. Ujisitotoksisitas SMTA sebanyak 2000 dan 5000 mg/kg bb pada mencit tidakmenunjukkan adanya kelainan pada jaringan hati dan ginjal. Rendemen SNTAyang diperoleh dari tandan aren adalah 17,41-19,05%. Bentuk SNTA adalah

3


sferis dengan diameter 15-20 nm dan distribusi ukuran partikel berkisar 257,2-395,8 nm. Struktur kristal SNTA adalah selulosa II dengan derajat kristalinitas97,57%. Berdasarkan analisis thermogravimetric analysis (TGA), degradasiSNTA terjadi pada suhu 173oC dengan meninggalkan residu massa padat 11,25%pada 800oC. Sifat alir dan kompresibilitas SNTA adalah cukup baik dan dapatdigunakan sebagai bahan pengisi dan pengikat pada tablet. Konsentrasi SNTAyang dapat digunakan dalam formulasi tablet natrium diklofenak dengan metodecetak langsung adalah 10%. Tablet natrium diklofenak yang diformulasi denganSNTA (F5) memiliki friabilitas yang lebih rendah, kekerasan yang lebih tinggi,dan waktu hancur yang lebih lambat dari yang diformulasi dengan SMTA (F6)dan Avicel PH 102® (F7) dengan nilai friabilitas untuk F5, F6, dan F7 berturut-turut 0,50%, 0,75%, dan 0,75%, kekerasan 7,98 kg, 7,21 kg, dan 7,15 kg. Waktuhancur dengan cakram, 16,30 menit, 5,48 menit, dan 5,40 menit, dan tanpacakram 16,78 menit, 5,63 menit, dan 5,55 menit. Laju pelepasan obat dari tabletF5 lebih lambat dari tablet F6, F7, dan Voltaren®. Persentasepelepasan obat daritablet F5 adalah 95,22% setelah 240 menit dalam medium pH 6,8, sedangkandalam medium pH berganti sebesar 93,82% dalam waktu 300 menit. Hasil analisisstatistik dengan metode Anova dengan taraf kepercayaan 95% dan menggunakanTukey test menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan pada persen pelepasanobat dari uji disolusi antara formula F5, F6, F7, dan Voltaren® dalam medium pH6,8 dan pH berganti (p ≤ 0,05). Kinetika pelepasan obat dari tablet F5 dalammedium pH 6,8 adalah order 1 dan Higuchi, dan dalam medium pH bergantiadalah kinetika pelepasan Higuchi.

SMTA memiliki karakteristik dan sifat alir yang baik sehingga dapatdigunakan sebagai bahan pengisi, pengikat, dan penghancur dalam pembuatantablet cetak langsung. SNTA dapat digunakan sebagai bahan pengisi dan pengikatpada tablet dengan memberikan pelepasan obat yang diperlambat.

Kata kunci: tandan buah aren (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.), selulosa mikrokristal, selulosa nanokristal, karakterisasi, eksipien tablet,

natrium diklofenak, pelepasan obat

4


ABSTRACT

Cellulose is a polysaccharide that occurs as the supporting tissue of theplant including in the fruit bunch and can be isolated and crystallized.Microcrystalline cellulose (MCC) is the most common form of cellulose used inthe preparation of tablet by direct compression method. MCC is still imported thatmakes the production cost of pharmaceutical dosage form is expensive. Thereforeit is necessary to find alternative excipients from the more economical sources. Toincrease the surface area and the crystallinity of the MCC, nanocrystallinecellulose then be made. The objective of this study was to prepare, characterizeMCC and nanocrystalline cellulose (NCC) obtained from sugar palm fruitbunches (SPFB) (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.), and use it as an excipient indiclofenac sodium tablet. Physical characteristics and influence on tabletproperties and drug release from tablets by direct compression were thencompared to those of commercial excipient (Avicel®).

In this study, SPFB was used as source of cellulose. MCC was preparedfrom α-cellulose of SPFB by hydrolysis using 2.5 N hydrochloric acid solution.The physical properties of MCC of SPFB was determined in accordance with thestandards of the United State Pharmacopeia 32-National Formulary 27 (USP 32-NF 27). In addition,the yield of the starting material, functional groups,morphology, crystalline structure, degree of crystallinity, flow properties, capacityswelling, hydration, moisture, and acute toxicity of the MCC were alsodetermined. NCC was isolated from α-cellulose of SPFB by hydrolysis methodusing 54% sulfuric acid solution and homogenized by magnetic stirrer for 45minutes. To remove residual acid, the milky suspension was centrifuged at 10,000rpm for 15 minutes. The precipitate was dialyzed for 48 hours with an activateddialysis membrane. Characterization of NCC included functional group,morphology, crystalline structure, degree of crystallinity, thermal degradation,flow property, and compressibility. Tabletswere prepared in 7 formulas (F1-F7)using diclofenac sodium as a model drug. Evaluation, dissolution test, and drugrelease kinetic of diclofenac sodium tablets that prepared with NCC of SPFB werecompared to tablets formulated with the MCC of SPFB and Avicel PH 102®, aswell as the commercially available Voltaren® tablets in the medium of pH 6.8 andpH changed.

The results showed thatthe yield of MCC from the starting material SPFBwere 16 to 21.33% w/w. MCC hasphysical characteristics with irregular inshapes, uneven surfaces, and fulfilled the requirement of USP 32-NF 27. Fouriertransform infra red (FTIR) spectra indicated that MCC and Avicel PH 102®

exhibited similar spectra. Particle size of MCC from SPB were larger than AvicelPH 102®. The structure of MCC crystals from SPB was cellulose II whereasAvicel PH 102® was cellulose I. Flow properties, swelling capacity, hydration, andmoisture absorption of the MCC showed no significant difference from the AvicelPH 102®. The cytotoxicity test of MCC at concentration of 2000 and 5000 mg/kgbody weight in mice showed no sign of abnormalities of liver and kidney tissues.The yield of NCC from the starting material SPB was 17.41-19.05%. NCC hadspherical shape with a diameter of 15-20 nm and particle size

5


distribution ranging from 257.2 to 395.8 nm. The structure of NCC crystals wascellulose II with a degree of crystallinity 97.57%. Based on thermogravimetricanalysis (TGA), the degradation of NCCs occured at a temperature of 173oCleaving a mass of solid residue 11.25% at 800oC. Flow property andcompressibility of NCC were good and therefore can be used as a filler and abinder in the preparation of tablet. Concentration of NCC that can be used in theformulation of diclofenac sodium tablets by direct compression method was 10%.Diclofenac sodium tablets were formulated with NCC (F5) had lower friability,higher hardness, and slower disintegration time than that formulated with MCC(F6) and Avicel PH102 (F7) with the value of friability of F5, F6, and F7 0.50%,0.75%, and 0.75%, respectively, hardness 7.98 kg, 7.21 kg, and 7.15 kg,respectively, disintegration time with a disc method 16.30 min, 5.48 min, and 5.40min, and without a disc 16.78 min, 5.63 min, and 5.55 min, respectively. The drugrelease rate of F5 tablet was slower than F6, F7, and Voltaren® tablets. Percentageof drug release in diclofenac sodium tablets made using NCC was 95.22% after240 minutes in pH 6.8 medium, whereas in pH changed medium was 93.82%within 300 minutes. Statistical analysis by ANOVA method with 95% confidencelevel and using Tukey test showed a significant difference in the percentage drugrelease from dissolution test between formulas F5, F6, F7, and Voltaren® in pH 6.8and pH changed medium (p ≤ 0.05). Drug release kinetic of F5 tablet in pH 6.8medium was first order and Higuchi, and in pH changed medium was Higuchi.

MCC of SPB has characteristics and good flow properties that can be usedas filler, binder, and disintegrant in the preparation of tablet by direct compressionmethod. NCC of SPB can be used as filler and binder in slow release tablet.

Keywords: sugar palm fruit bunches (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.), microcrystalline cellulose, nanocrystalline cellulose, characterization, tablet excipient, diclofenac sodium, drug release

6


KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala limpahanrahmat dan hidayahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian danpenyusunan disertasi ini. Shalawat dan salam semoga dilimpahkan Allah SWT keatas pangkuan Nabi Muhammad SAW sebagai teladan dalam menjalanikehidupan.

Disertasi ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mencapai gelarDoktor Ilmu Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara denganjudul Pembuatan dan Karakterisasi Selulosa Mikrokristal dan Nanokristaldari Tandan Aren (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.) dan Penggunaannyasebagai Eksipien dalam Tablet Natrium Diklofenak.

Pada kesempatan ini dengan setulus hati penulis mengucapkan terimakasihyang sebesar-besarnya kepada:1. Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu,

DTM&H., M.Sc., (CTM)., Sp.A(K). atas kesempatan dan fasilitas yangdiberikan untuk mengikuti dan menyelesaikan Program Doktor.

2. Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr.Sumadio Hadisahputra, Apt. yang telah menyediakan fasilitas dankesempatan bagi penulis menjadi mahasiswa Program Doktor Ilmu FarmasiFakultas Farmasi.

3. Ketua Program Doktor Ilmu Farmasi Universitas Sumatera Utara, BapakProf. Dr. Karsono, Apt. dan juga sebagai Co-promotor yang telahmemberikan waktu, bimbingan, arahan, dan saran-saran selama penelitianhingga selesainya disertasi ini.

4. Bapak Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, M.Sc. selaku Promotor yang telahmembimbing, mengarahkan, dan memberikan saran dan dorongan selamapenulis menjalani pendidikan, penelitian, dan penyelesaian disertasi ini.

5. Bapak Dr. M. Pandapotan Nasution, MPS., Apt. selaku Co-promotor yangtelah memberikan waktu, bimbingan, dan arahan selama penelitian hinggaselesainya disertasi ini

6. Bapak Prof. Dr. Urip Harahap, Apt., Guru Besar Universitas Sumatera Utaraselaku penguji.

7. Bapak Dr. Saharman Gea, M.Si., Dosen Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara selaku penguji

8. Bapak Prof. Dr. Jansen Silalahi, M.AppSc., Apt., Guru Besar UniversitasSumatera Utara selaku penguji

9. Bapak Prof. Dr. Elfi Sahlan Ben, Apt., Guru Besar Universitas Andalas selakupenguji

10. Pimpinan dan staf dosen Laboratorium Penelitian,Laboratorium Fitokimia,dan Laboratorium Teknologi Formulasi II Fakultas Farmasi UniversitasSumatera Utara atas fasilitas yang diberikan

11. Bapak Dr. Samran, M.Si., Apt., atas segala bantuannya dalam melakukanpenelitian

7


Penulis juga menghaturkan terimakasih tak terhingga kepada AyahandaDrs. dr. H. Salim Adnan, Sp.M., M.Ag., Ibunda dr. Hj. Murni Mahyudin,Ayahanda mertua Nurhanuddin Nst, Suami tercinta Dr. Wahyudin Nur Nst., M.A.dan anak-anak tercinta Humaira Nst., Balqis Nur Nst., Zahra Afifah Nst., dan AlyaFarisah Nst. yang telah sabar dalam memberikan dukungan, semangat, dan do’ahingga penulis dapat menyelesaikan disertasi ini. Terimakasih juga untuksahabat-sahabat dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapatdisebutkan namanya satu per satu. Semoga Allah SWT memberikan balasan yangberlipat ganda atas kebaikan dan bantuan yang diberikan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa disertasi ini masih jauh dari sempurna, sehinggapenulis dengan segala kerendahan hati akan menerima kritik dan saran agardisertasi ini menjadi lebih baik dan bermanfaat bagi kita semua.

Medan, April 2014 Penulis,

Sumaiyah

8


RIWAYAT HIDUP

A. Identitas Pribadi

1. Nama : Sumaiyah2. Tempat, tanggal lahir : Medan, 26 Desember 19773. Agama : Islam4. NIP : 1977122620081220025. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tk. I/III c6. Pekerjaan : Staf Pengajar Departemen Teknologi

Farmasi Fakultas Farmasi USU

7. Jabatan Fungsional : Lektor8. Alamat Rumah : Jl. Setia Luhur No. 61 Medan9. Telp. Rumah/HP : (061)8455502/08536132306010. E-mail : [email protected]. Nama Ayah : Drs. dr. H. Salim Adnan, Sp.M., M.Ag.12. Nama Ibu : dr. Hj. Murni Mahyudin13. Nama Suami : Dr. Wahyudin Nur Nasution, M.Ag.14. Nama Anak : Humaira Nasution

Balqis Nur Nasution Zahra Afifah Nasution Alya Farisah Nasution

B. Riwayat Pendidikan1. SD Negeri 2 Lhokseumawe, tamat 19882. SMP Negeri 1 Lhokseumawe, tamat 19913. SMA Taman Siswa LNG Arun, Batuphat, Aceh Utara, tamat 19944. Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU, tamat 19995. Profesi Apoteker Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU, tamat 20016. Program Magister Ilmu Farmasi Fakultas Farmasi USU, tamat 20067. Program Doktor Ilmu Farmasi Fakultas Farmasi USU, tamat 2014

C. Riwayat Pekerjaan1. Staf Pengajar Departemen Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi USU 2008 – sekarang

9


mailto:[email protected]

D. Publikasi1. Dissolution Test of Ferrous Sulphate Formulated in Alginate and Gelatin

Capsules. (2010). Malaysian Journal of Pharmaceutical Sciences.2. Ferrous Sulfate Bioavailability Formulated in Alginate Capsule. (2010).

Malaysian Journal Of Pharmaceutical Sciences.3. Pembuatan dan Karakterisasi Selulosa Mikrokristal Tandan Aren (Arenga

pinnata (Wurmb) Merr.). (2011). Prosiding Pharmacy Update 3rd.4. Nanocrystal Cellulose of Sugar Palm Bunch (Arenga pinnata (Wurmb)

Merr.) as Excipients in Diclofenac Sodium Tablet. (2011). ProceedingInnovation in Polymer Science and Technology 2011 (IPST 2011).

5. A Retrospective Study on Drug Interactions of JAMKESMAS Patients inHasanuddin Damrah Manna Hospital South Bengkulu. (2012). Proceeding24th Federation of Asian Pharmaceutical Associations (FAPA) Congress2012.

6. Pemanfaatan Selulosa Mikrokristal dari Tandan Aren (Arenga pinnata(Wurmb) Merr.) sebagai Eksipien Tablet Cetak Langsung. (2013).Prosiding Seminar Nasional Herbal.

7. Isolation and Characterization of Nanocrystalline Cellulose from SugarPalm Bunch (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.). (2013). Abstract BookInnovation in Polymer Science and Technology 2013 (IPST 2013).

8. Preparation and Characterization of Nanocrystalline Cellulose from SugarPalm Bunch (Arenga pinnata (Wurmb) Merr.). (2014). InternationalJournal Pharmaceutical Technology Research.

DAFTAR ISI

10


Halaman

ABSTRAK .............................................................................................. iABSTRACT ............................................................................................ iiiKATA PENGANTAR ............................................................................ vRIWAYAT HIDUP ................................................................................ viiDAFTAR ISI ........................................................................................... ixDAFTAR TABEL ................................................................................... xviDAFTAR GAMBAR .............................................................................. xviiiDAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xxiBAB I PENDAHULUAN .................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .................................................................. 1 1.2 Kerangka Konsep Penelitian ............................................. 8 1.3 Rumusan Masalah ............................................................. 9 1.4 Hipotesis Penelitian .......................................................... 9 1.5 Tujuan Penelitian .............................................................. 10 1.6 Manfaat Penelitian ............................................................ 10BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................... 11 2.1 Selulosa ........................................................................... 11 2.1.1 Struktur Selulosa ................................................... 11 2.1.2 Sifat Fisika Kimia ................................................. 13 2.1.3 Sumber Selulosa ................................................... 14 2.1.4 Struktur Kristal dari Selulosa ................................ 16 2.1.5 Biosintesis ............................................................. 18 2.2 Selulosa Mikrokristal ...................................................... 20 2.3 Derajat Polimerisasi ........................................................ 23 2.4 Selulosa Nanokristal ....................................................... 24 2.4.1 Pembuatan dan Karakterisasi Selulosa

Nanokristal ............................................................. 25

2.4.2 Aplikasi Selulosa Nanokristal ................................ 28 2.5 Arenga pinnata (Wurmb) Merr. ...................................... 29 2.6 Tandan Aren ................................................................... 31 2.7 Tablet .............................................................................. 33 2.8 Eksipien Tablet ............................................................... 35 2.8.1 Avicel ................................................................... 35 2.8.2 Lactose Spray Dried ............................................ 36 2.8.3 Magnesium Stearat .............................................. 37 2.8.4 Talkum ................................................................. 37 2.9 Natrium Diklofenak ........................................................ 38 2.10 Disolusi ........................................................................... 39 2.11 Kinetika Pelepasan Obat ................................................. 42BAB III METODE PENELITIAN ....................................................... 45 3.1 Desain Penelitian ............................................................ 45 3.2 Bahan dan Alat ................................................................ 45

11


3.2.1 Bahan ..................................................................... 45 3.2.2 Alat ......................................................................... 46 3.3 Lokasi Penelitian ............................................................. 46 3.4 Prosedur Penelitian ......................................................... 47 3.4.1 Pembuatan Larutan Pereaksi ................................ 47 3.4.2 Penyiapan Bahan .................................................. 48 3.5 Isolasi α-Selulosa Tandan Aren ...................................... 48 3.6 Pembuatan Selulosa Mikrokristal Tandan Aren ............. 49 3.7 Karakterisasi Selulosa Mikrokristal Tandan Aren .......... 49 3.7.1 Identifikasi Kualitatif ........................................... 49 3.7.2 Penentuan Derajat Polimerisasi ........................... 50 3.7.3 Uji Angka Lempeng Total ................................... 50 3.7.4 Uji Angka Kapang dan Khamir ........................... 51 3.7.5 Uji Angka Escherichia coli.................................. 52 3.7.6 Uji Angka Staphylococcus aureus....................... 52 3.7.7 Uji Angka Salmonella species ............................. 53 3.7.8 Uji Angka Pseudomonas aeruginosa .................. 53 3.7.9 Penentuan pH ....................................................... 54 3.7.10 Susut Pengeringan ................................................ 54 3.7.11 Penentuan Kadar Abu Total ................................. 55 3.7.12 Berat Jenis Nyata ................................................. 55 3.7.13 Berat Jenis Ruahan ............................................... 56 3.7.14 Zat Larut Air ........................................................ 56 3.7.15 Morfologi Partikel ................................................ 56 3.7.16 Analisis Gugus Fungsi ......................................... 57 3.7.17 Penentuan Kristalinitas ........................................ 57 3.7.18 Uji Toksisitas Akut .............................................. 58 3.8 Pembuatan Selulosa Nanokristal dari Tandan Aren

(SNTA) ........................................................................... 58 3.9 Karakterisasi SNTA ........................................................ 59 3.9.1 Morfologi Partikel ................................................ 59 3.9.2 Analisis Gugus Fungsi ......................................... 59 3.9.3 Penentuan Kristalinitas ........................................ 59 3.9.4 Analisis Termal .................................................... 60 3.10 Sifat Alir SMTA dan SNTA ........................................... 60 3.10.1 Berat Jenis Ruahan dan Mampat ......................... 60 3.10.2 Sudut Diam .......................................................... 60 3.10.3 Indeks Hausner .................................................... 60 3.10.4 Indeks Kompresibilitas ........................................ 61 3.11 Pembuatan Tablet ........................................................... 61 3.12 Uji Preformulasi .............................................................. 62 3.12.1 Sudut Diam ........................................................ 62 3.12.2 Penentuan Waktu Alir ........................................ 62 3.12.3 Penentuan Indeks Tap ........................................ 62 3.13 Pembuatan Kurva Serapan dan Kurva Kalibrasi

Natrium Diklofenak ....................................................... 63 3.13.1 Pembuatan Larutan Induk Baku Natrium

12


Diklofenak ........................................................ 63

3.13.2 Pembuatan Kurva Serapan Larutan Natrium

Diklofenak dalam Medium Cairan Lambung

Buatan (pH 1,2) ................................................. 63

3.13.3 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Natrium

Diklofenak dalam Medium Cairan Lambung

Buatan (pH 1,2) ................................................. 64

3.13.4 Pembuatan Kurva Serapan Larutan Natrium

Diklofenak dalam Medium Cairan Usus

Buatan (pH 6,8) ................................................. 64

3.13.5 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Natrium

Diklofenak dalam Medium Cairan Usus

Buatan (pH 6,8) ................................................. 64

3.14 Evaluasi Tablet .............................................................. 65 3.14.1 Keseragaman Sediaan ....................................... 65 3.14.2 Keseragaman Bobot .......................................... 65 3.14.3 Kekerasan Tablet .............................................. 66 3.14.4 Friabilitas .......................................................... 66 3.14.5 Waktu Hancur ................................................... 67 3.15 Disolusi .......................................................................... 67 3.16 Kinetika Pelepasan Obat ................................................ 68BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................. 69 4.1 Hasil Preparasi SMTA .................................................... 69 4.1.1 Hasil Karakterisasi SMTA ..................................... 70 4.1.1.1 Sifat-sifat Fisikokimia SMTA ................... 70 4.1.1.2 Analisis Gugus Fungsi SMTA ................... 72 4.1.1.3 Analisis Morfologi SMTA ......................... 73 4.1.1.4 Struktur Kristal SMTA .............................. 74 4.1.1.5 Sifat Alir SMTA ........................................ 75 4.1.1.6 Sifat Pengembangan SMTA ...................... 76 4.1.1.7 Toksisitas Akut dari SMTA ....................... 77 4.2 Tablet SMTA dan Avicel PH 102 .................................. 82 4.2.1 Preformulasi Tablet SMTA dan Avicel PH 102 .. 82 4.2.2 Evaluasi Tablet SMTA dan Avicel PH 102 ........ 82 4.2.2.1 Keseragaman Bobot Tablet SMTA

13


dan Avicel PH 102 ................................ 82

4.2.2.2 Friabilitas .............................................. 84 4.2.2.3 Kekerasan Tablet .................................. 84 4.2.2.4 Waktu Hancur ....................................... 85 4.3 Hasil Preparasi SNTA ..................................................... 86 4.3.1 Hasil Karakterisasi SNTA .................................. 89 4.3.1.1 Analisis Morfologi SNTA ...................... 89 4.3.1.2 Analisis Distribusi Ukuran Partikel

SNTA ...................................................... 90

4.3.1.3 Analisis Gugus Fungsi SNTA ................. 91 4.3.1.4 Analisis Struktur Selulosa SNTA ........... 93 4.3.1.5 Analisis Sifat Termal SNTA ................... 94 4.3.1.6 Sifat Alir Serbuk SNTA ......................... 96 4.4 Tablet Natrium Diklofenak yang Diformulasi

dengan SMTA, SNTA, dan Avicel PH 102 .................... 97

4.4.1 Hasil Uji Preformulasi Tablet Natrium

Diklofenak ........................................................... 97

4.4.2 Evaluasi Tablet Natrium Diklofenak ................... 99 4.4.2.1 Keseragaman Sediaan Tablet Natrium

Diklofenak ............................................... 99

4.4.2.2 KeseragamanBobot Tablet Natrium

Diklofenak .............................................. 100

4.4.2.3 Friabilitas ................................................. 101 4.4.2.4 Kekerasan Tablet ..................................... 101 4.4.2.5 Waktu Hancur .......................................... 102 4.4.3 Profil Disolusi Tablet Natrium Diklofenak yang

Diformulasi dengan SNTA, SMTA, dan Avicel

PH 102 ................................................................. 102

4.4.4 Kinetika Pelepasan Obat ...................................... 105BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 112 5.1 Kesimpulan ..................................................................... 112 5.2 Saran ............................................................................... 112DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 114LAMPIRAN ............................................................................................ 122

14


DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Senyawa kimia yang terdapat dalam beberapa bahan yang mengandung selulosa ...................................................

15

Tabel 2.2 Spesifikasi selulosa mikrokristal menurut USP 32-NF 27 ... 21

Tabel 2.3 Tabel kemampuan mengalir serbuk menurut Carr ............... 22

Tabel 2.4 Beberapa merek dagang dan kelas selulosa mikrokristal ..... 23Tabel 2.5 Komponen kimia tandan aren ............................................... 33Tabel 2.6 Spesifikasi Avicel PH 102 (berdasarkan sertifikat analisis yang dikeluarkan oleh pabrik) ..............................................

15


36Tabel 3.1 Formula tablet yang dibuat dengan menggunakan Avicel PH 102, SMTA, dan SNTA ..................................................

61

Tabel 3.2 Persyaratan keseragaman bobot tablet .................................. 66Tabel 4.1 Sifat fisikokimia dari α-selulosa tandan aren ........................ 70Tabel 4.2 Sifat-sifat fisikokimia dari SMTA ........................................ 71Tabel 4.3 Bilangan gelombang dari FTIR ............................................ 73Tabel 4.4 Karakteristik serbuk SMTA dan Avicel PH 102 .................. 75Tabel 4.5 Pengaruh pemberian SMTA terhadap berat badan rata-rata

mencit pada hari ke-14 ......................................................... 79

Tabel 4.6 Hasil uji preformulasi tablet SMTA dan Avicel PH 102 ...... 82Tabel 4.7 Hasil uji keseragaman bobot tablet SMTA dan Avicel PH

102 ........................................................................................ 83

Tabel 4.8 Hasil uji friabilitas, kekerasan, dan waktu hancur tablet

SMTA dan Avicel PH 102 ....................................................

84

Tabel 4.9 Bilangan gelombang dari FTIR SMTA, Avicel, dan SNTA 92Tabel 4.10 Sifat alir serbuk SMTA, SNTA, dan Avicel PH 102 ............ 96

Tabel 4.11 Formula tablet yang dibuat dengan menggunakan

Avicel PH 102, SMTA, dan SNTA ..................................... 97

Tabel 4.12 Hasil uji preformulasi tablet natrium diklofenak yang

menggunakan Avicel PH 102, SMTA, dan SNTA ............... 98

Tabel 4.13 Hasil uji keseragaman kandungan dari tablet natrium

diklofenak menggunakan Avicel PH 102, SMTA, dan

SNTA .................................................................................... 100

Tabel 4.14 Hasil uji keseragaman bobot tablet natrium diklofenak

menggunakan Avicel PH 102, SMTA, dan SNTA ............... 100

Tabel 4.15 Pengaruh formula terhadap uji friabilitas, kekerasan, dan

waktu hancur dari tablet natrium diklofenak yang 101

16


diformulasi dengan SNTA, SMTA, dan Avicel ...................

Tabel 4.16 Nilai korelasi dari kinetika pelepasan natrium diklofenak

dari tablet dalam medium pH 6,8 .......................................... 107

Tabel 4.17 Nilai korelasi dari kinetika pelepasan natrium diklofenak

dari tablet dalam medium pH berganti ................................. 109

17


DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Skema tahapan hidrolisis selulosa .................................... 4

Gambar 1.2 Kerangka konsep penelitian penmbuatan SMTA dan

SNTA, dan penggunaan selulosa mikrokristal dan

nanokristal dalam tablet natrium diklofenak .................... 8

Gambar 2.1 Struktur selulosa ................................................................ 12

Gambar 2.2 Kumpulan rantai selulosa dalam mikrofibril yang

Membentuk dinding sel tanaman ...................................... 14

Gambar 2.3 Difraktogram difraksi X-Ray dari selulosa dan selulosa

nanokristal linter …...…………………………………... 17

Gambar 2.4 Sintesis selulosa yang dipengaruhi oleh enzim pada

Populus trimula (L) …………..…………………………. 19

Gambar 2.5 Gambar TEM dari selulosa nanokristal dari sisal ……..... 25

Gambar 2.6 Tandan buah aren .............................................................. 32

Gambar 2.7 Struktur kimia Natrium Diklofenak …….…………......... 38

Gambar 4.1 α-selulosa yang diperoleh dari tandan aren dan selulosa

mikrokristal dari tandan aren (SMTA) .............................

69

Gambar 4.2 Spektrum inframerah dari Avicel PH 102 dan SMTA ..... 72

Gambar 4.3 SEM dari SMTA dan Avicel PH 102 ............................... 73

Gambar 4.4 Difraktogram XRD dari SMTA dan Avicel PH 102 ........ 74

Gambar 4.5 Profil kapasitas serap lembab dari SMTA dan Avicel

18


PH 102 .............................................................................. 77

Gambar 4.6 Pengaruh pemberian SMTA terhadap indeks massa

organ mencit ..................................................................... 79

Gambar 4.7 Pengaruh pemberian SMTA terhadap jaringan ginjal

mencit kontrol, dengan dosis 2000 mg/kg bb, dan

dengan dosis 5000 mg/kg bb, dengan pewarnaan HE dan

perbesaran 10 x 40 ............................................................ 80Gambar 4.8 Pengaruh pemberian SMTA terhadap jaringan hati

mencit kontrol, dengan dosis 2000 mg/kg bb, dan

dengan dosis 5000 mg/kg bb, dengan pewarnaan HE dan

perbesaran 10 x 40 ............................................................ 81

Gambar 4.9 Tablet SMTA dan Avicel PH 102 ..................................... 83

Gambar 4.10 α-selulosa tandan aren dan SNTA ................................ 87

Gambar 4.11 Esterifikasi gugus hidroksil oleh ionsulfatdari

perlakuan asam sulfat terhadap selulosa ...........................

88

Gambar 4.12 Selulosa nanokristal dari tandan aren (perbesaran 20x),

sisal (perbesaran 200x),dan bambu (perbesaran 200x) .....

90

Gambar 4.13 Distribusi ukuran partikel SNTA setelah penggilingan

dengan HEM E3D selama 50 jam ....................................

91

Gambar 4.14 Spektrum inframerah dari Avicel, SMTA, dan SNTA...... 92

Gambar 4.15 Difraktogram XRD dari Avicel PH 102, SMTA, dan

SNTA ................................................................................ 93

Gambar 4.16 Termogram TGA dari Avicel PH 102, SMTA, dan

SNTA ................................................................................ 95

Gambar 4.17 Tablet natrium diklofenak yang diformulasi dengan

19


SNTA, SMTA, dan Avicel PH 102 .................................. 99

Gambar 4.18 Profil disolusi tablet natrium diklofenak yang

diformulasi dengan Avicel PH 102 (F7), SMTA (F6),

SNTA (F5), dan Voltaren® dalam medium pH 6,8 ........... 103

Gambar 4.19 Profil disolusi tablet natrium diklofenak yang

diformulasi dengan Avicel PH 102 (F7), SMTA

(F6), SNTA (F5), dan Voltaren® dalam medium

pH berganti ....................................................................... 103

Gambar 4.20 Hubungan pelepasan natrium diklofenak terhadap waktu

dalam medium pH 6,8 ....................................................... 106

Gambar 4.21 Hubungan logaritma sisa natrium diklofenak terhadap

waktu dalam medium pH 6,8 .......................................... 106

Gambar 4.22 Hubungan pelepasan natrium diklofenak terhadap akar

waktu dalam medium pH 6,8 ........................................... 107

Gambar 4.23 Hubungan pelepasan natrium diklofenak terhadap waktu

dalam medium pH berganti ............................................... 108

Gambar 4.24 Hubungan logaritma pelepasan natrium diklofenak

terhadap waktu dalam medium pH berganti .................... 108

Gambar 4.25 Hubungan pelepasan natrium diklofenak terhadap akar

waktu dalam medium pH berganti ....................................

109

20


DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Hasil Identifikasi Tanaman Aren ..................................... 122

Lampiran 2 Sertifikat Analisis Bahan Baku Avicel PH 102 ............... 123

Lampiran 3 Sertifikat Analisis Bahan BakuLactose Spray Dried ....... 124

Lampiran 4 Sertifikat Analisis Bahan Baku Natrium Diklofenak ....... 125

21


Lampiran 5 Rekomendasi Persetujuan Etik Penelitian Kesehatan ...... 126

Lampiran 6 Kurva Absorpsi Natrium Diklofenak dalam Medium

pH 1,2 ............................................................................... 127

Lampiran 7 Kurva Kalibrasi Natrium Diklofenak dalam Medium

pH 1,2 ............................................................................... 128

Lampiran 8 Kurva Absorpsi Natrium Diklofenak dalam Medium

pH 6,8 ............................................................................... 129

Lampiran 9 Kurva Kalibrasi Natrium Diklofenak dalam Medium

pH 6,8 ............................................................................... 130

Lampiran 10 Perhitungan Rendemen SMTA ………...…………….. 131

Lampiran 11 Perhitungan Derajat Polimerisasi ..................................... 132

Lampiran 12 Data pH SMTA ................................................................ 134

Lampiran 13 Perhitungan Susut Pengeringan SMTA ............................ 135

Lampiran 14 Perhitungan Kadar Abu Total SMTA .............................. 136

Lampiran 15 Perhitungan Bobot Jenis Ruahan ...................................... 137

Lampiran 16 Perhitungan Bobot Jenis Mampat .................................... 138

Lampiran 17 Perhitungan Indeks Hausner ….………………………. 139

Lampiran 18 Perhitungan Indeks Kompresibilitas ................................ 140

Lampiran 19 Perhitungan Porositas Serbuk ........................................... 141

Lampiran 20 Perhitungan Kapasitas Hidrasi ......................................... 142Lampiran 21 Perhitungan Kapasitas Pengembangan .............................. 143

Lampiran 22 Distribusi Ukuran Partikel SNTA ..................................... 144

22


Lampiran 23 Data Uji Keseragaman Kandungan Tablet Formula F5 .... 145



Lampiran 26 Perhitungan Keseragaman Bobot ...................................... 160

Lampiran 27 Perhitungan Friabilitas ...................................................... 163

Lampiran 28 Perhitungan Kekerasan Tablet .......................................... 164

Lampiran 29 Data Waktu Hancur Tablet ................................................ 165

Lampiran 30 Data Uji Pelepasan Obat In VitroMenggunakan

Dissolution Tester dalam Medium pH 6,8 ......................... 166

Lampiran 31 Data Uji Pelepasan Obat In VitroMenggunakan

Dissolution Tester dalam Medium pH Berganti ................ 182

Lampiran 32 Uji ANOVA Profil Disolusi Natrium Diklofenak dari

Tablet F5, F6, F7, dan Voltaren® dalam Medium pH 6,8 198

Lampiran 33 Uji ANOVA Profil Disolusi Natrium Diklofenak dari

Tablet F5, F6, F7, dan Voltaren®dalam Medium pH

Berganti............................................................................. 199

Lampiran 34 Potensial Zeta Natrium Diklofenak ................................... 200

Lampiran 35 Potensial Zeta SNTA ......................................................... 201

Lampiran 36 International Journal of PharmTech Research ................. 202

23


24


nanokomposite sellulosa bakteri/mater-bi® s sumatera utara

Documents