Catatan Mikropartikel #4

Materi berikutnya adalah liposom dan mikropartikel. Setelah saya mencocokkan kembali materi liposomnya, ternyata pembahasannya mirip sekali seperti yang dijelaskan sebelumnya. Materi bisa di lihat di sini dan di sini. 

Mikropartikel merupakan partikel dengan ukuran kisaran mikrometer. Salah satu sediaan mikropartikel adalah mikroemulsi. Mikroemulsi sama seperti emulsi biasa yaitu dispersi minyak dan air. Bedanya dengan emulsi biasa, mikropartikel jernih dan transparan, serta secara termodinamika stabil, ukuran partikelnya memiliki diameter antara 10-140 nm. Beda dengan emulsi yang bewarna opak dan tidak stabil secara termodinamika, diameter ukurannya antara 1-20 mm. Pada emulsi sudah terdapat surfaktan yang menurunkan tegangan permukaan, namun pada mikroemulsi terdapat tambahan zat yaitu cosurfaktan (surfaktan pembantu). 

Sumber Gambar: Slideshare.net

Sumber Gambar: Pharmainfo.net (kiri: makroemulsi, kanan: mikroemulsi)

Adanya mikroemulsi ini ditemukan oleh Hoar dan Schulman. Penemuan dialami ketika mengamati susu yang kejatuhan heksanol yang mana mengakibatkan susu menjadi jernih. Pada awalnya diberi kesimpulan bahwa terjadi solubilisasi. Hingga akhirnya diketahui bahwa itu adalah mikroemulsi. Susu telah mengandung surfaktan, heksanol yang menyebabkan susu menjadi jernih adalah cosurfaktan yang dimaksud. 

Mikroemulsi memiliki nama yang lain antara lain transparent emulsion, swollen micelle, micellar solution, dan solubilized oil. Tujuan dibuatnya mikroemulsi adlaah untuk menghantarkan obat baik hidrofilik atau hidrofobik karena kemampuannya dalam meningkatkan kapasitas pelarutan obat, waktu paruhnya yang panjang, mudah dibuat, dan dapat meningkatkan bioavailabilitas. 

Keuntungan mikroemulsi antara lain secara termodinamika stabil sehingga membutuhkan sedikit energi dalam pembentukkannya, mudah pembuatan dan scale-up-nya, dapat meningkatkan bioavailabilitas obat, pembentukkan mikroemulsi bersifat reversibel, penggunaan mikroemulsi sebagai penghantar obat dapat meningkatkan efikasi obat, dan sebagainya.

Di sisi lain, kerugiannya adalah dibutuhkan konsentrasi surfaktan dan cosurfaktan yang besar, memiliki kapasitas pelarutan yang terbatas untuk zat yang memiliki titik leleh tinggi, surfaktan yang digunakan harus tidak boleh toksik, dan kestabilannya dipengaruhi oleh parameter lingkungan seperti suhu dan pH. 

Terkait dengan penggunaan surfaktan, twwen tidak bisa digunakan terlalu banyak secara oral karena dapat menyebabkan diare. Oleh karena itu saat ini sudah tidak lagi digunakan tween, tetapi digunakan soya lesitin. Untuk penggunaan injeksi, meskipun egg lesitin lebih mahal, tetapi digunakan karena kalau soya lesitin beberapa orang bisa terpicu alerginya. 

Mikroemulsi ada tiga macam yaitu O/W, W/O, dan bicontinous. Mikroemulsi bicontinous  adalah dimana domain mikro antara minyak dan air tersebar merata dalam sistem. 

Sumber Gambar: Pharmainfo.net

Ada 3 teori mikroemulsi yaitu teori antar muka, teori solubilisasi, dan teori termodinamika. Teori antarmuka dan solubilisasi sudah dijelaskan pada catatan sebelumnya (bisa dilihat di sini), meskipun tidak dinyatakan dengan jelas mengenai mikroemulsi, prinsipnya demikian. 

Teori termodinamika menunjukkan bahwa proses pembentukkan droplet minyak dari suatu fase minyak diikuti dengan peningkatan luas antarmuka sehingga terjadi peningkatan energi bebas antarmukanya juga. Entropi dari dispersi droplet sama dengan (T x delta S) maka energi bebas pembentukkan pada sistem diberikan dalam persamaan sebagai berikut:

Jika tegangan permukaan dibuat rendah, maka energi bebas akan menjadi nol atau negatif. Oleh karena itu ketika dihitung termodinamikanya, surfaktan dan cosurfaktan akan menurunkan G antar muka. Dalam hal ini, akan terbentuk droplet terdispersi yang halus. Emulsifikasi ini disebut dengan emulsifikasi spontan karena terkadang tidak diperlukan pengadukan sudah terbentuk emulsinya.

Mengenai keseimbangan mikroemulsi, dapat dipelajari dari diagram fase. Diagram fase adalah plot yang menunjukkan kondisi tekanan dan temperatur di mana dua atau lebih keadaan fisik bisa terjadi bersama-sama dalam keadaan keseimbangan dinamis. Mikroemulsi terdiri dari 3 komponen yaitu minyak, air, surfaktan dan cosurfaktan. Konsentrasi cosurfaktan dapat bervariasi. Jadi, diagram terner dapat terbentuk, berikut adalah diagramnya:

Sumber Gambar: Journals.prous.com

Dengan konsentrasi surfaktan pada minyak yang tinggi akan membalikkan misel dari molekul air yang melarutkannya ke dalam interior hidrofiliknya. Jadi misalnya suatu mikroemulsi minyak dalam air ditambahkan surfaktan pada minyak tinggi maka akan berubah fasenya menjadi mikroemulsi air dalam minyak. Diagram fase dapat digambarkan dengan melakukan titrasi, atau bahkan saat ini sudah tersedia aplikasi berbantu komputer yang dapat membuat diagram fase ini.

Berikut adalah beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukkan mikroemulsi:

1. Packing ratio
2. Sifat dari surfaktan
3. Sifat dari fase minyak
4. Suhu
5. Panjang rantai
6. Tipe dan sifat cosurfaktan

Suhu adalah faktor yang memainkan peranan penting dalam menentukan efektivitas ukuran kepala dari surfaktan non ionik. Pada suhu rendah, kepalanya akan bersifat hidrofilik dan membentuk mikroemulsi O/W, pada suhu tinggi, kepalanya bersifat lipofilik sehigga membentuk mikroemulsi W/O, sementara pada suhu menengah, mikroemulsi yang terbentuk adalah bicontinous. 

Karakterisasi mikroemulsi meliputi bentuk dan ukuran dan reologi. SEM tidak mampu untuk mengukur mikroemulsi, yang bisa adalah TEM (Transmission Electron Microscopy). TEM dapat menghasilkan gambar dengan resolusi tinggi secara langung dan transisi struktur mikronya. Sementara reologi diukur dengan menggunakan viskometer Brookfield. Untuk memprediksi mikroemulsi berada dalam sistem O/W atau W/O bisa digunakan metilen blue. Diketahui bahwa metilen blue larut dalam air. 

Mikroemulsi kini telah banyak digunakan dalam kefarmasian, yaitu digunakan sebagai penghantar obat secara oral, ocular drug delivery, pulmonary drug delivery, transdermal drug delivery, parenteral drug delivery, dan sebagainya. 

Demikian yang dapat saya sampaikan. Mohon maaf apabila terdapat kesalahan. Semoga bermanfaat. Teirma kasih sudah berkunjung :D