Jurnal Sains Farmasi & Klinis, 1(1), 101-110 ARTIKEL PENELITIAN Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Faktorial dengan Penyalut Etil Selulosa Formulation of Ranitidine HCl Microcapsules with Ethyl Cellulose Using a Factorial Design Lili Fitriani, Ulfi Rahmi, Elfi Sahlan Ben Keywords: ABSTRACT: Ranitidine HCl is a histamine H2-antagonist which is used in microcapsules, the treatment of benign gastric and duodenal ulceration. In order to improve ranitidine HCl, its bioavailability and half life time, microcapsule is prepared to extend the entrapment dose regiment. The aim of this study was to formulate and optimize ranitidine efficiency, HCl containing microcapsule to prepare a suitable sustained release delivery microcapsule system using factorial design. Microspheres were prepared using ethylcellulose release. by solvent evaporation method. The effect of different formulation variables, including stabilizer concentration (1-2 %) and drug/polymer ratio (2:2-1:2) on appearance, and entrapment efficiency was investigated. Data analysis showed that microspheres with optimum entrapment efficiency could be prepared using 2 % span 80, and 1:2 drug/polymer ratio. The results showed spherical shaped microcapsules, and porous, with realeasing time up to 10,55 hours. Kata kunci: ABSTRAK: Ranitidin HCl adalah H2-antagonis histamin yang digunakan mikrokapsul, dalam pengobatan ulkus lambung dan duodenum. Formulasi mikrokapsul ranitidin HCl, ranitiditin HCl ditujukan untuk memperpanjang regimen dosis untuk efisiensi meningkatkan bioavailabilitas dan waktu paruh. Tujuan dari penelitian penjerapan, untuk merumuskan dan mengoptimalkan mikrokapsul ranitidin HCl pelepasan untuk menyiapkan sistem pelepasan yang sesuai dengan desain mikrokapsul. faktorial. Mikrokapsul disusun menggunakan etilselulosa dengan teknik penguapan pelarut. Variasi konsentrasi penstabil Span 80 (1-2%) dan rasio obat/polimer (2: 2-1: 2) dilakukan untuk mengamati efek efisiensi penjerapan. Analisis data menunjukkan bahwa mikrokapsul dengan efisiensi penjerapan optimal didapatkan pada formula yang mengandung 2% span 80, dan 1:2 rasio obat/polimer. Hasil penelitian menunjukkan mikrokapsul berbentuk sferis, dan berpori, dengan waktu pelepasan hingga 10,55 jam. Fakultas Farmasi Universitas Andalas, Padang Korespondensi: Lili Fitriani ([email protected]) Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 101 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... PENDAHULUAN | Fitriani, dkk. kombinasi dari beberapa faktor. Rancangan faktorial dimanfaatkan dalam merumuskan Sistem penghantaran obat mengalami perkembangan yang sangat pesat, dimana model matematika untuk menentukan formulasi yang optimal (1). teknologi berkembang ke arah pengkoplingan Penelitian ini ditujukan untuk merancang senyawa obat dengan partikel pembawa formula sediaan lepas lambat mikrokapsul seperti mikrokapsul, nanopartikel, liposom ranitidin HCl sebagai sistem yang memiliki dan lain sebagainya (1). Mikroenkapsulasi kelarutan yang tinggi dalam air, dengan etil merupakan proses penggunaan penyalut selulosa sebagai penyalut, dengan metode yang relatif tipis pada partikel-partikel kecil penguapan pelarut. Untuk mengevaluasi efek zat padat atau tetesan cairan dan dispersi zat dari masing-masing variabel dan interaksi cair, dimana ukuran partikel berkisar antara antar variabel digunakan 22 rancangan 1-5000 µm. Teknik mikroenkapsulasi biasa faktorial. digunakan untuk meningkatkan stabilitas, mengurangi efek samping dan efek toksik METODE PENELITIAN obat, dan memperpanjang pelepasan obat Alat dan Bahan (2). Ranitidin reseptor HCl histamin merupakan antagonis H2 digunakan yang Alat-alat yang digunakan yaitu homogenizer (IKA® RW Digital), Scanning sebagai penghambat sekresi asam lambung Electrone saat gastritis dan ulcer duodenum. Ranitidin LA), diabsorbsi pada saluran cerna dan kadar PharmaSpec), timbangan analitik (Shimadzu puncak darah dicapai dalam waktu dua jam AUX (3). Bioavailabilitas ranitidin HCl dengan Research), fotomikroskop, mikroskop okuler, pemberian oral adalah 55 ± 25%, dengan lumpang dan stamfer, spatel, kertas saring, waktu paruh eliminasinya (t1/2) 2 ± 0,4 jam oven, alat-alat gelas yang biasa digunakan (4). Penggunaan ranitidin HCl dalam terapi di laboratorium. gastritis ringan diberikan dalam dosis 75 mg 2 kali sehari, sementara untuk gejala ranitidin HCl (Kimia Farma), etil selulosa yang berulang digunakan dosis 150 mg, (Hercules), parafin cair (Brataco), Span 80 2 kali sehari (5). Oleh karena itu penelitian (Merck), n-heksan, diklorometan, metanol, mikroenkapsulasi ranitidin HCl dilakukan, air suling. Microscope spektrofotometer 220), alat uji (Jeol JSM UV-Vis disolusi 6360 (UV-1700 (Hanson Bahan-bahan yang digunakan yaitu sehingga regimen dosis dapat diperpanjang. Optimasi formula mikrokapsul ranitidin HCl dibuat dalam bentuk Cara kerja rancangan faktorial yang digunakan untuk menyelidiki Pembuatan mikrokapsul ranitidin HCl secara bersamaan efek beberapa faktor Etilselulosa dan ranitidin HCl dilarutkan berlainan. Beberapa faktor dikombinasikan dengan campuran diklorometan dan metanol atau disilangkan dengan level tiap faktor di dalam gelas piala (M1). Di dalam gelas lainnya yang ada dalam eksperimen. Akan piala lain dimasukkan parafin cair dan Span didapatkan efek dari tiap faktor dan efek 80 (M2). Larutan M1 ditambahkan tetes per 102 Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... | Fitriani, dkk. Tabel 1. Formulasi mikrokapsul Ranitidin HCl Formula Bahan F1 F2 F3 F4 Ranitidin HCl (g) 2 2 1 1 Etil Selulosa (g) 2 2 2 2 Diklorometan (ml) 15 15 15 15 Metanol (ml) 10 10 10 10 Parafin (ml) 80 80 80 80 Span 80 ( %) 1 2 1 2 tetes ke dalam M2 sambil diaduk dengan Efisiensi penjerapan mikrokapsul ranitidin homogenizer dengan kecepatan 700 rpm HCl selama 4 jam sampai pelarut menguap Mikrokapsul sebanyak 80 mg ditimbang dan mikrokapsul terbentuk. Mikrokapsul dan digerus, kemudian dimasukkan ke dikumpulkan tuang labu ukur 100 ml dan dilarutkan dengan air kemudian dicuci dengan n-heksan dan suling, kemudian larutan dikocok hingga dikeringkan dalam oven pada suhu 40 oC mikrokapsul selama 1 jam (6). Formulasi mikrokapsul disaring dengan kertas saring Whatman. ranitidin HCL dapat dilihat di Tabel 1. 50 ml larutan yang telah jernih diencerkan dengan cara enap melarut sempurna, dan dengan air suling hingga 100 ml, dipipet sebanyak 5 mL dan ditambahkan air suling Evaluasi Morfologi Mikrokapsul Morfologi diperiksa mikrokapsul dengan HCl hingga 50 mL. Serapan diukur pada panjang Electrone gelombang maksimum ranitidin HCl dengan ranitidin Scanning Microscope (SEM) spektrofotometer UV. Perhitungan efisiensi penjerapan dihitung berdasarkan persamaan Distribusi Ukuran Partikel berikut: Mirokapsul ditentukan distribusi ukuran partikelnya menggunakan mikroskop yang Efisiensi penyalutan = dilengkapi dengan mikrometer yang telah jumlah obat dalam mikrokapsul x 100 jumlah obat seharusnya dikalibrasi (7). Mikrokapsul disuspensikan dalam parafin cair, kemudian diteteskan pada kaca objek dan diamati di bawah mikroskop sebanyak 300 partikel. Partikel ini dikelompokkan pada ukuran tertentu lalu ditentukan distribusi ukuran partikelnya. Profil disolusi mikrokapsul Ranitidin HCl Mikrokapsul ranitidin HCl didisolusi dengan metode keranjang pada kecepatan Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 103 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... 50 rpm menggunakan air suling sebagai atau medium disolusi sesuai dengan United pengaruh yang signifikan terhadap efisiensi States Pharmacopoeia Convention, 2007 (8). penjerapan. Labu diisi dengan medium disolusi sebanyak pelepasan bahan aktif dari mikrokapsul 900 mL. Mikrokapsul yang setara dengan dapat ditentukan dari hasil disolusi yang diuji 100 mg ranitidin HCl dimasukkan kedalam berdasarkan persamaan orde nol, orde satu, medium disolusi. Uji disolusi dilakukan pada Higuchi, Korsmeyer-peppas dan persamaan menit ke 10, 20, 30, 45, 60, 120, 240, 360. Langenbucher. Absorban diukur dengan kombinasi | Fitriani, dkk. variabel Penentuan memberikan model kinetika menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang HASIL DAN DISKUSI maksimum ranitidin HCl. Morfologi Mikrokapsul Ranitidin HCl Spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) Spektrum inframerah mikrokapsul Morfologi mikrokapsul ranitidin HCl dapat ranitidin HCl dalam bentuk pellet KBr dilihat pada Gambar 1-4 Hasil yang diperoleh ditentukan memperlihatkan dengan spektrofotometer menggunakan Fourier Transform Inframerah (FTIR). tersalut sempurna oleh polimer, dan pada Analisa Data dianalisis berbentuk sferis, dan terdapat mikrokapsul yang tidak pembesaran Data mikrokapsul pori-pori dengan analisis 1000 pada kali terlihat permukaan adanya mikrokapsul. Hal ini kemungkinan terjadi akibat adanya variansi (ANOVA) dua arah menggunakan kandungan air dalam pelarut yang SPSS 17 dengan post hoc Turkey untuk digunakanyang menyebabkan terbentuknya menguji apakah masing-masing variabel pori (11). Gambar 1. Foto Scanning Electron Gambar 2. Foto Scanning Electron Microscop (SEM) mikrokapsul formula 4 Microscope (SEM) Mikrokapsul formula 4 pada pembesaran 30 kali pada pembesaran 100 kali 104 Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... | Fitriani, dkk. Gambar 3. Foto Scanning Electron Gambar 4. Foto Scanning Electron Microscope (SEM) mikrokapsul formula 4 Microscope (SEM) mikrokapsul formula 4 pada pembesaran 120 kali pada pembesaran 1000 kali Distribusi ukuran mikrokapsul kecepatan pengadukan juga dipengaruhi oleh konsentrasi polimer, karena polimer Distribusi ukuran partikel mikrokapsul dengan konsentrasi tinggi mengakibatkan ranitidin HCl dapat dilihat pada Gambar 5. viskositas Hasil pemeriksaan distribusi ukuran partikel mengurangi secara bahwa pada saat penguapan (12). Sementara itu ukuran partikel mikrokapsul terletak antara konsentrasi polimer pada seluruh formula 66,7–600 µm. Distribusi ukuran partikel adalah sama sehingga kemungkinan tidak pada keempat formula hampir sama. Ukuran terjadi perbedaan distribusi ukuran partikel. umum memperlihatkan yang tinggi pula penyusutan dan akan mikrokapsul partikel mikrokapsul selain dipengaruhi oleh Gambar 5. Distribusi ukuran mikrokapsul Ranitidin HCl Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 105 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... Efesiensi penjerapan | Fitriani, dkk. probabilitas 0,05. Perbandingan obat/polimer Efisiensi penjerapan tertinggi terdapat dan konsentrasi Span 80 menghasilkan pada formula 4, dimana formula 4 tersusun signifikansi masing-masing 0,025 dan 0,015 atas dua variabel pada level tertinggi (sig < 0,05) yang menunjukkan bahwa yaitu perbandingan obat/polimer 1:2 dan perbandingan obat/polimer dan konsentrasi konsentrasi Span 80 sebanyak 2%. Respon Span terendah dihasilkan oleh formula 1 dengan signifikan pada probabilitas 5 % terhadap kedua variabel terdapat pada tingkat rendah efisiensi penjerapan. Dari data tersebut dapat yaitu perbandingan obat/polimer 2:2 dan dilihat bahwa peningkatan konsentrasi Span konsentrasi Span 80 sebanyak 1%. Jumlah 80 memberikan pengaruh yang lebih besar polimer yang semakin besar kemungkinan daripada faktor perbandingan obat/polimer mampu menyalut obat dengan lebih banyak, terhadap efisiensi penjerapan. Sementara sementara emulgator itu interaksi antara faktor perbandingan obat membuat sistem terdispersi dengan baik dan polimer dengan konsentrasi Span 80 dimana terbentuk mikrodoplet-mikrodoplet memberikan signifikansi 0,248 (sig > 0,05). yang lebih kecil (13), sehingga memperbesar Hal ini berarti tidak terjadi interaksi yang kemungkinan obat tersalut lebih banyak. Efek signifikan antara kedua variabel. itu penambahan 80 memberikan pengaruh yang interaksi dapat diperlihatkan dalam rentang level rendah dan tinggi diplot pada satu level variabe dapat dilihat pada Gambar 6. Uji statistik dilakukan menggunakan Profil disolusi mikrokapsul Ranitidin HCl Uji disolusi memperlihatkan efek seluruh formula pelepasan segera ANOVA terhadap pengaruh kedua variabel ranitidin HCl pada jam pertama yang dapat dan dilihat dari kemiringan grafik lebih besar pada interaksi antar variabel dengan Gambar 6. Kurva Interaksi faktor A dan B 106 Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... | Fitriani, dkk. Gambar 7. Profil disolusi mikrokapsul ranitidin HCl dalam awal disolusi hingga menit ke 60. Setelah 1 aktif tertempel dipermukaan polimer (12). jam kecepatan zat terdisolusi menjadi lebih Metode statistik digunakan untuk menguji lambat sampai menit ke 360 seperti yang perbedaan rata-rata pelepasan obat dalam terlihat pada Gambar 7. beberapa titik waktu pada uji disolusi dengan Formula HCl menggunakan ANOVA dua arah (Costa, et al, untuk 2000) (14). Berdasarkan uji statistik ANOVA memperlambat pelepasan ranitidin HCl. dua arah, perbedaan pelepasan hanya Pertama, penyalut terjadi pada formula 2, dimana pelepasan yang hidrofobik akan menghalangi proses ranitidin HCl lebih diperlama dibandingkan difusi air ke dalam mikrokapsul. Selain itu formula sistem yang dipilih adalah minyak dalam pelepasan pada formula 1, 3, dan 4 tidak minyak, parafin cair digunakan sebagai fase memperlihatkan perbedaan yang nyata. Hal pembawa. Sistem ini sangat cocok untuk zat ini dapat dilihat dari distribusi ukuran partikel larut air, karena minyak sebagai fase luar yang relatif hampir sama kecuali pada tidak memiliki kemampuan untuk menarik formula 2. Karena hanya formula 2 yang ranitidin HCl ke permukaan polimer sehingga mempelihatkan kecepatan pelepasan yang dapat tertahan dalam penyalutan. Namun, berbeda sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil SEM mikrokapsul menunjukkan adanya perbedaan formula yang telah dirancang pori-pori mikrokapsul tidak mempengaruhi kecepatan disolusi yang mikrokapsul ranitidin HCl. telah dan mikrokapsul disusun sedemikian etilselulosa pada terdapat ranitidin rupa sebagai permukaan mikrokapsul tidak tersalut sempurna sehingga menyebabkan lainnya. Sementara kecepatan Penetapan model kinetika pelepasan pelepasan segera (burst effect) pada jam ranitidin pertama uji disolusi. Selain itu selama dilakukan berdasarkan persamaan orde nol, proses penguapan pelarut, zat aktif dapat orde satu, Higuchi, Korsemeyer-Peppas dan mengalami Langenbucher. Pelepasan obat mengikuti presipitasi pada permukaan mikrodoplet. Karena itu memungkinkan zat HCl persamaan dalam mikrokapsul Langenbucher Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 dimana telah nilai 107 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... | Fitriani, dkk. koefisien determinasinya (R2) berturut – lebih rendah daripada kelarutannya dan turut adalah 0,977; 0,975; 0,965 dan 0,992 pelepasan terjadi melalui pori pada matriks, untuk formula 1, 2, 3 dan 4. Persamaan peristiwa ini diwakili oleh persamaan Higuchi ini menggambarkan adanya fraksi yang (14), karena itu harga R2 untuk persamaan terakumulasi (14). Pada polimer etil selulosa Higuchi relatif tinggi. Sementara itu harga air akan berdifusi ke dalam mikrokapsul dan R2 untuk orde 0 dan orde 1 relatif rendah mengakibatkan polimer artinya kecepatan disolusi tidak tetap dan (11). Untuk mempelajari proses disolusi dari tidak hanya dipengaruhi oleh kelarutan obat suatu sistem matriks planar yang heterogen, di dalam medium disolusi. pengembangan dimana konsentrasi obat didalam matriks Gambar 8. Spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) etil selulosa Gambar 9. Spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) ranitidin HCl 108 Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... | Fitriani, dkk. Gambar 10. Spektrum Fourier Transform Infrared (FTIR) mikrokapsul Spektrum Fourier Transform Infrared KESIMPULAN (FTIR) Dari hasil analisis spektroskopi inframerah mikrokapsul ranitidin HCl 1. Terdapat pengaruh yang cukup signifikan menunjukan dari variabel perbandingan obat/polimer, bahwa tidak terjadi interaksi secara kimia dan konsentrasi Span 80 terhadap antara ranitidin HCl dengan etil selulosa. Hal efisiensi penjerapan mikrokapsul ranitidin ini dilihat dari tidak adanya perubahan yang HCl, bermakna dari daerah puncak dan bilangan tertinggi terdapat pada formula 4. gelombang mikrokapsul dengan spektrum IR ranitidin HCl. dimana efisiensi penjerapan 2. Mikrokapsul yang dihasilkan berbentuk sferis, berpori, dan terdapat mikrokapsul yang tidak tersalut dengan sempurna. 3. Pembuatan mikrokapsul ranitidin HCl dapat memperlambat proses pelepasan ranitidin HCl selama lebih kurang 10,55 jam dengan mengikuti persaamaan Langenbucher, dan pelepasan terbaik terdapat pada formula 2. DAFTAR PUSTAKA 1. Dehghan, S., Aboofazeli, R., Avadi, Methods and Industrial Application M., Khaksar, R. 2010. Formulation second edition. New York: Marcel Optimization of Nifedipin Containing Dekker Inc Microspheres Using Factorial Design. African Journal of Pharmacy and Pharmacology, 4(6), 346-354 2. Benita, S. 2006. Microencapsulation 3. Sweetman.S.C. 2009. Martindale The Complete Drug Reference (Edisi 36). London: Pharmaceutical Press 4. Anderson, Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014 P.O., Knoben, J.E., 109 Formulasi Mikrokapsul Ranitidin HCl Menggunakan Rancangan Aktorial dengan... Troutman, W.G. 2002. Handbook of 5. 9. Depkes RI. 1995. Farmakope Indonesia. Clinical Drug Data (10thed). New York: (Edisi McGraw-Hill Kesehatan Republik Indonesia. Wells.B.G.,DiPiro.J.T., 10. 4). British Jakarta: Departemen Pharmacopoeia Commision. Schwinghammer. T.L., Hamilton.C.W. British Pharmacopoeia. 2008. London: 2006. Pharmacotherapy Handbook Pharmaceutical Press. (6thed). Singapore: McGraw-Hill 11. Carstensen, J.T. 6. Punitha, K., Khadhir, S., Ravichandiran, Pharmaceutical V., Umadevi, S.K., Vaijayanthi, V., Marcel Dekker. Padmapriya, S., Suresh, K.S. 2010. Intragastric Floating Drug 12. Rosca, D.I., 2001. Solids. Watari, Advanced New F., York: Uo, M., Delivery Akasaka, T., Tamura, K. Mechanism of System of Ranitidine Hydrochloride: Biodegradable Polymer Microparticle Formulation Formation by Emulsification Solvent and Evaluation. International Journal of Pharmacy and Evaporation Pharmaceutical Sciences, 2(4), 105- University, 87-92. 108. Method. Hokkaido 13. Roy, S., Panpalia, S.G., Nandy, B.C., 7. Voigth, R. (1994). Buku Pelajaran Teknologi (Edisi Farmasi. Penerjemah: Soendani 5). Noerono. Rai, V.K., Tyagi, L.K., Dey,S., Meena, K.C. 2009. Effect of Method of Preparation on Chitosan Microspheres Yogyakarta: Gajah Mada University of Press. Journal of Pharmaceutical Sciences 8. United States Convention. 118 | Fitriani, dkk. 2007. Pharmacopoeial Mefenamic Acid. International and Drug Research, 1(1), 36-42. states 14. Costa, P., Lobo, J.M.S. 2001. Modeling of pharmacopoeia (30th ed.). New and Comparison of Dissolution Profiles. York: United States Pharmacopoeial European Journal of Pharmaceutical Convention Inc. Sciences, 13, 123-133 United Jurnal Sains Farmasi & Klinis (ISSN: 2407-7062) | Vol. 01 No. 01 | November 2014