View
224
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Inflamasi merupakan suatu gejala pada beberapa penyakit dan dirasa oleh
banyak orang tidak nyaman. Proses inflamasi merupakan suatu mekanisme
perlindungan tubuh untuk menetralisir dan membasmi agen-agen yang berbahaya
pada tempat cedera dan mempersiapkan keadaan untuk perbaikan jaringan (Kee
dan Hayes, 1996). Obat modern yang biasa digunakan sebagai antiinflamasi
adalah obat golongan AINS (Antiinflamasi Non Steroid) yang pada umumnya
mempunyai efek samping tukak lambung, sehingga perlu dicari pengobatan
alternatif untuk melawan dan mengendalikan rasa nyeri dan peradangan. Sebagai
alternatif yang lebih aman adalah penggunaan kurkumin sebagai antiinflamasi
dengan mekanisme menghambat produksi prostaglandin yang dapat diperantarai
melalui penghambatan aktivitas enzim siklooksigenase (Sudjarwo, 2004).
Penggunaan secara klinik telah banyak dilakukan terhadap kurkumin sebagai agen
antiinflamasi. Dari beberapa uji klinik pada manusia menunjukkan bahwa
kurkumin aman untuk terapi antiinflamasi. Permasalahan yang dihadapi adalah
kestabilan kurkumin. Kurkumin mudah mengalami dekomposisi pada pH basa
dan faktor cahaya yang disebabkan oleh gugus metilen aktifnya (Tonnesen dan
Karlsen, 1985).
Oleh karena itu, untuk memperbaiki kelemahan tersebut dilakukan sintesis
analog kurkumin yakni gamavuton-0 disingkat GVT-0. Senyawa tersebut mirip
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
2
dengan kurkumin karena sama-sama mempunyai gugus hidroksi dan gugus
metoksi pada rantai aromatiknya. Selain itu, GVT-0 juga mempunyai satu gugus
karbonil dan sama sekali tidak mempunyai gugus metilen. Senyawa ini lebih
stabil daripada kurkumin dan tetap mempunyai aktivitas antiinflamasi (Sardjiman,
2000). Untuk itu, GVT-0 sebagai senyawa analog kurkumin dapat digunakan
sebagai salah satu alternatif yang potensial.
Kurkumin dan GVT-0 merupakan senyawa yang sulit larut dalam air,
sehingga dengan sifat tersebut mengakibatkan bioavailabilitasnya dalam tubuh
rendah. Ravindranath dan Chandrasekhara (1980-1982) mempelajari absorpsi,
metabolisme, dan distribusi kurkumin dalam jaringan pada pemberian oral
kurkumin, menyimpulkan bahwa kurkumin sulit diabsorpsi di usus akibat sifatnya
yang sukar larut dalam air tersebut. Oleh karena itu, untuk memberikan efek
farmakologis diperlukan dosis yang besar yakni antara 20-80 mg/kg BB (Jurenka,
2009). Hal ini juga terjadi pada GVT-0 karena kemiripan struktur kimianya.
Salah satu strategi yang dapat dilakukan untuk mengatasi berbagai
hambatan di atas yaitu dengan mengembangkan sistem penghantaran obat dalam
bentuk nanopartikel yang bersifat lebih mudah terdispersi stabil dalam air (Saha
dkk., 2010). Salah satu metode pembuatan nanopartikel adalah menggunakan
metode ionik gelasi yang distabilkan dengan suatu cross linker (Martien dkk.,
2006). Ionik gelasi melibatkan interaksi suatu senyawa dengan polimer yang
memiliki gugus-gugus dengan muatan yang berlawanan.
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
3
Kurkumin dan gamavuton-0 memiliki muatan negatif dalam air karena
memiliki gugus karbonil dan hidroksi akan dapat mengadakan interaksi ionik
dengan gugus bermuatan positif. Kitosan merupakan polimer kationik karena
memiliki gugus amina yang terprotonasi menjadi amonium pada kondisi asam.
Kitosan memiliki sifat biokompatibel dan biodegradabel sehingga menjadi pilihan
yang baik dalam preparasi nanopartikel (Tiyaboonchai, 2003). Sebagai stabilisator
nanopartikel yang terbentuk, digunakan cross linker bermuatan negatif yaitu
sodium tripolifosfat (Na-TPP). Anion TPP akan mengait sisa gugus amonium
dalam satu polimer yang tidak berinteraksi dengan kurkumin atau gamavuton-0.
Penelitian ini dilakukan menggunakan model uji antiinflamasi dengan
udema pada kaki tikus. Untuk penentuan aktivitas antiinflamasi digunakan
senyawa uji yaitu GVT-0, kurkumin, nanopartikel GVT-0 dan nanopartikel
kurkumin. Senyawa uji diberikan secara oral 30 menit sebelum penyuntikkan
suspensi karagenin 1% secara subplantar pada telapak kaki tikus betina galur
Wistar dan diamati volume udem yang timbul tiap 30 menit dari jam ke-0 hingga
jam ke-6 (Patel dkk, 2012). Formulasi nanopartikel pada kedua senyawa tersebut
diharapkan mampu memperbaiki bioavailabilitas GVT-0 dan kurkumin. Dengan
kestabilan yang lebih tinggi daripada kurkumin diharapkan aktivitas GVT-0
sebagai antiinflamasi juga meningkat. Selanjutnya akan diketahui perbandingan
efektivitas daya antiinflamasi antara kurkumin dengan GVT-0 sebelum dan
setelah formulasi nanopartikel.
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
4
B. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas, maka
dapat dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana pengaruh formulasi nanopartikel terhadap daya
antiinflamasi kurkumin dan GVT-0 ?
2. Apakah nanopartikel GVT-0 memiliki aktivitas antiinflamasi yang
lebih baik daripada nanopartikel kurkumin ?
C. Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui pengaruh formulasi nanopartikel terhadap daya
antiinflamasi GVT-0 dengan kurkumin pada tikus betina galur
Wistar yang diinduksi karagenin
2. Mengetahui perbandingan aktivitas antara nanopartikel GVT-0
dengan nanopartikel kurkumin sebagai senyawa antiinflamasi
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain
sebagai berikut,
1. Penelitian ini dapat digunakan sebagai alternatif studi pustaka
yang dijadikan bahan evaluasi untuk pengembangan metode
selanjutnya
2. Dapat dijadikan acuan dan pustaka dalam evaluasi pengembangan
produk analog kurkumin yang lebih aplikatif dan dapat
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
5
H3CO
HO
OO
OCH3
OH
direalisasikan menjadi produk jadi yang dapat dimanfaatkan oleh
masyarakat
3. Dapat memberikan alternatif pengobatan inflamasi yang lebih
aman, efektif, dan dapat diterima dengan baik (acceptable) bagi
pasien
E. Tinjauan Pustaka
1. Kurkumin
Kurkumin merupakan senyawa yang berupa kristal kuning jingga. Di alam
kurkumin tedapat bersama dua turunan senyawa lainnya yaitu demetoksikurkumin
dan bis-demetoksikurkumin, yang dikenal dengan kurkuminoid (Tonnesen dan
Karlsen, 1985). Kurkumin memiliki rumus molekul kurkumin C21H20O6 dengan
BM 368,37 g/mol serta titik lebur pada 183° C. Kurkumin tidak larut dalam air
dan eter, larut dalam etanol, dimetilsulfoksida dan aseton (Wahyuni dan
Paskalina, 2004). Kurkumin telah dikembangkan melalui sintesis dengan cara
kondensasi antara vanillin dengan asetil aseton dan merupakan senyawa β diketon
tak jenuh (Sudibyo, 1996).
Gambar 1. Struktur kimia kurkumin (Sardjiman, 2000)
Senyawa ini berwarna merah kecoklatan dalam kondisi alkali dan kuning
muda dalam kondisi asam. Degradasi kurkumin tergantung pH dan berlangsung
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
6
lebih cepat pada kondisi netral-basa. Kurkumin stabil dalam pH asam, sedangkan
pada pH basa mudah mengalami dekomposisi. Produk utama dekomposisinya
adalah asam ferulat dan 4-fenil-3-butena-2-on, yang secara cepat mengalami
kondensasi retro-aldol menjadi vanilin dan aseton. Di samping itu, cahaya juga
dapat mendekomposisi kurkumin menjadi ferulat aldehid, asam ferulat,
adihidroksinaftalen, vinilguaiacol, vanilin, dan asam vanilat. Faktor penyebab
dekomposisi kurkumin ini disebabkan oleh gugus metilen aktifnya, sehingga
dengan modifikasi gugus ini menjadi gugus lain diharapkan mampu memperbaiki
kelemahan kurkumin (Tonnesen dan Karlsen, 1985). Penghilangan gugus metilen
aktif dan gugus karbonil dapat menghasilkan bentuk yang lebih stabil dan masih
memiliki aktivitas antioksidan (Sardjiman, 2000).
Ketidakstabilan kurkumin juga dipengaruhi oleh bentuk struktur
senyawanya. Kurkumin memiliki struktur β-diketon yang terdiri dari dua molekul
asam ferulat yang dihubungkan melalui jembatan metilen pada atom karbon dari
gugus karboksilnya. Atom Cα pada kurkumin diapit oleh dua gugus karbonil
menyebabkan atom Cα aktif sehingga menjadikan kurkumin tidak stabil. Oleh
karena itu, kurkumin dapat mengalami tautomerisasi dalam bentuk keto enol.
Kurkumin dalam kondisi asam, netral, dan dalam fase padat didominasi bentuk
keto sedangkan dalam kondisi basa didominasi oleh bentuk enol (Strimtakos dan
Sharma, 2008).
Struktur kurkumin secara umum dapat dibagi menjadi dua bagian besar
yaitu inti aromatik dan β-diketon. Gugus β-diketon berperan sebagai
antiinflamasi, antikanker, dan antimutagenik (Majeed dkk., 1995). Kurkumin saat
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
7
ini banyak dikembangkan sebagai anti hepatotoksik, antiinflamasi dan antikanker.
Sebagai obat antiinflamasi terkait dengan sebagian besar obat antiinflamasi seperti
Nonsteroidal Antiinflammatory Drugs (NSAIDs) menunjukkan efek samping
gangguan saluran pencernaan (Meiyanto, 1999). Efek antiinflamasi dari kurkumin
dikaitkan dengan aktivitasnya sebagai inhibitor dan represor COX-2. Jaringan
yang mengalami inflamasi akan terjadi peningkatan ekspresi COX-2 yang
mengakibatkan overproduksi prostanoid termasuk didalamnya adalah
prostaglandin (Meiyanto, 1999).
2. Gamavuton-0 ( GVT-0 )
Senyawa gamavuton (GVT-0) memiliki nama kimia 1,5-bis(4’-hidroksi-
3’-metoksifenil)-1,4-pentadien-3-on, merupakan salah satu senyawa analog
kurkumin. Nama Gamavuton-0 berasal dari kata “Gama” yang berarti Gadjah
Mada ,“vu” dari “Vrije Universiteit”, dan “ton” menunjukkan bahwa senyawa
tersebut mengandung gugus keton di tengah-tengah molekulnya (Patent No.: US
6,777, 447 B2, Date of Patent : Aug. 17, 2004)(Reksohadiprodjo dkk., 2004).
Senyawa tersebut mirip dengan kurkumin karena sama-sama mempunyai gugus
hidroksi dan gugus metoksi pada rantai aromatiknya. Perbedaannya senyawa
tersebut mempunyai kerangka 1,5-difenil-1,4-pentadien-3-on sedangkan
kurkumin adalah 1,7-difenil-1,6-heptadien-3,5-dion, hal tersebut
menggambarkan bahwa senyawa GVT-0 ini mempunyai jembatan rantai karbon
yang lebih pendek (pentadienon) daripada kurkumin (heptadiendion). Selain itu,
GVT-0 juga mempunyai satu gugus karbonil dan tidak mempunyai gugus
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
8
metilen. Senyawa ini lebih stabil pada pH di atas 6,5 dibandingkan dengan
kurkumin dan tetap mempunyai sifat antiinflamasi (Sardjiman, 2000).
Gambar 2. Struktur Kimia Gamavuton-0 (Sardjiman, 2000)
Senyawa GVT-0 dapat diperoleh dengan mereaksikan antara vanillin dan
aseton dengan katalis asam. Mekanisme reaksinya melalui reaksi kondensasi
Claisen-Schmidt. Modifikasi kurkumin menjadi senyawa GVT-0 bertujuan untuk
memperbaiki stabilitas kurkumin, yang dipengaruhi oleh pH dan cahaya. Pada
struktur kimia GVT-0, memodifikasi bagian tengah kurkumin pada gugus metilen
dan gugus karbonil menjadi 1,4-pentadien-3-on dan masih tetap mempertahankan
bagian hidroksi pada cincin aromatik yang bertanggung jawab untuk aktivitas
biologisnya, menghasilkan suatu senyawa yang lebih stabil dibandingkan dengan
kurkumin (Sardjiman dkk., 1997). Senyawa GVT-0 memiliki sifat sangat sukar
larut dalam air. Hal ini menyebabkan bioavalabilitasnya dalam tubuh rendah
seperti yang terjadi pada senyawa kurkumin karena kemiripan struktur kimianya
(Ravindranath dan Chandrasekha, 1981).
Senyawa ini mempunyai aktivitas antioksidan dan antiinflamasi (Masuda
dkk., 1993; Sardjiman dkk., 1997; Sardjiman, 2000). Kemampuan GVT-0 dalam
menghambat COX dapat ditinjau dari struktur yang hampir sama dengan
kurkumin.
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
9
3. Nanopartikel
Nanopartikel adalah dispersi partikel padat yang memiliki ukuran 10 nm
sampai dengan 1000 nm (Mohanraj dan Chen, 2006). Nanopartikel diformulasi
menggunakan polimer biodegradabel maupun nonbiodegradabel yang
mengakibatkan bahan obat dapat terjebak (entrapped), diadsorpsi atau
bergandengan secara kimia (Sahoo dan Labhasetwar, 2006). Ada dua tipe
nanopartikel jika ditinjau dari proses preparasinya yaitu nanosfer dan nanokapsul
(Alleman dkk., 1993). Nanosfer memiliki struktur dengan tipe monolitik (matriks)
dimana obat atau senyawa aktif terdispersi di dalam permukaan atau teradsorpsi
pada permukaan partikel matriks pembawanya. Nanokapsul membentuk struktur
dinding-membran dan obat atau senyawa aktif terjebak di dalam intinya atau
teradsorpsi pada permukaan membran tersebut. Istilah “nanopartikel” diambil
karena secara umum, berhubungan dengan ukurannya yang sangat kecil, sangat
sulit membedakan apakah suatu kompleks nanopartikel termasuk dalam tipe
nanosfer (matriks) atau nanokapsul (membran) (Tiyaboonchai, 2003).
Partikel dalam ukuran nano dapat melewati membran dengan mudah
karena ukuran partikel lebih kecil daripada ukuran kapiler. Mudah masuknya
partikel dapat meningkatkan efisiensi obat. Kelebihan nanopartikel yang lain
adalah permukaannya dapat dimodifikasi sehingga dapat lebih spesifik terikat
pada ligan tertentu (Bisht dkk., 2007). Dalam bidang farmasi, nanopartikel telah
banyak dipelajari dan diharapkan mampu memperbaiki penghantaran senyawa
dengan permeabilitas mukosa rendah, absorbsi terbatas, kelarutan rendah, tidak
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
10
stabil di saluran cerna serta mengalami first pass effect (Bhardwaj dan Kumar,
2006).
Keuntungan menggunakan nanopartikel dalam penghantaran obat
diantaranya karena ukurannya yang kecil dapat berpenetrasi melalui kapiler lebih
banyak sehingga memungkinkan akumulasi obat lebih efisien pada target aksi
obat. Dengan penggunaan bahan biodegradabel dapat memungkinkan pelepasan
tertunda dalam sisi target selama periode waktu lama. Selain itu permukaan
nanopartikel dapat dimodifikasi untuk mengubah biodistribusi obat atau
dikonjugasikan dengan ligan untuk mencapai target spesifik dari penghantaran
obat (Sahoo dan Labhasetwar, 2006). Nanopartikel memiliki zeta potensial positif
sehingga dapat menempel pada membran bermuatan negatif dan membantu proses
endositosis obat kedalam sel (Mohanraj dan Chen, 2006).
Kelebihan nanopartikel untuk penghantaran per oral adalah meningkatkan
bioavailabilitas, meningkatkan transport obat melalui sirkulasi limfatik sehingga
menghindari pre systemic metabolism di hepar dan mereduksi iritasi
gastrointestinal oleh obat (Sakuma dkk., 2001). Penghantaran koloidal dalam
ukuran partikel kecil juga mampu meningkatkan stabilitas obat terhadap
denaturasi di lumen gastrointestinal serta memperpanjang kontak dengan
membran mukosa (mukoadesif) (Ponchel dkk., 1997).
Pengembangan nanopartikel polimer dapat berasal dari polimer alami atau
polimer sintetik. Kriteria polimer yang ideal sebagai pembawa nanopartikel
adalah mudah untuk disintesis dan dikarakteristik, biokompatibel, biodegradabel,
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
11
memiliki respon imun yang minim, sifat toksisitasnya yang rendah, larut air, dan
tidak mahal. Pengembangan nanopartikel untuk sistem penghantaran obat telah
dikembangkan dengan memanfaatkan polimer alam seperti kitosan. Kitosan
memiliki banyak kelebihan seperti biokompatibel, biodegradabel, toksisitas yang
rendah, mudah disintesis, dan dikarakterisasi (Tiyaboonchai, 2003). Sistem
penghantaran nanopartikel harus memenuhi kriteria antara lain stabil, tidak toksik,
reprodusibel, mudah dan tidak mahal untuk pembuatan skala besar, dapat
diaplikasikan untuk berbagai obat, protein, dan polinukleotida (Tiyaboonchai,
2003). Kurkumin dan turunannya yaitu PGV, GVT, dan HGV merupakan salah
satu contoh kandidat obat yang menerapkan teknologi nanopartikel sebagai upaya
untuk memperbaiki bioavailabilitasnya (Jayanti, 2011).
Salah satu metode yang digunakan adalah metode ionik gelasi yang
merupakan salah satu teknik enkapsulasi. Metode ionik gelasi umum digunakan
untuk membentuk nanopartikel dari kitosan (Lee dkk., 2001). Caranya adalah
menyelimuti material dengan materi intinya yang terlarut ditekan sebagai tetesan-
tetesan dalam larutan ionik. Teknik ionik gelasi banyak digunakan dalam
pembentukan nanopartikel. Dalam metode ionik gelasi, polisakarida (alginat,
gellan, dan pektin) dilarutkan dalam air atau dalam medium asam lemah (untuk
kitosan). Larutan tersebut kemudian ditambahkan pada larutan yang mengandung
counterions dalam kondisi pengadukan konstan. Berhubungan dengan terjadinya
pembentukan kompleks oleh muatan yang saling berlawanan, polisakarida
mengalami ionik gelasi dan mengendap membentuk partikel sferis. Partikel
difiltrasi, dicuci dengan akuades dan dikeringkan. Counterions yang digunakan
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
12
dalam ionik gelasi, dapat dibagi dalam dua kategori yaitu counterions dengan BM
rendah (kalsium klorida, magnesium klorida, perak klorida, pyrophosphate,
tripolyphosphate, tetrapolyphosphate, octapolyphosphate, hexametaphosphate )
dan counterions dengan BM tinggi (octyl sulphate, lauryl 17 sulphate, hexadecyl
sulphate, cetylstearyl sulphate). Metode ionik gelasi sangat sederhana dan ringan.
Sebagai tambahan, terjadinya ikatan silang (crosslink) secara fisik yang bersifat
reversibel dari interaksi elektrostatik untuk menstabilkan kompleks nanopartikel
yang terbentuk. Ikatan bersifat reversibel sehingga dapat menghindari adanya
toksisitas reagen dan efek lain yang tidak diharapkan (Racovita dkk., 2009).
Calvo dan rekan-rekannya (1997) mengembangkan suatu metode untuk
membentuk nanopartikel kitosan hidrofilik dengan ionik gelasi. Metode ini
meliputi pencampuran dua fase cairan yang mana salah satunya adalah polimer
kitosan dan yang lainnya adalah polianion sodium TPP. Berikut ini adalah gambar
struktur kimianya TPP
Gambar 3. Struktur Kimia Sodium TPP
Dengan metode ini, dalam suasana asam (pH 4-6) muatan positif dari
gugus amina primer kitosan yang telah terprotonasi (-NH3+) berinteraksi dengan
muatan negatif TPP untuk membentuk kompleks dengan ukuran nanometer. TPP
banyak digunakan dalam berbagai penelitian sebagai polianion untuk berinteraksi
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
13
dengan kitosan. Alonso dan Sanchez (2003) mengembangkan penelitian
pembentukan nanopartikel dengan penambahan TPP pada larutan asam (pH 4-6)
yang berisi kitosan. Dalam pelarut asam, umumnya pada pH 4-6, gugus amina
primer diprotonasi sehingga bersifat elektrofilik (Aranaz dkk., 2010). Interaksi
ionik terjadi antara muatan positif -NH3+ dari kitosan dengan muatan negatif
P3O105-
dari TPP yang secara random akan menghasilkan kompeks. Penambahan
TPP (Tri Poli Phosphat) biasanya dilakukan dalam proses ionik gelasi sebagai
agen crosslinker yang berfungsi untuk menstabilkan partikel (Mohanraj dan Chen,
2006). Konsentrasi kitosan dan TPP berperan penting pada tahap formulasi
nanopartikel (Kunjachan dkk., 2010).
Nanopartikel harus tetap stabil dalam cairan ekstraselular. Ketidakstabilan
nanopartikel dalam cairan ekstraselular dapat mengganggu interaksi polielektrolit.
Setelah nanopartikel sampai ke sel target, nanopartikel kemudian terikat oleh
membran sel yang bermuatan negatif dan kemudian memicu terjadinya
endositosis (Mohanraj dan Chen, 2006).
4. Kitosan
Kitosan adalah polisakarida turunan kitin yang terdiri dari ikatan D-
glukosamin dan N-asetil-D-Glukosamin yang berikatan (1,4)-β-glikosidik.
Kitosan mempunyai rantai tidak linier dan mempunyai rumus molekul C6H11NO4
atau disebut [poli (2-amina-2-deoksi-β-(1,4)-D-glukopiranosa] (Fernandez-Kim,
2004). Salah satu polimer polikationik yang akan digunakan sebagai penghantar
adalah kitosan yang merupakan polimer yang mempunyai toksisitas rendah,
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
14
bidegradabel dan biokompatibel, larut dalam asam encer dan mempunyai muatan
positif (Aranaz dkk., 2010).
Kitosan merupakan basa lemah dengan nilai pKa 6,5 yang larut dalam
medium asam seperti asam asetat, asam sitrat, asam aspartat, dan tidak larut dalam
suasana pH netral dan alkali (Guliyeva dkk., 2006). Kitosan merupakan senyawa
yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat, asam sulfat, dan beberapa pelarut
organik seperti alkohol, aseton, dimetilformamida, dan dimetilsulfoksida. Kitosan
sedikit larut dalam asam klorida,asam nitrat, dan asam fosfat 0,5% dan larut baik
dalam asam asetat (Knorr, 1984). Kitosan pada kondisi asam akan bermuatan
positif dan dapat membentuk kompleks polielektrolit dengan senyawa yang
memiliki muatan negatif (Muzzarelli, 1996).
Gambar 4.Struktur kimia kitosan (Hermawan, 2012)
Adanya gugus amina primer menyebabkan kitosan mempunyai reaktivitas kimia
yang tinggi dan menyumbangkan sifat elektrolit polikation. Kelarutan kitosan
tergantung pada distribusi gugus amina primer dan N-asetil. Dalam pelarut asam
(pH<6) umumnya pada pH 4-6, gugus amina primer akan terprotonasi membentuk
gugus amina kationik (-NH3+) membuat molekul kitosan menjadi mudah larut.
Pasangan elektron bebas pada gugus amina primer bersifat nukleofilik yang
sebagai akseptor proton sehingga gugus amina ini dapat terprotonasi.
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
15
5. Inflamasi
Inflamasi merupakan respon terhadap cedera jaringan dan infeksi. Ketika
proses inflamasi berlangsung, terjadi reaksi vaskular dimana cairan, elemen-
elemen darah, sel darah putih dan mediator kimia berkumpul pada tempat cedera.
Proses inflamasi merupakan suatu mekanisme perlindungan tubuh untuk
menetralisir dan membasmi agen-agen yang berbahaya pada tempat cedera dan
mempersiapkan keadaan untuk perbaikan jaringan (Kee dan Hayes, 1996).
Gambar 5. Patogenesis dan Gejala Peradangan (Mutschler, 1986)
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
16
Ciri khas inflamasi dikenal dengan tanda-tanda utama inflamasi, yaitu :
a. Eritema (kemerahan)
Kemerahan terjadi pada tahap pertama dari proses inflamasi. Darah berkumpul
pada daerah cedera jaringan akibat pelepasan mediator-mediator kimia tubuh
(kinin, prostaglandin, histamin).
b. Edema (pembengkakan)
Pembengkakan merupakan tahap kedua dari inflamasi. Plasma merembes ke
dalam jaringan intestinal pada tempat cedera. Kinin mendilatasi arteriol
meningkatkan permeabilitas kapiler.
c. Kolor (panas)
Panas pada tempat inflamasi disebabkan oleh bertambahnya pengumpulan
darah dan mungkin juga karena pirogen (substansi yang menimbulkan
demam) yang mengganggu pusat pengatur panas pada hipotalamus.
d. Dolor (nyeri)
Nyeri disebabkan oleh pembengkakan dan pelepasan mediator-mediator
kimia.
e. Functio laesa (hilangnya fungsi)
Karena penumpukan cairan pada tempat cedera jaringan dan adanya rasa
nyeri akan mengurangi mobilitas pada daerah yang terkena cedera (Kee dan
Hayes, 1996).
Tanda-tanda diatas merupakan akibat dari gangguan aliran darah yang
terjadi akibat kerusakan jaringan dalam pembuluh pengalir terminal, eksudasi, dan
perangsangan reseptor nyeri. Radang dapat dihentikan dengan meniadakan noksi
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
17
atau dengan menghentikan kerja yang merusak. Walaupun demikian, seringkali
pada gangguan darah regional dan eksudasi terjadi emigrasi sel-sel darah ke dalam
ruang ekstrasel serta proliferasi histiosit fibroblas. Proses-proses ini juga berfungsi
primer pada perlawanan terhadap kerusakan serta pemulihan ke kondisi asalnya,
walaupun demikian juga dapat bekerja negatif. Reaksi ini disebabkan oleh
pembebasan bahan-bahan mediator (histamin, serotonin, prostaglandin, dan
kinin). Proses patogenesis tersebut dapat dilihat pada gambar 5 (Mutschler, 1986).
Prostaglandin dilepaskan menyebabkan bertambahnya vasodilatasi,
permeabilitas kapiler, nyeri dan demam. Sintesisnya dapat dilihat dari gambar 6
yaitu bila membran sel mengalami kerusakan oleh suatu rangsangan kimia, fisik
atau mekanis, maka enzim fosfolipase diaktifkan untuk mengubah fosfolipida
menjadi asam arakidonat. Kemudian asam lemak tak jenuh ini sebagian diubah
oleh enzim siklooksigenase menjadi endoperoksida dan seterusnya menjadi zat-
zat prostaglandin (Tjay dan Rahardja, 2002).
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
18
Gambar 6. Perombakan Asam Arakhidonat (Mutschler, 1986)
Siklooksigenase terdiri dari dua isoenzim yaitu COX-1 dan COX-2. COX-1
berperan pada pemeliharaan fungsi ginjal, homeostasis vaskuler dan melindungi
lambung dengan cara membentuk bikarbonat dan lendir, serta menghambat
produksi asam. COX-2 dalam keadaan normal tidak terdapat di dalam jaringan,
tetapi dibentuk selama proses peradangan oleh sel-sel radang dan kadarnya dalam
sel meningkat sampai 80 kali. Bagian lain dari arakidonat diubah oleh enzim
lipooksigenase menjadi zat-zat leukotrien. Baik prostaglandin maupun leukotrien
bertanggung jawab bagi sebagian besar dari gejala peradangan. Menurut
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
19
perkiraan, penghambatan COX-2 ini yang memberikan NSAID memiliki efek
antiinflamasi (Tjay dan Rahardja, 2002). Obat-obat inflamasi seperti obat-obat
antiinflamasi nonsteroid dan steroid menghambat mediator kimia sehingga
mengurangi proses inflamasi (Kee dan Hayes, 1996).
Pengobatan inflamasi mempunyai 2 tujuan utama, yaitu meringankan rasa
nyeri yang sering kali gejala awal yang terlihat dan keluhan utama yang terus
menerus dari pasien dan memperlambat atau membatasi proses perusakan
jaringan. Pengurangan inflamasi dengan NSAID sering berakibat meredanya rasa
nyeri selama periode yang bermakna. Lebih jauh lagi, sebagian besar non-opioid
analgesik mempunyai efek antiinflamasi, jadi tepat digunakan untuk pengobatan
inflamasi akut maupun kronis (Katzung, 2001).
F. Landasan Teori
Kurkumin dan GVT-0 merupakan senyawa yang memiliki aktivitas
antiinflamasi dimana GVT-0 lebih stabil karena tidak memiliki gugus metilen
aktif (Sardjiman, 2000). Mekanisme kedua senyawa sebagai anti inflamasi dengan
menghambat produksi prostaglandin yang dapat diperantarai melalui
penghambatan aktivitas enzim siklooksigenase (Sudjarwo, 2004). Kedua senyawa
tersebut memiliki kelemahan yakni susah larut dalam air yang menyebabkan
bioavailabilitas dalam tubuhnya rendah. Dengan formulasi pada kedua senyawa
menghasilkan nanopartikel kurkumin dan nanopartikel GVT-0 akan meningkatkan
bioavailabilitasnya di dalam tubuh (Sakuma dkk, 2011).
Formulasi nanopartikel kurkumin dan nanopartikel GVT-0 dapat dibuat
menggunakan metode ionik gelasi yang mana kurkumin dan GVT-0 berlaku
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
20
sebagai ligan karena kedua senyawa tersebut memiliki gugus karbonil dan
hidroksi yang dapat menyumbang muatan negatif kepada gugus amina bebas pada
polimer kitosan yang bermuatan positif pada kondisi asam (pH 4-6). Kitosan
sebagai matriks dalam pembentukan kompleks dapat secara spontan
mengenkapsulasi ligan sehingga terbentuk suatu nanopartikel.Gugus yang tersisa
pada polimer kitosan dalam satu kompleks partikel akan saling tolak menolak satu
sama lain yang menyebabkan ketidakstabilan kompleks. Agen penstabil yang
digunakan untuk menstabilkan suatu kompleks nanopartikel dengan kitosan
sebagai matriks adalah tripolifosfat (TPP). Penambahan TPP akan mengaitkan
polimer kitosan satu dengan yang lain sehingga akan mencegah kitosan yang
sudah mengenkapsulasi kurkumin atau GVT-0 untuk terlepas. Hal ini akan
meningkatkan kestabilan partikel yang telah terbentuk sebelumnya.
Partikel dalam ukuran nano dapat melewati membran dengan mudah
karena partikel berukuran lebih kecil dan ukuran kapiler lebih besar. Mudah
masuknya partikel dapat meningkatkan efisiensi obat. Nanopartikel dapat
melakukan penetrasi secara fisik melalui celah antar sel maupun celah lain yang
kecil yang tidak dapat ditembus oleh partikel dengan ukuran mikro atau makro
(Bisht dkk., 2007). Selain itu, matriks pembentuk nanopartikel juga sangat
berperan penting dalam penetrasinya, dimana matriks yang tepat akan dapat
mendukung absorpsi partikel melalui beberapa kemungkinan mekanisme,
diantaranya dengan berinteraksi dengan membran sel yang akan memperlama
kontak obat dengan sel, atau dengan melindungi zat aktif dari metabolism
sehingga memungkinkan pelepasan obat secara konstan dalam waktu yang lama
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
21
Ponchel dkk., 1997; Mohanraj dan Chen, 2006). Dengan kelebihan penggunaan
nanopartikel tersebut akan meningkatkan daya antiinflamasi nanopartikel
kurkumin dan nanopartikel GVT-0 jika dibandingkan dengan kurkumin dan GVT-
0 tidak termodifikasi. Dengan tingkat stabilitas yang lebih tinggi, maka efektivitas
daya antiinflmasi nanopartikel GVT-0 akan lebih baik daripada nanopartikel
kurkumin.
G. Hipotesis
Dari kajian pustaka yang telah dilakukan, dapat diajukan hipotesis sebagai
berikut :
1. Modifikasi senyawa kurkumin dan GVT-0 menjadi bentuk nanopartikel
dengan kitosan akan meningkatkan efektivitas daya antiinflamasi kedua
senyawa
2. Nanopartikel GVT-0 memiliki efektivitas daya antiinflamasi yang lebih
baik daripada nanopartikel kurkumin
PENGARUH FORMULASI NANOPARTIKEL DENGAN METODE IONIK GELASI TERHADAPPERBANDINGAN AKTIVITAS KURKUMINDAN GVT-0 SEBAGAI SENYAWA ANTIINFLAMASIWIDIYANTORO SAPUTROUniversitas Gadjah Mada, 2014 | Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/
Recommended