jurnal IR (2)

8/19/2019 jurnal IR (2)

1/16

Pengaruh Iradiasi Gamma dan Konsentrasi Polivinilpirolidon pada PembuatanHidrogel serta Kemampuan Imobilisasi dan Pelepasan Kembali Propranolol HCl ISSN 1411 - 3481(Swasono R. Tamat)

1

PENGARUH IRADIASI GAMMA DAN KONSENTRASI POLIVINILPIROLIDON PADAPEMBUATAN HIDROGEL SERTA KEMAMPUAN IMOBILISASI DAN PELEPASAN

KEMBALI PROPRANOLOL HCl

Swasono R. Tamat1,3)

, Erizal2)

, Hendriyanto3)

1) Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka-BATAN2) Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi-BATAN

3) Fakultas Farmasi Universitas Pancasila Jakarta

ABSTRAK

PENGARUH IRADIASI GAMMA DAN KONSENTRASI POLIVINILPIROLIDONPADA PEMBUATAN HIDROGEL SERTA KEMAMPUAN IMOBILISASI DANPELEPASAN KEMBALI PROPRANOLOL HCl. Hidrogel adalah polimer tidak larutnamun mengembang dan mencapai kesetimbangan dalam air. Hidrogel kompatibeldengan cairan tubuh, darah dan jaringan hidup. Telah dilakukan sintesis hidrogel dari5%; 7,5%; dan 10 % polivinilpirolidon (PVP) dengan dosis iradiasi gamma 10, 20 ,30,dan 40 kGy pada laju dosis 5 kGy/jam. Nilai fraksi hidrogel ditetapkan. Pengaruh pH,suhu, dan waktu perendaman pada rasio swelling hidrogel diperiksa, kemudianhidrogel diuji kemampuannya mengimobilisasi dan melepaskan kembali obat,propranolol HCl sebagai model. Hasil menunjukkan bahwa fraksi gel meningkatdengan besarnya dosis iradiasi dan konsentrasi PVP, namun rasio swelling hidrogelmenurun. Rasio swelling hidrogel tidak peka terhadap perbedaan pH atau suhu, danperendaman dalam air menunjukkan bahwa swelling maksimum tercapai dalam 24 jam. Uji imobilisasi propranolol HCl dalam hidrogel menunjukkan bahwa persentaseobat yang terabsorpsi oleh hidrogel tidak dipengaruhi oleh dosis obat awal, tetapidipengaruhi oleh kemampuan swelling hidrogel. Jumlah obat yang terabsorpsi olehhidrogel rata-rata 86,51%. Pengujian lain menunjukkan bahwa pelepasan kembalipropranolol HCl dari hidrogel ke larutan HCl 0,1N dipengaruhi oleh kemampuanswelling hidrogel. Jumlah obat yang dilepaskan kembali sampai jam ke-8 adalah ±80%.

Disimpulkan bahwa hidrogel-PVP terbaik disintesis dari 10% PVP menggunakaniradiasi gamma dengan dosis 40 kGy, serta hidrogel-PVP dapat digunakan sebagaimatriks imobilisasi dan pelepasan kembali obat.

Kata kunci: hidrogel, polivinilpirolidon, iradiasi gamma, imobilisasi, propranolol HCl

ABSTRACT

EFFECT OF GAMMA IRRADIATION AND POLYVYNILPYROLLIDONCONCENTRATION ON HYDROGEL FORMATION AND THE ABILITY TOIMMOBILIZE AND RELEASE OF PROPRANOLOL HCl. Hydrogel is a non-solublepolymer but swelling and reach equilibrium in water. Hydrogel is compatible with body-fluid, blood, and tissue. Synthesis of hydrogel has been carried out from 5%; 7,5%; and10 % polyvynilpyrollidon, using gamma irradiation with doses of 10, 20 ,30, and 40 kGy

at dose rate of 5 kGy/hour. Hydrogel fraction values were determined. The effect of pH,temperature, and immersion in water, on the hydrogel swelling ratio were investigated;the hydrogel then was tested for its ability to immobilize and to release drug,propranolol HCl as a model. Result showed that the gel fraction value increasing withthe increase of PVP concentration and gamma irradiation dose, while the swelling ratiodecreasing. Hydrogel swelling ratio was not sensitive to pH, nor to temperature.Immersion of hydrogel in water showed that swelling has reached maximum in 24hours. Immobilization test showed that the quantity of propranolol HCl absorbed intohydrogel was not influenced by the initial drug concentration, but by the swelling ability

8/19/2019 jurnal IR (2)

2/16

Jurnal Sains dan Teknologi Nuklir IndonesiaIndonesian Journal of Nuclear Science and Technology ISSN 1411 - 3481Vol. VIII, No.1, Februari 2007:1-16

2

of hydrogel. The average amount of drug absorbed by the hydrogel was 86,51%.Different tests showed that the release of propranolol HCl from hydrogel into 0,1Nhydrochloric acid solution (±80% in 8 hours) was influenced by the hydrogel swellingability. It can be concluded that PVP-hydrogel can be best synthesized from 10% PVP

by 40 kGy gamma irradiation. The PVP-hydrogel is promising to be used for drugimmobilization and controlled-released matrix.

Key words: hydrogel, polyvynilpyrollidon, gamma irradiation, immobilization,propranolol HCl

PENDAHULUAN

Berbagai modifikasi produk obat telah dikembangkan untuk pelepasan obat

dalam tubuh pada suatu laju yang terkendali. Produk obat pelepasan terkendali

dirancang dengan tujuan terapetik tertentu yang didasarkan atas sifat fisikokimia,

farmakologi, dan farmakokinetik obat. Produk-produk tersebut dibuat dengan

memanfaatkan bahan plastik, elastomer, atau polimer sebagai matriks pelepasan obat.

Salah satu bahan yang dapat digunakan adalah hidrogel (1,2).

Hidrogel adalah bahan polimer hidrofilik yang mempunyai kemampuan

mengembang dalam air dan membentuk keadaan kesetimbangan (disebut swelling),

serta memiliki permeabilitas air yang tinggi sehingga hidrogel dapat digunakan sebagai

matriks pelepasan obat, pembalut luka bakar, imobilisasi enzim atau obat, membran

hemodialisis, dan tulang rawan tiruan (2,3). Sifat hidrofilik hidrogel dipengaruhi oleh

gugus -OH, -COOH, -CONH2, NH2 dan -SO3H. Sifat tidak larut dan kemampuan

mempertahankan bentuk dipengaruhi oleh struktur tiga dimensi hidrogel.

Hidrogel yang pertama kali diperkenalkan sebagai biomaterial adalah

polihidroksi metakrilat yang digunakan untuk lensa kontak. Sejak itu hidrogel sebagai

biomaterial semakin menarik perhatian para peneliti karena hidrogel mempunyai

biokompatibilitas yang baik dengan darah, cairan tubuh, dan jaringan tubuh (4).

Hidrogel sebagai biomaterial digunakan di bidang kesehatan dalam diagnostik, terapi

dan implantasi. Penggunaan dalam terapi antara lain: penyalutan absorben pada

perfusi darah dan membran hemodialisis, sistem terapi terdegradasi, dan sistem

pelepasan obat. Selain itu sebagai lensa intraokuler, kornea tiruan, saluran kapiler

mata, penggantian cairan tubuh, pembalut luka bakar, uretra tiruan, laring tiruan,

bedah plastik, dan pelepasan obat transdermal (5,6).

Hidrogel dapat disintesis dengan metode fisika, kimia atau iradiasi. Metode

iradiasi mempunyai keunggulan di antaranya tidak membutuhkan katalisator sehingga

tidak meninggalkan residu, reaksi dapat dikontrol dan berlangsung pada suhu rendah,

8/19/2019 jurnal IR (2)

3/16


3

pelarut dapat menginduksi reaksi, serta shaping, fabrikasi, dan sterilisasi dapat

dilakukan secara serentak (2,7).

Polivinilpirolidon (PVP) adalah polimer yang sudah banyak digunakan di

bidang farmasi dan kesehatan, antara lain sebagai pengikat dalam tablet, suspending

agent, dan pendispersi. Selain itu PVP bersifat nontoksik, murah dan mudah diperoleh

(8).

Pada penelitian ini dilakukan pembuatan hidrogel dengan variasi konsentrasi

polivinilpirolidon (PVP) dan variasi dosis iradiasi gamma. Diharapkan semakin besar

dosis iradiasi dan konsentrasi polivinilpirolidon, nilai fraksi gel dan nilai rasio swelling

hidrogel hasil sintesis dapat ditingkatkan. Hidrogel yang dihasilkan diuji meliputi:

penetapan fraksi gel, pengaruh pH, suhu, dan waktu perendaman terhadap rasio

swelling hidrogel, serta pengujian kemampuan hidrogel dalam mengimobilisasi dan

melepaskan kembali suatu obat dengan menggunakan propranolol HCl sebagai model.

TATA KERJA

Sintesis hidrogel polivinilpirolidon

Larutan PVP disiapkan pada tiga konsentrasi 5%, 7,5%, dan 10% dalam air

suling. Larutan didiamkan selama 24 jam agar PVP terlarut sempurna. Sejumlah

10,0 mL volume masing-masing larutan dimasukkan ke dalam vial, sehingga berat

PVP awal (Wa) di dalam vial bervariasi. Kemudian vial digetarkan dalam alat ultrasonikselama lebih kurang 1 jam untuk menghilangkan gelembung udara. Setelah ditutup,

larutan di-iradiasi gamma dengan dosis 10 ,20, 30, dan 40 kGy dengan laju dosis 5

kGy/jam. Hidrogel hasil sintesis kemudian diuji sebagaimana tersebut di bawah ini.

Pengujian Hidrogel : Fraksi gel

Hidrogel hasil sintesis dimasukkan ke wadah terbuat dari kawat kasa yang

sudah diketahui beratnya. Hidrogel dicuci dalam shaker -inkubator pada suhu 700C

selama 24 jam untuk menghilangkan sisa PVP yang tidak bereaksi. Kemudian hidrogel

dikeringkan dalam oven pada suhu 700C dan ditimbang sampai bobot tetap (Wk).

Fraksi gel adalah persentase bagian berat PVP awal (Wa) yang menjadi berat hidrogel

kering (Wk); Wk / Wa x 100%. Perhitungan berdasarkan stoikiometri tidak dapat

dilakukan karena tingkat polimerisasi pada hidrogel-PVP sangat bervariasi.

8/19/2019 jurnal IR (2)

4/16


4

Pengujian Hidrogel : Pengaruh pH pada swelling

Rasio swelling menjadi ukuran utama kinerja suatu hidrogel dan dalam hal ini

untuk menguji jumlah air yang terserap ke dalam hidrogel, dan dengan demikian

jumlah zat terlarut di dalam air dapat dihitung (9,10). Rasio swelling hidrogel adalah

persentase perubahan berat hidrogel setelah mencapai kesetimbangan dengan air.

Larutan untuk pengujian pH adalah: a) larutan asam hidroklorida pH 1,2 (11); b)

larutan dapar fosfat pH 7,4 (11); dan c) larutan dapar borat pH 9,0 (12). Hidrogel hasil

sintesis dikeringkan dalam oven pada suhu 700C, dan ditimbang sampai bobot tetap

(Wk). Hidrogel kering kemudian dimasukkan ke dalam gelas piala berisi 25 ml larutan

pengujian selama 24 jam. Hidrogel yang telah swelling kemudian dikeluarkan, dan

setelah tidak ada yang menetes lagi lalu ditimbang (Ws = berat hidrogel swelling).

Rasio swelling hidrogel dalam berbagai pH larutan dibandingkan.Rasio swelling hidrogel = Ws / Wk x 100%

Pengujian Hidrogel : Pengaruh suhu pada swelling

Hidrogel hasil sintesis dikeringkan dalam oven pada suhu 700C, dan ditimbang

sampai bobot tetap (Wk). Hidrogel kering kemudian dimasukkan ke dalam dua gelas

piala berisi 25 mL air suling, pertama suhu 250C dan kedua suhu 370C selama 24 jam.

Hidrogel yang telah swelling kemudian dikeluarkan, dan setelah tidak ada yang

menetes lagi lalu ditimbang (Ws). Rasio swelling hidrogel pada kedua suhu larutan

dibandingkan. Rasio swelling hidrogel = Ws / Wk x 100%

Pengujian Hidrogel : Pengaruh waktu perendaman pada swelling

Hidrogel hasil sintesis dikeringkan dalam oven pada suhu 700C, dan ditimbang

sampai bobot tetap (W1). Hidrogel kering kemudian dimasukkan ke dalam gelas piala

berisi 25-ml air suling selama waktu tertentu (1, 2, 3, 4, 5, 7, 24, atau 48 jam). Hidrogel

yang telah direndam selama waktu tersebut dan swelling, kemudian dikeluarkan, dan

setelah tidak ada yang menetes lagi lalu ditimbang (Ws). Rasio swelling hidrogel pada

masing-masing waktu perendaman dibandingkan.

Pemeriksaan Hidrogel dengan Spektrofotometer Inframerah

Hidrogel hasil sintesis dikeringkan dalam oven pada suhu 700C dan ditimbang

sampai bobot tetap, kemudian hidrogel digerus halus. Sejumlah serbuk digerus dengan

serbuk halus kalium bromida kering dengan perbandingan (1:200). Kemudian dibuat

8/19/2019 jurnal IR (2)

5/16


5

spektrum serapan cahaya infra merah pada panjang gelombang 4000cm -1 - 500cm -1.

Dengan cara yang sama dibuat spektrum serapan cahaya infra merah oleh PVP

sebelum iradiasi sebagai kontrol, kemudian pola serapan cahaya infra merah PVP dan

semua hidrogel dibandingkan.

Uji Imobili sasi Propranolol HCl ke dalam matriks hidrogel (6, 8)

A. Tahap pendahuluan

Tahap pendahuluan tidak dirinci dalam makalah ini adalah: a) penetapan

panjang gelombang serapan maksimum baku pembanding propranolol HCl secara

spektrofotometri cahaya tampak-ultraviolet, dan b) kestabilan serapan propranolol HCl

pada λ = 292 nm selama 60 menit.

B. Kurva kalibrasi propranolol HCl

Kurva kalibrasi dibuat dengan larutan baku pembanding propranolol HCl

konsentrasi 10 ppm; 20 ppm; 30 ppm; 40 ppm; dan 50 ppm dalam larutan asam

hidroklorida 0,1N. Serapan diukur secara spektrofotometri ultraviolet pada λ = 292 nm,

menggunakan larutan HCl 0,1N sebagai blangko. Pengujian imobilisasi dilakukan

dengan tiga konsentrasi larutan propranolol HCl, yaitu 100 mg/10,0 mL; 120 mg / 10,0

mL; dan 140 mg / 10,0 ml.

C. Imobilisasi

Imobilisasi dilakukan untuk hidrogel yang memberikan fraksi gel tertinggi dan

kemampuan swelling hidrogel yang rendah, yaitu yang disimpulkan pada percobaan

sebelumnya. Imobilisasi dimaksudkan untuk memperoleh hidrogel yang mengandung

obat dengan memanfaatkan kemampuan swelling hidrogel atau kemampuan hidrogel

dalam mengabsorpsi larutan.

Hidrogel yang akan diuji dikeringkan dalam oven pada suhu 700C, dan

ditimbang sampai bobot tetap. Hidrogel kering kemudian dimasukkan ke dalam gelas

piala yang berisi 25 mL larutan propranolol HCl tersebut di atas, dan dibiarkan selama

24 jam pada suhu kamar. Hidrogel dikeluarkan dan dicuci dengan 25 mL air suling. Air

cuci digabung dengan sisa larutan propranolol HCl.

Campuran larutan propranolol HCl diencerkan hingga 100,0 ml dengan HCl

0,1N, lalu 1,0 mL larutan diencerkan lagi hingga 10,0 mL dengan HCl 0,1N. Serapan

kemudian diukur secara spektrofotometri ultraviolet pada 292 nm, untuk menentukan

kadar sisa propranolol HCl, dengan demikian besarnya propranolol HCl yang

terabsorpsi ke dalam matriks hidrogel dapat dihitung. Hidrogel yang telah

8/19/2019 jurnal IR (2)

6/16


6

mengabsorpsi propranolol HCl ini selanjutnya akan digunakan untuk uji pelepasan

kembali obat.

Uji pelepasan kembali Propranolo l HCl dari Hidrogel (10, 12)

Uji pelepasan kembali propranolol HCl dari hidrogel yang telah mengandung

obat tersebut dilakukan dalam 250 ml larutan HCl 0,1N pada suhu 370C, dengan alat

shaker-incubator pada 100 goyangan per menit. Pengukuran kadar propranolol HCl

yang dilepaskan ke dalam larutan HCl 0,1N dilakukan setelah 30 menit, 1, 2, 3, 4, 5, 6,

dan 8 jam pengocokan. Setiap kali dipipet 10,0 mL sampel larutan propranolol HCl,

ditambahkan 10,0 mL larutan HCl 0,1N sebagai pengganti. Kadar propranolol HCl

dalam larutan uji ditetapkan secara spektrofotometri ultraviolet pada 292 nm.

Analisis data (13, 14)

Data yang diperoleh dianalisis menggunakan anova satu arah dan dua arah.

Analisis varian satu arah digunakan untuk melihat adanya perbedaan yang bermakna

antara hasil satu variabel bebas dengan satu variabel terikat sedang analisis varian 2

arah digunakan untuk melihat adanya perbedaan yang bermakna antara hasil

beberapa variabel bebas dengan satu variabel terikat. Keputusan dilakukan dengan

tingkat kepercayaan 95% (α =0,05), yaitu jika F hitung ≤ F tabel maka hipotesis nol

(Ho) diterima dan tidak ada perbedaan bermakna. Jika F hitung > F tabel maka

hipotesis nol (Ho) ditolak dan berarti ada perbedaan yang bermakna. Maka selanjutnya

dilakukan uji Turkey-Bonferoni untuk menunjukkan nilai-nilai yang berbeda nyata.

Tempat penelitian

Laboratorium Proses Radiasi, Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi

(PATIR) - Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jumat, Jakarta.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian Hidrogel : Fraksi gel

Fraksi gel hasil sintesis dari berbagai konsentrasi PVP dan berbagai dosis

iradiasi gamma dapat dilihat dalam Gambar 1.

Fraksi gel yang terendah (79,55%) diperoleh dari 5% PVP dan dosis iradiasi 10

kGy, sedangkan fraksi gel tertinggi (92,58%) diperoleh dari 10% PVP dan dosis radiasi

40 kGy. Dapat ditunjukkan bahwa besarnya fraksi gel berbanding lurus dengan

8/19/2019 jurnal IR (2)

7/16


7

konsentrasi PVP dan dosis radiasi. Hal ini terjadi karena radiasi pada proses sintesis

hidrogel berfungsi sebagai pembentuk radikal bebas dan terjadinya proses

polimerisasi, dan dengan meningkatnya konsentrasi PVP maka jumlah tumbukan

efektif antar molekul PVP juga meningkat, sehingga fraksi gel yang diperoleh semakin

tinggi. Penelitian dengan konsentrasi PVP lebih dari 10% maupun dosis iradiasi

gamma yang lebih tinggi dari 40 kGy tidak dilakukan, karena telah diketahui bahwa

iradiasi suatu polimer dengan dosis lebih dari 40 kGy dapat menguraikan polimer

tersebut.

75.00

80.00

85.00

90.00

95.00

0 10 20 30 40 50

Dosis radiasi (k Gy)

F r a k s i

g e l ( % )

PVP 5%

PVP 7,5%

PVP 10%

Gambar 1. Kurva hubungan antara dosis radiasi dan konsentrasi PVPdengan fraksi gel

Uji anova menunjukkan bahwa: 1) ada perbedaan yang bermakna pada hasil

fraksi gel dengan variasi dosis iradiasi, ditunjukkan dengan F hitung (234,397) > F

tabel (3,01); 2) ada perbedaan yang bermakna pada hasil fraksi gel dengan variasi

konsentrasi PVP, ditunjukkan dengan F hitung (165,456) > F tabel (3,40); dan 3) tidak

ada interaksi antara dosis iradiasi dan konsentrasi PVP, ditunjukkan dengan F hitung

(0,938) < F tabel (2,51).

Pengaruh pH pada rasio swelling hidrogel

Dalam penelitian ini digunakan larutan dengan pH 1,2; 7,4; dan pH 9,0 untuk

mengetahui swelling hidrogel pada pH yang berbeda, menggambarkan tubuh manusia

yang mempunyai beberapa daerah pH, yaitu pH asam pada lambung, pH netral pada

kulit, dan pH agak basa pada usus. Gambar 2 dan 3 menunjukkan bahwa tidak ada

perbedaaan yang bermakna pada rasio swelling hidrogel dalam lingkungan pH 1,2; 7,4

maupun 9,0. Hal ini dapat dipahami mengingat PVP bersifat nonionik dan tidak

mempunyai gugus fungsi yang peka terhadap ion H+ atau OH-.

8/19/2019 jurnal IR (2)

8/16


8

Konfirmasi dengan uji anova satu arah menunjukkan F hitung (0,0935) < F tabel (3,09),

sehingga dapat dinyatakan bahwa tidak ada perbedaan bermakna pada rasio swelling

hidrogel dalam lingkungan pH 1,2; 7,4 maupun 9,0.

10

11

12

13

14

15

16

17

18

- 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

pH

R

a s i o s

w

e l l i n g

PVP 5%, 10 kGy

PVP 5%, 20 kGy

PVP 5%, 30 kGy

PVP 5%, 40 kGy

8

9

10

11

12

13

14

15

16

- 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

pH

R

a s i o

s w

e l l i n g

PVP 7,5%, 10 kGy

PVP 7,5%, 20 kGy

PVP 7,5%, 30 kGy

PVP 7,5%, 40 kGy

Gambar 2. Kurva hubungan antara pH dengan rasio swelling hidrogel;dengan (A) 5% PVP, dan (B) 7,5% PVP

8

9

10

11

12

13

14

15

16

- 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0pH

R

a s i o S

w

e l l i n g

PVP 10 %, 10 kGy

PVP 10%, 20 kGy

PVP 10%, 30 kGY

PVP 10%, 40 kGy

Gambar 3. Kurva hubungan antara pH dengan rasio swelling hidrogel;dengan (C) 10% PVP

Pengaruh suhu pada rasio swelling hidrogel

Uji pengaruh suhu terhadap rasio swelling hidrogel dilakukan dalam air suling

suhu 250 C dan 370 C, sebagai simulasi keadaan penyimpanan dan suhu tubuh

manusia normal. Rasio swelling hidrogel pada suhu 250 C dan 370 C dapat dilihat pada

Gambar 4.

Gambar 4 menunjukkan bahwa rasio swelling hidrogel pada suhu 250C hanya

sedikit lebih besar dari pada suhu 370 C. Hal ini mungkin karena suhu lebih tinggi dapat

menyebabkan terjadinya penciutan ukuran pori hidrogel. Sebagaimana diketahui

bahwa PVP bersifat nonionik, sehingga PVP-hidrogel yang dihasilkan juga bersifat

nonionik dan tidak peka terhadap perubahan pH dan suhu (8).

A B

(C)

8/19/2019 jurnal IR (2)

9/16


9

Pengaruh waktu perendaman terhadap rasio swelling hidrogel

Gambar 5 menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi PVP dan semakin

tinggi dosis radiasi yang digunakan, maka kemampuan swelling hidrogel semakin

rendah, dan dengan demikian rasio swelling hidrogel berbanding terbalik dengan nilai

fraksi gel. Gambar 5 menunjukkan dari jam ke-1 hingga jam ke-3 terjadi absorpsi air

yang cepat, karena saat hidrogel kering mulai direndam, air segera berpenetrasi ke

dalam pori hidrogel dan hidrogel swelling dengan cepat. Laju absorpsi air menurun

setelah jam ke-4, saat jaringan hidrogel telah banyak terisi oleh air. Setelah jam ke-24

hingga jam ke-48 tambahan air yang diabsorpsi sangat kecil, sehingga dapat

dinyatakan bahwa hidrogel sudah jenuh atau mencapai kesetimbangan dengan air .

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

25 37

Suhu (C)

R a s i o S w e l l i n g

10 kGy

20 kGy

30 kGy

40 kGy

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

25 37

Suhu (C)


10 kGy

20 kGy

30 kGy

40 kGy

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

25 37

Suhu (C)


10 kGy

20 kGy

30 kGY

40 kGy

Gambar 4. Kurva hubungan antara suhu air dengan rasio swelling hidrogel;

dengan (A) 5% PVP; (B) 7,5% PVP; dan (C) 10% PVP

A B

C

8/19/2019 jurnal IR (2)

10/16


10

-

2.00

4.00

6.00

8.0010.00

12.00

14.00

16.00

18.00

0 10 20 30 40 50

Waktu (jam)

R a s i o

s w

e l l i n g

10 kGy20 kGy30 kGy40 kGY

-

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0 10 20 30 40 50

Waktu (jam)

R a s i o

s w

e l l i n g

10 kGy20 kGy30 kGy

40 kGy

-

2.00

4.00

6.008.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0 10 20 30 40 50

Waktu (jam)

R a s i o s

w e l l i n g

10 kGy

20 kGy

30 kGy

40 kGy

Gambar 5. Kurva hubungan antara waktu perendaman dengan rasio swelling hidrogel;dengan (A) 5% PVP; (B) 7,5% PVP; dan (C) 10% PVP

Pemeriksaan Hidrogel dengan Spektrofotometer Inframerah

Pemeriksaan secara spektrofotometri inframerah dilakukan pada

polivinilpirolidon (Gambar 6) dan semua PVP-hidrogel hasil sintesis untuk mengetahui

perubahan pola spektrum serapan inframerah, atau perubahan gugus fungsi yang

disebabkan oleh perlakuan iradiasi gamma. Perbandingan spektrum inframerah PVP

dan PVP-hidrogel (Gambar 7) ternyata tidak menunjukkan perbedaan spektrum secara

nyata di antara kedua senyawa. Hal tersebut menunjukkan bahwa sampai dosis

iradiasi 40 kGy tidak terjadi perubahan gugus fungsi secara nyata, sesuai dengan

prediksi struktur PVP-hidrogel pada Gambar 8.

A B

C

8/19/2019 jurnal IR (2)

11/16


11

Gambar 6. Spektrum inframerah polivinilpirolidon sebelum iradiasi

Gambar 7. Spektrum inframerah PVP-hidrogel (10% PVP iradiasi pada 40 kGy)

N

CHH2C

O N

CHH2C

ON

CHH2C

O

n nn

radiasi

PVP Hidrogel PVP

Gambar 8. Postulasi sintesis dan struktur PVP-hidrogel hasil sintesis

8/19/2019 jurnal IR (2)

12/16


12

Imobilisasi Propranolol HCl ke dalam matriks hidrogel

Kurva kalibrasi baku pembanding propranolol HCl yang ditampilkan dalam

Gambar 9 menunjukkan bahwa ada hubungan linear yang baik antara konsentrasi

propranolol HCl dengan besarnya serapan pada 292 nm, dengan persamaan garis y =

0,059 + 0,0188x dan koefisien korelasi (r) sebesar 1,000.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 10 20 30 40 50 60

Konsentrasi (ppm)

S e r a p a n ( A )

Gambar 9. Kurva hubungan linier antara konsentrasi propranolol HCl denganserapan pada 292 nm; y = 0,059 + 0,0188x; r = 1,000

Imobilisasi propranolol HCl hanya dilakukan dengan hidrogel yang memberikan

fraksi gel tertinggi dan kemampuan swelling hidrogel yang terendah, yaitu hidrogel

hasil sintesis (10% PVP dan iradiasi 40 kGy). Imobilisasi obat dimaksudkan untuk

memperoleh hidrogel yang mengandung obat dengan memanfaatkan kemampuan

swelling hidrogel atau kemampuan hidrogel dalam mengabsorpsi larutan suatu obat.

Dosis terapi propranolol HCl 100 mg, 120 mg, dan 140 mg digunakan dalam

penelitian ini, dimaksudkan untuk menguji pengaruh perbedaan dosis terhadap jumlah

propranolol HCl yang diabsorpsi oleh matriks hidrogel. Pada dosis 100 mg, jumlah

propranolol HCl yang terabsorpsi sebesar 86,82%, pada dosis 120 mg sebesar

86,96%, dan pada dosis 140 mg sebesar 85,77%; sehingga jumlah rata-rata

propranolol HCl yang terabsorpsi oleh matriks hidrogel adalah 86,51%. Hasil

menunjukkan bahwa variasi dosis atau bobot propranolol HCl tidak mempengaruhi

jumlah propranolol HCl yang terabsorpsi, dan hanya dipengaruhi oleh kemampuan

swelling hidrogel.

Uji anova satu arah menghasilkan F hitung (1,15) < F tabel (5,14), yang

berarti tidak ada perbedaan bermakna pengaruh variasi dosis propranolol HCl pada

8/19/2019 jurnal IR (2)

13/16


13

jumlah obat yang terabsorpsi ke dalam matriks hidrogel, atau tidak ada peningkatan

jumlah obat yang terabsorpsi ke dalam hidrogel dengan meningkatnya dosis obat.

Uji pelepasan propranolol HCl dari matriks h idrogel

Hasil uji pelepasan kembali propranolol HCl dari matriks hidrogel dapat dilihat

pada Gambar 10 (A), yang disejajarkan dengan Gambar 10 (B) kurva hubungan antara

waktu perendaman dengan rasio swelling hidrogel yang sama.

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

Waktu (jam)

% P e l e p a s a n

Proprano lol 100 mg

Proprano lol 120 mg

Proprano lol 140 mg

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

0 2 4 6 8

Waktu (jam)

R

a s

i o

S

w

e

l l i n

Gambar 10. Kurva hubungan antara (A) waktu perendaman dengan % pelepasankembali propranolol HCl; dan (B) waktu perendaman dengan rasioswelling hidrogel

Dari Gambar 10 seolah terlihat bahwa peningkatan dosis propranolol HCl

memberikan jumlah propranolol HCl yang dilepaskan sedikit meningkat. Namun uji

anova dua arah menghasilkan F hitung (0,03) < F tabel (3,47), yang berarti bahwa

tidak ada perbedaan yang bermakna pengaruh dosis obat terhadap persen pelepasan

kembali propranolol HCl. Maka disimpulkan bahwa variasi dosis obat tidak

berpengaruh pada persentase pelepasan kembali propranolol HCl.

Kemiripan kurva Gambar 10 (A) dan Gambar 10 (B) dapat menunjukkan bahwa

pelepasan propranolol HCl dari matriks hidrogel dipengaruhi oleh kemampuan

swelling hidrogel. Kurva pengaruh waktu perendaman terhadap rasio swelling hidrogel

menunjukkan dari jam ke-4 menuju jam ke-5 terjadi penurunan laju swelling, dandemikian juga dengan laju pelepasan propranolol HCl dari jam ke-4 menuju jam ke-5

yang juga menurun.

Uji pelepasan propranolol HCl dari matriks hidrogel menunjukkan bahwa

jumlah propranolol HCl yang dilepas dari hidrogel sampai jam ke-8 telah mencapai ±

80%. Hasil uji pelepasan kembali propranolol HCl dibandingkan dengan persyaratan

pelepasan sediaan lepas lambat propranolol HCl menurut USP 28 (Tabel 2)

A B

8/19/2019 jurnal IR (2)

14/16


14

menunjukkan bahwa pada jam pertama pelepasan propranolol HCl dari matriks

hidrogel dapat memenuhi persyaratan pelepasan sediaan lepas lambat, yaitu tidak

lebih dari 30%. Akan tetapi pada jam ke-4 dan ke-8 jumlah propranolol HCl yang

dilepaskan lebih besar dari nilai persyaratan USP 28. Dengan demikian dapat

dinyatakan bahwa matriks hidrogel-PVP dapat mengimobilisasi dan melepaskan

kembali obat, namun belum memenuhi persyaratan “pelepasan sediaan lepas lambat”

menurut USP 28, sehingga uji pada jam-jam berikutnya tidak dilanjutkan. Secara teori,

peningkatan jumlah ikatan silang dalam matriks hdrogel mungkin dapat memperlambat

pelepasan obat dari matriks.

Tabel 2. Perbandingan pelepasan propranolol HCl dari hidrogel dengan persyaratanpelepasan sediaan lepas lambat propranolol HCl menurut USP 28 (11).

% pelepasan propranolol HClWaktu

(jam)

Persyaratan pelepasan

propranolol HCl USP 28Dosis

100 mg

Dosis

120 mg

Dosis

140 mg

1

4

8

14

24

Tidak lebih dari 30%

35-60%

55-80%

70-95%

81-110%

24,77

67,33

80,54

-

-

28,37

67,22

83,47

-

-

26,31

68,43

84,52

-

-

- : tidak dilakukan pengambilan data

Kemampuan hidrogel untuk mengembang dalam air diketahui sebagai hasil dari

keseimbangan antara kekuatan sebar pada rantai hidrat dengan kekuatan kohesi yang

tidak mencegah penetrasi air ke dalam hidrogel. Selain itu, derajat dan sifat ikatan

silang dan kekristalan polimer turut menentukan sifat mengembang dari hidrogel (2,5).

Kemampuan swelling hidrogel dipengaruhi oleh fraksi gel hidrogel, semakin tinggi

fraksi gel maka molekul ikatan silang yang terbentuk semakin rapat sehingga swelling

menurun.

KESIMPULAN

Fraksi gel hidrogel polivinilpirolidon meningkat dengan meningkatnya dosis

iradiasi (sampai 40kGy) dan dengan meningkatnya konsentrasi polivinilpirolidon

(sampai 10%), namun rasio swelling hidrogel justru menurun secara proporsional.

Dengan demikian fraksi gel berbanding terbalik dengan rasio swelling. Swelling

8/19/2019 jurnal IR (2)

15/16


15

hidrogel polivinilpirolidon tidak dipengaruhi oleh perubahan pH maupun oleh

perbedaan suhu (250C dan 370C). Hidrogel polivinilpirolidon dapat digunakan sebagai

matriks imobilisasi dan pelepasan kembali obat (dengan propranolol HCl sebagai

model).

Ucapan Terima Kasih

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Kepala Pusat Aplikasi Teknologi

Isotop dan Radiasi BATAN, beserta staf Fasilitas Iradiasi Irpasena dan Laboratotium

Proses Radiasi yang telah memfasilitasi terlaksananya penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ansel HC. Pengantar bentuk sediaan farmasi. ed 4. Jakarta: Universitas

Indonesia Press; 1989. p. 287-98.

2. Hydrogel as controlled drug delivery system. IJPS 2006: p. 133-40. Diakses 4

Mei 2006. Diambil dari :

http://www.Ijpsonline.com/article.asp/issn.html.

3. Rosiak JM. Hydrogel dressing HDR: radiation effect on polymer. Washington

DC: ACS; 1991. p. 118-20.

4. Laughlin WL. Dosimetry for radiation processing. London: Taylor & Francis Ltd;

1989. p. 19-21.

5. Kroschwitz J. Polymer: biomaterials and medical application. New York:John

Willey and Sons Inc; 1992. p. 228-48.

6. Peppas NA. Hydrogel biomaterials: structure and physical chemistry. 2003. p. 1-

5. Diakses 9 Juni 2006. Diambil dari:

http://www.Ocw.mit.edu/NR/rdonlyres.html.

7. Huglin MB and Mat Z. Swelling properties of copolymer hydrogel preparation by

gamma irradiation. JAPS. vol. 3, 1986. p. 457

8. Wade A, Weller PJ. Handbook of Pharmaceutical Excipient. 2nd ed. London: The

Pharmaceutical Press; 1994. p. 392.

9. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering. vol 7. New York: John Wiley

and Sons; 1987. p. 783

10. Erizal. Sintesis hidrogel dengan teknik iradiasi gamma dan karakterisasinya.

Jakarta: Badan Tenaga Atom Nasional; 1999. p. 7-14.

8/19/2019 jurnal IR (2)

16/16


16

11. United States Pharmacopeia Commission. The United States Pharmacopeia 28,

The National Formulary 23, Rockville: United Stated Pharmacopeia Convention;

2004. p. 1660, 2855.

12. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. Farmakope Indonesia. edisi 4.

Jakarta: Direktorat Jenderal Obat dan Makanan; 1995. p. 709, 1008-9, 1061.

13. Walpole RE. Pengantar statistika. ed. III. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama;

1990. p. 405-9.

14. Usman H, Purnomo. R. Pengantar statistik. Jakarta: Bumi Aksara; 1995. p. 150-

5.

Documents

jurnal IR (2)