Seminar Nasional“Optimalisasi Pengolahan Tanaman Lokal
Sebagai Produk Herbal MedicineDengan Nanoteknologi”
Oleh : Dr.rer.nat Mardiyanto, MSi Apt
Fakultas Farmasi Universitas Andalas, Padang 23 April 2016
Biodata
1 Nama Lengkap (dengan
gelar)
Dr.rer.nat Mardiyanto, SSi, MSi
2 Jenis Kelamin Laki-Laki
3 Tempat dan Tanggal Lahir Padang, 10 Maret 1971
4 E-mail [email protected]
5 Nomor Telepon/HP 082115142591
6 Alamat Kantor Prodi Farmasi Kampus UNSRI
7 No. Telepon/Fax 0711580268 / 0711580056
8 Mata Kuliah Yang Diampu Nano-Teknologi Farmasi
Informasi S-1 S-2 S-3
Nama PT UNAND ITB Saarland University
Bidang Ilmu Farmasi Farmasi Farmasi
Tahun Lulus 1996 2002 2013
Judul Skripsi/Tesis/Disertasi Uji aktivitas senyawa
beta-sitosterol dari
Desmos chinensis Lour
Peningkatan produksi
tetrasiklin dengan
menggunakan
Fosfodehidrogenase dari
Streptomyces aureofaciens
Investigation of
Nanoparticulate
formulation intended for
caffeine delivery to hair
follicles
Nama Pembimbing/Promotor Prof.Dr.Surya Dharma Prof. Dr. Goeswin Agoes Prof. Dr Marc Schneider
A. IDENTITAS DIRI
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
Outline
Perkembangan dan pemanfaatan nanotek
Pemanfaatan dan kelebihan nanotek padananoparticulate Herbal-Medicine
Preparasi dan karakterisasi nanoparticu-late herbal-medicine
KesimpulanKudzuPueraria lobata (Wild) Ohwlfamily Fabaceae
Perkembangan dan manfaat Nanotek
Dampak Ekonomi
Prediksi Pasar (dalam 10 tahun)*$340B/yr NanoMaterial$300B/yr Electronik$180B/yr Pharmaceuticals$100B/yr Industi Kimia$ 70B/yr Aerospace$ 20B/yr Peralatan$ 30B/yr Kesehatan$ 45B/yr Lingkungan
$1 Trillion! per tahun pada2015
*Estimasi oleh Industri Amerika NSF
Pasar ini memerlukansetidaknya 800.000 hingga2 juta pekerja
Mayoritas dari pekerjaan inimembutuhkan setidaknya2 tahun pendidikan pascasarjana (strata S2)
Penggunaan obat tradisional untuk terapi beberapa penyakitsemakin populer dengan perkembangan zaman.
Bentuk sediaan obat tradisional yang masih terbatas dapatdimoderenisasi, salah satunya dengan ilmu nanoteknologi.
Masalah dosis pemakaian yang besar, life-time yang pendek, organoleptik yang kurang menarik dari obat bahan alam dapatdiatasi dengan menjadikan bentuk nanopartikel (NPs).
NPs berukuran 1 hingga 100 in nm-scale, in dimension ?, ada syarat untuk tubuh manusia: kecil dari 6 nm daya tembusnyadiwaspadai, optimal di up-take sel adalahbiodegradable 200-400 nm.
Manfaat nanotek pada farmasi
. . .
Tantangan
Dapat dikalkulasi dengan baik berapa banyak obat di dalam NPs serta keberadaan obat pada organ target dapat dimonitor dengancepat
Setelah menjadi NPs Permukaan yg luas, kelarutan danbiovailabilitas yg meningkat, memfasilitasi uptake oleh makrofagserta untuk controlled release
Prospek
Tahap krusial : penentuan jumlah obat yang masuk ke dalam partikel serta bagaimana cara memvisualkannya.
PLGA NPs
Active compound
Sanjeb,2011: Menjadikan curcumin bentuk produk larut air sehingga masalah bioavailabilitas curcumin dapat diatasi
Elenbond,2013: Mengkreasikan glikosida dalam liposom untukmengobati inflamasi, gangguan metabolisme
Liu,2013: Chemotherapeutics compound dari Glycyrrhizauralensis, Ziziphus jujuba, dan Izenia lactiflora untuk mengobatikanker
Frautschy,2009: Mengupayakan curcuminoid bentuk miseldengan fosfatidil kolin. Dasai,2010: Membentuk mikroemulsicurcumin dengan siklodekstrin.
Optamilasi Pengolahan Tanaman menjadiHerbal-Medicine
Nunbu,2009: Mengupayakan lesitin pengemulsi arbutin danmenghasilkan globul berukuran nm sebagai kosmetik untukpemutih wajah.
Chudary,2011: Menghasilkan herbal nanoemulsion mengandungekstrak Lemon dan minyak Lavender untuk mengobati eksim, psoriasis, dan anti-aging.
Mousa,2011: Berinvensi untuk membentuk NPs dari ekstrakLepidium dan vit-D dengan kitosan-PLGA untuk mengatasiosteoporesis.
Karthik,2016 : Cerasus serrulata diupayakan untuk green synthesis dari emas dan perak NPs, Momeni,2016 : Euphorbia prolifera digunakan untuk menghasilkan Cu dan Zn NPs
. . .
. . .
Nanoteknologi :. Nanopartikel. Material berukuran nm in diameter. Material tipis berukuran nm in scale. Formasi berukuran nm in scale
Nanopartikel (NPs) : . Polimerik NPs. Logam NPs. Solid-Lipid NPs
Polimerik NPs : . sintetik polimer yang biodegradable. biopolimer
Polimer Pembentuk NPs
Polimer utama yang biodegradable : PLGA “Poly (lactide-co-glicolic acid) dibentuk oleh lactic and glycolic acid. Polimer inisudah disetujui oleh FDA sbg bahan pembantu produksi obat.
PLGA NPs dan stabilizer
NPs
Stabilizer
PVA = poly vinyl alcohol
. . .
Jenis PLGA (Poly(lactic-co-glycolic acid)
Struktur molekul dari kitosan dengan (a) deasetilasi dan (b) asetilasi monomer
Preparasi dan Karakterisasi Nanopartikel
“Emulsion solvent evaporation, nanoprecipitation, ionic gelation, co-precipitation, and spry-dried“
(Niwa,1994)
Scheme of Preparation
PLGA in PVA inEtAc water
Preparasi Nanopartikel
For 50 mL : 10, 20, 40, 80 mg PLGA, 0.1 mg/mL extract, and 5 mL PVA 2.5%
Brotowali (Tinospora crispa)Sambung-Nyawa (Gynura procumbens)
Set-Up of Equipment
Dissolved PLGA Gilson pump to drop aqueous phase to organic phase Stiring Homogenization using ultrathurax or ultrasonifier
DropwiseStiring
Homogenization
Dilution
Solvent evaporation
Nano particles
Nanopharm res cent UII, Yogyakarta
PPNN ITB
Viva-Spin from Sartorius
Membrane with molecular weight cut off (MWCO) 100 and 300 kDa
. . .
Purification :
Dynamic light scattering (DLS)
Alat : PSA (Particles size analyzer)
n = 3
HASIL
n = 3
Control Loop Scanning Surfaceby Atomic Force Microscopy (AFM)
Control loop
N a n o t e c h a m
Scanning Electron Microscopy (SEM)
Mengukur hamburan elektron yang diberikan oleh emas ataukarbon yang melapisi sampel
RESULTS
Figure 3 : Images of AFM and SEM of formed-particles
Figure 4 : The release profile of entrapped substances from particles
RELEASE STUDY
Keberadaan Surfaktan
Perlu dilakukan penghilangan sisa surfaktan dan dilihat pengaruhnya terhadap proses imaging dengan menggunakan AFM.
Data ini juga diperlukan untuk mengkarakterisasi PLGA NPs yang dikreasikan dengan layer-by-layer technique.
Pengembangan yang dapat dilakukan
Penggunaan surfaktan adalah untuk penstabil partikel, tetapi kualitas image dipengaruhi oleh sisa surfaktan yang menumpuk pada permukaan partikel.
Surfaktan
No Sampel Konsentrasi(mg/mL)
1.2.3.4.5.
material dalam 25 mLmaterial dalam 50 mLmaterial dalam 100 mLmaterial dalam 150 mLmaterial dalam 200 mL
5.3 ± 0,025.3 ± 0,035.2 ± 0,035.3 ± 0,025.1 ± 0,03
Tabel 1. Konsentrasi Bahan Pembuat NP
Keterangan : n = 3
No Sampel Viva-spin 100kDa
Konsentrasi(mg/mL)
Viva-spin 300kDa
Konsentrasi(mg/mL)
1.2.3.4.5.
volume 25 mLvolume 50 mLvolume 100 mLvolume 150 mLvolume 200 mL
5.0 ± 0.015.1 ± 0.015.2 ± 0.015.1 ± 0.025.1 ± 0.01
3,8 ± 0,0013.8 ± 0,0033.7 ± 0,0023.9 ± 0,0023.8 ± 0,003
Tabel 2. Konsentrasi Partikel Setelah Dimurnikan
Keterangan : n = 3
No Sampel Proses 1 hari
Proses 2 hari
1.2.3.4.5.
volume 25 mLvolume 50 mLvolume 100 mLvolume 150 mLvolume 200 mL
tidaktidaktidaktidaktidak
keringkeringtidaktidaktidak
Tabel 3. Partikel Mengandung Etil Asetat
HASIL
Image Analysis
Thre
sho
ldin
g
Height Image
Phase Image
HASIL
Analisis Height Image A
HASIL
Analisis Height Image B
HASIL
Analisis Height Image C
HASIL
Analisis Height Image D
HASIL
Analisis Phase Image
HASIL
Analisis Pixel
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 2 3 4
Tidak Diselubungi
Diselubungi Surfaktan
Bagian 1 Bagian 2 Bagian 3 Bagian 4
∑ pixel
Thre
sho
ldin
g
Pixel analysis of TEM Image
Pict 1
Pict 2
RESULTS
Analysis of TEM Image
Kesimpulan
1. Dengan prinsip nanoteknologi, tanaman lokal berkhasiatobat dapat dijadikan herbal medicine.
2. Pembuatan nanopartikel dapat menggunakan polimersintetis yang bersifar biodegradable juga tentunya dapatdigunakan biopolimer.
3. Karakterisasi utama yang dilakukan terhadapnanopartikel adalah penentuan : morfologi, ukuranpartikel, distribusi partikel, zeta potential, %EE, danrelease study.
Acknowledgements
Fully great thank to :
Faculty of Pharmacy Andalas University and for “BEM Fakultas Farmasi” Andalas University.
Menristek for Insinas research funding of 2015, also Dikti-Indonesian scholarship for PhD program in Saarland University for academic year 2009 to 2013,
HIPS Germany,
Biopharmaceutics and Technology Pharmacy Saarland University, Germany for developing the nanoparticulateformulation.
Thank you very much for your attention