Rheologi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan aliran cairan dan deformasi dari padatan. Rheologi mempelajari hubungan antara tekanan gesek (shearing stress) dengan kecepatan geser (shearing rate) pada cairan, atau hubungan antara strain dan stress pada benda padat. Rheologi erat kaitannya dengan viskositas. Rheologi sangat penting dalam farmasi karena penerapannya dalam formulasi dan analisis dari produk-produk farmasi seperti: emulsi, pasta, krim, suspensi, losion, suppositoria, dan penyalutan tablet yang menyangkut stabilitas, keseragaman dosis, dan keajekan hasil produksi. Misalnya, pabrik pembuat krim kosmetik, pasta, dan lotion harus mampu menghasilkan suatu produk yang mempunyai konsistensi dan kelembutan yang dapat diterima oleh konsumen. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan,pemasukan ke dalam wadah,pemindahan sebelum digunakan,penuangan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh. Sifat-sifat rheologi dari sistem farmaseutika dapat mempengaruhi pemilihan alat yang akan digunakan untuk memproses produk tersebut dalam pabriknya. Lebih-lebih lagi tidak adanya perhatian terhadap pemilihan alat ini akan berakibat diperolehnya hasil yang tidak diinginkan. Paling tidak dalam karakteristik alirannya. Aspek ini dan banyak lagi aspek-aspek rheologi yang diterapkan dibidang farmasi. Ada beberapa istilah dalam rheologi ini : • Rate of shear (D) dv/dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil (dr). • Shearing stress (τ atau F ) F’/A untuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan untuk menyebabkan aliran F’/A = η dv/dr η = (F’/A) / (dv/dr)= F / G Penggolongan sistem cair menurut tipe aliran dan deformasinya ada dua yaitu: a) Sistem Newton b) Sistem Non Newton Pemilihan bergantung pada sifat-sifat alirannya apakah sesuai dengan hukum aliran dari newton atau tidak. A. Sistem Newton Pada cairan Newton, hubungan antara shearing rate dan shearing stress adalah linear, dengan suatu tetapan yang dikenal dengan viskositas atau koefisien viskositas. Tipe alir ini umumnya dimiliki oleh zat cair tunggal serta larutan dengan struktur molekul sederhana dengan volume molekul kecil. Tipe aliran yang mengikuti Sistem Newton, viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak tergantung pada kecepatan geser, sehingga viskositasnya cukup ditentukan pada satu kecepatan geser. B. Sistem Non Newton Pada cairan non-Newton, shearing rate dan shearing stress tidak memiliki hubungan linear, viskositasnya berubah-ubah tergantung dari besarnya tekanan yang diberikan. Tipe aliran non-
Newton terjadi pada dispersi heterogen antara cairan dengan padatan seperti pada koloid, emulsi, dan suspense cair,salep. Ada 3 jenis tipe aliran dalam sistem Non-Newton, yaitu : PLASTIS, PSEUDOPLASTIS, dan DILATAN. Viskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir. Makin besar resistensi suatu zat cair untuk mengalir semakin besar pula viskositasnya. Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain : a. Viskometer kapiler / Ostwald Viskositas dari cairan newton bisa ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui ( biasanya air ) untuk lewat 2 tanda tersebut. b. Viskometer Hoppler Berdasrkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang hampir tikal berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel. c. Viskometer Cup dan Bob Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antara dinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi disepanjang keliling bagian tube sehingga menyebabkan penueunan konsentrasi. Penurunan konsentrasi ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebt aliran sumbat. d. Viskometer Cone dan Plate Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar.
