MAKALAH RHEOLOGI DALAM FARMASI
Oleh : CISILLIYA CISILLIYA TANDRAINI NIM : 36.2015.7.1.2269 36.2015.7.1.2269
Program Studi Farmasi Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas arussalam !"nt"r ivisi Mantin#an 2015$1%36 BAB I
PENDAHULUAN I.1 Sejarah Rheologi
Dalam Dalam bidang bidang farmasi, farmasi, prinsi prinsip-p p-prin rinsip sip rheolo rheologi gi diapli diaplikasi kasikan kan dalam dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage (dosage form) form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu at tertentu dapat memp mempen enga garu ruhi hi pene penerim rimaa aan n obat obat bagi bagi pasie pasien, n, stabi stabili litas tas fisik fisikaa obat, obat, bahk bahkan an keter keterse sedi diaa aan n hayati hayati dalam dalam tubu tubuh h (bioavailability). bioavailability). Sehing Sehingga ga !iskos !iskosita itass telah telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh. Salah satu praktikum dalam "isika "armasi adalah #iskositas $ Rheologi. #iskositas adalah ukuran resistensi at cair untuk mengalir sedangkan Rheologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang sifat at cair atau deformasi at padat. %eberapa alat yang biasa digunakan, yaitu #iscometer &stwald, #iscometer %ola 'atuh, 'atuh, #iscom iscometer eter up* up* dan %ob* %ob* serta serta #iscom iscometer eter kerucu kerucutt dan lempen lempeng g . Sebena Sebenarny rnyaa nilai nilai #iskos iskositas itas sudah sudah ada Dalam Dalam literaru literarull tapi tapi terkad terkadang ang terjadi terjadi perbedaan nilai tergantung dari kondisi at tersebut. +erkadang dalam literatul tida tidak k dican dicantu tumk mkan an nila nilaii !isk !iskos osit itas as atau atau terka terkada dang ng senya senyawa wa terseb tersebut ut nilai nilai !isk !iskos osit itasn asnya ya tida tidak k sesu sesuai ai deng dengan an liter literatu atul. l. &leh &leh kare karena na itu itu kita kita sebag sebagai ai mahasiswa farmasi harus mampu menghitung nilai !iskositas suatu at.
I.2 Pengertian Rheologi
Rheologi Rheologi berasal dari bahasa unani unani yaitu rheo rheo dan logos. logos. Rheo berarti mengalir, dan logos berarti ilmu. Sehingga rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran at cair dan deformasi at padat atau pelajaran tentang sifat aliran dari bahan atau sistem bahan. ereka tidak hanya meliputi peraturan peraturan aliran dari cairan, melainkan juga sistem sedemikian, yang !iskositasnya lebih jauh tergantung dari struktur dalamnya. Rheologi erat kaitannya dengan !iskositas. Rheologi erat kaitannya dengan !iskositas.
%eberapa istilah dalam rheologi/ #iskositas 0 merupakan merupakan perbandingan perbandingan antara Shearing stress "123 dan Rate of shear d!2dr. d!2dr. Satuan !iskositas adalah poise adalah poise atau atau dyne detik cm
-4
Rate of shear (D) (D) d!2dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan (d!) antara dua bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang yang sangat kecil (dr). Shearing stress (5 atau " ) "123 untuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan untuk menyebabkan aliran. F&%A ' $ d(%dr $' F&%A ' F d(%dr )
Fluiditas merupakan kebalikan dari !iskositas. Satuan fluiditas adalah centipoise
(cps). cps). 6cps7 8,86poise ' 1% $ is!ositas "ine#ati! adalah !iskositas absolut dibagi kerapatan cairan (bobot
jenis).satuannya adalah stokes, s atau centistokes, cs. #iskositas #iskositas kinematik 7 $ %
BAB II PE*BAHASAN
I.1 Si+at Rheologi Rheologi dala# dala# Sus,ensi
&isk &isk"si "sitas tas 'ari 'ari suatu suatu sus(en sus(ensi si a(a)il a(a)ila a mem(en mem(en#ar #aruhi uhi (en#en (en#en'a( 'a(an an 'ari 'ari (artik (artikel* el*(ar (artik tikel el +at ter'is ter'is(er (ersi si (eru)a (eru)ahan han 'alam si,at*si,at aliran 'ari sus(ensi )ila -a'ahna 'ik"/"k 'an )ila (r"'uk terse)ut 'ituan# 'ari 'ari )"t"l 'an kualitas kualitas (ene)aran 'ari /airan l"ti" )ila 'i#unakan untuk suatu )a#ian (ermukaan an# akan 'i")ati. 'i")ati. ertim)a ertim)an#an n#an rhe"l"#i 4u#a (entin# (entin# 'alam (em)uatan
sus(ensi.
atu*s atu*satu atun na a shear shear an# an# ter4a' ter4a'ii 'alam 'alam suatu suatu sus(en sus(ensi si (a'a (enim(anan a'alah lantaran (en#en'a(an 'ari (artikel* (artikel an# tersus(ensi !aa ini 'ia)aikan 'an )isa 'i)uan#. eta(i eta(i 4ika -a'ah 'ik"/"k 'ik"/"k 'an (r"'uk 'ituan# 'ari )"t"l ter'a(at ter'a(at la4u la4u shea sheari rin# n# an# an# tin# tin##i #i.. 8at 8at (ens (ensus us(e (ens nsii an# an# i'ea i'eall haru harus s mem( mem(un una aii visk visk"s "sit itas as an# an# tin# tin##i #i
(a'a (a'a shea shearr an# an# 'a(a 'a(att
'ia)aikan akni selama (enim(anan 'an +at (ensus(ensi itu harus harus mem(un mem(unai ai visk visk"sitas "sitas an# an# ren'a ren'ah h (a'a (a'a la4u la4u sheari shearin# n# an# tin##i akni ia harus )e)as men#alir selama (en#"/"kan (enuan#an 'an (ene)aranna ini.
2. Siat R!"o#ogi da#am Emu#si
r"'u r"'uk k an# an# 'iemul 'iemulsik sikan an mun#ki mun#kin n men#al men#alami ami )er)a# )er)a#ai ai shea shearr*str *stres ess s
sela selama ma (em) (em)ua uata tan n
atau atau (en# (en##u #una naan ana a..
a'a a'a
ke)anakan (r"ses ini si,at aliran (r"'uk akan men4a'i san#at (ent (entin in# # untu untuk k (ena (enam( m(il ilan an emul emulsi si an# an# te(a te(att (a'a (a'a k"n'i "n'isi si
(en# (en##u #una nana na
'an 'an
(em) (em)ua uata tann nna a..
a'i a'i
(en (ene) e)ar aran an
(r"' (r"'uk uk
'ermat"l"#ik 'an (r"'uk k"smetik harus 'ik"ntr"l a#ar 'i'a(at suatu (re(arat an# memuaskan. liran emulsi (arenteral melalu 4arum hi("'ermik hi("'ermik (emin'ahan suatu emulsi emulsi 'ari )"t"l atau tu)e 'an si,at 'ari satu emulsi 'alam )er)a#ai (r"ses (en##ilin#an an# an# 'i#u 'i#una nak kan'a an'ala lam m (em) (em)ua uata tan n (r"' (r"'uk uk ini ini se/a se/ara ra )esa )esarr* )esaran menun4ukkan (erluna karakteristik aliran an# te(at. Ke)ana e)anaka kan n emulsi emulsi ke ke/ua /uali li emulsi emulsi en/er en/er menun4 menun4ukk ukkan an alir aliran an n"n n"n Ne-t Ne-t"n "n an# an# mem( mem(er ersu suli litt inte inter( r(rretas etasii 'ata 'ata 'an 'an (er)an (er)an'in 'in#an #an kuant kuantita itati, ti, antara antara sistem sistem*si *siste stem m 'an ,"rmul ,"rmulasi asi** ,"rmulasi an# )er)e'a. Fakt"r Fakt"r*,akt"r *,akt"r an# )erhu)un#an 'en#an ,ase ter'is(ersi meli(uti (er)an'in#an 'en#an ,ase ter'is(ersi meli(uti meli(uti (er)an'in (er)an'in#an #an v"lume v"lume ,ase 'istri)usi 'istri)usi ukuran ukuran (artikel (artikel 'an visk"sitas 'ari ,ase 'alam itu sen'iri. a'i 4ika k"nsentrasi v"lume 'ari ,ase ter'is(ersi ren'ah kuran# 'ari 005 sistem terse)ut terse)ut a'alah a'alah Ne-t"n. Ne-t"n. en#an en#an naikna naikna k" k"nsent nsentrasi rasi v"lume v"lume sist sistem em ters terse) e)ut ut men4 men4a' a'ii le)i le)ih h taha tahan n ter terha'a ha'a( ( alir aliran an 'an 'an menu4ukkan karekteristik aliran (seu'"(lastis. a'a k"nsentrasi an# /uku( tin##i ter4a'i aliran (lastis. ika k"nsentrasi v"lume men'ek men'ekati ati 07% 07% mun#ki mun#kin n ter4a' ter4a'ii invers inversii 'en#na 'en#na )eru)a )eru)ahn hna a visk"sitas se/ara nata. en#uran#an ukuran (artikel rata*rata akan menaikkan menaikkan visk"sitas. visk"sitas. Makin luas 'istri)usi ukuran ukuran (artikel (artikel makin makin ren'a ren'ah h visk" visk"sit sitasn asna a 4ika 4ika 'i)an' 'i)an'in# in#ka kan n 'en#an 'en#an sistem sistem an# an# memili memiliki ki ukura ukuran n (artik (artikel el rata*r rata*rata ata seru(a seru(a teta(i teta(i 'en#an 'en#an 'istri)usi ukuran (artikel an# le)ih sem(it. $. Siat R!"o#ogi da#am S"miso#id
em)uat sale( ,armasetis 'an krim k"smetik mena'ari a'ana kein#in ein#inan an untuk untuk men#"n men#"ntr tr"l "l k"nsist "nsistens ensii )ahan )ahan n"n*Ne n"n*Ne-t" -t"n. n. Instrumen an# (alin# )aik untuk menentukan si,at*si,at rhe"l"#i 'ari 'ari semi semis" s"li li' ' 'i )i'a )i'an# n# ,ar ,armasi masi a'al a'alah ah visk visk"m "met eter er (uta (utarr r"tati"nal vis/"meter. Untuk Untuk analisis semis"li' an# an# )er)entuk emus emusii
'an 'an
sus( sus(en ensi si
'i#u 'i#una nak kan
/"ne /"ne*( *(la late te
vis/ vis/"m "met eter er..
&is/"meter t"rmer ter'iri 'ari /u( an# stati"ner 'an )") an# )er(utar 'an alat ini 4u#a )aik untuk semis"li'. %. Siat A#ira& 'ada S"r(u)
er) er)uk uk )ulk )ulk a#ak a#ak anal anal"# "# 'en# 'en#an an /air /airan an n"n n"n Ne-t Ne-t"n "n menu menun4 n4uk ukk kan
alir aliran an
(las (lasti tik k
'an 'an
ka'an a'an#* #*k ka'an a'an# #
'ila 'ilata tans nsi i
(artik (artikel*( el*(art artik ikel el 'i(en# 'i(en#aru aruhi hi "leh "leh #aa #aa tarik tarik menari menarik k sam(a sam(aii 'era 'era4a 4att
an# an# )erv )ervar aria iasi si.. Ol Oleh eh ka karrena ena itu itu ser) ser)uk uk )isa )isa 4a'i 4a'i
men#alir men#alir )e)as ,ree*;"-in# ,ree*;"-in# atau melekat. melekat. alam (en#ertia (en#ertian n khus khusus us ait aitu u ukur ukuran an (art (artik ikel el ("r ("r"sit "sitas as 'an 'an kera( era(at atan an 'an 'an kehalusan
(ermukaan.
menentukan
)esarna
arti artik kel*( el*(ar arti tik kel men#e(ak
i,at*si,at
interaksi
(an (an4a 4an# n#
-alau(un
'ari
ata atau u
'en#an
(lat (lat
san#at
+at
(a'at
an#
(artikel*(artikel. /en /en'e 'eru run# n# l"n##ar
unt untuk uk
sehin##a
mem)erikan ser)uk an# mem(unai ("r"sitas tin##i. artikel* (artik (artikel el 'en#an 'en#an ke kera(at ra(atan an tin##i tin##i 'an ("r"sita ("r"sitas s 'alam 'alam ren'ah ren'ah /en'erun# untuk mem(unai si,at*si,at )e)as men#alir. men#alir. Ini 'a(at 'ik 'ikuran uran#i #i
'en# 'en#an an
kasa ka sarrna na
(er (ermuka mukaan an
an# an#
/en' /en'er erun un# #
men#aki)at men#aki)atkan kan kar karakter akteristik istik aliran an# 4elek 'ise)a)ka 'ise)a)kan n "leh #esekan 'an kelekatanna. kelekatanna.
Kemam(uan Kemam(uan ser)uk untuk men#alir
meru(a meru(aka kan n satu satu 'iant 'iantara ara ,akt"r ,akt"r*,a *,akt" kt"rr an# an# termas termasuk uk 'alam 'alam (en/am (en/am(ur (uran an )ahan* )ahan*)ah )ahan an an# an# )er)e' )er)e'a a untuk untuk mem)en mem)entuk tuk suat suatu u
/am( /am(ur uran an
ser) ser)uk uk..
en/a en/am( m(ur uran an
'an 'an
(en/ (en/e# e#ah ahan an
keti'ak ke ti'ak/am(u /am(uran ran meru(ak meru(akan an suatu suatu (eker4aa (eker4aan n ,armaset ,armasetis is an# (entin (entin# # 'alam 'alam (em)u (em)uata atan n )entuk )entuk*)e *)entu ntuk k se'iaa se'iaan n umumn umumna a termasuk
ta)let
'an
ka(sul.
Fakt"r*,akt"r
lain
an#
mem(en#ar mem(en#aruhi uhi (r"ses (r"ses (en/am(ura (en/am(uran n a'alah a'alah a#re#as a#re#asii (artike (artikel l ukuran )entuk (er)e'aan kera(atan 'an a'ana muatan listrik statis. I.2 *an+aat is!ositas is!ositas di "ehidu,an "ehidu,an dala# Bidang Far#asi Far#asi
a) airan 9encampuran • 9engurangan ukuran partikel dari sistem sistem dispersi dengan shear • 9elewatan melalui mulut,penuangan, pengemasan dalam botol, pelewatan • melalui jarum suntik 9erpindahan cairan • Stabilitas fisik sistem disperse • b) Semi solid 9enyebaran dan pelekatan pada kulit • 9emindahan dari wadah2tube • :emampuan at padat untuk bercampur dengan cairan-cairan • 9elepasan obat dari basisnya • c) 9adatan 3liran serbuk dari corong ke lubang cetakan tablet2kapsul • 9engemasan serbuk2granul • d) 9emprosesan :apasitas produksi alat • ;fisiensi pemrosesan • I.- "lasi+i!asi serta serta "ara!teristi! "ara!teristi! Rheologi Rheologi
9enggo 9enggolon longan gan bahan bahan menuru menurutt tipe tipe aliran aliran dan deform deformasi asi ada 4 yaitu yaitu Sistem Sistem
'ika bidang cairan paling atas bergerak dengan suatu kecepatan konstan, setiap lapisan di bawahnya akan bergerak dengan suatu kecepa tan yang berbanding lurus dengan jarak dari lapisan dasar yang diam. 2. Sist Siste# e# Non/ Non/Ne Net ton onia ian n
3da 3da = jeni jeniss tipe tipe alir aliran an dala dalam m sist sistem em
3S 9>3S+? +?S, S, 9S;@D&9>3S+?S, dan D?>3+3<. 6.Aliran Plastis :ur! :ur!aa aliran aliran plast plastis is tida tidak k melal melalui ui titik titik (8,8 (8,8)) tapi tapi memo memoto tong ng sumb sumbu u shearin shearing g stress stress (atau (atau auakan auakan memoto memotong ng jika jika bagian bagian lurus lurus dari dari kur!a kur!a tersebu tersebutt diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai
harga 0ield. airan plastis tidak akan mengalir sampai shearing stress dicapai
sebesar sebesar yield value tersebu tersebut. t. 9ada harga harga stress stress di bawah bawah harga harga yield value, value, at bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu kembali ke keadaan semula, tidak mengalir). U'F+3 )
@ adalah !iskositas plastis, dan f adalah yield adalah yield value. value. 3lir 3liran an plas plastis tis berh berhub ubun unga gan n
deng dengan an adany adanyaa
part partik ikelel-pa parti rtike kell
yang yang
tersuspensi tersuspensi dalam suspensi pekat. 3danya 3danya yield value value disebabkan oleh adanya kontak antara partikel-partikel yang berdekatan (disebabkan oleh adanya gaya !an der Aaals), Aaals), yang harus dipecah dipecah sebelum aliran dapat terjadi. 3kibatny 3kibatnya, a, yield value merupakan value merupakan indikasi dari kekuatan flokulasi. akin banyak suspensi yang terflok terflokula ulasi, si, makin makin tinggi tinggi yield value-nya. value-nya. :ekuatan friksi antar partikel juga berkontribusi dalam yield dalam yield value. value. :etika yield :etika yield value terlampaui value terlampaui ( shear shear stress di stress di atas yield value), value), sistem plastis akan menyerupai sistem newton. 2. Aliran Pseudo,lastis
3liran pseudoplastis pseudoplastis ditunjukkan ditunjukkan oleh beberapa beberapa bahan farmasi yaitu gom alam dan sisntesis seperti dispersi cair dari tragacanth, natrium alginat, metil selulosa, dan natrium karboksimetil selulosa. 3liran pseudoplastis diperlihatkan oleh polimer-polimer dalam larutan, hal ini berkebalikan dengan sistem plastis, yang tersusun dari partikel-partikel tersuspensi dalam emulsi. :ur!a untuk aliran pseudoplastis dimulai dari (8,8) , tidak ada yield value, value, dan bukan suatu harga tunggal. #iskosit #iskositas as aliran pseudoplastis pseudoplastis berkurang berkurang dengan meningkatny meningkatnyaa rate of shear . Rheogr Rheogram am lengku lengkung ng untuk untuk bahanbahan-bah bahan an pseudo pseudopla plastis stis ini diseba disebabka bkan n adany anya aksi aksi shearing terhada terhadap p moleku molekul-m l-mole olekul kul polime polimerr (atau (atau suatu suatu bahan bahan berantai panjang). Dengan meningkatnya shearing stress, molekul-molekul yang secara normal tidak beraturan, beraturan, mulai menyusun menyusun sumbu yang panjang panjang dalam arah alira aliran. n. 9eng 9engar araha ahan n ini ini meng mengur uran angi gi taha tahana nan n dari dari dalam dalam baha bahan n terse tersebu butt dan dan mengakibatkan rate of shear yang yang lebih besar pada tiap shearing stress berikutnya.
FN ' $& )
;ksponen ;ksponen < meningkat meningkat pada saat aliran meningkat meningkat hingga seperti aliran newton. 'ika <76 aliran tersebut sama dengan aliran newton. -. Aliran Dilatan
3liran dilatan terjadi pada suspensi yang memiliki presentase at padat terdispersi terdispersi dengan dengan konsentrasi konsentrasi tinggi. +erjadi erjadi peningkatan peningkatan daya hambat untuk mengalir (!iskositas) dengan meningkatnya rate of shear . 'ika stress dihilangkan, suatu sistem dilatan akan kembali ke keadaan fluiditas aslinya. 9ada keadaaan keadaaan istirahat, istirahat, partikel-parti partikel-partikel kel tersebuat tersebuat tersususn tersususn rapat dengan !olume antar partikel pada keadaan minimum. +etapi jumlah pembawa dalam susp suspen ensi si ini ini cuku cukup p untu untuk k meng mengisi isi !olu !olume me ini ini dan dan memb membent entuk uk ikata ikatan n lalu lalu memudahkan partikel-partikel bergerak dari suatu tempat ke tempat lainnya pada rate of shear yang yang rendah. 9ada saat shear saat shear stress meningkat, stress meningkat, bulk dari system itu mengembang atau memuai (dilate (dilate). ). Bal itu menyebabkan !olume antar partikel menjadi meningkat dan jumlah pembawa yang ada tidak cukup memenuhi ruang kosong kosong terseb tersebut. ut. &leh &leh karena karena itu hambat hambatan an aliran aliran mening meningkat kat karena karena partik partikelel partikel tersebut tidak dibasahi atau dilumasi dengan sempurna lagi oleh pembawa. 3khirnya 3khirnya suspensi menjadi pasta yang kaku.
"ESI*PULAN
Rheologi Rheologi berasal dari bahasa unani unani yaitu rheo rheo dan logos. logos. Rheo berarti mengalir, dan logos berarti ilmu. Sehingga rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran at cair dan deformasi at padat atau pelajaran tentang sifat aliran dari bahan atau sistem bahan. Dalam Dalam bidang bidang farmasi, farmasi, prinsi prinsip-p p-prin rinsip sip rheolo rheologi gi diapli diaplikasi kasikan kan dalam dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage (dosage form) form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. batch.
9enggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi ada 4 yaitu Sistem 3S+?S, 9S;@D&9>3S+?S, 9S;@D&9>3S+?S, dan dan D?>3+ D?>3+3<.
DAF4AR PUS4A"A
>achman, dkk. 6CC. Teori Teori dan Praktek Farmasi Industri ? Industri ? ;disi ???. 'akarta/ @ni!ersitas ?ndonesia press #oight, R. 6CCE. Buku 6CCE. Buku Pelajaran Teknologi Teknologi Farmasi Farmasi.. ogyakarta/ Fadjah ada @ni!ersity press
htt(:$$'e
