Gel

I. DEFINISI Gel adalah salah satu sistem semipadat dimana fase cairnya dibentuk dalam suatu matriks polimer   berdimensi tiga (terdiri dari gom alam atau gom sintesis) yang tingkat ikatannya yang tinggi( terkadang kimia). Menurut bahasa, Gel  (dari bahasa   (dari bahasa Latin  gelu —  gelu — membeku, dingin, es atau gelatus atau  gelatus —  — membeku) adalah campuran koloidal koloidal antara  antara dua zat berbeda fase: padat dan cair. 

Gel merupakan sistem sistem semipadat terdiri dari dari suspensi yang yang dibuat dari partikel partikel anorganik yang yang kecil atau molekul organik yang yang besar, terpenetrasi terpenetrasi oleh suatu cairan. gel kadang  kadang disebut  !eli. ("# #$, #$, hal hal %)



Gel adalah sediaan bermassa lembek, berupa suspensi yang dibuat dari zarah kecil senya&aan organik atau makromolekul makromolekul senya&a organik, masing'masing masing'masing terbungkus dan saling terserap oleh cairan ("ormularium asional, hal *+)

I.2 Penggolongan Gel I.2.1. Berdasarkan Fasa Koloid •

Gel rganik- merupakan gel sistem dua fase. Gel sistem dua fase terbentuk !ika massa gel terdiri terdiri dari !aringan !aringan partikel partikel kecil yg terpisah dalam sistem. ika ukuran ukuran partikel dari fase terdispers terdispersii relatif relatif besar, besar, maka partikel partikel anorganik anorganik tidak larut, larut, hampir hampir secara secara keseluruh keseluruhan an terdispersi pada fasa kontinu. /ontoh: gel aluminium hidroksida dan magma bentonit.

•

Gel 0norganik- merupakan gel sistem satu fase. #a terdiri dari makromolekul organik yang tersebar tersebar serba sama dalam suatu cairan cairan sedemikian sedemikian sehingga sehingga tidak terlihat terlihat adanya adanya ikatan ikatan molekul makro yang terdispersi dalam cairan.Gel fase tunggal dapat dibuat dari makromolekul sintetik (misal karbomer)atau dari gom logam. /ontoh: tragakan dan karbopol.

I.2.2 Berdasarkan Sifat Pelarut •

1idrogel (pelarut air) Gel golongan ini menggunakan pelarut air. 2ada umumnya terbentuk oleh molekul polimer  hidrofilik yang saling sambung melalui ikatan kimia atau kohesi seperti interaksi ionik, ikatan hidrogen atau interaksi hidrofobik. 1idrogel punya biokompatibilitas yg tinggi karena tegangan  permukaan yg rendah dengan cairan biologi !aringan sehingga meminimalkan kekuatan adsorb adsorbsi si protei protein n dan adesi adesi sel. 3ekuat 3ekuatan an hidrog hidrogel el yaitu yaitu memili memiliki ki kekuat kekuatan an mekani mekanik k dan kekerasan yg rendah. 1

•

rganogel 2elarutnya bukan lah air4pelarut organik. /ontoh gel golongan ini adalah:  plastibase(suatu polietilen dengan 5M rendah yang terlarut dalam minyak mineral), dispersi logam stearat dalam minyak dan cocoa butter.

•

6erogel Gel yang telah padat dengan konsentrasi pelarut yang rendah. 6erogel sering dihasilkan dari e7aporasi pelarut,sehingga sisa'sisa kerangka gel yang tertinggal.

II. SIFAT / KAAKTEISTIK GE! Sifat / Karakteristik Gel "la#$%an& '() * '((+

8

9at pembentuk gel yang ideal untuk sediaan farmasi dan kosmetik ialah inert, aman dan tidak   bereaksi dengan komponen lain

8

2emilihan bahan pembentuk gel harus dapat memberikan bentuk padatan yang baik selama  penyimpanan tapi dapat rusak segera ketika sediaan diberikan kekuatan atau daya yang disebabkan oleh pengocokan dalam botol, pemerasan tube, atau selama penggunaan topikal.

8 8

3arakteristik gel harus disesuaikan dengan tu!uan penggunaan sediaan yang diharapkan. 2enggunaan bahan pembentuk gel yang konsentrasinya sangat tinggi atau 5M besar dapat menghasilkan gel yang sulit untuk dikeluarkan atau digunakan).

8

Gel dapat terbentuk melalui penurunan temperatur, tapi dapat !uga pembentukan gel ter!adi satelah  pemanasan hingga suhu tertentu. /ontoh polimer seperti M/, 12M/ dapat terlarut hanya pada air  yang dingin yang akan membentuk larutan yang kental dan pada peningkatan suhu larutan tersebut akan membentuk gel.

8

"enomena pembentukan gel atau pemisahan fase yang disebabkan oleh pemanasan disebut thermogelation

ifat dan karakteristik gel adalah sebagai berikut "Dis,erse s-ste%+ *.

&elling Gel dapat mengembang karena komponen pe mbentuk gel dapat mengabsorbsi larutan sehingga ter!adi  pertambahan 7olume. 2elarut akan berpenetrasi diantara matriks gel dan ter!adi interaksi antara

2

 pelarut dengan gel. 2engembangan gel kurang sempurna bila ter!adi ikatan silang antar polimer di dalam matriks gel yang dapat menyebabkan kelarutan komponen gel berkurang.

;.

ineresis. uatu proses yang ter!adi akibat adanya kontraksi di dalam ma ssa gel. /airan yang ter!erat akan keluar dan berada di atas permukaan gel. 2ada &aktu pembentukan gel ter!adi tekanan yang elastis, sehingga terbentuk ma ssa gel yang tegar. Mekanisme ter!adinya kontraksi berhubungan dengan fase relaksasi akibat adanya tekanan elastis pada saat terbentuknya gel. 0danya perubahan pada ketegaran gel akan mengakibatkan !arak antar matriks berubah, sehingga memungkinkan cairan bergerak  menu!u permukaan. ineresis dapat ter!adi pada hid r ogel maupun organogel.

.


=.


+.


3

>.

?heologi Larutan pembentuk gel (gelling agent) dan dispersi padatan yang terflokulasi memberikan sifat aliran  pseudoplastis yang khas, dan menun!ukkan !alan aliran non  e&ton yang dikarakterisasi oleh  penurunan 7iskositas dan peningkatan la!u aliran.

III.

KE!EBIAN DAN KEK0ANGAN

###.* 3elebihan

•


•

2enampilan !ernih dan elegan

•

2ada pemakaian di kulit setelah kering meninggalkan film tembus pandang

•


•

@aya lekat tinggi

•

2elepasan obatnya baik

•

3emampuaan penyebaran pada kulit baik 

###.; 3ekurangan

−

3andungan surfaktan yang tinggi dapat menyebabkan iritasi

−

1arga lebih mahal.

−

Gel dengan kandunga alkohol tinggi membuat pedih pada &a!ah dan mata

−

2enampilan buruk saat pemaparan sinar matahari

−

Lebih cepat menguap dan meninggalkan film berpori atau pecah'pecah sehingga tidak  semua area tertutupi atau kontak dengan zat aktif.

4

I.

TIPE GE!

Aipe gel tergantung pada !enis gelling agentnya. enis'!enis gel terdiri dari 1idrogel dan rganogel. 1idrogel (aBueous gel) adalah !aringan rantai polimer yang hidrofilik, kadang'kadang ditemukan sebagai koloid gel dimana air adalah medium dispersi. 5asis yang biasa digunakan pada  !enis Gel ini adalah 3arbomer, @eri7ate cellulose, dan gom alam. rganogel (on'aBueous gel) merupakan bentuk non'kristalin, non'kaca thermore7ersible (termoplastik). 5asis yang sering digunakan untuk organogel adalah 5asis Lechitin, 5asis Gelatin, orbitan
3arbomer (karbopol) 3arbomer merupakan polimer sintetik dengan berat molekul yang tinggi dari asam akrilat yang disambung silang dengan alil sukrosa atau alil eter dari pentaeritriol. Cntuk mencapai kiner!a yang maksimal molekul harus benar'benar terurai sempurna dengan terdispersinya dalam air. 3arbomer merupakan suatu gelling agent yag dapat meningkatkan 7iskositas dari gel. 3onsentrasi gelling agent adalah D,+E';,DE

•

@eri7ate cellulose 5asis ini larut dalam air membentuk larutan koloidal, dapat berfungsi sebagai antibakteri alami biasanya digunakan untuk tipe formulasi aBueous atau alkoholik.

•

Gom alam Cmumnya bersifat anionik (bermuatan negati7e dalam larutan4dispersi dalam air). Gum alam mudah terurai secara mikrobiologi dan menun!ang pertumbuhan mikroba. 5asis ini bersistem cair  sehingga harus menggunakan penga&et dengan konsentrasi yang cukup. /ontoh: atrium 0lginat, 3aragenan, Aragakan, 2ektin. *. 3aragenan 'anhidrogalaktosa ;. 2ektin

5


•

2$0 @iperoleh melalui hidrolisis poli7inilasetat.2$0 digunakan untuk membuat gel yang mudah kering. 2ada konsentrasi *;'*+E dapat dihasilkan gel yang dapat disebarkan dan secara fisiologis tak  tersatukan yang digunakan khusus untuk preparat kosmetik.

•

2$2 2oli7inilpirolidin (2$2) diperoleh melalui polimerisasi 'ninilpirolidin. 2$2 merupakan serbuk yang sangat higroskopik, ber&arna putih, mudah larut dalam air, alkohol, metilenklorida, dan kloroform.

•

elulosa dan deri7atnya

'

Metilencellulosa

7

Metilencellulosa yang sangat kental digunakan sebagai zat penegntal dalam sediaan topikal seperti krim dan gel, stabil pada 21 '** dan temperatur kamar. 2ada pemanasan, 7iskositas berkurang.

'

/arboIymethylcellulosasodium @igunakan pada formulasi farmasetik oral dan topikal terutama untuk 7iscosity increasing agent. 3onsentrasi tinggi (='>E) bisa digunakan untuk produksi gel sebagai basis.

'

1ydroIypropyl methylcellulose @igunakan sebagai suspending agent,
'

1ydroIyethylcellulose tabil pada 21 +,+'F,+. 2ada 21 diba&ah + dapat ter!adi hidrolisis dan pada 21 yang tinggi dapat ter!adi oksidasi.stabil &alau bersifat higroskopik. 3enaikan temperatur dapat mengurangi 7iskositas darilarutan encer h ydroIyethylcellulose.

'

Microcrystalline cellulose 3elarutannya Larut dalam +E &47 larutan ao1, praktis tidak larut dalam air, larut asam, dan pelarut organik lainnya.

•

2olietilen

8

digunakan untuk cairan gel hirofobik, untuk membentuk gel, perlu untuk mendispersikan  polimer dalam minyak dalm temperatur yang naik(diatas FD /) Lalu dinginkan mendadak untuk  menghasilkan kristal'kristal halus yang membentuk matriks.

. K3PNEN SEDIAAN GE! 1.

4at aktif 

2.

Gelling Agent

5.

Ba$an ta%6a$an

a. Penga7et

Meskipun beberapa basis gel resisten terhadap serangan mikroba, tetapi semua gel mengandung  banyak air sehingga membutuhkan penga&et sebagai antimikroba. @alam pemilihan penga&et harus memperhatikan inkompatibilitasnya dengan gelling agent. 5eberapa contoh penga&et yang biasa digunakan dengan gelling agent :

•

Aragakan : metil hidroksi benzoat D,; E &47 dgn propil hidroksi benzoat D,D+ E &47  a alginate : metil hidroksi benzoat D,*' D,; E &47, atau klorokresol D,* E &47 atau asam

•

 benzoat D,; E &47 2ektin : asam benzoat D,; E &47 atau metil hidroksi benzoat D,*; E &47 atau klorokresol D,*'

•

• • • •

D,; E &47 tarch glyserin : metil hidroksi benzoat D,*'D,; E &47 atau asam benzoat D,; E &47 M/ : fenil merkuri nitrat D,DD* E &47 atau benzalkonium klorida D,D;E &47  a /M/ : metil hidroksi benzoat D,; E &47 dgn propil hidroksi benzoat D,D; E &47 2oli7inil alkohol : klorheksidin asetat D,D; E &47

2ada umumnya penga&et dibutuhkan oleh sediaan yang mengandung air. 5iasanya digunkan pelarut air  yang mengandung metilparaben D,D%+E dan propilparaben D,D;+E sebagai penga&et.

Pe%ili$an ,enggunaan ,enga7et dala% ,e%6uatan gel

9

2enga&et

Gelling agent

5enzalkonium chloride (D.D*E &47)

1ipromelosa

0sam benzoat (D.;E)

Metilselulosa 0lginat 2ektin

3lorheksidin asetat (D.D;E)

2oli7inil alkohol

3lorokresol (D.*'D.;E)

0lginat 2ektin

Metil4propel hidroksibenzoat (D.D;'D.E)

3arbomer  3armelosa sodium 1ipromelosa 2ektin odium alginat Aragakan

2enilmerkuri nitrat (D.DD*E)

6.

metilselulosa

Pena%6a$an Ba$an $igrosko,is

5ertu!uan untuk mencegah kehilangan air. /ontohnya gliserol, propilenglikol dan sorbitol dengan konsentrasi *D';D E #.

8$elating agent

5ertu!uan untuk mencegah basis dan zat yang sensiti7e terhadap logam berat. /ontohnya <@A0

I.

PEBEDAAN GE! DENGAN SEDIAAN !AIN

Per6edaan gel dengan sediaan ,asta& kri% dan sale, 6erdasarkan ko%,osisin-a •

Gel merupakan sistem semi padat terdiri dari suspense yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan. Gel kadang'kadang disebut !eli. Gel mengandung air lebih banyak.

10

•

/ream adalah sediaan semi padat berupa emulsi yang mengandung satu atau lebih bahan obat yang terlarut4 terdispersi dalam bahan dasar yang sesuai. (Mengandung tidak kurang dari >DE

•

air). 2asta adalah salep yang mengandung lebih dari +DE zat padat serbuk. 3arena merupakan salep yang tebal, keras dan tidak meleleh pada suhu badan maka digunakan sebagai salep penutup atau

•

 pelindung. (kandungan zat padat (serbuk) lebih banyak  salep (ointment) adalah sediaan setengah padat yang mudah dioleskan dan digunakan sebagai obat luar. kandungan minyak lebih banyak, FDE minyak dan ;DE air 5erdasarkan daya absorbsinya

•

@aya adsorbs pasta lebih besar

•

alep karena merupakan lemak, maka dapat menyumbat saluran berkeringat dan menghalangi  penguapan dan pernafasan kulit.

•

Gel memiliki daya lekat tinggi yang tidak menyumbat pori'pori sehingga pernapasan pori tidak  terganggu

•

/ream absorpsi lebih cepat.

5erdasarkan tekstur dan penampilannya • • • •

Gel penampilannya !ernih dan
5erdasarkan pengggunaannya • • • •

Gel lebih baik dipakai untuk kulit berminyak dan lebih mudah dicuci dengan air  /ream le6i$ 6aik di,akai untuk kulit 6er%in-ak , lebih mudah dicuci dengan air  alep lebih baik dipakai untuk kulit kering dan sulit dicuci dengan air  2asta lebih baik dipakai untuk kulit berminyak pasta, pada umumnya tidak sesuai untuk   pemakaian pada bagian tubuh yang berbulu dan cocok dgiunakan untuk luka akut.

II. 8AA PE3B0ATAN al9$al -ang ,erlu di,er$atikan dala% for%ulasi

11

*.

2enampilan gel : transparan atau berbentuk suspensi partikel koloid yang terdispersi, dimana dengan  !umlah pelarut yang cukup banyak membentuk gel koloid yang mempunyai struktur tiga dimensi.

;.

#nkompatibilitas dapat ter!adi dengan mencampur obat yang bersifat kationik pada kombinasi zat aktif, penga&et atau surfaktan dengan pembentuk gel yang bersifat anionik (ter!adi inakti7asi atau  pengendapan zat kationik tersebut).

.

Gelling agents yang dipilih harus bersifat inert, aman dan tidak bereaksi dengan komponen lain dalam formulasi.

=.

2enggunaan polisakarida memerlukan penambahan penga&et sebab polisakarida bersifat rentan terhadap mikroba.

+.

$iskositas sediaan gel yang tepat, sehingga saat disimpan bersifat solid tapi sifat soliditas tersebut mudah diubah dengan pengocokan sehingga mudah dioleskan saat penggunaan topikal.

>.

2emilihan komponen dalam formula yang tidak banyak menimbulkan perubahan 7iskositas saat disimpan di ba&ah temperatur yang tidak terkontrol.

%.

3onsentrasi polimer sebagai gelling agents harus tepat sebab saat penyimpanan dapat ter!adi  penurunan konsentrasi polimer yang dapat menimbulkan syneresis (air mengambang diatas  permukaan gel)

F.

2elarut yang digunakan tidak bersifat melarutkan gel, sebab bila daya adhesi antar pelarut dan gel lebih besar dari daya kohesi antar gel maka sistem gel akan rusak.

*. /ontoh formula gel tipe tragakan "ormula : Aragakan 52

E &4&

Gliserol 52

;DE &4&

0lkohol

;,+E &4&

Metilparahidroksibenzoat

D,;E &4&

0Buades

ad *DDE

/ara 2embuatan :

*. /ampur tragakan 52 dan metilparahidroksibenzoat 52 (penga&et) ke dalam mortar hingga homogen. ;. Masukkan alcohol dan sedikit gliserol ke dalam becker glass.

12

. Aambahkan campuran serbuk tragakan 52 dan metilparahidroksibenzoat 52 sedikit demi sedikit ke dalam becker glass berisi alkohol dan gliserol. =. 0duk hingga membentuk cairan lembut. +. Aambahkan sisa gliserol. >. Aambahkan aBuades hingga 7olume sediaan yang diinginkan dan aduk hingga homogen (!angan terlalu cepat untuk menghindari terbentuknya gelembung udara). esuai dengan peraturan umum, sedikitpun komposisi serbuk yang akan ditambahkan ke dalam gel seperti kristal metilparahidroksibenzoat 52 terlebih dahulu harus dicampur dengan serbuk tragakan dalam pembuatannya.

;. /ontoh formula gel tipe alginate

"ormula : odium 0lginat 52 %E &4& Gliserol %E &4& Metilparahidroksibenzoat D.;E &4& 0Buades ad *DDE /ara pembuatan : *. /ampur sodium alginat 52 dan metilparahidroksibenzoat 52 (penga&et) ke dalam mortar. ;. Masukkan gliserol ke dalam becker glass. . Aambahkan campuran serbuk alginat dan metilparahidroksibenzoat sedikit demi sedikit ke dalam  becker glass yang berisi gliserol. =. 0duk hingga membentuk cairan lembut. +. Aambahkan semua air dalam sekali penambahan dan aduk hingga homogen. /ara pembuatan gel secara umum dalam manufaktur : *. 2anaskan semua komponen gel (kecuali air) hingga suhu kurang lebih D D/. ;. 2anaskan air hingga suhu kurang lebih D D/. Aambahkan air ke dalam minyak lalu aduk secara kontinyu dan hindari pengadukan yang kuat karena akan menimbulkan gelembung. Metode kala #ndustri 2roses pencampuran (miIing) yang dilakukan pada skala industri ini mengguanakan alat yang disebut miIer. 0da banyak !enis miIer yang digunakan, tergantung kebutuhan industri itu sendiri. /ontoh: @ouble planetary miIer dugunakan untuk mencampur makanan dengan 7ariasi kecepatan campuran yang beragam. 13

III. EA!0ASI SEDIAAN @alam pembuatan sediaan terdapat e7aluasi sediaan. 5erikut tahap'tahap pada e7aluasi sediaan gel: *. rganoleptis <7aluasi ini mengguunkan panca indra, melalui bau, &arna, tekstur sediaan, konsistensi  pelaksana mengguunakan sunyek responden ( dengan criteria tertentu ) dengan menetapkan kriteriannya pengu!iannya (macam dan item), menghitungprosentase masing'masiing kriteria yang diperoleh, pengambilan keputusan dengan analisa statistic. ;. <7aluasi 2h Menggunakan 21 meter, dengan cara perbandingan >D g: ;DD ml air yang digunakan untuk mengencerkan, kemudian aduk hingga homogeny, dan diamkan agar mengenddap, dan airnya yang di ukur dengna ph meter, catat hasilyang tertera pada alat ph meter.

. <7aluasi daya sebar 

14

@engan cara se!umlah zat atertentu di letakan di atas kaca yang bersekala. 3emudian  bagian atasnya diberi rentang &aktu *'; menit. 3emudian diameter penyebaran di ukur pada setiap penambahan beban, saat sediaan berhenti menyebar( dengan &aktu tertentu secara teratur). =. <7aluasi penentuan ukuran droplet Cntuk mementukan ukuran droplet suatu sediaan krim ataupun sediaan emulgel, dengan cara menggunakan mikrosskop sediaan diletakkan pada glass, kemudian di perriksa adanya tetesan'tetesan fase dalam ukuran dan penyebarannya. +. C!i aseptabilis sediaan @ilakukan pada kulit, dengan berbagai orang yang di kasih suati Buisioner di buat suatu kriteria, kemudian di oleskan, kelembutan, sensai yang ditimbulkan, kemudahan pencucian. 3emudian dari data tersebut di buat scoring untuk masing'masing kriteria. Misal untuk  kelembutan agak lembut, lembut, sangat lembut.

Daftar Pustaka

15

Liebermann.*>. Pharmaceutical Dosage Forms : @isper yastemd $olume ;. =*+'=;+. Machel @ekker,  e& Jork 

Martin, 0lfred, *. Physical Pharmacy. +>>'+%;. Lea K "ebiger. 2hilladephia 3atdare 0shok, Mahesh $ /haubal. ;DD>. Exipient Development for Pharmaceutical and Drug  Delivery System. #nforma 1ealthcare : e& Jork, London.

 icole 3rilla, @eban!an @as, hon G 0ugustine. Semisolid Formulation Development : the C!  "pproach.# in e'book)

2iyush Grupta and an!ai Garg. ecent "dvances in Semisolid Dasage Forms For  Dermatological "pplicatio. (in e'book)

0nief, Moh. *FF. #lmu Meracik bat Aeori dan 2raktek. Jogyakarta : Cni7ersitas Ga!ah Mada

?. $oiggh. *+. 5uku 2ela!aran Aeknologi "armasi. CGM 2?< : Jogyakarta

"armakope #$ "armakope ### &&&.farmasi unpad 4 formulasi gel

16

17