Kegunaan dalam Farmasi •
Emulsi Dermatologi
•
Emulsi Oral
•
Emulsi Parenteral
Teori Emulsifikasi Yang penting tujuan emulsifikasi bagaimanapun caranya, adalah Memperoleh emulsi yang stabil Kestabilan produk Tipe emulsi yang terbentuk Dua cairan yg tak bercampur diaduk sehingga salah satu terdispersi dalam bentuk tetesan kecil dalam cairan yang lain, biasanya cepat memisah kembali kecuali emulsi encer minyak dalam air. Kegagalan untuk tetap terdispersi disebabkan gaya kohesi lebih besar dari gaya adhesi •
•
•
•
•
Gaya kohesi dari masing2 fase dimanifestasikan sebagai energi atau tegangan antar muka pada batas antara dua cairan yang tidak bercampur Jika salah satu cairan pecah menjadi partikel2 kecil luas antar muka globul menjadi amat besar dibandingkan dengan luas permukaan cairan asal Misalkan 1 cm3 minyak mineral didispersikan menjadi globul yang mempunyai diameter volume-permukaan, dvs sebesar 0,01 um (10 -6 cm) di dalam 1 cc air sehingga membentuk emulsi yang halus, luas permukaan tetesan minyak menjadi 600 m 2. Energi bebas permukaan terkait area ini sekitar 34x10 7 erg atau 8 kalori. Volume total dari sistem tidak naik, tetap 2 cm 3
•
Sv =
•
Sv =
•
•
6
d v s 6 10
6
6
6 x10
2
cm
600m
2
Kerja yang dibutuhkan atau kenaikan energi bebas permukaan W = ow x ∆ A dan tegangan antar muka ow , antara minyak mineral dan air adalah 57dyne/cm (erg/cm2) Maka: W = 57 erg/cm2 x (6x106cm2 ) = 34 x 107erg = 34 joules
•
Dan karena 1 cal = 4,184 joules maka 34 joules : 4.184 = 8 calori
Ringkasan •
•
1 cm3 minyak mineral didispersikan menjadi globul yang mempunyai diameter volume-permukaan, d vs sebesar 0,01 um (10 -6 cm) di dalam 1 cc air sehingga membentuk emulsi yang halus, luas permukaan tetesan minyak menjadi 600 m 2. (Dalam kenyataan partikel biasanya 10-100 kali lebih besar dari ini, dan luas permukaan lebih kecil) Kenaikan energi 8 calori yg dikaitkan dengan luas permukaan yg sangat besar cukup untuk membuat sistem secara termodinamika tidak stabil, sehingga tetesan mempunyai kecenderungan untuk berkoalesens
Untuk menghindari koalesense, gunakan emulsifying agent yang akan membentuk film di sekitar globul Jenis emulsifying agent: Surfaktan yg teradsorpsi pada antarmuka minyak-air membentuk film monomolekuler dan mengurangi tegangan antarmuka Koloid Hidrofilik yang membentuk multimolekuler film di sekeliling globul minyak yg terdispersi dalam emulsi o/w Partikel padat yang sangat halus yang teradsorpsi pada antarmuka antara dua cairan yg tdk tercampur yang membentuk film partikel di sekitar globul yg terdispersi Kata kunci: Pembentukan film – monomolekuler, multimolekuler, partikulat •
•
•
•
•
Adsorpsi Monomolekuler •
•
•
•
Surfaktan/ampiphil mengurangi tegangan antarmuka karena adsorpsinya pada antarmuka minyak dan air membentuk film monomolekuler Karena energi bebas permukaaan naik W = ow x ∆ A , kita harus mempertahankan agar ∆ A tinggi Pengurangan tegangan antarmuka akan menurunkan energi bebas permukaan shg ada kecenderungan untuk koalesensi Pengurangan ow menjadi 1 dyne/cm akan menurunkan energi permukaan sistem menjadi kira2 1/60 dari yang telah dihitung sebelumnya.
•
•
•
•
•
Droplet terdispers dikelilingi oleh monolayer yang koheren , mencegah koalesens antar dua droplet jika saling mendekat Film harus fleksibel sehingga mampu terbentuk kembali dengan cepat jika droplet pecah atau terganggu Efek lain yang memberikan kestabilan adalah adanya muatan pada permukaan yang akan menyebabkan tolak menolak antara partikel yang berdekatan Kombinasi dari emulsifying agents: sodium cetyl sulfate + kolesterol; sodium cetyl sulfate+oleyl alcohol; cetyl alcohol+sodium oleate. Gambar tween+span: Boyd et al, J.Coll. Interface Sci. 41, 359. 1972. Gambar
•
•
•
•
•
•
•
Tipe emulsi yang dihasilkan: o/w atau w/o, bergantung pada sifat emulsifying agent: HLB Emulsi o/w akan terbentuk jika HLB emulsifier antara 912; w/o akan terbentuk jika range HLB emulsifier Emulsi dengan emulsifier HLB tinggi:kombinasi Tween 20 dan Span 20 antara 3-6 akan membentuk emulsi o/w. Span saja akan membentuk emulsi w/o dengan HLB 4,7 Type emulsi merupakan fungsi relative solubility surfaktan, fase dimanalebih larut menjadi fase kontinu. Rule of Bancroft: emulsifier HLB tinggi-larut di air: emulsi o/w Emulsifier HLB rendah-larut di minyak:w/o
Adsorpsi Multi Molekuler dan Pembentukan Film •
•
•
Hydrated lyophilic colloids-surfaktan, terdapat pada antarmuka minyak-air Berbeda dari surfaktan sintetik: a. tidak menimbulkan penurunan tegangan antarmuka b. membentuk multilayer,bukan monolayer, film pada antarmuka c. aksi emulsifying agent nya terletak pada multilayernya: lapisan multilayer yg kuat dan menahan koalesense Kebanyakan lapisan multilayer membentuk emulsi o/w karena hidrofilik
Adsorpsi Partikulat •
Partikel sangat halus yang dibasahi dapat bertindak sebagai emulsifying agent, karena terkonsentrasi pada antarmuka, yang akan membentuk lapisan sekeliling droplet terdispers untuk mencegah koalesens
•
Powder wetted by water: o/w emulsion
•
Powder wetted by oil: w/o emulsion
Kestabilan Fisik Emulsi Tanda2nya emulsi stabil: Tidak ada koalesense Tidak ada creaming: flokulasi dan konsentrasi globul pada fase internal – kadang2 bukan tanda ketidakstabilan. Flokulasi-creamingkoalesense fase internal. Creaming: ketidakseragaman distribusi obat/dosis – kocok dahulu Mempertahankan elegans: odor, color, physical properties lain. Aglomerasi fase internal dan pemisahan dari produk Inversi fase penting dalam preparasi dan stabilisasi emulsi Kesimpulan ketidakstabilan emulsi: a. Flokulasi dan creaming b. Coalesence dan breaking c. Perubahan fisika dan kimia lain d. Inversi fase • •
• • •
Creaming dan Hukum Stokes •
•
Kecepatan creaming. Emulsi o/w dengan minyak mineral density 0.90 didispersikan dalam fase air dgn density 1.05. Jika partikel minyak mempunyai diameter 5 um, fase eksternal memp viskositas 0.5 poise (dyne dtk cm-2 atau g cm-1 det), g=981 cm det-2. Berapakah kecepatan creaming?
Coalescence and Breaking •
•
•
Creaming berbeda dengan breaking: creaming – reversible, breaking – irreversible Creaming bisa dikocok kembali karena film yg menyelimutinya masih ada, pada breaking selimutnya sudah rusak dan minyak cenderung untuk coalescence Faktor2 yang menyebabkan breaking: cari !!!!
Evaluasi Kestabilan
Inversi phase
Pengawetan Emulsi
Sifat Rheologi Emulsi
MIKROEMULSI
