( MIKROMERITIK ) Untuk memenuhi salah satu Tugas Mata Kuliah Farmasi Fisik I
Disusun Oleh : Kelompok 8 Amar MA’ruf
(11161003)
Dodi Purnama
(11161015)
Fitri Wulansari
(11161028)
Imelda Mega Utami
(11161030)
Rosi Helen
(11161049)
SEKOLAH TINGGI FARMASI BANDUNG PROGRAM PENDIDIKAN STRATA I Jalan Soekarno-Hatta no. 754 , Kota Bandung 2017 / 2018
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Zat-zat yang digunakan dalam kefarmasian sebagai bahan obat kebanyakan berukuran kecil dan jarang yang berada dalam keadaan optimum. Ukuran partikel bahan obat padat mempunyai peranan penting dalam bidang farmasi karena merupakan penentu bagi sifat-sifat, baik sifat fisika, kimia dan farmakologis dari bahan obat tersebut. Ilmu pengetahuan dan teknologi tentang partikel oleh Dalla Valle dinamakan “Mikromeritika”. Dispersi koloidal mempunyai sifat karakteristik yaitu partikel-partikelnya tidak dapat dilihat di bawah mikroskop biasa, sedangkan partikel-partikel dari emulsi dan suspensi farmasi serta serbuk-serbuk halus ukurannya berada dalam jarak panglihatan mikroskop.Dalam bidang farmasi, zat-zat yang digunakan sebagai bahan obat kebanyakan berukuran kecil dan jarang yang berada dalam keadaan optimum. Ukuran partikel bahan obat padat mempunyai peranan penting dalam bidang farmasi sebab merupakan penentu bagi sifat-sifat, baik sifat fisika, kimia dan farmakologik dari bahan obat tersebut. Mikromeritik merupakan ilmu yang mempelajari tentang ilmu dan teknologi partikel kecil. Pengetahuan dan pengendalian ukuran, serta kisaran ukuran partikel sangat penting dalam bidang farmasi. Secara klinik, ukuran partikel suatu obat dapat mempengaruhi penglepasannya dari bentuk bentuk sediaan yang diberikan secara oral, parenteral, rectal, dan tropical. Formulasi yang berhasil dari suspensi, emulsi dan tablet, dari segi kestabilan fisik , dan respon farmakologis , juga bergantung pada ukuran partikel yang dicapai dari produk itu. Dalam bidang pembuatan tablet dan kapsul, pengendalian ukuran partikel sangat penting sekali dalam mencapai sifat aliran yang diperlukan dan pencampuran yang benar dari granul dan serbuk. Secara klinik, ukuran partikel suatu obat dapat mempengaruhi pelepasannya dari bentuk-bentuk sediaan yang diberikan secara oral, parenteral, rectal, dan topikal. Formulasi yang berhasil dari suspensi, emulsi dan tablet, dari segi kestabilan fisik, dan respon farmakologis, juga bergantung pada ukuran partikel yang dicapai dari produk itu. Dalam bidang pembuatan tablet dan kapsul, pengendalian ukuran partikel sangat penting dalam mencapai sifat alir yang diperlukan dan pencampuran yang benar dari granul dan serbuk 1.2 RUMUSAN MASALAH 1. Apa definisi dari Mikromeritik? 2. Apa pentingnya mempelajari Mikromeritik? 3. Apa aja metode yang digunakan untuk menentukan ukuran partikel? 4. Bagaimana Pembagian Sistem Dispersi berdasarkan Ukuran Partikel ? 5. Apa aplikasi Mikromeritik di bidang Farmasi?
1.3 TUJUAN Meningkatkan pengetahuan dan pemahaman tentang definisi mikromeritik, pentingnya mikromeritik, metode yang digunakan, pembagian system dispersi berdasarkan ukuran partikel.serta aplikasi mikromeritik di bidang Farmasi. 1.4 PRINSIP Metode pengayakan Pengukuran pertikel dari serbuk berdasarkan atas penimbangan residu yang tertinggal pada tiap ayakan yaitu dengan melewatkan serbuk pada ayakan dari nomor mesh rendah ke nomor mesh tinggi
Metode mikroskopi Menggunakan mikroskop untuk mengukur ukuran partikel yang berkisar dari 0,2 mm – 100 mm, di mana pada bagian bawah mikroskop tempat partikel terlihat, diletakkan mikrometer dan hemocytometer untuk melihat ukuran partikel. BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN APLIKASI DI DUNIA FARMASI Satuan ukuran partikel yang sering dipakai dalam mikromeritik adalah micrometer (µm) juga disebut micron dan µ, sama dengan 10-6 m. Partikel merupakan fasa terdispersi dan dapat berupa padatan, misalnya serbuk. Dalam partikel yang heterogen, ada dua sifat yang penting untuk diketahui, yaitu: a.
Bentuk dan luas permukaan dari masing-masing partikelnya
b.
Jarak ukuran dan jumlah atau bobot partikelnya yang berarti juga luas permukaan totalnya.
Pengetahuan dan pengendalian ukuran, serta kisaran ukuran partikel sangat penting dalam farmasi. 1. Secara klinik ukuran partikel suatu obat dapat mempengaruhi pelepasan zat aktif dari berbagai bentuk sediaan yang diberikan baik secara oral (melalui mulut), parenteral (injeksi), rectal (melalui anus) maupun topical (melalui kulit). 2. Di bidang pembuatan pembuatan tablet dan kapsul, pengendalian ukuran partikel sangat penting dan banyak membantu dalam mencapai sifat aliran yang diperlukan dan pencampuran yang benar dari granul dan serbuk. 3. Suatu formulasi yang baik, yaitu sediaan (obat jadi) berupa suspensi, emulsi, maupun tablet, dilihat dari segi kestabilannya secara fisik maupun farmakologik (efek, khasiat obat) akan tergantung pada ukuran partikel yang terdapat dalam obat jadi tersebut. Dimensi partikel serbuk dapat ditentukan meenurut sifat-sifatnya, seperti luas permukaan, volume, daerah proyeksinya atau kecepatan pengenapannya (sedimentasi). Untuk menyatakan dimensi partikel-partikel tersebut digunakan parameter Diameter bola ekivalen, misalnya diameter permukaan (ds ) yang dimaksud adalah diameter partikel yang berbentuk bola yang luas permukaan partikel yang diselidiki. • Diameter volume (dv) diameter partikel berbentuk bola yang mempunyai volume sama dengan volume partikel yang diselidiki. • Diameter terproyeksi (dp) adalah diameter partikel berbentuk bola yang mempunyai daerah
pengamatan sama dengan daerah pengamatan partikel yang diselidiki. • Diameter Stokes, yaitu diameter partikel berbentuk bola yang mempunyai kecepatan
sedimentasi sama dengan kecepatan sedimentasi partikel yang diselidiki. Mikromeritik biasanya diartikan sebagai ilmu dan teknologi tentang partikel yang kecil. Ukuran partikel dapat dinyatakan dengan berbagai cara. Ukuran diameter rata-rata, ukuran luas permukaan rata-rata, volume rata-rata dan sebagainya. Pengertian ukuran partikel adalah ukuran diameter ratarata.
kasar. Untuk pembagian contoh pada jumlah awal dari 10-1000 g digunakan apa yang disebut Pembagi Contoh piring berputar. Pada jumlah dasar yang amat besar harus ditarik beberapa contoh dimana tempat pengambilan contoh sebaiknya dipilih menurut program acak. Ilmu dan teknologi partikel kecil diberi nama mikromiretik oleh Dalla Valle. Dispersi koloid dicirikan oleh partikel yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mikroskop biasa, sedang partikel emulsi dan suspensi farmasi serta serbuk halus berada dalam jangkauan mikroskop optik. Partikel yang mempunyai ukuran serbuk lebih kasar, granul tablet, dan garam granular berada dalam kisaran ayakan. Setiap kumpulan partikel biasanya disebut polidispersi. Karenanya perlu untuk mengetahui tidak hanya ukuran dari suatu partikel tertentu, tapi juga berapa banyak partikel-partikel dengan ukuran yang sama ada dalam sampel. Jadi kita perlu sutau perkiraan kisaran ukuran tertentu yang ada dan banyaknya atau berat fraksi dari tiap-tiap ukuran partikel, dari sini kita bisa menghitung ukuran partikel rata-rata untuk sampel tersebut. Tabel 1. Pembagian Sistem Dispersi berdasarkan Ukuran Partikel Ukuran Partikel Mikrometer
Ukuran ayakan Milimeter
Contoh
Kira-kira
(µm)
0,5 – 10
0,0005 – 0,010
10 – 50
0,010 – 0,050
-
50 – 100
0,050 – 0,100
325 – 140
150 – 1000
0,150 – 1,000
1000 - 3360
1,000 – 3,360
100 – 18 18 – 6
Suspensi, emulsi halus Batas atas jarak di bawah ayakan, partikel emulsi kasar; partikel suspensi terflokulasi Batas bawah ayakan, jarak serbuk Halus Jarak serbuk kasar Ukuran granul rata-rata
Pentingnya mempelajari mikromiretik, yaitu : 1. Menghitung luas permukaan 2. Sifat kimia dan fisika dalam formulasi obat 3. Secara teknis mempelajari pelepasan obat yang diberikan secara per oral, topikal 4. Pembuatan obat bentuk emulsi, suspensi dan duspensi 5. Stabilitas obat (tergantung dari ukuran partikel).
suntikan dan
Pentingnya mengetahui ukuran partikel dalam bidang farmasi yaitu: a. Ukuran partikel berhubungan dengan luas permukaan dan tegangan antarmuka karena sifat ini sangat memengaruhi sifat fisika, misalnya dari aspek termodinamika, kimia misalnya dari aspek kelarutan (ionisasi) dan farmakologi dari suatu obat misalnya efek kerja dari zat. b. Ukuran partikel memengaruhi pelepasannya dari bentuk-bentuk sediaan yang diberikan secara oral, topikal, parenteral, dan rektal, ketika secara teknologi sekarang telah dikenal ukuran nanopartikel dan mikropartikel sehingga mudah mengalami penghantaran ke side effect. c. Ukuran partikel memengaruhi kekompakan tablet, kestabilan emulsi, dan suspensi Misalnya, ukuran partikel memegang peranan dalam laju pengendapan pada sediaan suspensi sehingga melihat ukuran partikel, maka suspensi dibagi menjadi dua tipe yaitu suspensi flokulasi dan suspensi deflokulasi.
Metode penentuan ukuran partikel 1. Pengayakan
Metode ini menggunakan satu seri ayakan yang telah dikalibrasi oleh Nasional Bureau of Standards. Merupakan suatu metode yang paling sederhana, tetapi relatif lama dari penentuan ukuran partikel. Di sini penentunya adalah pengukuran geometrik partikel. Sampel diayak melalui sebuah susunan menurut meningginya lebarnya jala ayakan penguji yang disusun ke atas. Bahan yang akan diayak dibawa pada ayakan teratas dengan lebar jala paling besar. Partikel yang ukurannya lebih kecil daripada lebar jala yang dijumpai, berjatuhan melewatinya. Mereka membentuk bahan halus (lolos). Partikel yang tinggal kembali pada ayakan, membentuk bahan kasar Metode pengayakan merupakan metode yang sederhana dengan menggunakan alat/ mesin seperti ayakan, tetapi memiliki aturan kecepatan dan ukuran ayakan (mesh) tertentu dan telah dikalibrasi. Metode ayakan ini hanya bisa untuk bahan-bahan yang mempunyai ukuran minimal 44 mikrometer (ayakan nomor 325).
Gambar 1. Alat ayakan (http://www.cleanair.com/Services/AnalyticalServices) Prinsip Metode Ayakan: Sampel diayak melalui sebuah susunan ayakan menurut ukuran mesh yang disusun ke atas. Ayakan dengan nomor mesh kecil memiliki lubang ayakan yang besar berarti ukuran partikel yang melewatinya juga berukuran besar.Bahan yang akan diayak diletakkan pada ayakan teratas dengan nomor mesh kecil. Partikel yang ukurannya lebih kecil dari lebar jala akan berjatuhan melewatinya. Partikel yang tinggal pada ayakan (over size), membentuk bahan kasar.
Faktor-faktor yang memengaruhi proses pengayakan antara lain:
1. Waktu atau lama pengayakan. Biasanya pengayakan dilakukan selama 5 menit. Pengayakan yang terlalu lama dapat membuat sampel jadi pecah karena saling bertumbukan satu dengan yang lain, sehingga bisa lolos melalui mesh selanjutnya. Jika kurang dari lima menit, biasanya proses pengayakan akan kurang sempurna. 2. Massa sampel. Jika sampel terlalu banyak maka sampel sulit terayak. Jika sampel sedikit makanan akan lebih mudah untuk turun dan terayak. 3. Intensitas getaran. Semakin tinggi intensitas getaran maka akan semakin banyak terjadi tumbukan antar partikel yang menyebabkan terkikisnya partikel. Dengan demikian partikel tidak terayak dengan ukuran tertentu. Keuntungan dari metode pengayakan antara lain.
Sederhana, praktis, mudah, dan cepat.
Tidak membutuhkan keahlian tertentu dalam melakukan metodenya.
Dapat diketahui ukuran partikel dari kecil sampai besar.
Lebih mudah diamati.
Kerugian dari metode pengayakan antara lain.
Tidak dapat mengetahui bentuk partikel secara pasti seperti pada metode mikroskopi. Ukuran partikel tidak pasti karena ditentukan secara kelompok (berdasarkan keseragaman). Tidak dapat menentukan diameter partikel karena ukuran partikel diperoleh berdasarkan nomor mesh ayakan.
Adanya agregasi karena adanya getaran sehingga memengaruhi validasi data.
Tidak dapat melihat bentuk partikel dan dapat menyebabkan erosi pada bahan-bahan granul.
2. Mikroskopik Optik Pada metode ini dapat digunakan mikroskop biasa untuk pengukuran partikel dalam jarak 0,2μ sampai kira-kira 100μ. Suatu emulsi atau suspensi, diencerkan atau tidak diencerkan, dinaikkan pada suatu slide dan ditempatkan pada pentas mekanik. Di mana pada bagian bawah mikroskop tempat partikel terlihat, diletakan mikrometer dan hemocytometer untuk melihat ukuran partikel. . Metode ini dapat digunakan untuk menghitung partikel pada sediaan suspensi dan emulsi. Manakala sediaan tersebut terlebih dahulu diencerkan, kemudian diletakkan pada slide, dan kemudian dilihat di mikroskop dengan standar slide mikrometer.
Gambar 3. Skala Mikrometer (http://www.ruf.rice.edu/)
Gambar 4. Contoh Penampakan pada Lensa Mikroskop Keuntungan metode mikroskopik yaitu
Adanya gumpalan dapat terdeteksi metode langsung
Kerugian metode mikroskopik yaitu
diameter hanya 2 dimensi jumlah partikel yang harus dihitung (300-500) makan waktu dan tenaga variasi antar operator besar, tetapi dapat diatasi dengan: fotomikrograf, proyeksi, scanner otomatis
3. Metode Sedimentasi
Cara ini mempergunakan alat (pipet) Andreasen. Sampel serbuk yang akan diuji disuspensikan dalam cairan pembawa dengan kadar yang kecil (0,5% atau lebih kecil) dan dibiarkan memisah (mengendap). Suspensi encer dalam pipet Andreasen dikocok, lalu pada
Ukuran partikel dalam kisaran ukuran yang terayak bisa diperoleh dengan sedimentasi gravitasi, yang dinyatakan dalam hukum Stokes. atau , dengan v adalah kecepatan pengendapan, h adalah jarak jauh dalam waktu t, dst adalah diameter rata-rata dari partikel didasarkan pada kecepatan pengendapan, ρ s adalah kerapatan partikel dan ρ0 adalah kerapatan dari medium. g adalah percepatan sesuai dengan gravitasi dan η0 adalah viskoditas medium. Persamaan tersebut hanya berlaku untuk partikel-partikel berbentuk bola yang dapat jatuh bebas tanpa hambatan dan pada suatu kecepatan yang konstan. Hukum tersebut dapat diterapkan untuk partikel-partikel dengan bentuk tidak teratur dari bermacammacam ukuran asal ukuran partikel relatif ekivalen dengan diameter dari sebuah bola yang jatuh pada kecepatan yang sama. Partikel-partikel tidak boleh manggumpal, karena gumpalan akan jatuh lebih cepat daripada jika partikel tersebut individual. Agar partikel tetap terpisah dan bebas. Maka harus dipakai "defloculating agent" yang sesuai. Pengukuran Volume Partikel
Alat yang mengukur volume partikel adalah Coulter Counter . Coulter Counter bekerja berdasarkan prinsip bahwa jika suatu partikel disuspensikan dalam suatu cairan yang mengkonduksi melalui suatu lubang kecil, yang pada kedua sisinya ada elektroda di mana akan terjadi suatu perubahan tahanan listrik. Metode Elutriasi
Metode elutriasi merupakan metode pengukuran partikel yang merupakan kebalikan daripada merode pengendapan. Udara dimasukkan ke dalam bagian bawah kolom yang berisi sample yang akan diukur. Pada kolom sebelah atas terdapat saringan yang dipasangkan untuk mengumpulkan partikulat. Kecepatan udara yang masuk ke dalam kolom sudah tertentu. Udara akan membawa partikel yang halus ke bagian atas dan akan terkumpul pada penyaring dan.ditimbang.
Gambar 5. Alat Andreasen (Martin, A.N., 1993)
Gambar 6. Diagram Skematis dari Coulter Counter Sifat-sifat turunan serbuk
Porositas Porositas atau rongga (Î) dari serbuk didefisisikan sebagai perbandingan volume rongga terhadap volume bulk dari suatu pengepakan. Volume bulk (Vb) merupakan volume yang ditempatkan oleh serbuk. Porositas dinyatakan dalam persen. Susunan Pengepakan Susunan pengepakan yang ideal yakni : a. Paling dekat atau Rhombohedral. b. Paling longar, sebagian besar terbuka atau pengepakan kubus atau most open. Partikel-partikel serbuk umumnya bisa mempunyai tiap susunan antara kedua pengepakan ideal dan kebanyakan serbu-serbuk dalam praktek mempunyai porositas antara 30-50 %.
Kerapatan Partikel Kerapatan secara umum didefinisikan sebagai berat per satuan volume. Ada 3 tipe kerapatan yakni :
a. K erapatan sebenarnya (r)
Merupakan kerapatan dari bahan padat yang nyata (sebenarnya). Kerapatan sebenarnya dari serbuk-serbuk dapat ditentukan dengan menggunakan suatu Densitometer Helium. b. Kerapatan G ranul (rg)
Dapat ditentukan dengan suatu metoda yang serupa dengan metoda pemindahan cairan, dengan menggunakan air raksa yang dapat mengisi ruang-ruang kosong tetapi tidak berpenetrasi kedalam pori-pori dalam dari partikel-partikel. c. K erapatan Bulk (rb)
Dapat didefinisikan sebagai massa dari suatu serbuk dibagi dengan volume bulk. Kerapatan bulk dapat ditentukan dari volume bulk dan berat suatu serbuk kering dalam sebuah gelas ukur. Kerapatan bulk dari suatu serbuk bergantung pada distribusi ukuran partikel, bentuk partikel, dan kecenderungan partikel untuk melekat satu dengan lainnya. Bulkiness Volume bulk spesifik merupakan kebalikan dari kerapatan bulk yang biasa disebut bulkiness atau bulk saja. Bulk merupakan suatu hal yang perlu dipertimbangkan dalam pengemasan serbuk. Sifat Aliran Serbuk Bulk agak analog dengan cairan Non Newton yang menunjukan aliran plastik dan kadang-kadang dilatasi, partikel – partikel dipengaruhi oleh gaya tarik-menarik sampai derajat yang bervariasi, oleh karena itu serbuk dapat mengalir bebas ataupun melekat. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat aliran dari serbuk yakni ukuran partikel, porositas, dan kerapatan serta kehalusan permukaan. Untuk memperbaiki karakteristik aliran dapat ditambahkan pelincir (glidant) pada serbuk glanular seperti Magnesium Stearat, Amilum, dan talk. Untuk mengukur serbuk yang mengalir per satuan waktu melalui lubang
corong dapat menggunakan suatu pencatat pengukuran aliran serbuk sehingga dapat diperoleh konsenterasi pelincir optimum yakni 1 % atau kurang.
Pengompakan Jika serbuk dikompakan pada tekanan kira-kira 5 kg/cm2, porositas serbuk yang tersusun dari partikel-partikel yang kaku akan lebih tinggi daripada porsitas serbuk-serbuk dalam packing yang sangat berdekatan seperti ditentukan oleh percobaan pengetukkan sehingga serbuk-serbuk ini akan dilatan yakni menunjukan pengembangan yang tidak diharapkan, bukan kontraksi dibawah pengaruh tekanan Kegunaan Mikromeritik bagi Farmasi: 1. Dalam Sediaan Farmasi Untuk mengetahui dan menentukan bentuk sediaan obat yang cocok. Untuk mengetahui efek dan stabilitas obat. Untuk memperoleh informasi tentang lama absorbsi obat dalam tubuh. Untuk memperoleh informasi mengenai bentuk dan ukuran partikel yang berpengaruh dalam pelepasan obat dari bentuk sediaannya didalam tubuh (waktu hancur). 2. Dalam Teknologi Farmasi berhubungan dengan sifat alir dan dalam pelepasan zat aktif dari bentuk – bentuk sedian yang diberikan secara oral, parental, rectal, dan topical. 3. Dalam Biofarmasetika berhubungan dengan absorbsi obat, semakin kecil ukuran partikel semakin mudah diabsorbsi karena luas permukaannya kasar. BAB III PENUTUP KESIMPULAN
Mikromiretik merupakan ilmu dan teknologi tentang ukuran partikel. Ilmu mikromeritik sangat memegang peranan penting dalam Farmasi karena berhubungan dengan proses formulasi, pembuatan, dan kestabilan sediaan farmasi. Terdapat empat metode sederhana dalam menentukan ukuran partikel yaitu metode pengayakan, metode mikroskopik optik, metode sedimentasi dan metode coulter counter. Serbuk bahan padatan memiliki sifat-sifat diantaranya porositas dan kerapatan partikel. Kerapatan partikel terdiri dari tiga jenis yaitu kerapatan sebenarnya, kerapatan granul, dan kerapatan bulk.
Prinsip dari metode mikromeritik adalah mempelajari partikel-partikel kecil ukuran partikel mempengaruhi pelepasan obat dan bentuk sediaan tertentu. Ada 2 metode dasar dalam menentukan ukuran partikel yaitu metode mikroskopi dan metode pengayakan.
Kegunaan mikromeritik dalam bidang kefarmasian antara lain
1. Untuk menentukan bentuk sedian obat yang cocok 2. Untuk mengetahui efek dari stabilitas obat 3. Untuk memperoleh informasi mengenai bentuk dan ukuran partikel yang berpengaruh dalam pelepasan obat dari bentuk sediaannya didalam tubuh (waktu hancur). 4. Untuk memperoleh informasi tentang lama absorbsi obat dalam tubuh. DAFTAR PUSTAKA
http://bppsdmk.kemkes.go.id/pusdiksdmk/wp-content/uploads/2017/08/Farmasi-FisikKomprehensif.pdf ( Diakses pada 4 Desember 2017 ) https://kupdf.com/download/makalh-mikromeritik_59f519b7e2b6f5fc35531c95_pdf# ( Diakses pada 4 Desember 2017 ) Martin, A., (1990), “Farmasi Fisika”, Buku II, UI Press , Jakarta, 1022-1023, 1036-1038. https://kupdf.com/queue/makalh-mikromeritik_59f519b7e2b6f5fc35531c95_pdf?queue_id=-1 ( Diakses pada 4 Desember 2017 ) Moechtar, 1990, Farmasi Fisika, 169, UGM Press, Yogyakarta Parrot, L,E., 1970, Pharmaceutical Technologi, 11, 12, Burgess Publishing Company, Mineapolish Voigt, R., 1994, Buku Pelajaran teknologi Farmasi, Edisi V, Cetakan I, 45, 47, 51, UGM Press, Yogyakarta
