Bulan Wening R.A 12/344741/PA/14972
PERAN ANALISIS TERMAL DALAM INDUSTRI FARMASI
A. Pendahuluan Analisis termal merupakan metode analisis yang telah banyak digunakan dalam berbagai bidang industri, seperti industri semen, industri pengepakan semikonduktor dan industri farmasi. Pada makalah ini akan ditinjau lebih jauh bagaimana analisis termal berperan dalam industri farmasi. Dalam industri farmasi metode termal analisis yang digunakan ada dua, yaitu : 1. Differential Scaning Calorimetry (DSC) atau Differential Thermal Analysis (DTA) dimana parameter yang diuji adalah laju alir panas yang masuk dan keluar dari sampel 2. Thermogravimetry dimana parameter yang diuji adalah perubahan berat dari sampel. B. Prinsip Prinsip penggunaan DSC Terdapat wadah sampel dan referensi yang dipanaskan secara linear, pada awalnya kedua panci akan berada pada suhu yang sama. Jika terjadi perubahan
pada
sampel,
misal
peleburan,
maka
sampel
akan
membutuhkan energi karena prosesnya endotermik. Karena hal itu temperatur dalam wadah sampel konstan. Dengan demikian, perbedaan suhu terjadi antara wadah sampel dan referensi. Pada metode pertama yang disebut "heat flux DSC" instrumen akan mengukur perbedaan temperatur antara wadah sampel dan referensi. Perbedaan panas akan diubah menjadi fungsi laju alir panas dq/dt. Dalam metode kedua, yang disebut DSC, dua pemanas individu digunakan untuk memonitor laju pemanasan individu. Sebuah sistem kontrol akan mengatur peredaan suhu antara sampel dan referensi. Jika perbedaan terdeteksi pemanas individu
akan terkoreksi sehingga suhu tetap sama dikedua wadah. Ketika proses endotermik
atau
eksotermik
terjadi,
instrumen
memberikan
energi
kompensasi yang harus diberikan untuk mempertahankan suhu yang sama dikedua wadah. Prinsip penggunakan Thermogravimetry Terdapat dua wadah, satu untuk sampel dan lainnya untuk referensi, yang diletakkan diatas penyeimbang. Wadah sampel dalam keadaan tertutup, tanpa kontak, di dalam oven. Oven dipanaskan secara linear. Penyeimbang didinginkan untuk menjaga suhu konstan dalam mekanisme perubahan berat. Sinyal TG menunjukkan grafik perubahan berat melawan waktu atau suhu yang telah diprogram. Turunan kurva DTG sangat sering digunakan untuk membuat langkah-langkah dari penurunan berat sampel terlihat lebih jelas. C. Aplikasi Identifikasi dan penentuan parameter termodinamika Kemampuan DSC untuk menganalisis proses melelehnya suatu polimer digunakan untuk mengiidentifikasi kemasan, transisi kaca dari turunan selulosa amorf yang digunakan dalam lapisan film, polivinilpirolidon dan pembawa
obat
biodegradable.
Diskriminasi
antara
beberapa
jenis
polivinilpirolidon ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 2 menunjukkan perilaku pada pembawa obat (drugs carrier), asam L-polylactic. Kurva DSC menunjukkan pada temperatur berapa sampel mengalami transisi menjadi kaca (glass transition), lalu sampel berubah menjadi kristal, dan pada akhirnya meleleh seiring dengan berapa energi yang digunakan tiap-tiap proses.
pada
Gambar 1
Gambar 2
Studi mengenai polimorfi Tidak hanya bahan aktif, tetapi juga cukup banyak bahan lain seperti zat warna, lilin, gula, gliserida, propylgallate, aspartam, dll yang bermasalah karena mereka mengalami polimorfisme. Pada suatu penelitian dikatakan bahwa bentuk-bentuk yang berbeda dari sorbitol memberikan masalah formulasi, bentuk stabil γ adalah yang paling sesuai. Dalam hal ini analisis DSC dan TG dapat digunakan dalam mengontrol kualitas sorbitol. Hal tersebut ditunjukkan pada Gambar 3. Selanjutnya kemurnian dari produk yang dihasilkan dapat ditentukan.
Gambar
3
menunjukkan
bahwa
kurva
84807
batch
adalah bentuk stabil γ dari
sorbitol
yang
dapat diterima.
Analisis
TG
determinasi
untuk
senyawa
volatil TG hanya menggunakan 1 mg sampel atau kurang dari itu tiap analisnya, yang merupakan keuntungan besar bagi analisis zat seperti peptida. Selain itu, penurunan berat yang diakibatkan saat proses pengeringan (dalam vakum atau pada suhu 105 ° C) tidak mungkin dihindari pada suat zat karena efek sublimasi atau dekomposisi, namun hal itu bisa diselesaikan dengan TG, di mana tidak akan terjadi penurunan kurva sebelum zat mencair. Penentuan kemurnian Perilaku eutektik antara zat obat (atau eksipien) dan kotoran adalah dasar untuk penentuan kemurnian oleh DSC. Ketidak murnian (pengotor) mempengaruhi kurva DSC dengan menekan titik leleh dan memperluas kurva leleh. Jumlah pengotor dapat dihitung dari titik depresi leleh AT = To – Tm. Gambar
4
menunjukkan diagram
fase
eutektik sebuah zat : kurva
lelehan
sebagai fungsi dari konsentrasi dari dua komponen campuran.
dalam
Penentuan kemurnian enantiomer 90% dari 2 antipoda menghasilkan senyawa rasemat. Setelah jenis diagram fase diketahui, perbandingan dari fase eutetik dan rasemat mungkin dilakukan secara kuantitatif menggunakan persamaan Schroeder van Laar (eutektik) atau persamaan Prigogine Defay (rasemat). Mendeteksi solvent yang tejebak Pelarut sangat sering terjebak dalam kristal dan lolos hanya selama peleburan atau pelarutan. Hasil dari analisis TG lebih cepat didapatkan dibanding analisis menggunakan kromatografi gas. Membantu pre-formulasi penentuan obat yang digunakan dalam dunia medis
Pemilihan garam terbaik adalah prasyarat untuk pengembangan bentuk dosis. Penggunaan DSC untuk prediksi kompatibilitas telah disarankan, tetapi hanya dalam beberapa kasus yaitu untuk memprediksi interaksi kimia yang mungkin. Namun demikian, kurva campuran DSC membantu seseorang memahami interaksi fisik antara obat substansi dan eksipien. Perilaku
eutektik
menjelaskan
tidak
kesulitan
berarti dengan
ketidakcocokan. komposisi
yang
Tapi
itu
mungkin
diberikan
selama
pemrosesan. Kami mempelajari masalah komposisi yang memberikan kesulitan selama pentabletan. Alasannya adalah bahwa eksipien dan senyawa obat memiliki perilaku eutektik dengan depresi kuat dari titik leleh. Meskipun terdapat obat dengan titik lebur tinggi (kafein), namun tablet meleleh benar-benar di 60 ° C. Gambar 5 menunjukkan bagaimana DSC membantu studi kompatibilitas setelah penyimpanan.
Kurva DSC bagian awal dari campuran senyawa
obat dan eksipien menunjukkan dalam beberapa kasus terjadi interaksi antar
keduanya
dan
dalam
kasus
lain
tidak
ada
interaksi
antar
keduanya.
Setelah
penyimpanan dapat
kita
melihat
degradasi terjadi
hanya pada
beberapa eksipien, terutama
dengan
adanya air. Diagram fase adalah dasar untuk pengembangan bidang untuk
galenik mengontrol
sistem rilis obat dan
kestabilan senyawa obat.
DSC mengambil peran yang banyak dalam
bidang ini. Perubahan fisik selama penyimpanan dosis Dalam beberapa kasus ideal, perilaku polimorfisme bahan obat dapat dipelajari dalam keadaan padat. DSC cukup berguna sebagai dukungan untuk pengembangan supositoria. Lemak massa supositoria adalah campuran
kompleks
dengan
modifikasi
kristal
yang
berbeda
dan
mengalami transisi lambat ke dalam bentuk lebur yang lebih tinggi selama penyimpanan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Jika titik leleh meningkat di atas 37 °C, ini dapat menyebabkan produk menjadi tidak efektif pada saat penyimpanan. Pilihan awal massa supositoria
mudah
dibuat dengan DSC. Pengecekan manufaktur reproduksi sangat
juga efisien.
Selanjutnya identitas dan
distribusi
seragam
senyawa
obat dapat ditentukan. Perubahan fisik lainnya dari eksipien dapat dideteksi
dengan
DSC.
Sebagai
contoh,
laktosa
anhidrat
bisa
bertransformasi menjadi monohidrat. Kristalisasi dari eksipien dalam tablet dapat dianalisis dengan DSC.
