STUDI BIOFARMASI PADA PEMBERIAN OBAT SECARA INTRAPULMONER (AEROSOL)
Kelompok 4 Boy Suzazi Virgaustt Andi Virgaus Prasetyo Hadi N Orianna Zulfa Derisa Aulia Eka Septianingsih Aida Nur Aini Wenny Wenn y Zuricha Zoro Nuraini Oktaviani Hanifa Rozanah Larasati Tunggad unggadewi ewi M. Khairuman Devinna Dedi Saputra
260110100161 260110100145 260110100120 260110100123 260110100105 260110100125 260110100144 260110100106 260110100095 260110100109 260110100128 26011010 0128 260110100119 260110100134 260110100136
AEROSOL
CARA PENAHANAN ATAU DEPO
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGHIRUPAN DAN PERPINDAHAN
TUJUAN KINERJA OBAT SISTEM INTRAPULMONAR
POKOK BAHASAN
TAHAPAN PERJALANAN AEROSOL
ANATOMI DAN FISIOLOGI SALURAN NAPAS
TEKANAN INTRAPULMONER
PEMBAHASAN JURNAL
Boy Suzazi 260110100161
Aerosol •
•
•
Aerosol : sediaan yang mengandung satu atau lebih zat berkhasiat dalam wadah yang diberi tekanan, berisi propelan atau campuran propelan yang cukup untuk memancarkan isinya hingga habis, dapat digunakan untuk obat luar atau obat dalam dengan menggunakan propelan yang cukup (F.I. III, 1979). Propelan berfungsi memberikan tekanan yang dibutuhkan untuk mengeluarkan bahan dari wadah Propelan : –
–
gas yang dicairkan, misalnya hidrokarbon gas yang dimampatkan, misalnya CO2, N2, dan Nitrosa
•
•
Aerosol pada umumnya sering ditemukan untuk pengobatan saluran pernafasan misalnya untuk penanganan simpatomatis pada penyakit asma, aerosol topical untuk pengobatan acne (jerawat), dan kosmetik seperti styling foam untuk penataan rambut. Aerosol adalah suatu sistem koloid hidrofil: – –
• •
fase pendispersi berupa gas / campuran gas fase terdispersi berupa partikel zat cair yang terbagi sangat halus atau partikel-partikelnya tidak padat
Ukuran partikel aerosol lebih kecil dari 50 mm Penentuan distribusi ukuran aerosol dapat dilakukan dengan sistem DMPS/C
Biofarmasi Fakultas Farmasi Universitas Padjadjaran 2013
Virgaust Andi 260110100145
Kelebihan •
•
•
•
•
•
Menghindari First Pass effect Kecepatan absorpsi dapat disetarakan dengan rute intravena Onset kerja cepat Dosis lebih rendah sehingga efek samping lebih kecil Dapat digunakan lokal dan sistemik Onset lebih cepat untuk daerah kerja CNS
Kekurangan •
•
•
•
•
•
Sekali digunakan, Penghilangan obat dari tempat absorpsi sulit Mucociliary clearance menurangi waktu retensi obat dalam rongga hidung obat terhalang oleh mucus dan ikatan mucus – obat Mukosa nasal dan sekresinya dapat mendegradasi obat Obat dengan berat molekul tinggi (susah diabsorbsi ), route ini terbatas hanya untuk obat-obat yang poten (dosis kecil ) Iritasi lokal dan sensitisasi obat harus diperhatikan
Prasetyo Hadi N 260110100110
Tujuan Kinerja Obat Sistem Intrapulmonar
Efek Lokal
Efek Sistemik
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
•
•
Penghantaran obat dengan efek kerja lokal melalui intrapulmonar digunakan untuk mengobati jalan nafas/asthma, pengobatan lokal pada tenggorokan dan pengobatan TBC di paru-paru Beberapa obat diberikan secara intra nasal untuk efek lokal seperti obat tetes hidung / spray. Ukuran partikel yang cocok 5 – 10µm Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Vaksin-vaksin Flu Obat – obat pengencer dahak, mukolitik, ekspektoran Obat untuk penyakit tuberculosis (Fernandes & Vanbever, 2009) • •
•
http://www.ashleysuzanne.com/nursing-tip-of-the-daypharmacology/ Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Obat Intrapulmonar efek lokal, keuntungan : Dosis yang diperlukan untuk menghasilkan efek farmakologis dapat dikurangi (dari dosis oral) •
•
•
Onset of action yang cepat Menghindari reaksi saluran cerna dan metabolisme hati
Kerugian : Pasien mungkin kesulitan menggunakan alat inhaler dengan benar •
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Tujuan Kinerja Obat Sistem Intrapulmonar
Efek Lokal
Efek Sistemik
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
•
•
•
Alternatif penghantaran obat “bebas- jarum” untuk kerja sistemik, Karena obat masuk ke darah secara alami seperti mekanisme pernafasan Disebabkan area permukaan epitel intrapulmonar yang luas dan memiliki pembuluh darah vaskuler yang tinggi Walaupun membran epitel alveoli lebih tebal daripada membran epitel usus, aktivitas enzim yang bekerja di alveoli lebih rendah dan tidak mengalami first-pass effect sehingga absorpsi obat ke darah lebih maksimal Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Keterangan 1. Obat masuk dengan cara inhalasi lewat mulut / hidung 2. Obat disalurkan ke paruparu 3. Dalam paru-paru, obat diteruskan ke alveolus 4. Obat masuk ke aliran darah melalui alveoli, seperti pada proses pertukaran oksigen dan CO2 saat pernafasan http://www.youtube.com/watch?v=pA6e39FfQgs Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
•
•
Obat-obat fentanyl)
anastetika
opioid
(morfin,
Obat-obat yang mengandung protein (growth Hormone, Parathyroid hormone, erythropoietin)
(Fernandes & Vanbever, 2009)
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Keuntungan obat Intrapulmonar efek sistemik : •
•
•
•
Paru – paru mempunyai area permukaan yang luas untuk absorbsi obat
Kerugian obat Intrapulmonar efek sistemik: •
•
Permeabilitas membrane paru – paru terhadap molekul obat lebih tinggi daripada usus kecil dan route mukosa lainnya Mempunyai vaskularitas tinggi yang mempercepat absorbsi dan onset of action Paru – paru lebih baik terhadap obat protein dan peptide daripada saluran cerna
•
•
Paru – paru tidak siap untuk penghantaran obat Banyak faktor yang mempengaruhi reprodusibilitas penghantaran obat melalui paru – paru, termasuk variable fisiologis dan farmaseutik Absorbsi obat dihalangi oleh lapisan mucus yang cukup tebal dan interaksi obat – mukus Mucociliary clearance mengurangi waktu retensi obat dalam paru - paru
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Sumber:
http://www.uclouvain.be/cps/ucl/doc/farg/documents/FernandesVanbeverEODD2009.pdf Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Prasetyo Hadi - Farmasi Unpad
Orianna Zulfa 260110100123
ANATOMI DAN FISIOLOGI SALURAN NAPAS Saluran napas dapat dibagi dalam dua daerah yang berbeda yaitu : a.
Daerah konduksi
b.
Daerah pertukaran.
a. Daerah Konduksi
Hidung
Mulut
Trakea
Bronkus
Silia
Getah bronkus
1. Hidung Anatomi
1. Hidung luar a. Pangkal hidung ( bridge ) b. Puncak hidung ( apeks ) c. Lubang hidung ( nares anterior ) 2. Hidung dalam a.
Vestibulum
b.
Konka
Fungsi Hidung : 1. Alat pengatur kondisi udara (air conditioning) 2. Indra pencium (olfactory) 3. Jalan dan pertahanan saluran nafas
Pertahanan saluran nafas:
Bulu dan rambut getar (silia) pada epitel.
Menyaring partikel yang masuk hidung dan mukosa akan menahan partikel tersebut melalui tumbukan atau pengendapan.
Effective absorption area formed in patients' nasal cavity after the spray of the liquid medicine
Derisa Aulia 260110100105
Mulut merupakan jalur kedua untuk proses penghirupan. Penghirupan melalui mulut mempunyai efek samping terutama bila udara mengandung partikel, sebab di mulut tidak ada penyaringan partikel.
2. Mulut
Anatomi Mulut 1.
Celah mulut (Rima Oris) Dibatasi oleh labium superius dan labium inferius.
2.
Bagian dalam mulut (Cavitas Oris) a. Vestibulum oris b. Labium (Frenulum labii superioris dan inferioris) c. Glandulla salivatorius (kelenjar liur)
3.
Bagian atas mulut (Cranial) a.Palatum (atap mulut)
4.
Lingua
Anatomi : •
•
•
Panjangnya kira-kira 9 cm. Terdiri dari 16-20 cartilago hyalin (mempertahankan agar trakea tetap terbuka). Di permukaannya terdapat Trakea atau banyak sel kelenjar epitelium bersilia dan selaput lendir.
3.
Trakea terbagi menjadi dua bronkus yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri.
Batang Tenggorokan
1. Bronkus kanan Lebih pendek dan lebih besar. Terdiri dari 6-8 cincin, mempunyai tiga cabang. 2. Bronkus kiri Lebih panjang dan lebih ramping. Terdiri dari 9-12 cincin mempunyai dua cabang.
4. Bronkus
Bronkus dilapisi oleh lapisan epitel yang terdiri dari: Lapisan mukosa
Silia (bulu getar)
Sel lendir
Membran
Silia
Getah bronkus Sumber
Secara anatomik sumber getah bronkus adalah kelenjar bronkus pada trakea dan bronkus besar dimana mengandung sel-sel mukus Bentuk : Sel epitel menyerupai tangga berjalan atau permadani mukosilier yang berombak. Peranan : a.
Silia saraf pembau
b.
pertahanan saluran napas dengan mengeluarkan getah bronkus dan cairan alveoler.
Sekresinya terjadi bila ada rangsangan akibat refleks akson contohnya bila terjadi iritasi langsung.
Eka Septianingsih 260110100125
b. Daerah Daerah Pertukaran Pertukaran Daerah pertukaran berfungsi dalam pertukaran udara antara alveolus dan pembuluh darah. Terdiri dari : 1. Bronkiolus te terminalis 2. Bronkiolus respiratorius 3. Ductuli al alveolaris pediculi 4. Saccus alveolaris 5. Dinding alveoli
1. Bronchiolus terminalis dan respiratory •
•
•
Bronkiolus terminalis mempunyai mempunyai kelenjar lendir dan silia. Bronkiolus terminalis masuk ke dalam saluran vestibula yang dilapisi sel epitelium pipih dan di dalam dindingnya terdapat kantong udara (alveoli). Bronkiolus respiratori merupakan saluran transisional antara lain jalan nafas konduksi dan jalan udara pertukaran gas.
2. Kanal Alveoli (Ductuli Alveolaris Pediculi) •
•
Bronkiolus respiratori kemudian mengarah ke dalam duktus alveolar dan sakus alveolar. Dan kemudian menjadi alveoli. Panjangnya 2-3 mm memiliki suatu celah yang dibatasi oleh lubang alveoli.
3. Saccus alveolaris (kantung alveoli) •
•
Alveoli pulmonalis berbentuk kantong kecil berdiameter 0,1-0,3 mm. Volumenya sekitar 60% dari volume udara bronchopulmonary total.
4. Dinding alveolus •
•
Merupakan lapisan film yang menyelubungi alveoli dengan ketebalan 10-50 nm. Strukturnya berperan untuk transfer udara dalam saluran napas dan hemoglobin dalam peredaran darah kapiler yang berdekatan dengan alveoli.
Struktur Dinding Paru Epitelium Sel otot halus Sel kelenjar Syaraf Sel pertahanan Pengasup darah
Aida Nur Aini 260110100144
Tekanan intrapulmoner •
•
•
Arah aliran udara ditentukan oleh hubungan antara tekanan atmosfer dan tekanan intrapulmoner Tekanan intrapulmoner adalah tekanan di dalam saluran pernafasan di alveoli
Ketika istirahat dan bernafas normal, perbedaan tekanan atmosfer dan tekanan intrapulmoner relatif kecil
saat inhalasi
paru-paru mengembang
tek. Intrapulmoner turun menjadi 759 mmHg
saat ekshalasi
paru-paru mengempis
tek. Intrapulmoner meningkat menjadi 761 mmHg
•
•
•
Komponen aerosol pada permukaan lumen (mis. tracheobroncial) dan periferal (mis. alveolus) memiliki tekanan farmakokinetik yang berbeda. Diagram 1 (central airways) menggambarkan perjalanan obat dari permukaan lumen hingga tempat terapeutiknya di saluran pusat (otot polos) Diagram 2 (alveolus) menggambarkan sirkulasi darah di saluran periferal paru-paru
DIAGRAM 1. CENTRAL AIRWAY Aerosol Lumen Mucus
1
Cilia
2
Ephitalium Blood Vessel
3
4
Submucosa Smooth muscle
5
DIAGRAM 2. ALVEOLUS Aerosol
Macrophage
2 1
Surfactant Ephitalium Interstititum
3
Endothelium
4
Blood
5 5
Lumen
Lymphatic
Proses masuknya aerosol di alveolus 1. Berinteraksi dengan permukaan mucus 2. Kotoran dihilangkan oleh makrofag 3. Aksesnya dibatasi oleh lapisan epitel 4. Biotransformasi atau terkompleks oleh ephithelium-associated
Wenny Zuricha Zoro 260110100106
JURNAL
Nuraini Oktaviani 260110100095
Tahapan Perjalanan Aerosol Transit atau penghirupan Penangkapan atau depo Penahanan dan pembersihan Penyerapan
Hembusan udara ekspirasi
Tetapan k1 sampai k5 menyatakan kecepatan dan jumlah partikel yang melewati permukaan atau kompartemen paru
Tetapan K6 menyatakan jumlah partikel tersuspensi yang tidak tinggal dalam alveoli dan dikeluarkan melalui hembusan udara ekspirasi
Tetapan K8 dan k9 lebih mencerminkan jalur perpindahan zat aktif yang terlarut daripada perpindahan paertikel itu sendiri
Tetapan K2p, K3p, K4p, K5p, K6p menyatakan jumlah zat aktif yang mengendap di permukaan kompartemen tertentu
Tetapan K7, K8 dan K9 lebih mencerminkan jalur perpindahan zat aktif yang terlarut daripada perpindahan partikel itu sendiri
Tetapan KD menyatakan keadaan zat aktif yang terkandung dalam partikel
Hanifa Rozanah 260110100109
Penghirupan dan perpindahan Faktor- faktor yang berpengaruh: •
Ukuran partikel
•
Cara pernapasan dan laju pernapasan
•
Aliran gas
•
Kelembaban
•
Suhu
•
Tekanan
1. Ukuran Partikel •
•
•
Partikel-partikel yang ukurannya lebih kecil dari 1,2 µm tidak mengalami hambatan di dalamsaluran bronkus, dan yang berdiameter kurangdari 0,2 µm dapat mencapai daerah alveoli. Partikel-partikel yang memiliki koefisien difusi rendah dan yang gravitasinya rendah akan mengikuti perjalanan udara pensuspensinya. Partikelsemacam ini dapat menembus bagian paru yang lebihdalam dan penembusan ini tergantung pada volumeudara yang beredar. Tetapi tidak pada setiap inspirasi partikel tersebut dapat mencapai alveoli yang lebih jauh dan hal itu dijelaskan dengan mekanisme difusiyang mengatur pertukaran antara udara inspirasi danudara residu di dalam paru. Partikel yang mempunyai koefisien difusi rendah mampu menembus paru sampai daerah volume edar yang mengalir dan volume kumulasi aliran udaranya sama.
Larasati Tunggadewi 260110100128
2. Cara bernapas •
•
Pernapasan normal 12-15kali/menit Oleh karena itu peningkatan atau penurunan laju respirasi akan mempengaruhi banyaknya zat aktif yang terhirup pasien.
Peningkatan laju inspirasi akan membawa partikel berukuran besar ke alveoli. •
Penurunan ritme pernapasan akan membuat pertikel diam dalam paru-paru lebih lama. •
M. Khairuman 260110100119
3. ALIRAN GAS Aliran gas melalui saluran udara terdiri dari aliran laminar, aliran transisi dan aliran turbulen. Aliran Laminer adalah aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-lapisan (lanima-lamina) membentuk garis-garis alir yang tidak berpotongan satu sama lain. Aliran ini mempunyai Bilangan Reynold lebih kecil dari 2300. Aliran Turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling berpotongan. Aliran turbulen mempunyai bilangan reynold yang lebih besar dari 4000.
•
•
ALIRAN DALAM TUBUH Biasanya aliran darah di dalam tubuh mengalir secara laminar tetapi ada beberapa tempat di mana darah mengalir secara turbulensi seperti di valvuva jantung (katup jantung). Secara teoritis, aliran laminar bisa diubah menjadi aliran turbulensi apabila tabung/pembuluh secara berangsur-angsur diciutkan jari-jarinya dan kecepatan aliran secara bertahap ditingkatkan sehingga mencapai kecepatan kritis (Vc). Menurut Osbome Reynoldkecepatan kritis (Vc) berbanding lurus dengan viskositas (h) dan berbanding terbalik dengan massa jenis zat cair (r) dan jari jari tabung/ pembuluh (r).
MEKANISME PARU-PARU Dalam saluran udara kecil di mana aliran adalah laminar, Dalam saluran udara kecil di mana aliran adalah laminar, resistensi sebanding dengan viskositas gas dan tidak berhubungan dengan kepadatan dan sebagainya heliox memiliki pengaruh yang kecil. Persamaan HagenPoiseuille menggambarkan resistensi laminar. Dalam saluran udara besar di mana aliran turbulen, resistensi sebanding dengan kepadatan, sehingga heliox memiliki efek yang signifikan. Paru-paru merupakan komponen utama pernapasan yang diselimuti selaput yang disebutpleura viseralis yang tumbuh menjadi satu dengan jaringan paru-paru. Di luar pleura viseralis terdapat selaput pleura parietalis. Ruang antara viseralis dan parietalis disebut ruang intrapleural berisi cairan yang tipis. Saat menarik nafas, ruang dada berkembang dan ikut berkembang pula pleura viseralis dan pleura parietalis, sedangkan tekanan dalam ruangan intrapleural akan mengalami penurunan.
Devinna 260110100134
4. Kelembaban • Paru bagian dalam (kand. air 44g/m3) • Aerosol kejenuhannya 34g/m3 • Pertumbuhan partikel sebagai fungsi dari kelembaban • Perubahan ukuran partikel tergantung kelarutan (> kelarutan, ukuran partikel >)
5. Suhu • Partikel bergerak suhu ↑ ke suhu ↓ • Gerakan berbanding lurus dengan perubahan suhu dan diameter partikel
6. Tekanan • Selama inspirasi tek paru turun 60-100 mmHg dibawah tek atmosfer • Pemakaian tek positif pada aerosol ↑ perbedaan tek hingga 4-22 mmHg
Dedi Saputra 260110100136
CARA PENAHANAN ATAU DEPO •
Tumbukan karena kelembaban
•
Pengendapan karena gravitasi
•
Difusi / Gerak Brown
CARA PENAHANAN ATAU DEPO a.
Tumbukan karena kelembaban
Tumbukan karena kelembaban terjadi pada permukaan hidung, faring, dan segmen trakea-bronkus. Tumbukan oleh kelembaban ini tidak terjadi di alveolus, karena pada alveolus laju pengaliran udara adalah 0 (nol). Kemungkinan terjadinya tumbukan oleh kelembaban semakin meningkat dengan bertambahnya diameter partikel, laju aliran udara, sudut lekukan, dan penurunan jari jari bronkus.
