Seminar Nasional“Optimalisasi Pengolahan Tanaman Lokal

Sebagai Produk Herbal MedicineDengan Nanoteknologi”

Oleh : Dr.rer.nat Mardiyanto, MSi Apt

Fakultas Farmasi Universitas Andalas, Padang 23 April 2016

Biodata

1 Nama Lengkap (dengan

gelar)

Dr.rer.nat Mardiyanto, SSi, MSi

2 Jenis Kelamin Laki-Laki

3 Tempat dan Tanggal Lahir Padang, 10 Maret 1971

4 E-mail mardiyanto@fmipa.unsri.ac.id

5 Nomor Telepon/HP 082115142591

6 Alamat Kantor Prodi Farmasi Kampus UNSRI

7 No. Telepon/Fax 0711580268 / 0711580056

8 Mata Kuliah Yang Diampu Nano-Teknologi Farmasi

Informasi S-1 S-2 S-3

Nama PT UNAND ITB Saarland University

Bidang Ilmu Farmasi Farmasi Farmasi

Tahun Lulus 1996 2002 2013

Judul Skripsi/Tesis/Disertasi Uji aktivitas senyawa

beta-sitosterol dari

Desmos chinensis Lour

Peningkatan produksi

tetrasiklin dengan

menggunakan

Fosfodehidrogenase dari

Streptomyces aureofaciens

Investigation of

Nanoparticulate

formulation intended for

caffeine delivery to hair

follicles

Nama Pembimbing/Promotor Prof.Dr.Surya Dharma Prof. Dr. Goeswin Agoes Prof. Dr Marc Schneider

A. IDENTITAS DIRI

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

Outline

Perkembangan dan pemanfaatan nanotek

Pemanfaatan dan kelebihan nanotek padananoparticulate Herbal-Medicine

Preparasi dan karakterisasi nanoparticu-late herbal-medicine

KesimpulanKudzuPueraria lobata (Wild) Ohwlfamily Fabaceae

Perkembangan dan manfaat Nanotek

Dampak Ekonomi

Prediksi Pasar (dalam 10 tahun)*$340B/yr NanoMaterial$300B/yr Electronik$180B/yr Pharmaceuticals$100B/yr Industi Kimia$ 70B/yr Aerospace$ 20B/yr Peralatan$ 30B/yr Kesehatan$ 45B/yr Lingkungan

$1 Trillion! per tahun pada2015

*Estimasi oleh Industri Amerika NSF

Pasar ini memerlukansetidaknya 800.000 hingga2 juta pekerja

Mayoritas dari pekerjaan inimembutuhkan setidaknya2 tahun pendidikan pascasarjana (strata S2)

Penggunaan obat tradisional untuk terapi beberapa penyakitsemakin populer dengan perkembangan zaman.

Bentuk sediaan obat tradisional yang masih terbatas dapatdimoderenisasi, salah satunya dengan ilmu nanoteknologi.

Masalah dosis pemakaian yang besar, life-time yang pendek, organoleptik yang kurang menarik dari obat bahan alam dapatdiatasi dengan menjadikan bentuk nanopartikel (NPs).

NPs berukuran 1 hingga 100 in nm-scale, in dimension ?, ada syarat untuk tubuh manusia: kecil dari 6 nm daya tembusnyadiwaspadai, optimal di up-take sel adalahbiodegradable 200-400 nm.

Manfaat nanotek pada farmasi

. . .

Tantangan

Dapat dikalkulasi dengan baik berapa banyak obat di dalam NPs serta keberadaan obat pada organ target dapat dimonitor dengancepat

Setelah menjadi NPs Permukaan yg luas, kelarutan danbiovailabilitas yg meningkat, memfasilitasi uptake oleh makrofagserta untuk controlled release

Prospek

Tahap krusial : penentuan jumlah obat yang masuk ke dalam partikel serta bagaimana cara memvisualkannya.

PLGA NPs

Active compound

Sanjeb,2011: Menjadikan curcumin bentuk produk larut air sehingga masalah bioavailabilitas curcumin dapat diatasi

Elenbond,2013: Mengkreasikan glikosida dalam liposom untukmengobati inflamasi, gangguan metabolisme

Liu,2013: Chemotherapeutics compound dari Glycyrrhizauralensis, Ziziphus jujuba, dan Izenia lactiflora untuk mengobatikanker

Frautschy,2009: Mengupayakan curcuminoid bentuk miseldengan fosfatidil kolin. Dasai,2010: Membentuk mikroemulsicurcumin dengan siklodekstrin.

Optamilasi Pengolahan Tanaman menjadiHerbal-Medicine

Nunbu,2009: Mengupayakan lesitin pengemulsi arbutin danmenghasilkan globul berukuran nm sebagai kosmetik untukpemutih wajah.

Chudary,2011: Menghasilkan herbal nanoemulsion mengandungekstrak Lemon dan minyak Lavender untuk mengobati eksim, psoriasis, dan anti-aging.

Mousa,2011: Berinvensi untuk membentuk NPs dari ekstrakLepidium dan vit-D dengan kitosan-PLGA untuk mengatasiosteoporesis.

Karthik,2016 : Cerasus serrulata diupayakan untuk green synthesis dari emas dan perak NPs, Momeni,2016 : Euphorbia prolifera digunakan untuk menghasilkan Cu dan Zn NPs

. . .

. . .

Nanoteknologi :. Nanopartikel. Material berukuran nm in diameter. Material tipis berukuran nm in scale. Formasi berukuran nm in scale

Nanopartikel (NPs) : . Polimerik NPs. Logam NPs. Solid-Lipid NPs

Polimerik NPs : . sintetik polimer yang biodegradable. biopolimer

Polimer Pembentuk NPs

Polimer utama yang biodegradable : PLGA “Poly (lactide-co-glicolic acid) dibentuk oleh lactic and glycolic acid. Polimer inisudah disetujui oleh FDA sbg bahan pembantu produksi obat.

PLGA NPs dan stabilizer

NPs

Stabilizer

PVA = poly vinyl alcohol

. . .

Jenis PLGA (Poly(lactic-co-glycolic acid)

Struktur molekul dari kitosan dengan (a) deasetilasi dan (b) asetilasi monomer

Preparasi dan Karakterisasi Nanopartikel

“Emulsion solvent evaporation, nanoprecipitation, ionic gelation, co-precipitation, and spry-dried“

(Niwa,1994)

Scheme of Preparation

PLGA in PVA inEtAc water

Preparasi Nanopartikel

For 50 mL : 10, 20, 40, 80 mg PLGA, 0.1 mg/mL extract, and 5 mL PVA 2.5%

Brotowali (Tinospora crispa)Sambung-Nyawa (Gynura procumbens)

Set-Up of Equipment

Dissolved PLGA Gilson pump to drop aqueous phase to organic phase Stiring Homogenization using ultrathurax or ultrasonifier

DropwiseStiring

Homogenization

Dilution

Solvent evaporation

Nano particles

Nanopharm res cent UII, Yogyakarta

PPNN ITB

Viva-Spin from Sartorius

Membrane with molecular weight cut off (MWCO) 100 and 300 kDa

. . .

Purification :

Dynamic light scattering (DLS)

Alat : PSA (Particles size analyzer)

n = 3

HASIL

n = 3

Control Loop Scanning Surfaceby Atomic Force Microscopy (AFM)

Control loop

N a n o t e c h a m

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Mengukur hamburan elektron yang diberikan oleh emas ataukarbon yang melapisi sampel

RESULTS

Figure 3 : Images of AFM and SEM of formed-particles

Figure 4 : The release profile of entrapped substances from particles

RELEASE STUDY

Keberadaan Surfaktan

Perlu dilakukan penghilangan sisa surfaktan dan dilihat pengaruhnya terhadap proses imaging dengan menggunakan AFM.

Data ini juga diperlukan untuk mengkarakterisasi PLGA NPs yang dikreasikan dengan layer-by-layer technique.

Pengembangan yang dapat dilakukan

Penggunaan surfaktan adalah untuk penstabil partikel, tetapi kualitas image dipengaruhi oleh sisa surfaktan yang menumpuk pada permukaan partikel.

Surfaktan

No Sampel Konsentrasi(mg/mL)

1.2.3.4.5.

material dalam 25 mLmaterial dalam 50 mLmaterial dalam 100 mLmaterial dalam 150 mLmaterial dalam 200 mL

5.3 ± 0,025.3 ± 0,035.2 ± 0,035.3 ± 0,025.1 ± 0,03

Tabel 1. Konsentrasi Bahan Pembuat NP

Keterangan : n = 3

No Sampel Viva-spin 100kDa

Konsentrasi(mg/mL)

Viva-spin 300kDa

Konsentrasi(mg/mL)

1.2.3.4.5.

volume 25 mLvolume 50 mLvolume 100 mLvolume 150 mLvolume 200 mL

5.0 ± 0.015.1 ± 0.015.2 ± 0.015.1 ± 0.025.1 ± 0.01

3,8 ± 0,0013.8 ± 0,0033.7 ± 0,0023.9 ± 0,0023.8 ± 0,003

Tabel 2. Konsentrasi Partikel Setelah Dimurnikan

Keterangan : n = 3

No Sampel Proses 1 hari

Proses 2 hari

1.2.3.4.5.

volume 25 mLvolume 50 mLvolume 100 mLvolume 150 mLvolume 200 mL

tidaktidaktidaktidaktidak

keringkeringtidaktidaktidak

Tabel 3. Partikel Mengandung Etil Asetat

HASIL

Image Analysis

Thre

sho

ldin

g

Height Image

Phase Image

HASIL

Analisis Height Image A

HASIL

Analisis Height Image B

HASIL

Analisis Height Image C

HASIL

Analisis Height Image D

HASIL

Analisis Phase Image

HASIL

Analisis Pixel

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4

Tidak Diselubungi

Diselubungi Surfaktan

Bagian 1 Bagian 2 Bagian 3 Bagian 4

∑ pixel

Thre

sho

ldin

g

Pixel analysis of TEM Image

Pict 1

Pict 2

RESULTS

Analysis of TEM Image

Kesimpulan

1. Dengan prinsip nanoteknologi, tanaman lokal berkhasiatobat dapat dijadikan herbal medicine.

2. Pembuatan nanopartikel dapat menggunakan polimersintetis yang bersifar biodegradable juga tentunya dapatdigunakan biopolimer.

3. Karakterisasi utama yang dilakukan terhadapnanopartikel adalah penentuan : morfologi, ukuranpartikel, distribusi partikel, zeta potential, %EE, danrelease study.

Acknowledgements

Fully great thank to :

Faculty of Pharmacy Andalas University and for “BEM Fakultas Farmasi” Andalas University.

Menristek for Insinas research funding of 2015, also Dikti-Indonesian scholarship for PhD program in Saarland University for academic year 2009 to 2013,

HIPS Germany,

Biopharmaceutics and Technology Pharmacy Saarland University, Germany for developing the nanoparticulateformulation.

Thank you very much for your attention