BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... ·...

22
1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Inflamasi merupakan respon yang normal akibat pertahanan tubuh untuk mengeliminasi patogen, mencegah penyebaran kerusakan jaringan dan memperbaiki jaringan yang rusak akibat gejala patologi suatu penyakit. Apabila inflamasi tidak terkontrol dan terjadi pada tempat dan waktu yang tidak tepat, akan mengganggu keseimbangan homeostasis tubuh, berkembang menjadi inflamasi kronis maupun menimbulkan kerusakan jaringan (Muller, 2002). Penyakit-penyakit yang timbul akibat respon inflamasi yang berlebih seperti osteoartritis, asma, rhinitis alergi sering menimbulkan masalah yang mengganggu aktivitas sehari-hari. Untuk itu digunakan obat yang berefek farmakologis sebagai agen antiinflamasi. Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi menjadi golongan steroid dan golongan antiinflamasi non-steroid (AINS). Namun, penggunaan obat AINS sering menimbulkan masalah iritasi saluran pencernaan sedangkan penggunaan steroid sering menimbulkan efek samping gangguan pertumbuhan, dan penurunan sistem imun (Neal, 2005). Kurkumin merupakan senyawa fenolik yang terkandung dalam Curcuma longa L. (Goel et al., 2008). Penggunaan kurkumin secara klinik telah banyak dilakukan. Salah satu penggunaan klinik yang banyak diaplikasikan adalah kurkumin sebagai agen terapi antiinflamasi (Jurenka, 2009). Mekanisme kurkumin sebagai antiinflamasi adalah dengan penghambatan metabolisme asam

Transcript of BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... ·...

Page 1: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Inflamasi merupakan respon yang normal akibat pertahanan tubuh untuk

mengeliminasi patogen, mencegah penyebaran kerusakan jaringan dan

memperbaiki jaringan yang rusak akibat gejala patologi suatu penyakit. Apabila

inflamasi tidak terkontrol dan terjadi pada tempat dan waktu yang tidak tepat,

akan mengganggu keseimbangan homeostasis tubuh, berkembang menjadi

inflamasi kronis maupun menimbulkan kerusakan jaringan (Muller, 2002).

Penyakit-penyakit yang timbul akibat respon inflamasi yang berlebih seperti

osteoartritis, asma, rhinitis alergi sering menimbulkan masalah yang mengganggu

aktivitas sehari-hari. Untuk itu digunakan obat yang berefek farmakologis sebagai

agen antiinflamasi. Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi

menjadi golongan steroid dan golongan antiinflamasi non-steroid (AINS). Namun,

penggunaan obat AINS sering menimbulkan masalah iritasi saluran pencernaan

sedangkan penggunaan steroid sering menimbulkan efek samping gangguan

pertumbuhan, dan penurunan sistem imun (Neal, 2005).

Kurkumin merupakan senyawa fenolik yang terkandung dalam Curcuma

longa L. (Goel et al., 2008). Penggunaan kurkumin secara klinik telah banyak

dilakukan. Salah satu penggunaan klinik yang banyak diaplikasikan adalah

kurkumin sebagai agen terapi antiinflamasi (Jurenka, 2009). Mekanisme

kurkumin sebagai antiinflamasi adalah dengan penghambatan metabolisme asam

Page 2: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

2

arakidonat, sitokin dan NF-ƙB (Kohli et al, 2005). Kelebihan kurkumin apabila

dibandingkan dengan AINS adalah kurkumin tidak menimbulkan efek samping

iritasi pada saluran cerna (Hsu dan Cheng, 2007). Beberapa uji klinik terhadap

manusia menunjukan bahwa penggunaan kurkumin untuk terapi antiinflamasi

aman digunakan pada manusia (Wu, 2003).

Kurkumin memiliki kelarutan yang rendah dalam air dan memiliki

bioavailabilitas yang rendah sehingga untuk menimbulkan efek farmakologis

diperlukan pemejanan dalam dosis yang besar (Bisht et al., 2007). Keterbatasan

bioavailabilitas kurkumin dapat diatasi dengan memformulasikan kurkumin

dengan polimer kitosan menggunakan metode ion gelasi. Kitosan merupakan

merupakan biopolimer alami yang diperoleh dari deasetilasi alkali dari kitin

(Hejazi dan Amiji, 2003). Keunggulan dari kitosan adalah mudah mengalami

degradasi secara biologis, tidak beracun, flokulan dan koagulan yang baik, mudah

membentuk membran atau film serta gel dengan anion bervalensi ganda, juga

sebagai polielektrolit kationik yang kuat (Siregar, 2009). Kitosan tersedia dalam

berbagai bobot molekul yaitu kitosan rantai pendek, rantai sedang, dan rantai

panjang. Ukuran rantai ini mempengaruhi kelarutan dan viskositas. Kitosan rantai

pendek lebih mudah larut dalam pelarut asam organik, seperti asam asetat, asam

sitrat dan asam tartrat apabila dibandingkan dengan kitosan rantai penjang dan

rantai sedang.

Kitosan banyak digunakan bersama polianion tripolifosfat (TPP) dalam

berbagai penelitian formulasi nanopartikel dengan menggunakan metode ion

gelasi. Metode ini berkaitan dengan terjadinya pembentukan kompleks oleh

Page 3: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

3

muatan yang saling berlawanan yang kemudian membentuk gel dalam ukuran

nanopartikel. Metode ionik gelasi sangat sederhana dan mudah (Racovita et al.,

2008). Muatan yang berlawanan berasal dari muatan positif gugus amina kitosan

yang terprotonasi dalam suasana asam dengan atom oksigen pada kurkumin yang

bermuatan parsial negatif. Dengan demikian, partikel kurkumin terselubungi oleh

polimer kitosan menghasilkan gel dalam ukuran nanopartikel. Formulasi

nanopartikel kurkumin dengan menggunakan polimer kitosan rantai pendek secara

ion gelasi menghasilkan nanopartikel kurkumin yang berbentuk sferik, stabil

dalam cairan lambung dan usus buatan, tidak bersifat toksik terhadap sel Vero

(Chabib, 2011). Kurkumin yang telah diformulasi dalam bentuk nanopartikel

dengan kitosan memiliki bioavailabilitas yang lebih tinggi apabila dibandingkan

dengan kurkumin saja (Kar et al., 2011).

Uji aktivitas antiinflamasi nanopartikel kurkumin dengan kitosan rantai

pendek belum pernah dilakaukan. Dengan adanya penelitian ini akan diperoleh

data kuantitatif pengaruh formulasi nanopartikel kurkumin menggunakan polimer

kitosan rantai pendek terhadap aktivitas antiinflamasi yang diuji dengan metode

udem kaki tikus diinduksi karagenin dibandingkan dengan kurkumin dan kalium

diklofenak. Diharapkan aktivitas antiinflamasi nanopartikel kurkumin dengan

kitosan rantai pendek lebih baik daripada aktivitas antiinflamasi dua senyawa

pembandingnya.

Page 4: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

4

B. Rumusan Masalah

1. Apakah kurkumin yang diformulasi dalam bentuk nanopartikel dengan

kitosan rantai pendek memiliki efek antiinflamasi yang lebih baik apabila

dibandingkan dengan kurkumin ?

2. Berapa nilai %DAI kurkumin yang diformulasi dalam bentuk nanopartikel

dengan kitosan rantai pendek ?

C. Tujuan penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui apakah kurkumin yang diformulasi dalam bentuk nanopartikel

dengan kitosan rantai pendek memiliki efek antiinflamasi yang lebih baik

apabila diandingkan dengan kurkumin

2. Mengetahui nilai %DAI kurkumin yang diformulasi dalam bentuk

nanopartikel dengan kitosan rantai pendek pada udem kaki tikus betina galur

wistar yang diinduksi karagenin.

D. Tinjauan Pustaka

1. Inflamasi

a. Tinjauan umum

Inflamasi didefinisikan sebagai respon lokal jaringan terhadap

perlukaan akibat berbagai macam agen penyebab inflamasi. Inflamasi

ditandai dengan perubahan tempat inflamasi menjadi merah, panas, nyeri,

bengkak dan kehilangan fungsi. Inflamasi dibagi menjadi 3 tipe, yaitu

Page 5: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

5

inflamasi akut, subkronis dan inflamasi kronis. Proses inflamasi diawali

dengan terjadinya perlukaan jaringan yang menyebabkan masuknya

senyawa eksogen yang dapat memacu pelepasan mediator inflamasi.

Mediator yang memegang peranan penting dalam terjadinya respon

inflamasi adalah histamin, kinin, prostaglandin, komplemen dan

limfokin.

Mediator inflamasi akan menyebabkan dilatasi pembuluh darah

di sekitar area yang mengalami luka. Hal ini akan menyebabkan daerah

yang mengalami inflamasi menjadi merah dan panas. Mediator inflamasi

juga akan meningkatkan permeabilitas pembuluh darah lokal, sehingga

eksudat yang mengandung protein dan antibodi akan merembes dari

pembuluh darah ke jaringan. Eksudat tadi akan menyebabkan udema atau

pembengkakan, menekan syaraf dan menyebabkan sensasi nyeri. Nyeri

juga merupakan hasil dari pelepasan toksin dari bakteri, kurangnya

nutrisi pada jaringan yang mengalami inflamasi dan sensasi yang timbul

akibat pelepasan mediator nyeri seperti prostaglandin dan kinin

(Wassung, 2013).

b. Inflamasi akut

Inflamasi akut merupakan reaksi segera jaringan terhadap

berbagai macam agen penyebab yang merugikan dan dapat berakhir

dalam beberapa jam sampai beberapa hari. Penyebab utama inflamasi

akut adalah infeksi mikrobial, reaksi hipersensitivitas, agen fisik, agen

kimia dan nekrosis jaringan. Inflamasi akut dikarakterisasi dengan

Page 6: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

6

perubahan diameter pembuluh darah, kenaikan permeabilitas vaskuler

dan pembentukan eksudat seluler berupa emigrasi neutrofil polimorf ke

dalam rongga ekstravaskuler (Underwood, 1999).

Perubahan diameter pembuluh darah diawali dengan fase awal

konstriksi arteriol lalu dilanjutkan dengan fase vasodilatasi, keadaan ini

merupakan awal dari kenaikan permeabilitas vaskuler. Peningkaatn

permeabilitas vaskuler memungkinkan leukosit menempel pada epitel

sebagai langkah awal terjadinya emigrasi leukosit ke dalam ruang

ekstravaskuler. Peningkatan permeabilitas vaskuler disertai dengan

keluarnya protein plasma dan sel darah putih ke jaringan merupakan

gambaran utama reaksi radang akut yang dikenal sebagai proses eksudasi

(Robbins dan Kumar, 1995). Pada radang akut, saluran limfe akan

melebar. Cairan udema dari eksudat radang akan disalurkan dan dibuang.

Penyaluran ini akan mengurangi terjadinya udema jaringan (Underwood,

1999).

Pada awalnya inflamasi merupakan suatu respon pertahanan

tubuh untuk mengeliminasi patogen, mencegah penyebaran kerusakan

jaringan dan memperbaiki jaringan yang rusak akibat gejala patologi

suatu penyakit. Akan tetapi apabila inflamasi tidak terkontrol dan terjadi

pada tempat dan waktu yang tidak tepat, maka akan menyebabkan

masalah yang dapat mengganggu keseimbangan homeostasis tubuh

(Muller, 2002). Untuk mengatasi gangguan keseimbangan yang

diakibatkan karena terjadinya inflamasi maka digunakan obat-obatan

Page 7: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

7

yang dapat menghambat pelepasan mediator inflamasi dan mengurangi

efek negatif dari inflamasi.

c. Obat antiinflamasi

Pengobatan dengan agen antiinflamasi mempunyai tujuan utama

untuk mengurangi rasa nyeri yang sering kali muncul sebagai gejala awal

saat terjadi respon inflamasi dan menjadi keluhan utama pasien serta

menghambat dan membatasi kerusakan jaringan yang timbul akibat

terjadinya respon inflamasi (Katzung, 2004). Berdasarkan mekanisme

kerjanya, obat antiinflamasi terbagi menjadi golongan steroid dan

golongan antiinflamasi non-steroid (AINS). Obat antiinflamasi steroid

(AIS) merupakan golongan glukokortikoid atau disebut juga obat-obat

golongan kortikosteroid. Obat golongan steroid bekerja sebagai agen

antiinflamasi dengan cara menghambat kerja Fosfolipase A2 (Neal,

2005). Fosfolipase A2 bekerja mengkatalisis pembentukan asam

arakidonat yang dikenal sebagai prekusor prostaglandin, mediator

inflamasi. Penghambatan ini disebabakan karena steroid meningkatkan

sintesis lipokortin-1 dan lipomodulin, suatu inhibitor fosfolipase A2

(Ikawati, 2006). Penggunanaan steroid dalam jangka waktu yang lama

akan menyebabkan efek samping seperti : moon face, penurunan densitas

tulang dan penurunan sistem imun tubuh.

Obat golongan AINS bekerja dengan cara menghambat enzim

siklooksigenase (COX) yang mensintesis prostaglandin. AINS

merupakan golongan obat yang memiliki efek analgesik, antipiretik dan

Page 8: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

8

pada dosis yang tinggi memiliki efek antiinflamasi. Jalur COX yang

terlibat dalam mekanisme inflamasi meliputi COX-1 dan COX-2. COX-1

terdapat kebanyakan di jaringan, antara lain di pelat-pelat darah, ginjal

dan saluran cerna. Zat ini berperan dalam berperan dalam pemeliharaan

perfusi ginjal, homeostasis vaskuler, dan menghambat produksi asam.

Penghambatan COX-1 bertanggung jawab atas efek sampingnya terhadap

mukosa lambung, usus dan ginjal. COX-2 dalam keadaan normal tidak

terdapat di jaringan, tetapi dibentuk selama proses peradangan oleh sel-

sel radang. Atas dasar ini dikembangkan obat-obatan yang selektif

terutama menghambat COX-2 dan kurang mempengaruhi COX-1 (Tjay

dan Rahardja, 2001). Pada perkembangannnya, penghambatan selektif

terhadap COX-2 memunculkan masalah lain. Prostasiklin yang

merupakan vasodilator dan inhibitor agregasi platelet yang

pembentukannya dikatalisis oleh COX-2 ikut dihambat oleh obat yang

selektif COX-2. Sementara itu pembentukan Tromboxan A2 yang

dikatalisis oleh COX-1 terus berlangsung. Hal ini menyebabkan agregasi

platelet, sehingga meningkatkan risiko penjedalan darah pada pasien

yang memiliki riwayat penyakit gangguan kardiovaskuler (Ikawati,

2006).

2. Kalium diklofenak

Kalium diklofenak adalah salah satu AINS yaitu senyawa

aromatik bisiklik turunan fenilasetat yang mempunyai efek antiinflamasi

dan analgetik yang kuat seperti obat-obat penghambat siklooksigenase

Page 9: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

9

(Tjay dan Rahardja, 2001). Evaluasi farmakologi menunjukan diklofenak

sebagai inhibitor poten model udem kaki tikus dan analgetik poten, juga

merupakan inhibitor siklooksigenase yang kuat dengan efek

antiinflamasi. Mekanisme aksinya adalah menghambat pembentukan

prostaglandin dari asam arakhidonat melalui aksinya pada enzim

siklooksigenase (Katzung, 2004). Efek samping utama kalium diklofenak

adalah iritasi, perdarahan, dan peningkatan resiko terjadinya ulkus pada

dinding saluran cerna (Mutschler, 1991).

Gambar 1. Stuktur kimia kalium diklofenak, (Anonim, 2013)

3. Kurkumin

Kurkumin merupakan senyawa fenolik yang terkandung dalam

Curcuma longa L. (Goel et al., 2008). Kurkumin pertama kali diisolasi

tahun 1815 dan diperoleh dalam bentuk kristal tahun 1870 (Vogel dan

Pelletier, 2006). Dalam ekstrak dari rimpang Curcuma longa L. terkandung

70-76 % kurkumin, 16 % demetoksikurkumin dan 8 % bismetoksikurkumin.

Gambar 2. Stuktur kimia kurkumin (Limtrakul et al., 2004)

Page 10: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

10

Kurkumin banyak digunakan sebagai pewarna, perasa makanan dan

digunakan sebagai obat pada pengobatan tradisional India (Kohli et al.,

2005). Pada perkembangannya banyak riset ilmiah yang membuktikan

kurkumin memiliki efek farmakologi terhadap berbagai penyakit. Kurkumin

mempunyai aktivitas antiinflamasi (Arora et al., 1971), antibakteri (Negi et

al., 1999), antiviral (Bourne et al., 1999), antifungal (Apisariyakul et al.,

1995), antitumor (Kawamori et al., 1999), antispasmodik (Itthipanichpong,

2003) dan hepatoprotektor (Park et al., 2000). Bahkan penelitian

menunjukan bahwa kurkumin memiliki potensi sebagai terapi dalam

pengobatan AIDS (Mazumder et al., 1996).

Penggunaan kurkumin secara klinik telah banyak diaplikasikan.

Salah satu penggunaan klinik yang banyak diaplikasikan adalah kurkumin

sebagai agen terapi antiinflamasi. Mekanisme kurkumin sebagai agen

antiinflamasi adalah dengan penghambatan metabolisme asam arakidonat,

sitokin dan NF-ƙB (Kohli et al., 2005). Beberapa uji klinik terhadap

manusia menunjukan bahwa penggunaan kurkumin sebagai agen terapi

antiinflamasi aman digunakan pada manusia (Wu, 2003). Uji klinik fase 1

menunjukan bahwa kurkumin aman digunakan dalam dosis besar (12 g/hari)

pada manusia. Penggunaan kurkumin sebagai agen antiinflamasi memiliki

keterbatasan yaitu rendahnya bioavailabititas kurkumin. Alasan utama dari

rendahnya bioavailabilitas kurkumin adalah absorbsi kurkumin yang rendah,

metabolisme yang cepat dan eliminasi sistemik yang cepat (Anand et al.,

2007). Oleh karena itu untuk menimbulkan efek farmakologis, diperlukan

Page 11: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

11

pemejanan dalam dosis yang besar. Pada tikus, diperlukan dosis kurkumin

antara 20-80 mg/kgBB untuk menimbulkan efek antiinflamasi (Jurenka,

2009).

Kurkumin lebih stabil dalam pH asam, sedangkan pada pH basa

mudah mengalami dekomposisi. Produk utama dekomposisinya adalah

asam ferulat dan 4-fenil-3-butena-2-on, yang secara cepat mengalami

kondensasi retro-aldol menjadi vanilin dan aseton. Di samping itu, cahaya

juga dapat mendekomposisi kurkumin menjadi ferulat aldehid, asam ferulat,

adihidroksinaftalen, vinilguaiakol, vanilin dan asam vanilat. Faktor

penyebab dekomposisi kurkumin ini disebabkan oleh gugus metilen

aktifnya, sehingga modifikasi gugus ini menjadi gugus lain diharapkan

mampu memperbaiki kelemahan kurkumin (Tonnesen dan Karlsen, 1985).

Kurkumin merupakan senyawa yang sulit larut dalam air, sehingga dengan

sifat tersebut mengakibatkan ketersediaan hayatinya juga kurang bagus.

Untuk mengatasi berbagai hambatan di atas diperlukan sistem penghantaran

yang murah dan mempunyai kemampuan yang diinginkan, seperti

mukoadesif, protektif, meningkatkan solubilitas, meningkatkan penyerapan

dan dapat mengontrol pelepasan obat. Salah satu strategi yang dapat

dilakukan yaitu dengan memformulasikan kurkumin dengan polimer

tertentu menjadi sediaan nanopartikel yang akan meningkatkan ketersediaan

hayati kurkumin dengan cara memperbaiki absorbsi kurkumin. Kurkumin

yang telah diformulasi dalam bentuk nanopartikel kitosan memiliki

Page 12: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

12

bioavailabilitas yang lebih tinggi apabila dibandingkan dengan kurkumin

saja (Kar et al., 2011).

4. Nanopartikel

Nanopartikel adalah struktur koloidal dengan rentang ukuran 10-

1000 nm. Nanopartikel dibagi menjadi dua kategori yaitu, nanocapsules dan

nanospheres. Nanocapsules merupakan sistem reservoir terdiri atas suatu

selaput polimer yang melingkupi suatu inti. Nanospheres dibuat dalam

bentuk sistem matriks dan seluruh partikel obat terdispersi di dalam polimer

(Rieux et al., 2006). Partikel dengan ukuran nano dapat melewati membran

dengan mudah karena ukuran kapiler lebih besar. Mudah masuknya partikel

akan meningkatkan efisiensi obat. Kelebihan nanopartikel yang lain adalah

permukaan nanopartikel yang dapat dimodifikasi sehingga dapat spesifik

terikat pada ligan tertentu. Nanopartikel dapat dibuat dengan berbagai

metode, salah satunya dengan polimer. Polimer yang digunakan bersifat

biodegradabel, mudah didegradasi oleh tubuh dan salah satu contohnya

adalah kitosan (Bisht et al., 2007).

Dalam bidang farmasi, nanopartikel telah banyak dipelajari dan

diharapkan mampu memperbaiki penghantaran senyawa dengan

permeabilitas mukosa rendah, absorbsi terbatas, kelarutan rendah, tidak

stabil di saluran cerna serta mengalami first past effect (Bhardwaj dan

Kumar, 2006). Kelebihan nanopartikel untuk penghantaran per oral adalah

meningkatkan bioavailabilitas, meningkatkan transpor obat melalui sirkulasi

limfatik sehingga menghindari pre systemic metabolism di hepar, controlled

Page 13: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

13

release, dan mereduksi iritasi gastrointestinal oleh obat (Sakuma et al.,

2001). Penghantaran koloidal dalam ukuran partikel kecil juga mampu

meningkatkan stabilitas obat terhadap denaturasi di lumen gastrointestinal

serta memperpanjang kontak dengan membran mukosa (Ponchel et al.,

1997). Pelepasan obat dipengaruhi oleh ukuran partikel. Ukuran partikel

yang kecil mempunyai luas permukaan yang lebih besar sehingga dapat

mempercepat pelepasan obat. Sebaliknya partikel dengan ukuran yang besar

memiliki inti yang besar, memungkinkan obat dilepaskan dengan lambat.

Sehingga kontrol ukuran pertikel memberikan kecepatan pelepasan obat

yang berarti (Singh dan Lilard, 2009).

Pembuatan nanopartikel dapat menggunakan polimer. Polimer

yang digunakan dapat berasal dari polimer alami dan polimer sintetik.

Kriteria polimer yang ideal adalah : mudah disintesis dan dikarakterisasi,

biokompatible, biodegradabel, memiliki respon imun yang minimal, sifat

toksisitasnya rendah, larut air dan tidak mahal. Salah satu polimer alami

yang banyak digunakan adalah kitosan yang memiliki berbagai macam

kelebihan seperti biokompatibel, biodegradabel, toksisistas rendah, mudah

disintesis dan udah dikarakterisasi.

Dalam formulasi sediaan nanopartikel, diharapkan menghasilkan

sediaan nanopartikel yang ideal.

Syarat-syarat nanopartikel yang ideal adalah :

a. Metode pembuatannya sederhana dan murah

b. Tidak melibatkan panas dan solven organik selama proses pembuatan

Page 14: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

14

c. Hasil yang diperoleh reprodusibel dan stabil

d. Stabil setelah pemberian

e. Non toksik

f. Memiliki penetrasi yang baik

g. Dapat diaplikasikan untuk berbagai macam obat, protein, dan

polinukleotida (Tiyabounchai, 2003).

Tidak ada diantara sistem-sistem nanopartikel yang memenuhi

semua persyaratan di atas. Ada beberapa metode yang bisa digunakan untuk

formulasi nanopartikel. Metode yang paling banyak digunakan dalam

formulasi nanopartikel adalah dispersi polimer, polimerisasi monomer dan

ionik gelasi.

a. Dispersi polimer

Dispersi polimer merupakan teknik umum yang digunakan

untuk mempersiapkan nanopartikel yang bersifat biodegradabel dari

poly lactic acid (PLA); poly D,L-glycolide (PLG); poly D,L-lactide-co-

glycolide (PLGA), dan poly cyanoacrylate (PCA) (Kompella et al.,

2001). Teknik ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu metode

evaporasi pelarut dan emulsifikasi spontan. Prinsip evaporasi pelarut

adalah melarutkan polimer dalam pelarut organik yang juga digunakan

untuk melarutkan obat. Campuran polimer dan obat kemudian

diemulsifikasikan dalam larutan yang mengandung surfaktan untuk

membentuk emulsi minyak dalam air. Setelah terbentuk emulsi yang

stabil, pelarut diuapkan dengan pengurangan tekanan dan pengadukan

Page 15: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

15

kontinyu. Untuk mendapatkan ukuran partikel yang kecil terkadang

digunakan ultrasonikasi (Kwon et al., 2001). Sedangkan emulsi spontan

atau difusi pelarut prinsipnya adalah penggunaan pelarut yang dapat

bercampur dengan air bersama dengan sedikit pelarut yang tidak dapat

bercampur dengan air (sebagai fase minyaknya). Berkaitan dengan

adanya difusi spontan dari pelarut, terjadi turbulensi antar muka antara

dua fase cairan dan mendorong terbentuknya partikel kecil.

Bertambahnya konsentrasi dalam pelarut yang dapat bercampur dengan

air menyebabkan ukuran partikel yang dapat bercampur dengan air

menyebabkan ukuran partikel yang didapatkan semakin kecil. Kedua

teknik diatas dapat digunakan untuk obat hidrofilik maupun hidrofobik

(Mohanraj dan Chen, 2006).

b. Polimerisasi monomer

Polimerisasi polimer prinsipnya adalam monomer-monomer

dipolimerisasikan untuk membentuk nanopartikel dalam suatu larutan.

Obat dapat digabungkan dengan cara diadsorbsikan ke nanopartikel

setelah polimerisasi selesai. Suspensi nanopartikel kemudian

dimurnikan dengan menghilangkan stabilisator dan surfaktan yang

digunakan dengan cara sentrifugasi dan mensuspensikan kembali

partikel dalam media isotonik yang bebas surfaktan. Teknik ini telah

digunakan dalam pembuatan nanopartikel polibutilsianoakrilat. Bentuk

dan ukuran partikel tergantung dari konsentrasi surfaktan dan

stabilisator yang digunakan (Niwa et al., 1993; Zhang et al., 2001).

Page 16: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

16

c. Ionik gelasi

Metode ionik gelasi merupakan metode yang umum digunakan

untuk formulasi nanopartikel menggunakan polimer polisakarida. Pada

metode ini, polisakarida (alginat, gelatin dan pektin ) dilarutkan dalam

air atau medium asam lemah (untuk kitosan). Larutan ini kemudian

ditambahkan dengan cara diteteskan pada larutan lain yang

mengandung counterion dalam pengadukan konstan, menyebabkan

terjadinya kompleksasi akibat muatan yang berbeda antara polisakarida

dan counterion sehingga mengalami gelasi ionik dan presipitasi

membentuk partikel sferis. Metode ionik gelasi sering digunakan untuk

preparasi nanopartikel menggunakan kitosan. Pada larutan asam, gugus

–NH2 dari kitosan akan terprotonasi dan berinteraksi dengan agen gelasi

dengan muatan yang berbeda. Agen gelasi yang sering digunakan

adalah tripolifosfat (TPP) yang menghasilkan interaksi antara muatan

positif dari gugus amina yang terprotonasi pada kitosan dengan muatan

negatif TPP untuk membentuk kompleks dengan ukuran dalam

rentang nanopartikel (Racovita et al., 2005).

5. Kitosan

Kitosan adalah polisakarida turunan kitin yang terdiri dari ikatan

D-glukosamin dan N-asetil-D-glukosamin yang berikatan (1,4)-β-glikosidik

(Wiyarsi, 2010). Kitosan mempunyai rantai tidak linier dan mempunyai

rumus umum (C6H11NO4)n atau disebut sebagai [poli (2-amina-2-deoksi-β-

(1,4)-D-glukopiranosa] (Fernandez, 2004). Derajat deasetilasi merupakan

Page 17: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

17

suatu parameter mutu kitosan yang menunjukan persentasi gugus asetil yang

dapat dihilangkan dari rendamen kitin. Semakin tinggi derajat deasetilasi

kitosan, maka gugus asetil kitosan semakin sedikit sehingga interaksi antar

ion dan ikatan hidrogennya semakin kuat. Sebagai polimer yang banyak

ditemukan di alam, kitosan mempunyai derajat N-deasetilasi 40-98% (Hejazi

dan Amiji, 2003).

Kitosan termasuk basa lemah, tidak larut dalam air dan pelarut

organik, dan larut dalam larutan asam berair (pH < 6,5). Unit glukosamin

kitosan pada pH tersebut dikonversikan ke dalam bentuk amina terprotonasi

(R-NH3+) atau disebut amonium kuartener sehingga dapat terlarut. Kitosan

terendapkan dalam larutan alkali atau dengan polianion dan membentuk gel

pada pH yang lebih rendah (Kunjachan et al., 2010). Dalam pelarut asam,

umumya pada pH 4-6, gugus bebas diprotonasi dan membuat molekul kitosan

menjadi mudah larut. Pasangan bebas pada gugus amina primer bersifat

nukleofilik yang dapat menjadi akseptor proton sehingga gugus amin ini

dapat terprotonasi (Aranaz et al., 2009). Berdasarkan ikatan polimer linier

yang dimilikinya, kitosan tersedia dalam berbagai bobot molekul yaitu

kitosan rantai pendek, rantai sedang dan rantai panjang. Ukuran rantai ini

mempengaruhi kelarutan dan viskositas. Kitosan rantai pendek lebih mudah

larut dalam pelarut asam organik seperti asam asetat, asam sitrat dan asam

tartrat (Mao, 2009).

Page 18: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

18

Gambar 3. Struktur kitosan (Tiyabounchai, 2003)

Kitosan akan terprotonasi dalam suasana asam sehingga dapat

bereaksi secara mikroseluler dengan gugus bermuatan negatif yang terdapat

pada kurkumin maupun cross linker yang digunakan. Formulasi nanopartikel

dengan menggunakan kurkumin dan kitosan rantai pendek dengan metode ion

gelasi telah dibuat, menghasilkan nanopartikel kurkumin yang optimum

dengan perbandingan konsentrasi kurkumin dan kitosan 0,1% dan 0,06%.

Profil pelepasan kurkumin dari nanopartikel secara in vitro menunjukkan

pelepasan lambat setelah 30 menit disolusi dan pelepasannnya lebih cepat

pada formula dengan kitosan yang lebih besar. Nilai entrapment efficiency

yang dihasilkan cukup baik yaitu 94,13% untuk formula menggunakan

konsentrasi kurkumin 0,1%, kitosan 0,06% dan natrium tripolifosfat 0,03%

(Jayanti, 2011).

6. Uji penentuan aktivitas antiinflamasi secara in-vivo

Penentuan aktifitas antiinflamasi bertujuan untuk menyelidiki

proses terjadinya inflamasi dan mengevaluasi daya inflamsi suatu senyawa

kimia. Banyak metode yang digunakan untuk mengevaluasi daya inflamasi

suatu senyawa baik in vitro maupun in vivo. Untuk menentukan aktifitas

antiinflamasi secara in vivo telah dikembangkan beberapa model hewan

percobaan. Untuk inflamasi akut dan sub akut, model yang dapat digunakan

Page 19: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

19

untuk menentukan aktifitas antiinflamasi adalah : UV-eritema pada hewan

marmut, permeabilitas vaskuler, induksi udem pada telinga mencit dengan

oxazolone, Croton-oil ear edema pada tikus dan mencit, udem terinduksi

pada telapak kaki pada tikus, pleurisy test dan granuloma pouch technique

(Patel et al., 2012).

Dari sekian banyak model hewan percobaan untuk menentukan

aktifitas antiinflamasi secara in vivo yang ada, metode udem terinduksi pada

telapak kaki tikus merupakan metode yang paling populer. Prosedur untuk

melakukan metode ini diawali dengan mengelompokan tikus yang memiliki

rentang bobot tertentu kemudian tikus tersebut tidak diberi makan selama

semalam tetapi masih diberi minum secukupnya. Kemudian kaki ditandai dan

diukur volume awalnya. Selanjutnya dipejankan senyawa yang akan diuji,

setelah setengah jam disuntikkan 0,05 mL larutan karagenin 1% dalam NaCl

0,9% dan diukur perubahan udem kaki tikus selama 6 jam tiap 30 menit.

Kemudian dihitung Area Under Curve (AUC) tiap perlakuan selama 6 jam

dan AUC tiap perlakuan dibandingkan dengan kontrol untuk mengetaui %

Daya Antiinflamasi (DAI) setiap senyawa (Patel et al., 2012; Winyard dan

Wiloughby, 2013 ).

Metode udem terinduksi pada telapak kaki tikus mempunyai

keuntungan apabila dibandingkan dengan metode lain yaitu dalam

pelaksanaan uji lebih mudah dan hasil yang diperoleh reprodusibel. Selain itu,

dengan menggunakan satu kelompok tikus maka waktu terbentuknya udem

dapat diselidiki dan membutuhkan biaya yang relatif murah (Sedgwick dan

Page 20: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

20

Willoughby, 1993). Bahan penginduksi udem yang digunakan adalah

karagenin. Karagenin berasal dari alga merah Chondrus cripus, yang

merupakan polisakarida yang disusun dari monomer unit galaktosa sulfat.

Karagenin mampu menginduksi reaksi inflamasi yang bersifat akut, non

imun, dapat diamati dengan baik dan mempunyai reprodusibilitas yang tinggi

(Vogel, 2008; Winyard dan Wiloughby, 2013).

Karagenin dapat menginduksi terjadinya inflamsi dengan memacu

pelepasan agen proinflamasi seperti bradikinin, histamin, takikinin,

komplemen dan Nitrit Oksida ( NO ). Respon inflamasi diukur berdasarkan

peningkatan udem pada telapak kaki tikus. Ketika kaki tikus diinduksi dengan

karagenin secara intraplantar, akan terjadi udem yang terbentuk akibat

pelepasan mediator inflamasi. Setelah pelepasan mediator inflamasi

maksimal, akan terjadi penyembuhan secara alami oleh tubuh yang ditandai

dengan terjadinya penurunan volume udem kaki tikus. Udem kaki tikus yang

diinduksi karagenin akan meningkat sampai sekitar 5 jam pasca injeksi

karagenin, kemudian akan mengalami penyembuhan secara alami (Winyard

dan Wiloughby, 2013). Selain karagenin, agen penginduksi inflamasi yang

dapat digunakan antara lain: Brewer’s Yeast, formaldehid, dextran, albumin,

kaolin, aerosil dan naftoilheparamin (Patel et al., 2012).

E. Landasan Teori

Kurkumin merupakan senyawa yang memiliki aktivitas antiinflamasi.

Kurkumin memiliki keterbatasan yaitu bioavailabilitas yang rendah. Strategi

Page 21: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

21

untuk meningkatkan bioavailabilitas kurkumin adalah dengan memformulasikan

kurkumin dalam bentuk nanopartikel dengan menggunakan suatu polimer.

Polimer yang banyak digunakan untuk formulasi nanopartikel adalah kitosan.

Kitosan memiliki beberapa jenis berdasarkan berat molekulnya yaitu kitosan

rantai pendek, kitosan rantai sedang dan kitosan rantai panjang. Kitosan rantai

pendek memiliki kelarutan yang lebih baik apabila dibandingkan kitosan rantai

sedang dan rantai panjang. Salah satu metode pembuatan nanopartikel adalah

dengan metode ion gelasi. Metode ini berkaitan dengan terjadinya pembentukan

kompleks oleh muatan yang saling berlawanan yang kemudian membentuk gel

dalam ukuran nanopartikel. Muatan yang berlawanan berasal dari muatan positif

gugus amina kitosan yang terprotonasi dalam suasana asam dengan atom oksigen

pada stuktur kurkumin yang bermuatan parsial negatif. Dengan demikian, partikel

kurkumin terselubungi oleh polimer kitosan menghasilkan gel dalam ukuran

nanopartikel. Formulasi nanopartikel kurkumin dengan menggunakan polimer

kitosan rantai pendek secara ion gelasi menghasilkan nanopartikel kurkumin yang

berbentuk sferik, stabil dalam cairan lambung dan usus buatan, tidak bersifat

toksik terhadap sel Vero.

Formulasi nanopartikel kurkumin dengan kitosan rantai pendek dengan

metode ion gelasi meningkatkan lama kontak dengan mukosa saluran cerna

sehingga akan meningkatkan bioavailabilitas kurkumin. Obat yang memiliki

bioavailabilitas yang meningkat akan meningkatkan efek farmakologi. Sehingga

kurkumin yang diformulasikan dalam bentuk nanopartikel dengan kitosan rantai

Page 22: BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakangetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/64743/potongan/S1... · Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat antiinflamasi terbagi ... antiinflamasi dengan

22

pendek menggunakan metode ion gelasi akan meningkatkan efek antiinflamasi

dari kurkumin.

F. Hipotesis

Kurkumin yang dimodifikasi dalam bentuk nanopartikel dengan kitosan

rantai pendek memiliki aktivitas antiinflamasi yang lebih baik apabila

dibandingkan dengan kurkumin.