DISERTASI PEMBENTUKAN PRODRUG …repository.unair.ac.id/32901/1/ISADIARTUTI, DEWI.pdf · JUDUL ......

DISERTASI

PEMBENTUKAN PRODRUG KARBAMAZEPIN-ASAM AMINO

SEBAGAI UPAYA MEMPERBAIKI SIFAT FISIKOKIMIA DAN

BIOAVAILABILITAS KARBAMAZEPIN

(CARBAMAZEPINE-AMINO ACID PRODRUGS

TO IMPROVE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES

AND BIOAVAILABILITY OF CARBAMAZEPINE)

DEWI ISADIARTUTI

NIM 090970201

PROGRAM STUDI S3 MIPA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2015

ADLN - Perpustakaan Universitas Airlangga

DISERTASI PEMBENTUKAN PRODRUG KARBAMAZEPIN... DEWI ISADIARTUTI

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Naskah disertasi ini telah disetujui

Pada tanggal 10 Maret 2015

Oleh:

PROMOTOR

Prof. Dr. Tutuk Budiati, Apt., M.S

NIP. 194801261976032001

KO-PROMOTOR

Prof. Dr. Suwaldi Martodihardjo, Apt., M.Sc

NIP 194805071976031001

Mengetahui,

DEKAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

Prof. Dr. Win Darmanto, M.Si, PhD.

NIP. 196106161987011001



iii

Disertasi ini telah diuji pada Ujian Tertutup Tanggal: 11 Februari 2015 _____________________________________________________________________

PANITIA PENGUJI DISERTASI

Ketua : Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA.

Anggota : 1. Prof. Dr. Tutuk Budiati, Apt., M.S. (Promotor)

2. Prof. Dr. Suwaldi Martodihardjo, Apt., M.Sc. (Ko-Promotor)

3. Dr. Achmad Radjaram, Apt.

4. Dr. Fahimah Martak, M.Si.

5. Dr. Hari Basuki Notobroto, dr., M.Kes.

6. Prof. Dr. rer.nat. Moch.Yuwono, Apt., M.S.

7. Dr. Dwi Setyawan, S.Si., Apt., M.Si.

Ditetapkan dengan Surat Keputusan Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga Nomor: 119/UN3.1.8/2015 Tanggal 30 Januari 2015



iv

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman JUDUL ................................................................................................ i

Halaman PENGESAHAN ................................................................................... ii

PANITIA PENGUJI ........................................................................................... iii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv

PRAKATA ........................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR .... ...................................................................................... x

DAFTAR TABEL . ........................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xiii

DAFTAR SINGKATAN .................................................................................. xiv

INTISARI ........................................................................................................ xv

ABSTRACT .................................................................................................... xvi

KATA MUTIARA ............................................................................................... xvii

BAB I PENGANTAR ..................................................................................... 1

1.1 LATAR BELAKANG ................................................................... 1

1.2 RUMUSAN MASALAH ................................................................ 6

1.3 TUJUAN PENELITIAN ................................................................. 7

1.4 MANFAAT PENELITIAN ............................................................. 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 9

2.1 TINJAUAN TENTANG SIFAT FISIKOKIMIA ............................ 9

2.1.1 Tinjauan Tentang Kelarutan ................................................. 10

2.1.1.1 Tinjauan Tentang Prodrug .................................................. 15

2.1.2 Tinjauan Tentang Disolusi ..................................................... 19

2.1.2 Tinjauan Tentang Koefisien Partisi ...................................... 22

2.2 TINJAUAN TENTANG BIOAVAILABILITAS .......................... 23

2.3 TINJAUAN TENTANG KARBAMAZEPIN ............................... 31

2.4 TINJAUAN TENTANG ASAM AMINO ..................................... 38

2.5 TINJAUAN TENTANG PEMBENTUKAN PRODRUG ............. 40



v

BAB III KONSEP ILMIAH DAN HIPOTESIS ................................................. 42

3.1 KONSEP ILMIAH ........................................................................ 42

3.2 HIPOTESIS PENELITIAN .......................................................... 44

BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................... 47

4.1 JENIS DAN RANCANGAN PENELITIAN ................................ 47

4.2 PENELITIAN TAHAP I PEMBENTUKAN PRODRUG ............... 47

4.2.1 Bahan Penelitian ......................................................................... 47

4.2.2 Alat Penelitian .............................................................................. 47

4.2.3 Lokasi Penelitian .......................................................................... 48

4.2.4 Prosedur Kerja ............................................................................ 49

4.3 PENELITIAN TAHAP II KARAKTERISASI SIFAT

FISIKOKIMIA ................................................................................. 50

4.3.1 Variabel Penelitian ...................................................................... 50

4.3.2 Definisi Operasional .................................................................... 51

4.3.3 Bahan Penelitian .......................................................................... 51

4.3.4 Alat Penelitian .............................................................................. 51

4.3.5 Lokasi Penelitian ......................................................................... 51

4.3.6 Prosedur ......................................................................................... 52

4.4 PENELITIAN TAHAP III UJI BIOAVAILABILITAS .................... 53

4.4.1 Variabel Penelitian ...................................................................... 53

4.4.2 Definisi Operasional ................................................................... 54

4.4.3 Bahan Penelitian ......................................................................... 54

4.4.4 Alat Penelitian ............................................................................ 54

4.4.5 Lokasi Penelitian ........................................................................ 54

4.4.6 Prosedur ...................................................................................... 54

4.5 Analisis Data ................................................................................. 57

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................. 59

5.1 PEMBENTUKAN SENYAWA PRODRUG ................................ 59

5.1.1 Identifikasi Karbamazepin Bahan Penelitian ............................... 59

5.1.2 Hasil Senyawa Prodrug Karbamazepin ........................................ 61



vi

5.1.3 Uji Kemurnian dengan KLT ......................................................... 65

5.1.4 Identifikasi Senyawa Prodrug ................................................... 66

5.2 KARAKTERISASI SIFAT FISIKOKIMIA ................................. 69

5.2.1 Karakterisasi Senyawa Prodrug dengan DTA ............................. 69

5.2.2 Karakterisasi Senyawa Prodrug dengan PXRD .......................... 71

5.2.3 Karakterisasi Senyawa Prodrug dengan Mikroskop ..................... 73

5.2.4 Kelarutan ...................................................................................... 74

5.2.5 Disolusi ........................................................................................ 88

5.2.6 Koefisien Partisi .......................................................................... 98

5.3 BIOAVAILABILITAS ..............................................................100

5.4 HAL BARU DALAM PENELITIAN ..........................................119

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................120

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................122



vii

PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala Kasih Karunia, Hikmat, Bimbingan dan PertolonganNya, sehingga disertasi dengan judul "Pembentukan

Prodrug Karamazepin-Asam Amino Sebagai Upaya Memperbaiki Sifat

Fisikokimia dan Bioavailabilitas Karbamazepin” dapat diselesaikan dengan baik. Sebagian hasil penelitian ini telah dipublikasikan pada International Journal of Pharmacy and Pharmaceutics Sciences Vol 6 issue 1, 2014 dengan judul "Solubility and Dissolution Study of Physical Mixture of Carbamazepine and Amino Acids".

Disertasi ini dapat diselesaikan berkat dukungan berbagai pihak, oleh karenanya pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada: 1. Prof. Dr. Tutuk Budiati, Apt., M.S. selaku promotor yang telah berkenan

meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan, mendorong, memberikan nasihat dan semangat dalam menyelesaikan disertasi. Dari beliau, penulis belajar tentang ketelitian, kedisiplinan, keuletan dan berpikir kritis dalam menghadapi setiap persoalan.

2. Prof. Dr. Suwaldi Martodihardjo, Apt., M.Sc. selaku kopromotor, beliau juga pembimbing tesis penulis ketika menyelesaikan pendidikan S2 di Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada yang telah berkenan memberikan bimbingan, arahan, dorongan dan nasehat yang tiada putusnya untuk senantiasa memperluas wawasan dan semangat dalam menyelesaikan disertasi. Dari beliau, penulis belajar tentang ketelitian, berpikir komprehensif, kerendahan hati dan kesabaran dalam menghadapi masalah.

3. Dr. Achmad Radjaram, Apt., Dra. Esti Hendradi, Apt., M.Si., Ph.D., Prof. Dr. Purwanto., Apt., Junaidi Khotib, S.Si., Apt., M.Kes., Ph.D., Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA, Dr. Fahimah Martak, M.Si., Dr. Hari Basuki Notobroto, dr., M.Kes., Prof. Dr. rer. nat. M. Yuwono, Apt., M.S., dan Dr. Dwi Setyawan, S.Si., Apt., M.Si. selaku penguji ujian kualifikasi, ujian proposal, ujian kelayakan dan ujian tertutup yang telah memberikan masukan, saran dan koreksi untuk perbaikan naskah disertasi ini.

4. Dirjen Pendidikan Tinggi Republik Indonesia yang telah memberikan bantuan beasiswa BPPS yang sangat bermanfaat dalam penyelesaian pendidikan Doktor ini dan bantuan dana Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi melalui BOPTN Universitas Airlangga Tahun Anggaran 2012-2014.

5. Rektor Universitas Airlangga, Prof. Dr. H. Fasich, Apt., Direktur Pascasarjana Universitas Airlangga, Prof. Dr. Hj. Sri Hajati, SH, M.S, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Prof. Win Darmanto, Ph.D., Dekan Fakultas Farmasi Universitas Airlangga, Dr. Umi Athiyah, Apt., M.S., Ketua Program Studi S3 MIPA Prof. Dr. Ir. Suhariningsih yang kemudian digantikan oleh Prof. Dr. Bambang Irawan, M.Sc. yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas bagi penulis untuk menempuh pendidikan program Doktor.

6. Dra. Esti Hendradi, Apt., M.Si, Ph.D., selaku Ketua Departemen Farmasetika Fakultas Farmasi Universitas Airlangga yang telah mengijinkan, mendorong, mendukung dan memberi semangat penulis untuk mengikuti program S3.



viii

7. Para staf pengajar program S3 MIPA Universitas Airlangga, Prof. Dr. I Gde Nyoman Astika, Apt., Prof. Dr. Ir. Suhariningsih, Prof. Dr. Muhammad Zainuddin, Apt., Dr. dr. Widodo J. Pudjirahardjo, M.S., MPH, Prof. Win Darmanto Ph.D., Prof. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, M.Si., Prof. Dr. rer. nat Moch. Yuwono, Apt., M.S., Prof. Dr. Amiruddin Prawita, Apt., Prof. Dr. Sudjarwo, Apt., M.S., Dr. Hari Basuki Notobroto, dr., M.Kes, Dr. A. Radjaram, Apt., Prof. Dr. Suwaldi Martodihardjo, Apt., M.Sc, Prof. Dr. Siswandono, Apt., Dra. Esti Hendradi, Apt., M.Si., Ph.D, Junaidi Khotib, S.Si, Apt., M.Kes., Ph.D., Drs. Marcellino Rudyanto, Apt., M.Si., Ph.D., yang telah memberikan ilmu dan wawasan yang berharga kepada penulis dalam mengikuti pendidikan program Doktor.

8. Drs. Marcellino Rudyanto, Apt., M.Si, Ph.D., selaku Ketua Departemen Kimia Farmasi, Dr. Budi Suprapti, Apt., M.Si., selaku Ketua Departemen Farmasi Klinik, Prof. Dr. Sukardiman, M.S, Apt., selaku Ketua Departemen Farmakognosi dan Fitokimia Fakultas Farmasi Universitas Airlangga atas dukungan fasilitas dalam mengerjakan penelitian disertasi ini.

9. Sejawat Dra. Emy Cholida, Apt, M.H. dan PT Mersifarma Tirmaku Mercusana Indonesia yang telah membantu pengadaan bahan Karbamazepin.

10 Teman-teman S3 MIPA Universitas Airlangga angkatan 2009, Dr. Isnani Darti, Dr. Agus Abdul Gani, Dr. drh. Benjamin Christofel Tehupuring, Dr. Ir. Eny Zulaeka, Dr. A.A. Istri Ratnadewi, Dr. Lanny Hartanti, Dr. Choirul Imron, Dr. Ir. Poppy Hardjo, , Dr. Akas Yekti Pulihasih, M.Si, Dr. Noor Hidajat, M.Si, Ir. Achmad Djunaidi, M.P, Dra. Wahyu Hidayatiningsih, M.Si. dan teristimewa sejawat Dr. Aniek Setiya Budiatin, Apt., M.Si., atas kerjasama dan dukungan selama menempuh pendidikan program Doktor.

11. Sejawat di Departemen Farmasetika, Drs. Bambang Widjaja, Apt., M.S., Dr. Dwi Setyawan, S.Si, Apt., M.Si, Dr. A. Radjaram, Apt., Dra. Retno Sari, Apt., M.Sc, Drs. Sugiyartono, Apt., M.S., M. Agus Sjamsyur R., S.Si, Apt., M.Si, Dini Retnowati, S.Farm., Dr. rer. nat M.L Ardhani, S.Si., M. Pharm, Helmy Yusuf, S.Si., Apt., M.Sc, PhD., Abhimata Pramanandana, S.Farm., Apt. yang dengan senang hati telah mendukung penulis dan menjadi teman diskusi dalam penyelesaian disertasi.

12. Dr. Juni Ekowati, Apt., M.Si, Dr. Riesta Primaharinastiti, S.Si., Apt., M.Si., Dra. Suzana, Apt., M.Si, Melanny Ika S., Apt., M.PharmSc, Kholis Amalia N., S.Farm., Apt., dari Departemen Kimia Farmasi yang telah mendukung dan memberi semangat dalam mengerjakan penelitian ini. Drs. Didik Hasmono, Apt., M.S., dari Departemen Farmasi Klinis yang telah membantu penulis dalam mengolah data in vivo.

13. Sdr. Harmono, Sdri. Dyah Nawangwulan, dan Sdr. Suprijono, Laboran Departemen Farmasetika Sdr. Kusaeri, Sdr.Sunar, dan Sdr.Yanto, Laboran Departemen Kimia Farmasi, Sdr. Mursyid, Sdr.Vendra dan Sdr. Ari, Laboran Departemen Farmasi Klinis, Sdr. Eko dan Sdr. Lismo Laboran Farmakognosi dan Fitokimia serta mahasiswa penulis yang kekasih Veronika Gratia dan Hana Sofia yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian disertasi.



ix

14. Kedua orangtua penulis, Bp. Ismoeljono B.A. dan Ibu Atikah B.Sc, yang telah

membesarkan dengan penuh kasih sayang dan mendidik dalam pengenalan takut akan Tuhan serta selalu mendoakan penulis tanpa berkeputusan. Kedua mertua Bp. (alm) Soeparno dan Ibu (alm) Soenarihati, yang telah memberikan dukungan dan kasih sayang dalam menjalani kehidupan.

15. Terima kasih tak terhingga kepada suami terkasih Dr. Kris Nugroho, M.A., yang telah setia mendukung dengan segenap pengorbanan dan kasih sayang serta doa yang senantiasa dipanjatkan, anak-anak terkasih Andre Bayu Nugroho dan Eunike Mustika Nugroho atas segala pengertian, pengorbanan dan kasih sayang yang telah diberikan selama penulis menunaikan tugas belajar.

16. Saudara dan saudara ipar terkasih, keluarga Dr. Heri Suroto, dr., SPOT (K)/drg. Isdiah Primawati, keluarga dr. Pria Istjahja Utama, Sp. PD./Dr. Damayanti Tinduh, dr., Sp. KFR., keluarga Dipl. Inf. Jesaya Widhia Nugraha/dr. Kartika Ishartadiati, M.Kes. beserta segenap keponakan yang telah mendukung dalam doa dan perhatian yang tak pernah surut selama penulis menyelesaikan program Doktor.

17. Segenap pihak yang telah membantu penelitian disertasi yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dengan tidak mengurangi rasa hormat, penulis sampaikan terima kasih.

Akhirnya semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi kemajuan dan

pengembangan ilmu farmasi, saran dan masukkan bagi kesempurnaan penelitian ini, penulis sambut dengan tangan terbuka. Kiranya Kasih Karunia Tuhan menyertai kita sekalian.

Maret 2015 Penulis



x

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1.1 Macam-macam NH asam ........................................................ 4

Gambar 2.1 Tahapan proses melarut ........................................................ 11

Gambar 2.2 Ilustrasi konsep prodrug ....................................................... 15

Gambar 2.3 Ilustrasi sederhana mewakili konsep prodrug ......................... 16

Gambar 2.4 Prodrug yang larut dalam cairan saluran cerna ....................... 18

Gambar 2.5 Skema disolusi dari permukaan partikel ............................... 20

Gambar 2.6 Proses absorbsi suatu obat …................................................ 23

Gambar 2.7 Model membran plasma fluid mosaic ................................... 26

Gambar 2.8 Kurva kadar obat-waktu pemberian per oral ........................... 29

Gambar 2.9 Struktur molekul karbamazepin .............................................. 32

Gambar 2.10 Morfologi kristal karbamazepin bentuk I, III, dan IV ............. 35

Gambar 2.11 Gambar mikroskop cahaya morfologi KBZ III, I dan DH ...... 35

Gambar 2.12 Struktur molekul glisin, alanin, dan lisin ................................. 39

Gambar 3.1 Kerangka konseptual penelitian ........................................... 45

Gambar 4.1 Skema tahapan penelitian ...................................................... 48

Gambar 5.1 Struktur molekul senyawa awal dan senyawa prodrug ……. 62

Gambar 5.2 Mekanisme Reaksi Tahap I ……......................................... 63

Gambar 5.3 Mekanisme Reaksi Tahap II …………................................ 64

Gambar 5.4 Termogram DTA senyawa KBZ dan senyawa prodrug ……. 70

Gambar 5.5 Difraktogram PXRD senyawa hasil sintesis ......................... 72

Gambar 5.6 Mikrofoto senyawa KBZ dan senyawa prodrug ..................... 74

Gambar 5.7 Histogram kelarutan senyawa KBZ, CF dan prodrug .......... 76

Gambar 5.8 Spektra FTIR KBZ dan senyawa prodrug ………………….. 78

Gambar 5.9 Ilustrasi jaringan ikatan Hidrogen karbamazepin dihidrat ...... 82

Gambar 5.10 Termogram DTA karbamazepin dan campuran fisik ............. 83

Gambar 5.11 Termogram DTA KBZ dan CF terpapar media air .................. 83

Gambar 5.12 Spektra FTIR KBZ dan CF ...................................................... 85

Gambar 5.13 Spektra FTIR KBZ dan CF terpapar media air ....................... 85

Gambar 5.14 Mikrofoto KBZ dan CF terpapar media air ............................. 87



xi

Gambar 5.15 Profil Disolusi KBZ, CF dan senyawa prodrug .................. 90

Gambar 5.16 Profil disolusi KBZ dengan senyawa prodrug …………….. 91

Gambar 5.17 Profil disolusi KBZ dengan CF …………............................. 91

Gambar 5.18 Histogram log P KBZ dan senyawa prodrug ………………. 98

Gambar 5.19 Profil bioavailabilitas KBZ, CF dan senyawa prodrug …….. 104

Gambar 5.20 Profil bioavailabilitas KBZ dengan senyawa prodrug …… 106

Gambar 5.21 Profil bioavailabilitas KBZ dengan CF …………………… 106

Gambar 5.22 Skema model kompartemen obat dalam tubuh ...................... 108



xii

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisikokimia senyawa obat ................................................. 9

Tabel 2.2 Definisi kelarutan .............................................................................. 10

Tabel 2.3 Sistem pembagian biofarmasetika obat ............................................. 24

Tabel 2.4 Tatanama bentuk polimorf karbamazepin ......................................... 34

Tabel 2.5 Profil farmakokinetika karbamazepin dalam keadaan puasa ............ 37

Tabel 5.1 Identifikasi bahan penelitian karbamazepin ................................. 59

Tabel 5.2 Organoleptis senyawa prodrug ………………………………….... 65

Tabel 5.3 Nilai Rf senyawa karbamazepin dan senyawa prodrug …………... 65

Tabel 5.4 Karakteristik spektra UV, FTIR, NMR senyawa PD-KBZ-GLI ...... 66

Tabel 5.5 Karakteristik spektra UV, FTIR, NMR senyawa PD-KBZ-ALA ..... 67

Tabel 5.6 Karakteristik spektra UV, FTIR, NMR senyawa PDKBZ-LIS ........ 68

Tabel 5.7 Titik lebur senyawa prodrug dan campuran fisik ……………....... 69

Tabel 5.8 Karakteristik difraktogram karbamazepin dan senyawa prodrug.... 72

Tabel 5.9 Anova Kelarutan …………………………………………………. 77

Tabel 5.10 Perbandingan prediksi kelarutan dengan hasil penelitian ………... 80

Tabel 5.11 Termogram DTA KBZ, CF dan CF terpapar media air.................... 84

Tabel 5.12 Spektra FTIR KBZ, CF dan CF terpapar media air ……………… 86

Tabel 5.13 Anova Disolusi …………………………………………………… 94

Tabel 5.14 Harga k disolusi ……………………………………………....... 96

Tabel 5.15 Persentase KBZ terlarut 30´ dan AUC30 …………………………. 97

Tabel 5.16 Anova nilai log koefisien partisi ………………………………..... 99

Tabel 5.17 Nilai ka ............................................................................................ 111

Tabel 5.18 Nilai kel .......................................................................................... 113

Tabel 5.19 Perhitungan ka, kel, dan tmaks …………………………………….... 113

Tabel 5.20 Parameter farmakokinetika ……………………………………… 114

Tabel 5.21 Uji Kruskal-Wallis Cmaks ………………………………………… 115

Tabel 5.22 Uji Kruskal-Wallis C2 jam ………………………………………. 115

Tabel 5.23 Uji Mann-Whitney C2jam ………………………………………… 116



xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Hal

Lampiran 1 Sertifikat Analisis Karbamazepin …………………………....... 129

Lampiran 2 Identifikasi Senyawa Awal Karbamazepin .............................. 130

Lampiran 3 Termogram DTA Senyawa Prodrug ........................................ 132

Lampiran 4 Spektra UV Senyawa Prodrug ........................................... 133

Lampiran 5 Spektra FTIR Senyawa Prodrug ........................................ 134

Lampiran 6 Spektra NMR Senyawa Prodrug ....................................... 136

Lampiran 7 Difraktogram PXRD Senyawa Prodrug ............................ 142

Lampiran 8 Kurva Baku Senyawa Karbamazepin ........................................ 144

Lampiran 9 Kurva Baku Senyawa Prodrug .......................................... 145

Lampiran 10 Data Uji Kelarutan ..................................................................... 148

Lampiran 11 Anova Uji Kelarutan ............................................................. 151

Lampiran 12 Data Uji Disolusi ................................................................ 153

Lampiran 13 Konstante Laju Disolusi .......................................................... 156

Lampiran 14 Anova Uji Disolusi .................................................................... 157

Lampiran 15 Data Uji Koefisien Partisi .......................................................... 159

Lampiran 16 Anova UJi Koefisien Partisi .................................................... 162

Lampiran 17 Sertifikat Uji Etik ....................................................................... 164

Lampiran 18 Validasi Metode HPLC .............................................................. 165

Lampiran 19

Lampiran 20

Data Uji Bioavailabilitas ............................................................

Ui Kruskal-Wallis Cmaks dan C2 jam ..............................................

171

175

Lampiran 21 Daftar Riwayat Hidup ................................................................. 177



xiv

DAFTAR SINGKATAN

AA = asam amino ALA = alanin AUC = area under curve BCS Boc

= biopharmaceutical classification system = t-butoksikarbonil

CF = campuran fisik DAD = diode array detector GLI = glisin DIC DTA DIU

= diisopropilkarbodiimida = differential thermal analysis = diisopropilurea

HPLC = high pressure liquid chromatography FTIR = fourier transform infra red kel = konstante laju eliminasi ka = konstante laju absorbsi kdis = konstante laju disolusi KBZ-AA-1 = campuran fisik karbamazepin asam amino KBZ-AA-2 = senyawa prodrug karbamazepin asam amino KBZ-DH = karbamazepin dihidrat KLT = kromatografi lapisan tipis KV = koefisien variasi LIS = lisin LOD = limit of detection LOQ = limit of quantitation MMC = migrating motor complex P p PD

= koefisien partisi = nilai significant = prodrug

PXRD = powder X-ray diffraction r Rf

= koefisien korelasi = retardation factor

Rs = resolusi Rt = retention time SD SE

= standard deviation = standard error

SR = sustained-release UV = ultra violet



xv

PEMBENTUKAN PRODRUG KARBAMAZEPIN-ASAM AMINO

SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN SIFAT FISIKOKIMIA DAN

BIOAVAILABILITAS KARBAMAZEPIN

Dewi Isadiartuti

INTISARI

Karbamazepin (KBZ) merupakan obat antiepilepsi lini pertama, termasuk BCS (Biopharmaceutical Classification System) kelas II mempunyai permeabilitas melewati membran tinggi dan kelarutan dalam air rendah. Kelarutan KBZ dalam air rendah, sehingga disolusi merupakan tahap penentu kecepatan absorbsi dan bioavailabilitasnya tidak menentu ketika digunakan secara oral. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kelarutan KBZ melalui pembentukan senyawa prodrug dengan gugus promoeity asam amino glisin (GLI), alanin (ALA) dan lisin (LIS), sehingga dapat memperbaiki bioavailabilitasnya ketika digunakan secara oral. Pembentukan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PDKBZ-LIS dilakukan dengan menambahkan diisopropilkarbodiimida (DIC) dan direaksikan pada suhu 0 ºC. Hasil identifikasi dengan DTA, FTIR, dan NMR menunjukkan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS telah terbentuk. Karakterisasi fisikokimia senyawa prodrug dengan DTA, PXRD, dan mikroskop optik menunjukkan senyawa prodrug memiliki karakteristik yang berbeda dibandingkan senyawa awal KBZ. Titik lebur senyawa prodrug sebesar 179,6, - 188,8 ºC lebih rendah daripada senyawa KBZ sebesar 192,6 ºC. Kelarutan senyawa prodrug dalam media air suling (pH 6,8 ± 0,05 dan suhu 37 ± 0,5 ºC) meningkat sebesar 533,44 - 748,38 μg/mL dari senyawa KBZ sebesar 278,62 μg/mL. Efisiensi disolusi dalam 30 menit (ED30) KBZ meningkat dari 13,69 % untuk KBZ menjadi sebesar 37,90 - 64,27 %. Senyawa prodrug memiliki harga log koefisien partisi (log P) dalam pelarut oktanol/air (suhu 37 ± 0,5ºC) sebesar 1,13 - 1,89, dan nilai tersebut lebih kecil dibandingkan log P senyawa KBZ sebesar 2,41. Uji bioavailabilitas terhadap kelinci jantan jenis New Zaeland menunjukkan senyawa prodrug mampu mempersingkat tmaks dari senyawa KBZ sebesar 6,14 jam menjadi sebesar 1,63 - 2,77 jam, senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS menunjukkan peningkatan kadar maksimal (Cmaks) KBZ dalam plasma darah dari 2,56 μg/mL pada senyawa KBZ menjadi berturut-turut sebesar 4,38 dan 6,75 μg/mL serta senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS juga menunjukkan peningkatan AUC0-12 dari senyawa KBZ sebesar 20,59 μg jam/mL menjadi berturut- turut sebesar 21,99 dan 34,48 μg jam/mL. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pembentukan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino dengan gugus promoeity GLI, ALA atau LIS dapat meningkatkan kelarutan dan disolusi KBZ, serta menurunkan nilai log koefisien partisinya. Pembentukan senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS dapat memperbaiki bioavailabilitas KBZ. Senyawa PD-KBZ-LIS merupakan senyawa prodrug terpilih untuk dikembangkan sebagai bahan baku alternatif yang mampu memperbaiki kelarutan dan bioavailabilitas KBZ. Pemilihan gugus promoeity yang tepat dalam pembentukan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino memberikan harapan dalam mengembangkan bentuk sediaan karbamazepin yang aman, efektif dan berkualitas.



xvi

CARBAMAZEPINE-AMINO ACID PRODRUGS

TO IMPROVE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES AND

BIOAVAILABILITY OF CARBAMAZEPINE

Dewi Isadiartuti

ABSTRACT

Carbamazepine (CBZ) is the first-line treatment of epilepsy, including BCS II which is characterized by high membrane permeability and low solubility in water. The limited solubility of CBZ causes the low dissolution rate of this drug hence results in the low absorption and low bioavailability of CBZ when given orally. One strategy that can be done to overcome the problems associated with limited solubility of CBZ is the formation of prodrug to enhance its solubility. Therefore, this research is aimed to increase solubility of carbamazepine by the formation of CBZ prodrug with promoeity group of amino acid glycine (GLY), alanine (ALA) and lysine (LYS). The formation of prodrug PD-CBZ-GLY, PD-CBZ-ALA and PD-CBZ-LYS are done by adding diisopropylcarbodiimide (DIC) followed by reaction at 0 °C. Identification of the formed compounds are conducted by using DTA, FTIR and NMR. The results obtained show formation of the prodrug PD-CBZ-GLY, PD-CBZ-ALA and PD-CBZ-LYS. Furthermore, the physicochemical characterization of the prodrug is done by using DTA, PXRD and optical microscope. From the results obtained, the prodrug compounds have different characteristics with the CBZ. The melting point of prodrug compounds are 179.6 - 188.8 °C. These values are lower than CBZ which has melting point 192.6 °C. Solubility of the prodrugs in distilled water (pH 6.8 ± 0.05 and T = 37 ± 0.5 ºC) are 533.44 - 748.38 μg/mL higher compared to the solubility CBZ (278.62 μg/mL). Dissolution efficiency within 30 min of the CBZ also increases from 13.69 % for CBZ to 37.90 - 64.27 % for the prodrug compounds. The partition coefficient values (log P) of the prodrugs in octanol/ water at 37 ± 0.5 °C are 1.13 - 1.89. Those values are lower than the log P of CBZ (2.41). The bioavailability study is conducted on male New Zealand Rabbits demonstrated that the formation of prodrug compounds are able to shorten the tmax from 6.14 hours for CBZ to 1.63 - 2.77 hours; increase the maximum plasma concentration (Cmax) of CBZ from 2.56 μg/mL for CBZ to 4.38 and 6.75 μg/mL for PD-CBZ-ALA and PD-CBZ-LYS, respectively and also increase the AUC0-12 from 20.59 μg hrs/mL to 21.99 dan 34.48 μg hrs/mL, respectively. From the results obtained, it can be concluded that the formation of prodrug CBZ-amino acid with promoeity group of GLY, ALA and LYS are able to increase the solubility and the dissolution rate of CBZ, and also reduce the value of log partition coefficient. Based on the bioavalability study, prodrug of PD-CBZ-ALA and PD-CBZ-LYS are able to increase the bioavailability of CBZ. Furthermore, PD-CBZ-LYS is the chosen prodrug which is promising for the further development in order to improve solubility as well as bioavailability of CBZ. Additionally, careful consideration has to be given when choosing the proper promoeity group for the formation of prodrug of CBZ-amino acid therefore a safe and effective CBZ prodrug can be obtained. Key words: prodrug, carbamazepine, glysine, alanine, lysine, physicochemical and bioavailability



xvii

Proverbs 21 : 30

There is no wisdom nor understanding nor counsel against the LOR



xviii

D



BAB I

PENGANTAR

1.1 LATAR BELAKANG

Penemuan obat baru memerlukan waktu sekitar 8 sampai 12 tahun dan biaya yang

sangat besar mulai dari proses obat ditemukan, disintesis sampai dipasarkan. Salah satu

terobosan dalam menghemat biaya dan waktu dalam pengembangan obat adalah dengan

memperbaiki sifat-sifat senyawa obat yang telah diketahui efek farmakologinya.

Seringkali senyawa obat yang telah diketahui efek farmakologinya memiliki sifat-sifat

biofarmasetika yang tidak menguntungkan karena parameter fisikokimia yang tidak

optimal (Chen et al., 2006; Stegemann, et al., 2007).

Pengembangan bentuk sediaan farmasi tidak dapat dilepaskan dari parameter

fisikokimia bahan obat. Parameter fisikokimia yang berperan dalam menghasilkan

sediaan obat yang aman, efektif, dan berkualitas di antaranya adalah kelarutan,

lipofilisitas, dan stabilitas (Chen et al., 2006). Kelarutan bahan obat dalam air

merupakan sifat fisikokimia yang selalu menjadi perhatian formulator dalam

mengembangkan sediaan farmasi (Avis et al., 1992; Dressmann, 2007). Suatu bahan

obat harus berada dalam keadaan terlarut agar dapat memberikan aktivitas farmakologi

(Steggemann et al., 2007; Stella dan Nti-Addae, 2007).

Struktur molekul berperan dalam menentukan kelarutan suatu senyawa.

Perbandingan gugus polar dan nonpolar pada suatu senyawa akan memengaruhi

kelarutan senyawa dalam air. Senyawa yang dominan memiliki gugus polar mempunyai

kemampuan membentuk ikatan hidrogen lebih besar dengan air. Menurut Hildebrand

kemampuan suatu senyawa membentuk ikatan hidrogen dengan air merupakan faktor

penentu kelarutan senyawa dalam air (Sinko, 2011).

Karbamazepin menjadi pertimbangan utama pengobatan epilepsi tipe bangkitan

simple partial dan bangkitan tonik-klonik, diinginkan memberikan efek segera (Mc

Namara, 2001). Pada saat bangkitan dapat terjadi suatu keadaaan darurat yang sering

disebut dengan status epilepticus. Status epilepticus merupakan suatu hal serius dan



2

perlu ditangani dengan cepat untuk mengendalikan resiko kerusakan otak permanen.

Angka kematian untuk orang dewasa yang mengalami status epilepticus ini mencapai

sekitar 20%. Efek samping karbamazepin terhadap perubahan tingkah laku maupun

kemampuan kognitif lebih rendah dibandingkan antikonvulsan lain seperti fenitoin,

fenobarbital, dan primidon (Mc Namara, 2001; Pearce et al., 2002).

Karbamazepin merupakan bahan obat yang praktis tidak larut dalam air (120 µg/mL

pada suhu 25C) (Koester et al., 2004) dan mempunyai koefisien partisi 2,45 dalam

oktanol/air (Moffat et al., 2004). Karbamazepin mempunyai empat bentuk polimorf

anhidrat dan satu bentuk dihidrat (Javadzadzadeh et al., 2009; Mahalaxmi et al., 2009;

Šehić, 2008; Grzesiak et al., 2003). Keempat bentuk polimorf anhidrat karbamazepin

dalam media air akan berubah menjadi bentuk dihidrat yang mempunyai kelarutan lebih

rendah dibandingkan bentuk polimorfnya (Grzesiak et al., 2003). Efektivitas sediaan

tablet karbamazepin yang disimpan pada suhu ruangan, diketahui berkurang sampai

sepertiganya. Paparan lembap udara pada tablet karbamazepin menyebabkan efektivitas

karbamazepin berkurang karena terjadi perubahan bentuk polimorf anhidrat menjadi

bentuk dihidrat (Sweetman dan Sean, 2009).

Berdasarkan Biopharmaceutics Classification System (BCS), karbamazepin

termasuk golongan obat kelas II, mempunyai sifat permeabilitas tinggi dan kelarutan

dalam air rendah (Amidon et al., 1995). Karbamazepin mempunyai tempat aksi di

susunan saraf pusat, oleh karena itu karbamazepin harus memiliki karakteristik

fisikokimia optimal agar dapat melewati sawar darah-otak. Kemampuan obat menembus

sawar darah-otak ditentukan oleh permeabilitasnya. Senyawa-senyawa yang memiliki

koefisien partisi kurang dari 3 mempunyai permeabilitas yang cukup untuk dapat

menembus sawar darah-otak (Rautioa et al., 2008).

Pada penggunaan karbamazepin secara oral, kecepatan disolusi merupakan tahap

penentu kecepatan bioavalabilitasnya. Selain itu kelarutan karbamazepin dalam air yang

rendah, menyebabkan karbamazepin tidak tersedia dalam bentuk sediaan injeksi



3

intravena. Hal tersebut mendorong para peneliti terus mengembangkan penelitian untuk

mendapatkan metode peningkatan kelarutan karbamazepin.

Kelarutan bahan obat dapat diperbaiki melalui modifikasi molekul secara kimia dan

pendekatan formulasi. Modifikasi molekul kimia dengan membentuk prodrug telah

dilakukan Hemenway et al. (2010) yaitu dengan menambahkan gugus glisin dan asetil

untuk meningkatkan kelarutan karbamazepin. Selain melalui pendekatan modifikasi

kimia, beberapa pendekatan formulasi telah dilakukan untuk meningkatkan kelarutan

karbamazepin di antaranya penggunaan kosolven atau surfaktan, pembentukan

kompleks siklodekstrin, metode kogrinding dengan menggunakan matriks hidrofilik,

pembentukan dispersi padat dengan PEG/campuran polimer, dan dengan pembentukan

kokristal. Metode tersebut mampu meningkatkan kelarutan karbamazepin (Koester et

al., 2004; Jalali et al., 2006; Isadiartuti et al., 2009; Bley et al., 2010; Shikhar et al.,

2011).

Sekitar 5-7% obat yang disetujui Food and Drug Administration (FDA) dapat

diklasifikasikan sebagai prodrug. Prodrug merupakan molekul yang tidak aktif secara

farmakologi yang membutuhkan transformasi enzimatik dan atau kimia untuk

melepaskan senyawa bentuk aktif dalam tubuh sebelum memberikan efek terapi.

Pelepasan senyawa aktif dan promoeity dapat terjadi sebelum, selama atau sesudah

absorbsi atau pada tempat aksi obat. Proses biokonversi di dalam tubuh dimediasi oleh

adanya enzim-enzim yang terdapat di dalam darah, hati, dan jaringan lain (Stella dan

Nti-Addae, 2007; Rautio a et al., 2008; Rautio b et al., 2008; Han, 2000).

Pendekatan prodrug yang digunakan disesuaikan dengan sifat-sifat fisikokimia,

farmasetika, biofarmasetika, dan atau farmakokinetika yang akan diperbaiki. Dua

pendekatan prodrug yang ditujukan untuk meningkatkan kelarutan senyawa sukar larut

dalam air adalah: (1) menurunkan titik lebur senyawa induk dengan derivatisasi dan/

atau (2) menambahkan promoiety polar/yang dapat terionkan pada senyawa induk.

Penelitian Stella et al. (2007) menunjukkan derivatisasi senyawa yang memiliki gugus

NH asam (amida, karbamat, urea, imida dan sulfonamid) dengan menghilangkan satu



4

proton pada gugus NH asam (Gambar 1.1) dapat memberikan pengaruh besar terhadap

energi kisi kristal, kelarutan, laju disolusi, dan permeabilitas.

Gambar 1.1. Macam-macam NH asam ( Stella et al., 2007)

Fenitoin merupakan senyawa asam lemah yang sukar larut dalam air (pKa 8,3),

memiliki gugus imida dalam struktur molekulnya. Prodrug fosfenitoin dibentuk dari

fenitoin dengan menggantikan satu proton pada gugus NH tipe imida fenitoin dengan

suatu gugus fosfonooksimetil. Fosfenitoin merupakan salah satu bentuk prodrug yang

mampu meningkatkan kelarutan fenitoin dari 20-25 µg/mL menjadi 140 mg/mL. Selain

itu fosfenitoin juga memberikan bioavailabilitas dan profil keamanan lebih baik

dibandingkan bentuk garam natrium fenitoin (Stegemann et al., 2007; Rautiob et al.,

2008).

Asam-asam amino telah diteliti secara luas dalam penggunaannya sebagai

promoiety untuk memperbaiki kelarutan senyawa dalam air. Selain memberikan

kelarutan yang baik dalam air, penggunaan asam-asam amino sebagai promoiety dapat

segera diubah oleh enzim peptidase yang terdapat dalam tubuh dan dilepaskan secara

alami sebagai keutuhan non toksik saat terjadi perubahan bentuk dalam tubuh

(Hemenway et al., 2010). Penelitian Hecker et al. (2003) menunjukkan kelarutan

senyawa prodrug cephalosporin meningkat dengan menggunakan gugus promoeity

beberapa asam amino.

Amida R1 = C(O)R R2 = R Karbamat R1 = C(O)OR R2 = R Urea R1 = C(O)NRR' R2 = R Imida R1 = C(O)R R2 = C(O)R Sulfonamida R1 = S(O)2R R2 = R



5

Asam amino mempunyai struktur molekul H2NCHRCOOH, dengan R merupakan

rantai samping berupa gugus organik. Glisin merupakan asam amino yang tidak

memiliki rantai samping R, alanin memiliki rantai samping gugus R non polar (CH3),

dan lisin memiliki rantai samping bersifat basa NH2(CH2)4 (Murray, 2008; Fessenden

dan Fessenden, 1982). Ketiga asam amino tersebut merupakan asam amino alifatik yang

dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. Kemampuan membentuk ikatan hidrogen

pada senyawa tersebut berpotensi dalam meningkatkan kelarutan dalam air.

Karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino dapat membentuk ikatan serupa

peptida. Pembentukan ikatan peptida dapat dibuat dengan menambahkan carbodiimida.

Ikatan peptida dapat dibentuk karena gugus karboksil dari salah satu asam amino

bereaksi dengan gugus amino dari asam amino lainnya. Carbodiimida berperan dalam

mengaktifkan gugus karboksil terhadap nukleofilik nitrogen. Salah satu bentuk

carbodiimida yang paling banyak digunakan sebagai reagen kopling dalam larutan

adalah diisopropilkarbodiimida (DIC) (Benoiton, 2006).

Berdasarkan fakta tentang kelarutan karbamazepin, maka dalam pengembangan

bentuk sediaan karbamazepin diperlukan upaya untuk meningkatkan kelarutannya.

Bahan obat yang mempunyai kelarutan tinggi di dalam air akan bersifat hidrofil, yang

merupakan hambatan dalam menembus sawar darah-otak. Oleh karena itu diupayakan

rancangan pembentukan senyawa prodrug yang larut air. Senyawa prodrug tersebut

ketika digunakan dalam cairan tubuh dapat diubah menjadi senyawa induk

karbamazepin yang mempunyai sifat lipofil. Kondisi ini akan memampukan obat

melewati barrier sawar darah-otak menuju tempat aksi obat. Untuk menentukan

seberapa besar kemampuan prodrug dalam meningkatkan kelarutan karbamazepin,

penelitian ini menggunakan bentuk campuran fisiknya sebagai pembanding. Campuran

fisik karbamazepin dengan asam amino merupakan salah satu upaya yang dapat

dilakukan untuk meningkatkan kelarutan karbamazepin melalui pendekatan formulasi.

Glisin, alanin, dan lisin merupakan asam amino yang larut dalam air. Atom H pada

gugus amina dan atom O pada gugus karboksil karbamazepin dapat berinteraksi dengan



6

gugus karboksil asam amino membentuk ikatan hidrogen (Qiao et al., 2011). Interaksi

yang terjadi antara kedua senyawa tersebut dapat menurunkan sudut kontak antara

karbamazepin dengan media air dan meningkatkan pembasahan karbamazepin sehingga

meningkatkan kelarutan karbamazepin (Sinko, 2011).

1.2 RUMUSAN MASALAH

Karbamazepin merupakan pilihan utama dalam terapi antiepilepsi, dibutuhkan

untuk keadaan segera. Kelarutan karbamazepin dalam air yang rendah mengakibatkan

disolusi merupakan tahap penentu kecepatan bioavailabilitas pada penggunaan secara

oral dan tidak tersedia bentuk sediaan injeksi intravena.Berdasarkan uraian di atas perlu

diupayakan peningkatan kelarutan karbamazepin dengan membentuk prodrug yang

lebih larut dalam air. Dengan menggantikan satu proton pada gugus NH amida

karbamazepin dengan gugus asam amino akan memberikan pengaruh besar terhadap

energi kisi kristal, kelarutan, kecepatan disolusi, dan permeabilitasnya (Stella et al.,

2007). Pembentukan prodrug dalam penelitian ini menggunakan gugus promoeity asam

amino alifatik yang larut dalam air dengan perbedaan rantai samping yaitu glisin, alanin,

dan lisin. Pembentukan senyawa prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity asam

amino dilakukan dengan penambahan carbodiimida. Pembentukan prodrug

karbamazepin-asam amino memungkinkan karbamazepin dapat segera dilepas di dalam

tubuh oleh enzim-enzim peptidase yang terdapat dalam darah, hati, dan jaringan lain

menjadi senyawa aktif karbamazepin.

1.2.1 Rumusan Masalah Umum :

Apakah pembentukan prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity asam

amino (glisin, alanin, atau lisin) dapat meningkatkan kelarutan karbamazepin

sehingga dapat memperbaiki bioavailabilitasnya ?



7

1.2.2 Rumusan Masalah Khusus :

1. Apakah senyawa turunan karbamazepin sebagai prodrug dengan gugus promoeity

asam amino (glisin, alanin, atau lisin) dapat dibuat dari senyawa awal

karbamazepin ?

2.Bagaimanakah sifat fisikokimia (kelarutan, disolusi, dan koefisien partisi)

senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, atau PD-KBZ-LIS

dibandingkan senyawa awal karbamazepin ?

3. Bagaimanakah bioavailabilitas (tmaks,Cmaks, dan AUC) senyawa prodrug

PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, atau PD-KBZ-LIS dibandingkan senyawa awal

karbamazepin ?

4. Senyawa prodrug manakah yang memiliki sifat fisikokimia dan bioavailabilitas

optimal ?

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1.3.1 Tujuan Umum :

Penelitian ini bertujuan untuk membuat senyawa prodrug karbamazepin

dengan gugus promoeity asam amino glisin, alanin, atau lisin sehingga kelarutan

karbamazepin dapat meningkat yang akan berdampak pada perbaikan

bioavailabilitas karbamazepin.

1.3.2 Tujuan Khusus :

1. Membuat prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino: glisin,

alanin atau lisin.

2. Membuktikan pembentukan prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity

asam amino (glisin, alanin, atau lisin) dapat memperbaiki sifat fisikokimia

(kelarutan, disolusi, dan koefisien partisi) karbamazepin.



8

3. Membuktikan pembentukan prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity

asam amino (glisin, alanin, atau lisin) dapat memperbaiki bioavailabilitas

karbamazepin.

4. Menentukan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino yang memiliki sifat

fisikokimia dan bioavailabilitas optimal.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

1.4.1 Manfaat Akademik :

Temuan dalam penelitian ini dapat memberi informasi ilmiah tentang sifat

fisikokimia dan bioavailabilitas karbamazepin dalam bentuk prodrug karbamazepin

dengan gugus promoeity asam amino glisin, alanin, atau lisin.

1.4.2 Manfaat Praktis :

Temuan data sifat fisikokimia dan bioavailabilitas senyawa prodrug

karbamazepin-asam amino yang diperoleh bermanfaat dalam pengembangan bentuk

sediaan karbamazepin. Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan

PD-KBZ-LIS dapat digunakan sebagai bahan baku alternatif karbamazepin untuk

pembuatan sediaan karbamazepin yang aman, efektif, dan berkualitas.



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TINJAUAN TENTANG SIFAT FISIKOKIMIA

Bentuk sediaan farmasi dibuat sesuai dengan sifat-sifat fisikokimia dan tujuan

penggunaannya. Masing-masing bentuk sediaan dibuat untuk tujuan pemakaian tertentu,

terdapat sediaan dalam bentuk cair, semi padat dan padat. Langkah awal yang harus

dilakukan untuk dapat memutuskan bentuk sediaan yang tepat adalah dengan melakukan

studi praformulasi.

Studi praformulasi dikenalkan oleh Akers (1976), praformulasi adalah karakterisasi

fisikokimia senyawa padat atau larutan. Studi praformulasi meliputi semua studi yang

berperan dalam senyawa obat baru yang merupakan kunci informasi penting untuk

mengarahkan formulator dan analis pada pengembangan bentuk sediaan yang stabil dan

bioavalabilitas yang bagus. Praformulasi yang baik akan membawa formulasi yang

sederhana dan bagus serta produk komersial yang berhasil (Avis et al., 1992; Gibson,

2004). Sifat-sifat fisikokimia senyawa obat dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Sifat-sifat fisikokimia senyawa obat (Avis et al., 1992)

Struktur dan berat molekul Warna Bau Titik leleh Profil analisis termal Ukuran dan bentuk partikel Higroskopisitas Konstante ionisasi Aktivitas optikal

Kelarutan Pofil pH kelarutan Polimorfisme Pembentukan solvat Spektra absorbansi Stabilitas cahaya Stabilitas panas Profil pH stabilitas

Selain sifat fisikokimia senyawa obat, keberhasilan suatu formulasi sediaan obat juga

ditentukan oleh pertimbangan biofarmasetika dan pertimbangan terapi. Beberapa obat

dikembangkan dari senyawa yang memiliki sifat biofarmasetika tidak menguntungkan

dikarenakan parameter fisikokimia di bawah standar. Sifat-sifat biofarmasetika yang tidak



10

menguntungkan seringkali membutuhkan waktu dan biaya yang tinggi dalam

mengembangkan sediaan. Untuk mengatasi masalah ini dan memilih senyawa yang terbaik

dari sudut pandang biofarmasetika, maka parameter seperti kelarutan, lipofilisitas dan

stabilitas perlu dievaluasi sedini mungkin. Pemilihan senyawa yang memiliki sifat

fisikokimia sesuai serta stabilitas secara kimia dan fisika bagus akan memudahkan dalam

formulasi. Selain itu pemilihan formulasi yang rasional dapat digunakan untuk uji

preklinik, farmakokinetika dan toksikologi lebih lanjut (Chen et al., 2006; Aulton, 1988).

2.1.1 Tinjauan Tentang Kelarutan

Kelarutan didefinisikan dalam besaran kuantitatif sebagai konsentrasi zat terlarut

dalam larutan jenuh pada suhu dan tekanan tertentu dan secara kualitatif didefinisikan

sebagai interaksi spontan dari dua atau lebih zat membentuk dispersi molekuler (Sinko,

2011). Definisi kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV (FI IV) adalah seperti yang

tertera pada Tabel 2.2 (Depkes, 1995).

Tabel 2.2. Definisi kelarutan menurut FI IV (Depkes, 1995)

Kelarutan senyawa obat merupakan faktor penentu kritis dalam sediaan farmasi,

karena kelarutan senyawa obat dalam air menunjukkan jumlah senyawa yang akan

melarut. Kelarutan bahan obat dalam air merupakan sifat fisikokimia yang selalu menjadi

perhatian formulator dalam mengembangkan sediaan farmasi. Bahan obat yang akan

dikembangkan menjadi bentuk sediaan farmasi untuk berbagai tujuan rute pemakaian

Istilah Kelarutan

Jumlah bagian pelarut yang diperlukan untuk melarutkan 1

bagian zat Sangat mudah larut Kurang dari 1 Mudah larut 1 sampai 10 Larut 10 sampai 30 Agak sukar larut 30 sampai 100 Sukar larut 100 sampai 1000 Sangat sukar larut 1000 sampai 10000 Praktis tidak larut Lebih dari 10000



11

harus mampu menunjukkan kelarutan dalam air, karena suatu senyawa obat harus larut

dalam air untuk dapat diabsorbsi dari tempat pemberian dan memberikan efek terapi yang

diinginkan (Shargel et al., 2005; Aulton, 1988).

Kelarutan senyawa obat tergantung dari zat terlarut, pelarut dan lingkungan tempat

senyawa obat melarut. Kelarutan suatu senyawa tergantung pada energi pelarutan dari zat

terlarut di dalam pelarut untuk mengatasi energi kisi kristal zat terlarut dan energi untuk

membuat ruang dalam pelarut. Proses melarut terjadi dalam tiga tahap yang dapat

digambarkan pada Gambar 2.1.

Tahap 1.

Zat terlarut Pelepasan satu molekul dari zat terlarut

Tahap 2.

Pelarut Pembentukan suatu lubang dalam pelarut

Tahap 3.

Pelarut molekul zat terlarut larutan

Gambar 2.1. Tahapan proses melarut (Florence dan Attwood, 2006; Sinko, 2011)



12

Tahap 1 menyangkut pemindahan satu molekul dari fase terlarut pada suhu tertentu

melibatkan kerja sebesar w22.. Tahap 2 menyangkut pembentukan lubang dalam pelarut

yang cukup besar untuk menerima molekul zat terlarut melibatkan kerja sebesar w11. Tahap

3, molekul zat terlarut akhirnya ditempatkan dalam lubang pelarut melibatkan kerja sebesar

-2w12. Kerja yang terlibat dalam ketiga tahapan proses melarut dapat dinyatakan sebagai

w22+w11-2w12. Interaksi zat terlarut dengan pelarut pada tahap akhir melibatkan kerja

sebesar -2w12, merupakan ikatan yang terbentuk antara molekul zat terlarut dengan molekul

pelarut (Florence dan Attwood, 2006; Sinko, 2011).

Kelarutan dipengaruhi oleh sifat fisikokimia dan struktur molekul suatu senyawa obat

serta pelarut yang melingkupinya, termasuk berat molekul, bentuk molekul, polaritas,

lipofilisitas, kekuatan ionisasi dan ukuran zat terlarut. Kelarutan juga ditentukan oleh sifat

pelarut yang digunakan seperti pH larutan, ikatan hidrogen antara molekul obat dengan

pelarut (Sinko, 2011; Florence dan Attwood, 2006). Sebagian besar obat merupakan

elektrolit lemah dan dalam larutan terdisosiasi menjadi bentuk terion (unionized) dan tak

terion (ionized). Kelarutan bentuk ini dipengaruhi oleh pH larutan, sehingga pH turut

berpengaruh terhadap sifat fisikokimia seperti koefisien partisi, stabilitas, termasuk juga

kelarutan suatu senyawa obat (Sinko, 2011).

Kelarutan dalam air yang rendah disebabkan oleh dua faktor utama yaitu, lipofilisitas

yang tinggi dan interaksi intermolekuler yang kuat. Hansch et al. mengamati hubungan

kelarutan suatu zat dengan koefisen partisi dan titik lebur sebagaimana dinyatakan dengan

persamaan 2.1 (Sinko, 2011; Yalkowsky, 1981).

Log Sw = - log P - 0,01 MP + 0,5 .................................................. (2.1)

dengan Sw adalah kelarutan senyawa dalam air, P (partition coefficient) adalah koefisien

partisi dan MP adalah titik lebur dalam derajat Celsius. Persamaan 2.1 bermanfaat dalam

memprediksi kelarutan suatu senyawa dalam bentuk kristal dalam pelarut air. Berdasarkan

persamaan tersebut koefisien partisi yang menggambarkan lipofilisitas dan titik lebur yang

menggambarkan interaksi intermolekuler suatu senyawa dapat memengaruhi kelarutannya.



13

Koefisien partisi suatu turunan senyawa yang meningkat akan mengurangi Sw sekaligus

menurunkan titik lebur dan secara keseluruhan meningkatkan kelarutan dalam air (Sw)

(Yalkowsky, 1981).

Struktur molekul senyawa berperan dalam menentukan lipofilisitas. Perbandingan gugus

polar dan nonpolar pada suatu senyawa akan memengaruhi kelarutan senyawa dalam air.

Senyawa yang dominan memiliki gugus polar mempunyai kemampuan membentuk ikatan

hidrogen lebih besar dengan air. Menurut Hildebrand kemampuan suatu senyawa

membentuk ikatan hidrogen dengan air merupakan faktor penentu kelarutan senyawa dalam

air (Sinko, 2011).

Beberapa metode peningkatan kelarutan senyawa obat:

1. Modifikasi Kristal

Modifikasi kristal merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan untuk

meningkatkan kelarutan dan laju disolusi obat. Suatu bahan obat dapat berada dalam

dua atau lebih fase kristal yang memiliki konformasi dalam kisi kristal berbeda

(polimorf). Polimorf obat yang berbeda memiliki struktur kimia sama tetapi

menunjukkan sifat-sifat fisikokimia berbeda. Tehnik kristalisasi menggunakan

pelarut, metode dan kondisi kristalisasi berbeda akan diperoleh habit kristal yang

berbeda. Habit kristal menggambarkan bentuk kristal dalam istilah umum (seperti

bentuk jarum, prismatik, lamelar) dan berpengaruh terhadap titik lebur, kelarutan,

disolusi, dan stabilitas (Desh Raj et al., 2011; Mohanachandran et al., 2010;

Sehić, 2008).

2. Solubilisasi misel dengan surfaktan

Surfaktan merupakan molekul yang mempunyai gugus polar dan nonpolar. Bila

suatu molekul kecil obat nonpolar dimasukkan ke dalam surfaktan, molekul tersebut

akan terakumulasi dalam inti hidrofobik misel. Kelarutan obat nonpolar meningkat

karena surfaktan dapat menurunkan tegangan permukaan obat dalam larutan (Desh

Raj et al., 2011).

3. Kosolvensi

Kosolven merupakan suatu pelarut yang dapat bercampur dengan air, digunakan

sebagai kombinasi untuk meningkatkan kelarutan zat terlarut. Molekul nonpolar



14

atau elektrolit lemah yang mempunyai kelarutan kecil dalam air dapat ditingkatkan

kelarutannya dengan memperbaiki polaritas pelarut. Sistem kosolven bekerja

dengan cara menurunkan tegangan permukaan antara pelarut dengan zat terlarut

hidrofobik. Adanya efek pembasahan akan menyebabkan peningkatan kelarutan

bahan obat (Desh Raj et al., 2011).

4. Pembentukan garam

Pembentukan garam merupakan metode yang umum dan efektif untuk

meningkatkan kelarutan dan kecepatan disolusi bahan obat yang bersifat asam dan

basa. Suatu senyawa bersifat basa, kelarutannya akan meningkat ketika pH larutan

diturunkan menjadi asam. Sebaliknya suatu senyawa bersifat asam, kelarutannya

akan meningkat ketika pH larutan dinaikkan menjadi asam karena terbentuk garam

yang lebih mudah larut dalam air (Desh Raj et al., 2011).

5. Kompleksasi

Pembentukan senyawa kompleks dapat digunakan untuk meningkatkan kelarutan

senyawa obat. Suatu senyawa kompleks terbentuk bila molekul obat dan ligan

bergabung membentuk ikatan lemah dengan stokiometri tertentu (seperti interaksi

hidrofobik, ikatan hidrogen, gaya van der Waals) (Desh Raj et al., 2011).

Kelarutan bahan obat dapat diperbaiki melalui rekayasa bahan dan pendekatan

formulasi. Rekayasa bahan melalui modifikasi molekul secara kimia seperti pembentukan

kompleks atau pembentukan prodrug dapat meningkatkan kelarutan senyawa obat,

sedangkan pendekatan formulasi untuk meningkatkan kelarutan senyawa obat dapat

dilakukan dengan rekayasa keadaan padat, modifikasi kristal, dispersi padat, mikroemulsi,

dengan menambahkan kosolven atau surfaktan dalam formulasinya, dengan pembentukan

garam, dan pembentukan kompleks (Desh Raj et al., 2011; Kawabata et al., 2011;

Monohanachandran et al., 2010; Stegemann et al., 2007; Blagden et al., 2007). Dewasa ini

pembentukan prodrug dengan menambahkan gugus polar pada senyawa yang bersifat

lipofilik merupakan cara lama yang kembali digunakan (Sinko, 2011; Stella et al., 2007;

Dresmann, 2007).



15

2.1.1.1. Tinjauan Tentang Prodrug

Prodrug merupakan derivat molekul obat yang mengalami biotransformasi enzimatis

atau kimia menjadi senyawa bentuk aktif dalam tubuh, sebelum memberikan efek

farmakologi (Gambar 2.2.). Pelepasan bentuk aktif obat dikendalikan dan dapat terjadi

sebelum, selama atau setelah absorbsi atau pada tempat aksi obat yang spesifik tergantung

dari tujuan rancangan obat (Stella et al., 2007; Rautio et al., 2008).

Promoiety merupakan suatu gugus fungsional, digunakan untuk memodifikasi struktur

yang aktif secara farmakologi. Promoeity yang digunakan idealnya aman dan segera

diekskresikan dari tubuh. Promoeity yang akan direaksikan diseleksi berdasarkan sifat yang

ingin diperbaiki dari senyawa induknya. Ilustrasi mengenai gugus-gugus promoeity yang

dapat dibuat menjadi senyawa prodrug dengan senyawa obat yang memiliki gugus fungsi

tertentu dapat dilihat pada Gambar 2.3. Senyawa induk yang bersifat lipofilik, mempunyai

kemampuan menembus membran biologis besar akan tetapi kelarutannya dalam air kecil.

Sebaliknya senyawa induk yang bersifat hidrofilik, mempunyai kelarutan yang besar, akan

tetapi kemampuan menembus membran biologis kecil (Rautiob et al., 2008).

Gambar 2.2. Ilustrasi konsep prodrug (prodrug = obat + promoeity) (Rautioa et al., 2008)

Perubahan Enzimatik dan / atau kimia



16

Pendekatan prodrug telah berhasil digunakan untuk mengatasi kelarutan bahan obat

yang rendah dalam air atau bioavailabilitas yang tidak menentu. Dengan memodifikasi

senyawa induk dengan suatu gugus polar maka kelarutan senyawa obat yang rendah dalam

air akan dapat ditingkatkan (Stegemann et al., 2007; Stella et al., 2007; Rautio a et al.,

2008).

Pendekatan prodrug pada umumnya didasarkan pada biotranformasi kimia atau

biokimia menjadi bentuk aktif sebelum mencapai tempat aksi. Pendekatan ini khususnya

bermanfaat bagi sediaan intravena karena prodrug yang larut air direkonstitusi sebelum

digunakan, yang dengan cepat berubah menjadi bentuk aktif senyawa induknya. Bagi

sediaan oral, perubahan dalam saluran cerna biasanya terjadi sebelum fase absorbsi, dan

selanjutnya bahan obat yang tidak larut mengendap dari larutan dalam saluran cerna. Akan

tetapi bentuk prodrug masih menguntungkan oleh karena (i) kelarutan lebih cepat tercapai

sehingga menghasilkan kecepatan transpor awal lebih cepat, (ii) dosis obat mungkin cukup

kecil sehingga sekali berada dalam bentuk larutan akan tetap dalam bentuk larutan terutama

mengingat adanya surfaktan di dalam saluran cerna, dan (iii) bentuk endapan obat mungkin

berada dalam bentuk sangat halus sehingga lebih mudah melarut (Yalkowsky, 1981).

Gambar 2.3. Ilustrasi sederhana mewakili konsep prodrug (Rautiob et al., 2008)



17

Sekitar 5-7% obat yang disetujui Food and Drug Administration (FDA) dapat

diklasifikasikan sebagai prodrug dan pada saat ini implementasi pendekatan prodrug pada

tahap awal penemuan obat bertumbuh pesat. Pendekatan rancangan prodrug disesuaikan

dengan tujuan yang ingin dicapai. Prodrug yang diinginkan untuk melepas senyawa induk

dengan segera, dirancang untuk mendapat ikatan lemah antara senyawa induk dengan

promoeity. Dengan demikian proses biokonversi dari bentuk prodrug menjadi senyawa

induk dapat diperoleh sesaat setelah obat digunakan. Proses biokonversi di dalam tubuh

dimediasi oleh adanya enzym-enzym yang terdapat di dalam darah, hati dan jaringan lain

(Stella et al., 2007; Rautio a et al., 2008; Rautio b et al., 2008).

Pendekatan prodrug yang digunakan disesuaikan dengan sifat-sifat fisikokimia,

farmasetika, biofarmasetika dan atau farmakokinetika yang akan diperbaiki. Dua

pendekatan prodrug yang ditujukan untuk meningkatkan kelarutan senyawa sukar larut

dalam air adalah: (1) menurunkan titik lebur senyawa induk dengan derivatisasi dan/ atau

(2) menambahkan promoiety polar/yang dapat terionkan pada senyawa induk. Prodrug-

prodrug larut air pada umumnya didapat pada gugus fosfat, suksinat atau asam amino dari

gugus hidroksil (Stella dan Nti Addae, 2007; Roche, 1987).

Fenitoin merupakan senyawa asam lemah yang sukar larut dalam air (pKa 8,3),

memiliki gugus imida dalam struktur molekulnya. Dengan menggantikan satu proton NH

tipe imida dengan suatu gugus fosfonooksimetil membentuk prodrug yang dikenal sebagai

fosfenitoin. Fosfenitoin merupakan salah satu bentuk prodrug yang mampu meningkatkan

kelarutan fenitoin dari 20-25 µg/mL menjadi 140 mg/mL. Selain itu fosfenitoin juga

memberikan bioaavailabilitas dan profil keamanan lebih baik dibandingkan bentuk garam

natrium fenitoin (Rautiob et al., 2008; Stegemann et al., 2007; Stella, 1995).

Asam-asam amino telah diteliti secara luas dalam penggunaannya sebagai promoiety

untuk memperbaiki kelarutan senyawa dalam air dari berbagai macam obat-obat yang

mengandung amina dan alkohol. Valacyclovir merupakan bentuk prodrug asam amino

acyclovir. Valacyclovir menunjukkan peningkatan kelarutan dari 1,3 mg/mL menjadi 174

mg/mL pada suhu 25 °C dan bioavailabilitas pada penggunaan secara oral meningkat dari

12-20 menjadi 54 % (Santos et al., 2009; Rautiob et al., 2008, Steingrimsdottir et al.,

2000).



18

Midodrine merupakan prodrug dengan gugus promoeity berasal dari asam amino

glisin. Bioavailabilitas midodrine setelah penggunaan per oral meningkat dari 50%

(desglymidodrine) menjadi 93% (midodrine) (Rautiob et al., 2008). Prodrug ester

camphothecin dengan serangkaian gugus α-asam amino (glisin, alanin, aminobutirat dan

norvalin) telah disintesis, dikarakterisasi dan dievaluasi oleh Deshmukh et al. (2010).

Gambar 2.4. Prodrug yang larut dalam cairan saluran cerna memberikan konsentrasi besar sebagai kekuatan pendorong dalam absorbsi. Pemutusan promoeity oleh suatu enzim di brush border yang terikat membran melepaskan senyawa induk lipofilik di sekitar membran mukosa (Fleisher et al., 1996).

Hecker et al. (2003) telah meneliti peningkatan kelarutan cephalosporin yang dibuat

prodrug ester dengan gugus promoiety dari berbagai macam asam amino. Penelitian Hecker

et al. (2003) menunjukkan pembentukan prodrug asam amino dengan alanin mampu

meningkatkan kelarutan cephalosporin dua kalinya (dari semula 4,5 mg/mL), sebanding

dengan serin dan melepaskan senyawa induk cephalosposin (secara in vitro) lebih besar

(83%) dibandingkan serin (3%). Lisin mampu meningkatkan kelarutan cephalosporin lebih

dari 5 kali dan mampu melepaskan senyawa induk secara in vitro sebesar 23%. Sedangkan



19

peningkatan kelarutan cephalosporin dengan asam amino glisin hanya sebesar 1,3 kali,

akan tetapi prodrug yang terbentuk menunjukkan kecepatan yang cukup untuk berubah

menjadi senyawa induk secara in vivo. Oleh karena itu dalam penelitian ini asam amino

yang digunakan sebagai promoeity yaitu glisin, alanin, dan lisin.

Selain memberikan kelarutan yang baik dalam air, penggunaan asam-asam amino

sebagai promoiety dapat segera diubah oleh enzim esterase dan atau peptidase yang

terdapat dalam tubuh. Promoiety asam amino juga disukai karena dilepaskan secara alami

sebagai keutuhan non toksik saat terjadi perubahan bentuk dalam tubuh (Hemenway et al.,

Suatu prodrug dengan kelarutan tinggi memberikan kekuatan pendorong (gradien

konsentrasi) dibandingkan senyawa obat induk ketika diabsorbsi. Senyawa induk dengan

koefisien partisi tinggi memberikan keuntungan ketika terjadi rekonversi prodrug oleh

enzim di brush broder membran mukosa dalam saluran cerna. Pada kondisi tersebut

prodrug akan dilepas menjadi senyawa induk yang permeabel. Rekonversi prodrug yang

cepat dalam saluran cerna akan membantu memperbaiki keterbatasan absorbsi (Fleisher et

al., 1996).

2.1.2. Tinjauan Tentang Disolusi

Disolusi menggambarkan proses melarut suatu partikel obat dalam pelarut. Laju

disolusi dinyatakan dengan jumlah obat yang terlarut sebagai fungsi waktu. Disolusi suatu

obat dikendalikan oleh sifat-sifat fisikokimia seperti kelarutan, luas permukaan dan

kemampuan bahan obat terbasahi. Disolusi merupakan prasyarat obat diabsorbsi dan

dibawa ke tempat aksi obat, seringkali merupakan tahap penentu kecepatan ketersediaan

hayati bagi obat-obat dengan kelarutan kecil dalam air. Informasi tentang laju disolusi suatu

obat akan bermanfaat bagi pengembangan formulasi. Uji disolusi yang sesuai dapat

membantu mengidentifikasi faktor-faktor yang berperan dalam masalah bioavailabilitas dan

membantu memilih bentuk kristal dan atau bentuk garam yang sesuai (Liu, 2000). Laju

disolusi suatu bahan obat menurut model disolusi Noyes-Whitney dapat dilihat pada

persamaan 2.2 (Sinko, 2011).



20

)( CCsVhDS

dtdC

………………... (2.2)

denga

dtdC = laju disolusi

D = koefisien difusi obat h = tebal lapisan difusi pada antarmuka padatan-cairan S = luas permukaan obat yang terpapar cairan pelarut V = volume media disolusi Cs = kelarutan jenuh obat dalam media disolusi pada suhu percobaan C = jumlah obat yang terlarut pada waktu t

Laju disolusi (dtdC ) awal sebanding dengan kelarutan jenuh obat (Cs) dan luas

permukaan partikel obat (S) di bawah kondisi hidrodinamik. Dari persamaan 2.2 dapat

dilihat bahwa dengan memperkecil luas permukaan partikel (S) dan meningkatkan

kelarutan jenuh (Cs) dapat meningkatkan laju disolusi suatu obat. Oleh karena laju absorbsi

maksimum tidak dapat melebihi laju disolusi (dtdC ) maka kelarutan senyawa obat yang

rendah akan menurunkan efektivitas obat. Bila laju disolusi merupakan tahap penentu

kecepatan bioavailabilitas obat maka dengan meningkatkan laju disolusi, bioavailabilitas

akan dapat diperbaiki (Aulton, 1988; Yalkowsky, 1981).

Gambar 2.5. Skema disolusi dari permukaan partikel (Florrence et al.,2006)

PermukaanPartikel obat

Sirkulasi

darah

PermukaanPartikel obat

Lapisan difusi

Difusi molekul-molekul

Difusi molekul-molekul

Kandungan saluran cerna

Membran saluran

cerna



21

Pada fase awal disolusi, Cs ≥ dtdC dan jika luas permukaan (S) selama percobaan dibuat

tetap maka D/h yang merupakan konstante (k) dapat ditentukan. Konstante (k) merupakan

konstante laju intrinsik disolusi dan spesifik bagi setiap bahan obat padat dalam pelarut

tertentu di bawah kondisi hidrodinamik. Menurut Kaplan, senyawa obat yang memiliki

harga k kurang dari 0,1/mg/cm2/menit biasanya laju disolusi merupakan tahap penentu

kecepatan absorbsi (Florence dan Attwood, 2005; Aulton, 1988).

Jalali et al. (2006) meneliti tentang korelasi in vitro - in vivo efek antikonvulsi

karbamazepin setelah dibuat ko-grinding dengan mikrokristalin selulose. Hasil penelitian

menunjukkan peningkatan bioavailabilitas (Cmaks, tmaks dan AUC) karbamazepin seiring

dengan meningkatnya disolusi karbamazepin setelah karbamazepin dibuat sistem ko-

grinding dengan mikrokristalin selulose yang merupakan pembawa bersifat hidrofilik.

Berdasarkan parameter fisiologi, media disolusi yang menyerupai keadaan lambung dan

usus halus dalam keadaan terisi makanan dan puasa dapat memengaruhi disolusi. Macam-

macam media disolusi seperti blank fast-state simulated gastric state (FaSSGF), simulated

gastric fluid without pepsin (SGF), fed-state simulated intestinal fluid (FESSIF) dan

simulated colonic fluid (SCoF) merupakan media bio-relevan terpilih yang dapat

dipertimbangkan untuk menyelidiki disolusi suatu bahan obat. Penelitian Bhise dan

Rajkumar (2008) menunjukkan disolusi karbamazepin dalam berbagai media bio-relevan

tidak berbeda bermakna dibandingkan media air meskipun kelarutan karbamazepin dalam

berbagai media tersebut menunjukkan perbedaan. Selain itu diketahui bahwa pH berperan

kecil terhadap disolusi karbamazepin, pH asam mendorong pembentukan karbamazepin

dihidrat yang kurang larut dalam air. Alasan tersebut menyebabkan bioavailabilitas

karbamazepin lambat dan disolusi dalam saluran cerna tidak menentu.

Data laju disolusi bila dikombinasi dengan kelarutan, koefisien partisi dan pKa

menghasilkan wawasan yang bermanfaat bagi formulator dalam mengkarakterisasi absorbsi

in vivo suatu senyawa obat. Uji in vitro memiliki makna bila ada hubungan dengan hasil in

vivo. Bila hubungan dibangun antara in vitro dan in vivo maka uji disolusi in vitro dapat

digunakan sebagai uji kontrol kualitas (Aulton, 1988).



22

2.1.3 Tinjauan Tentang Koefisien partisi

Koefisien partisi (P) merupakan ukuran lipofilisitas suatu senyawa. Lipofilisitas

berkenaan dengan kemampuan molekul obat berpartisi antara dua larutan yang tidak

campur, seperti air dan minyak. Koefisien partisi dapat diukur dengan menentukan

konsentrasi kesetimbangan suatu obat dalam fase berair (umumnya air) dan fase minyak

(umumnya oktanol atau kloroform) yang akan kontak satu dengan yang lain pada suhu dan

tekanan konstan. Koefisien partisi dinyatakan dengan persamaan 2.3 di bawah ini.

P = [Cminyak]/ [Cair] ………………......... (2.3)

dengan P adalah koefisien partisi, Cminyak adalah konsentrasi molekul obat dalam fase

minyak dan Cair adalah konsentrasi molekul obat dalam fase air. Harga koefisien partisi (P)

merupakan ukuran afinitas relatif molekul obat terhadap fase air dan fase non air (minyak).

Semakin besar harga P maka semakin besar kelarutan molekul obat dalam minyak (Sinko,

2011; Aulton, 1988).

Membran biologi secara alami bersifat lipoid yang memegang peranan penting dalam

transpor obat. Kemampuan suatu molekul obat melintasi membran pada tempat absorbsi

dapat dihubungkan dengan koefisien partisi minyak-air suatu obat. Permeabilitas

merupakan kemampuan suatu obat melintasi membran biologi yang tersusun atas fosfolipid

bilayer. Permeabilitas obat melewati membran biologi tergantung pada lipofilisitas dan

koefisien difusi. Senyawa obat yang sangat larut dalam air maka kecepatan permeasi

melewati membran biologi merupakan tahap penentu kecepatan absorbsi, sedangkan

senyawa obat dengan lipofilisitas yang tinggi atau mempunyai kelarutan besar dalam

minyak pada umumnya mempunyai kemampuan melintasi membran biologis dengan baik

dibandingkan dengan obat-obat yang bersifat hidrofilik (Shargel et al., 2005; Aulton,

1988).

Khusus untuk obat-obat yang mempunyai tempat aksi di otak, maka obat harus dapat

melewati membran biologi yaitu dengan menembus sawar darah-otak (Blood Brain Barrier

= BBB). Sawar darah-otak terutama tersusun atas sel-sel kapiler endotelial, yang berbeda

dibandingkan dengan jaringan lainnya. Sel-sel kapiler endotelial otak tersambung satu



23

dengan yang lain dengan rapat sehingga merupakan barrier bagi obat-obat yang bersifat

hidrofilik. Untuk dapat menembus sawar darah-otak, suatu obat harus relatif kecil (ukuran

molekul kurang dari 500 Da), memiliki koefisien partisi yang tinggi (larut minyak), tetap

tidak terion pada pH cairan tubuh dan mampu membentuk ikatan hidrogen kurang dari 8

dengan air (Shargel et al., 2005; Rautiob et al., 2008).

2.2. TINJAUAN TENTANG BIOAVAILABILITAS

Rute pemakaian secara oral merupakan rute umum dan nyaman digunakan untuk

bahan obat yang dikehendaki memiliki efek sistemik. Pemberian obat secara oral memiliki

beberapa keuntungan seperti kenyamanan dan keamanan pemakaian. Akan tetapi rute oral

bukanlah rute yang sederhana, oleh karena barier saluran cerna menyebabkan kadar obat

dalam tubuh setelah pemakaian lebih bervariasi dibandingkan pemakaian secara parenteral.

Kadar obat dalam tubuh yang bervariasi terutama bagi obat yang sukar larut dalam air

menyebabkan penurunan bioavailabilitas dan bioavailabilitas yang berubah-ubah atau tidak

sempurna (Shargel et al., 2005; Alavijeh et al., 2012).

Rute pemakaian obat memengaruhi bioavailabilitas obat, oleh karena itu memengaruhi

mula kerja dan lama efek farmakologi. Bila suatu obat diberikan melalui rute oral maka

obat harus terlarut secara molekuler sebelum diabsorbsi ke dalam sirkulasi sistemik. Obat

dalam keadaan terlarut akan berdifusi atau ditranspor ke tempat aksi dan bila konsentrasi

obat pada tempat aksi melebihi konsentrasi efektif minimum maka akan dihasilkan suatu

respon farmakologis (Shargel et al., 2005)

Gambar 2.6. Proses absorbsi sistemik suatu obat (Shargel et al., 2012)

Absorbsi sistemik dari suatu obat (Gambar 2.6) terdiri dari suatu rangkaian proses

laju, meliputi disintegrasi, disolusi dan absorbsi melewati membran sel menuju sirkulasi

sistemik. Kecepatan obat mencapai sistem sirkulasi ditentukan oleh tahapan yang paling

Obat dalam produk obat

Partikel obat padat

Obat dalam larutan

Obat dalam tubuh

disintegrasi disolusi absorbsi



24

lambat dalam rangkaian di atas. Bagi obat-obat yang mempunyai kelarutan kecil dalam air,

laju disolusi obat seringkali merupakan tahap yang paling lambat, sehingga merupakan

tahap penentu kecepatan (rate-limiting step) terhadap bioavailabilitas obat. Sebaliknya bagi

obat yang mempunyai kelarutan besar dalam air, laju disolusinya cepat sedangkan laju

melintasi membran merupakan tahap paling lambat atau tahap penentu kecepatan (Shargel

et al., 2005).

Biofarmasetika adalah ilmu yang mempelajari hubungan sifat fisikokimia formulasi obat

terhadap bioavailabilitas obat. Ukuran dari laju dan jumlah obat aktif yang mencapai

sirkulasi umum atau tempat aksi. Memahami prinsip biofarmasetika merupakan hal penting

oleh karena biofarmasetika bertujuan untuk mengatur pelepasan obat sedemikian rupa ke

sirkulasi sistemik. Biopharmaceutical classification system (BCS) merupakan kerangka

ilmiah untuk membagi senyawa obat berdasarkan kelarutan dalam air dan permeabilitas

melalui usus. Tabel 2.3. menyatakan pembagian biofarmasetika suatu obat berdasarkan

sifat kelarutan dan permeabilitas. BCS telah ditetapkan Food and Drug Administration

(FDA) pada tahun 1995 dengan tujuan untuk membantu memperkirakan hubungan antara

disolusi in vitro dengan bioavailabilitas in vivo (Amidon et al.,1995).

Tabel 2.3. Sistem pembagian biofarmasetika obat (Amidon et al., 1995) Kelas Kelarutan/Permeabilitas Sifat-sifat

I Tinggi/Tinggi -Obat diabsorbsi baik -Disolusi dan pengosongan lambung merupakan tahap penentu kecepatan absorbsi

II Rendah/Tinggi -Disolusi merupakan tahap penentu kecepatan Absorbsi

III Tinggi/Rendah - Permeabilitas merupakan tahap penentu kecepatan absorbsi

IV Rendah/Rendah -Masalah-masalah efektivitas penghantaran obat melalui oral



25

Bioavailabilitas obat dapat diprediksi dengan memilih rute pemberian obat secara

teliti dan rancangan bentuk sediaan yang tepat. Suatu obat dapat diberikan dalam berbagai

rute dan tetap menghasilkan aktivitas yang ekivalen, akan tetapi lama dan mula kerja obat

mungkin sangat berbeda karena perubahan farmakokinetika yang disebabkan oleh rute

pemberian. Perubahan fisiologik dan fisikokimia yang mungkin disebabkan oleh perubahan

bentuk sediaan merupakan hal penting untuk dipertimbangkan (Shargel et al., 2005).

Rute pemakaian secara oral merupakan rute umum dan nyaman digunakan untuk

pengobatan penderita. Akan tetapi rute oral bukanlah rute yang sederhana, oleh karena

barier saluran cerna menyebabkan kadar obat setelah pemakaian lebih bervariasi

dibandingkan pemakaian parenteral. Bila bahan obat mempunyai kelarutan kecil dalam air

(< 0,1 mg/mL) maka disolusi obat merupakan tahap penentu kecepatan absorbsi obat dalam

saluran cerna (Aulton, 1988).

Pada absorbsi obat sistemik setelah pemberian secara oral, molekul obat harus

melintasi epitel intestinal melalui suatu sel epitel untuk mencapai sirkulasi sistemik.

Permeabilitas suatu obat pada tempat absorbsi berkaitan dengan struktur molekul obat dan

sifat fisik dan biokimia membran sel. Ketika obat berada dalam plasma, maka obat harus

melintasi membran biologis yang bertindak sebagai sawar pelepasan obat untuk mencapai

tempat aksi (Shargel et al., 2005).

Membran merupakan struktur utama dalam sel, mengelilingi keseluruhan sel (membran

plasma) dan bertindak sebagai antara sel dan cairan interstisial. Secara fungsional membran

sel merupakan partisi semipermiabel yang bertindak sebagai sawar selektif untuk lintasan

molekul. Beberapa molekul kecil dan molekul larut lemak melewati membran, sedangkan

molekul bermuatan dan molekul besar seperti protein dan molekul terikat protein tidak

dapat melewatinya.

Ada beberapa teori tentang struktur membran sel. Teori lipid bilayer menggambarkan

membran plasma sel terutama tersusun dari fosfolipid dalam bentuk dua lapis yang

terpisahkan dengan gugus karbohidrat dan protein. Teori yang diajukan Davson dan

Danielli (1952) ini menganggap gugus "kepala" hidrofilik dari fosfolipid menghadap

lapisan protein dan gugus "ekor" hidrofobik dari fosfolipid berposisi di bagian dalam.



26

Dengan struktur membran sel yang demikian, teori ini menjelaskan bahwa obat larut lemak

cenderung untuk penetrasi ke membran sel lebih mudah daripada molekul polar. Akan

tetapi teori struktur membran sel dua lapis tidak menjelaskan difusi air, molekul dengan

berat molekul kecil seperti urea dan ion muatan tertentu.

Teori membran plasma yang diajukan Singer dan Nicolson (1972), menggambarkan

membran plasma sebagai model fluid mosaic dapat dilihat pada Gambar 2.7. Menurut

model ini, membran sel terdiri atas protein globular yang tertanam dalam suatu matriks

cairan dinamik (dynamic fluid), lipid bilayer. Protein tersebut memberi suatu jalur transpor

selektif dari molekul polar tertentu dan ion bermuatan melalui sawar lipid. Protein

membran tersebar ke seluruh membran dan pada membran tersebut terdapat dua tipe pori

berukuran 10 nm dan berukuran 50 sampai 70 nm. Pori-pori kecil ini memberi suatu kanal

yang dapat dilewati oleh air, ion-ion dan obat terlarut seperti urea.

Senyawa obat dapat melintasi membran sel melalui dua mekanisme utama, yaitu difusi

pasif (passive diffusion) dan pengangkutan dengan pembawa (carrier mediated transport).

Selain mekanisme transpor tersebut, terdapat mekanisme transpor yang lain yaitu transpor

vesikular, yang merupakan proses pemindahan molekul secara spesifik ke dalam dan ke

luar sel (endositosis dan eksositosis). Transpor obat melewati membran terdiri dari satu

atau lebih proses (Shargel et al., 2005, Alavijeh et al., 2005).

Gambar 2.7. Model membran plasma fluid mosaic (Shargel, et al., 2012)

Difusi pasif merupakan proses perpindahan molekul obat secara spontan dari daerah

dengan kadar tinggi ke daerah dengan kadar rendah. Proses berjalan pasif karena tidak

memerlukan energi dari luar. Difusi pasif merupakan proses absorbsi utama untuk sebagian



27

besar obat dan dapat digambarkan melalui persamaan Fick's (persamaan 2.4) sebagai

berikut (Shargel et al., 2005):

)( PGI CCh

DAKdtdQ

.................................................. (2.4)

dengan dtdQ = laju difusi; D = koefisien difusi; K = koefisien partisi lemak:air senyawa

obat; A= luas permukaan membran; h = tebal membran dan CGI - Cp = perbedaan antara

kadar obat dalam saluran cerna dan dalam plasma.

Menurut persamaan difusi Fick's, laju difusi pasif obat terutama dipengaruhi oleh

perbedaan kadar obat antar membran dan koefisien partisi senyawa obat. Kadar obat yang

lebih tinggi dalam saluran cerna dibandingkan dalam darah menjadi tenaga pendorong

dalam difusi pasif. Demikian juga harga koefisien partisi, K dari senyawa obat yang lebih

besar menyatakan partisi obat dalam lemak-air dari obat lebih besar untuk melintasi

membran mukosa. Obat-obat yang lebih larut dalam lemak cenderung melintasi membran

lebih mudah dibandingkan molekul yang kurang larut dalam lemak atau molekul yang lebih

larut dalam air (Shargel et al., 2005).

Keberhasilan proses absorbsi suatu senyawa obat ke dalam sirkulasi sistemik

bergantung pada sifat fisikokimia senyawa obat, bentuk sediaan, dan anatomi maupun

fisiologi (faktor biologi) tempat absorbsi. Sifat fisikokimia obat selain memengaruhi

disolusi senyawa obat pada akhirnya juga memengaruhi keberhasilan proses absorbsi dan

akan berdampak terhadap bioavailabilitasnya. Beberapa sifat fisikokimia senyawa obat

yang memengaruhi proses absorbsi di antaranya:

1. Lipofilisitas

Lipofilisitas merupakan salah satu sifat fisikokimia yang sangat berperan dalam proses

absorsi. Lipofilisitas suatu senyawa berkaitan dengan koefisien partisi (P), yang merupakan

perbandingan kadar obat dalam pelarut oktanol dan air pada suhu konstan. Lipofilisitas

senyawa obat sangat menentukan terhadap kemampuan molekul obat dalam menembus



28

membran melalui proses difusi pasif. Pada umumnya, senyawa obat yang memiliki

koefisien partisi yang baik (log P besar), lebih mudah melintasi membran mukosa sehigga

proses absorbsi berjalan dengan baik (Shargel et al., 2005; Sinko, 2011).

2. Kelarutan dan Disolusi Bahan Obat

Kelarutan menyatakan massa solut yang melarut dalam satu volume tertentu dalam

keadaan jenuh pada suhu tertentu. Disolusi merupakan proses solut terlarut dalam suatu

pelarut. Kelarutan bersifat statik sedangkan disolusi bersifat dinamik. Kelarutan dalam air

merupakan salah satu sifat fisikokimia yang berpengaruh terhadap bioavailabilitas obat.

Obat yang sukar larut dalam air akan menyebabkan masalah secara in vivo, karena obat

diabsorbsi tidak sempurna ketika diberikan secara oral sehingga menyebabkan

bioavailabilitasnya tidak menentu. Kelarutan obat dalam saluran cerna yang tinggi akan

memberikan gradien konsentrasi yang mendorong absorbsi ketika obat diberikan melalui

rute oral dan distribusi menuju tempat aksi sebelum memberikan respon farmakologi

(Waterbeemd, 2009). Dalam sistem biologi, disolusi obat dalam media air merupakan

bagian sangat penting dalam proses absorbsi. Dalam saluran cerna, laju disolusi obat-obat

dengan kelarutan dalam air sangat kecil seringkali mengendalikan laju absorbsi sistemik

obat. Uji disolusi suatu senyawa obat atau sediaan obat seringkali dapat digunakan untuk

meramalkan bioavailabilitasnya (Shargel et al., 2005).

3. Derajat ionisasi obat

Tingkat ionisasi molekul obat memengaruhi laju transpor obat. Obat-obat yang bersifat

elektrolit lemah (asam atau basa lemah) akan terionisasi bergantung pada harga pKa obat

dan pH media senyawa obat terlarut. Spesies obat terionisasi mengandung suatu muatan

dan lebih larut air dibandingkan spesies obat tak terionisasi yang lebih larut dalam lipid

(Sinko, 2011).

Beberapa faktor biologi memengaruhi absorbsi obat seperti struktur saluran cerna, pH

saluran cerna, motilitas saluran cerna, waktu pengosongan lambung, dan aliran saluran

cerna. Selain faktor-faktor tersebut, proses absorbsi obat juga dipengaruhi oleh makanan,

interaksi obat dengan senyawa lain dan faktor individu seperti umur dan adanya penyakit

tertentu (Shargel et al., 2005).



29

2.2.1 Parameter Farmakokinetika (tmaks, Cmaks, dan AUC)

Pengukuran kadar obat dalam plasma darah merupakan pendekatan langsung untuk

penetapan farmakokinetika obat dalam tubuh. Plasma diperoleh dari supernatan sentrifugasi

darah lengkap yang ditambahkan suatu antikoagulan seperti heparin. Plasma memperfusi

semua jaringan tubuh termasuk elemen-elemen seluler dalam darah. Obat dalam plasma

dalam kesetimbangan dinamik dengan jaringan, sehingga perubahan kadar obat dalam

plasma menggambarkan perubahan kadar obat dalam jaringan (Shargel et al., 2005).

Setelah suatu obat dilepas dari bentuk sediaannya, molekul obat yang telah terdisolusi

menembus lapisan mukosa saluran cerna memasuki pembuluh kapiler di sekitar saluran

cerna. Setelah itu molekul obat mengalami distribusi melalui pembuluh darah menuju

jaringan maupun organ tubuh. Obat dibersihkan dari tubuh melalui berbagai proses

eliminasi yaitu ekskresi dan biotransformasi atau metabolisme obat. Rangkaian proses

absorbsi, distribusi dan eliminasi obat dalam tubuh dapat dikarakterisasi dengan model

farmakokinetika (Shargel et al., 2005).

Gambar 2.8 Kurva kadar obat dalam plasma-waktu setelah pemakaian obat secara per oral (Shargel et al., 2005)

Bioavailabilitas suatu obat, yang menyatakan ukuran ketersediaan sistemik dari suatu



30

obat dapat diamati dari kurva kadar plasma-waktu. Kadar obat dalam sampel plasma yang

diambil pada berbagai jarak waktu setelah pemberian suatu produk digambarkan dalam

kurva kadar dalam plasma-waktu. Selama obat mencapai sirkulasi sistemik, kadar obat

dalam plasma akan naik sampai maksimum. Pada umumnya absorbsi suatu obat terjadi

lebih cepat daripada eliminasi. Melalui kurva kadar plasma-waktu (Gambar 2.8) dapat

ditentukan parameter farmakokinetika yang meliputi tmaks, Cmaks dan AUC.

Waktu kadar plasma mencapai puncak, tmaks merupakan waktu yang diperlukan untuk

mencapai kadar obat maksimum setelah pemberian obat, secara umum dapat dikatakan

sebanding dengan laju absorbsi obat rata-rata Selama fase absorbsi, laju absorbsi obat lebih

besar daripada laju eliminasi obat. Pada saat waktu kadar puncak dicapai, laju absorbsi

obat sama dengan laju eliminasi obat. Sedangkan setelah waktu kadar puncak, laju fase

eliminasi lebih besar daripada laju fase absorbsi (Shargel et al., 2005).

Kadar plasma puncak, Cmaks, menunjukkan kadar obat maksimum dalam plasma setelah

pemakaian obat secara oral. Pada kadar obat puncak dalam plasma, laju absorbsi obat sama

dengan laju eliminasi obat, dan tidak ada perubahan dalam jumlah obat dalam tubuh. Untuk

beberapa obat diperoleh hubungan antara kadar obat dalam plasma dengan efek

farmakologi. Cmaks memberikan petunjuk bahwa obat cukup diabsorbsi secara sistemik dan

memberikan suatu respon terapeutik (Shargel et al., 2005).

Area di bawah kurva, AUC, merupakan jumlah obat yang mencapai sirkulasi sistemik

atau merupakan ukuran jumlah bioavailabilitas suatu obat. AUC adalah area di bawah

kurva kadar obat dalam plasma-waktu dari t = 0 sampai t = ≈. AUC dapat ditentukan

dengan metode trapesium, area tiap waktu ditentukan dengan persamaan 2.5.

)(2

][ 11

1

nnnntn

tn ttCCAUC ....................................... (2.5 )

Keterangan : Cn = kadar obat saat pengamatan Cn-1 = kadar obat waktu sebelumnya tn = waktu pengamatan tn-1 = waktu pengamatan sebelumnya



31

Bioavailabilitas menyatakan ukuran kecepatan dan jumlah bahan aktif yang mencapai

tempat aksi obat. Studi bioavailabilitas dilakukan baik terhadap bahan aktif obat yang telah

disetujui maupun terhadap bahan obat yang belum disetujui oleh FDA untuk dipasarkan

maupun produk obat untuk memastikan keamanan dan efektifitas sesuai dengan indikasi

penggunaan. Studi bioavailabilitas berguna dalam menetapkan perubahan sifat fisikokimia

bahan obat dan pengaruh bentuk sediaan terhadap farmakokinetika obat. Parameter

bioavailabilitas dinyatakan sebagai tmaks, Cmaks, dan AUC (Shargel et al., 2005).

2.3. TINJAUAN TENTANG KARBAMAZEPIN

Karbamazepin merupakan antiepilepsi yang efektif mengatasi bangkitan tipe simple

partial dan tonik klonik. Pada saat bangkitan dapat terjadi suatu keadaaan darurat yang

sering disebut dengan status epilepticus. Status epilepticus merupakan suatu hal serius dan

perlu ditangani dengan cepat untuk mengendalikan resiko kerusakan otak permanen.

Angka kematian untuk orang dewasa yang mengalami status epilepticus ini mencapai

sekitar 20%. Karbamazepin bekerja dengan memblok kanal natrium dan menghambat

repetitive neuronal firing frekuensi tinggi dalam jaringan serta mengurangi transmisi

presinaptik. Mekanisme efek samping yang ditimbulkan karbamazepin belum diketahui

secara pasti, diduga efek samping disebabkan oleh pembentukan metabolit yang reaktif

secara kimia. Efek samping karbamazepin terhadap perubahan tingkah laku maupun

kemampuan kognitif lebih rendah dibandingkan antikonvulsan lain seperti fenitoin,

fenobarbital dan primidon (Mc. Namara, 2001; Pearce et al., 2002).

Setelah pemakaian secara oral, karbamazepin diabsorbsi lambat dan tidak menentu

dalam saluran pencernaan. Bioavailabilitas karbamazepin sebesar 85-100%, mengalami

metabolisme dalam hati oleh isoenzim CYP 450 yaitu CYP3A4 dan CYP2C8. Metabolit

karbamazepin utama yang aktif adalah carbamazepine-10,11 epoxide. Hampir seluruh

metabolit karbamazepin diekskresi melalui urin dan sebagian melalui feses (Sweetman,

2009, Pearce et al., 2009).

Berdasarkan biopharmaceutics classification system (BCS), karbamazepin termasuk

golongan obat kelas II. Bahan-bahan obat yang termasuk golongan kelas II dalam sistem

BCS mempunyai sifat permeabilitas tinggi dan kelarutan rendah (Amidon et al., 1995).



32

Kelarutan karbamazepin yang rendah dalam air bila dibuat dalam bentuk sediaan oral,

menyebabkan tahap penentu bioavailabilitas adalah kecepatan disolusi karbamazepin.

Karbamazepin merupakan suatu senyawa trisiklik turunan asam karboksilat yang

memiliki gugus NH asam dalam struktur molekulnya. Untuk senyawa-senyawa dengan

struktur demikian dimungkinkan untuk dibuat prodrug ester (Guarino et al., 2007).

Hemenway et al. (2010) telah membuat prodrug karbamazepin turunan N-acyl-urea.

Prodrug N-glycyl-carbamazepine dan N-acetyl-carbamazepine dapat meningkatkan

kelarutan karbamazepin.

Karbamazepin dikenal dengan nama kimia 5 H-dibenz [b,f] azepine-5-carboxamide,

mempunyai rumus molekul C15H12N2O dengan berat molekul 236,27. Karbamazepin

merupakan serbuk kristal putih atau hampir putih, tidak berbau, rasa tawar sampai pahit.

Praktis tidak larut dalam air (1 : > 10.000), mempunyai harga pKa 7,0 dan koefisien partisi

(oktanol/air) sebesar 2,45 (Depkes RI, 1995, Moffat et al., 2004). Struktur molekul

karbamazepin dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Struktur molekul karbamazepin (Depkes, 1995).

Karbamazepin sedikitnya memiliki empat bentuk polimorf dan satu bentuk dihidrat

dan dapat membentuk solvat dengan pelarut aseton dan air.



33

2.3.1 Polimorfisme

Polimorfisme berasal dari bahasa Yunani, dari kata polus berarti banyak dan morph

berarti bentuk. Polimorfisme didefinisikan sebagai kemampuan suatu senyawa untuk

membentuk lebih dari satu macam kristal yang berbeda. Polimorf mengandung hanya satu

macam molekul kimia dalam unit selnya. Terdapat dua macam cara kisi kristal terbentuk,

yaitu : packing polymorphism dan conformational polymorphism. Packing polymorphism

terjadi bila suatu molekul rigid dengan konformasi tertentu dikemas dalam susunan

berbeda, sedangkan conformational polymorphism merupakan bentuk kristal yang terdiri

dari molekul-molekul fleksibel dengan konformasi berbeda yang dikemas dalam susunan

berbeda. Perbedaan pengaturan unit sel kristal dalam polimorf menyebabkan perbedaan

fisiknya meliputi sifat pengepakan, sifat termodinamika seperti titik lebur, entalpi, entropi,

energi bebas dan kelarutan, sifat spektroskopi, sifat kinetika seperti laju disolusi, kecepatan

reaksi keadaan padat, dan stabilitas, serta sifat mekanik dalam proses tabletasi (Sinko,

2011; Aaltonen et al., 2009).

Polimorf dapat dikategorikan menjadi 2 macam yaitu monotropes dan enantiotropes.

Perbedaan kedua macam polimorf tersebut disebabkan perbedaan stabilitas terhadap

rentang suhu dan tekanan berbeda. Polimorf enantiotropes dicirikan dengan perubahan

yang bersifat reversibel dari satu bentuk ke bentuk lain pada rentang suhu dan tekanan

berbeda. Polimorf monotropes dicirikan dengan perubahan terjadi dalam satu arah misal

dari bentuk metastabil ke bentuk stabil. Suhu transisi dalam polimorf dapat

mengarakterisasi sistem dan menentukan bentuk yang lebih stabil pada suhu yang

diinginkan. Pada suhu transisi, bentuk-bentuk polimorf berada dalam kesetimbangan oleh

karenanya keduanya memiliki energi bebas yang sama, kelarutan yang identik dalam

pelarut tertentu, dan tekanan uap yang identik (Sinko, 2011).

Istilah polimorfisme sering digunakan untuk menggambarkan bermacam-macam

bentuk padat active pharmaceutical ingredients (APIs) dan bahan-bahan tambahan meliputi

bentuk kristal, amorf dan juga hidrat/solvat. Bentuk kristal (polimorf, solvat/hidrat,

kokristal), molekul penyusun diatur dalam suatu susunan bangunan berulang tetap dari unit

sel yang disebut sebagai kisi kristal, sedangkan bentuk amorf tidak memiliki susunan atom

atau molekul yang teratur dalam ruang tiga dimensi seperti yang ada dalam bentuk kristalin



34

(Aaltonen et al., 2009). Bentuk kristal berbeda dari bahan farmasi dapat diidentifikasi

dengan menggunakan beberapa metode seperti Differential Scanning Calorimetry (DSC),

difraksi sinar X, spektrofotometri infra merah, termomikroskopi (Sinko, 2011; Aaoltonen

et al., 2009; Chieng et al.,2009).

Polimorf dapat terbentuk selama proses kristalisasi. Kristalisasi merupakan proses yang

sangat kompleks dan terdapat beberapa variabel yang dapat memengaruhi hasil.

Supersaturasi sebagai kekuatan pendorong kristalisasi merupakan kunci variabel

termodinamik yang memengaruhi kinetika nukleasi dan pertumbuhan kristal. Dengan kata

lain bentuk kristal yang dihasilkan dapat bervariasi tergantung derajad supersaturasi. Selain

itu faktor suhu, pH, pelarut, dan bahan tambahan termasuk pengotor, dapat memengaruhi

hasil kristalisasi dalam suatu sistem polimorfi (Aaltonen et al., 2009).

2.3.2 Tinjauan Tentang Polimorfi Karbamazepin

Karbamazepin (KBZ) sedikitnya mempunyai 4 (empat) bentuk polimorf dan satu

bentuk dihidrat. Penelitian sebelumnya, (York, 1983; Rajendra et al., 1995) melaporkan

untuk obat-obat dengan beberapa bentuk polimorf dan pseudopolimorf memberikan

perbedaan bioavailabilitas (Kaneniwa et al., 1984; Krahn et al., 1987). Grzesiak et al.

(2003) telah membandingkan empat bentuk polimorf anhidrat karbamazepin dan

mengidentifikasi dengan DSC, XPRD, FTIR, dan termomikroskopi.

Tabel 2.4. Tatanama bentuk polimorf karbamazepin (Grzesiak et al., 2003)

Penandaan Bentuk Simetri Kristal I II III IV

Triklinik Trigonal

Monoklinik primitif Monoklinik C-centered

Konsistensi dalam penamaan bentuk polimorf karbamazepin diperlukan untuk

menghindari kebingungan dan kesalahan dalam identifikasi. Penamaan empat macam



35

bentuk polimorf menurut Grzesiak et al. (2003) dapat dilihat dalam Tabel 2.4. Polimorf

karbamazepin memiliki bentuk kristal yang berbeda. Perbedaan bentuk kristal karena

perubahan relatif jumlah sisi dan jenis sisi yang ada pada kristal menunjukkan perbedaan

habit kristal. Habit kristal polimorf karbamazepin bentuk I, III dan IV menggambarkan

bentuk kristal jarum dan bentuk lamelar dengan dimensi yang berbeda. Kipourus et al.

(2006) menggambarkan morfologi kristal karbamazepin bentuk I, bentuk III dan bentuk IV

(Gambar 2.10) dengan model Bravais-Friedel-Donnay-Harker (BFDH). Sedang Carino et

al. (2006) berhasil memotret bentuk polimorf KBZ I, KBZ III dan KBZ-DH dengan

mikroskop cahaya seperti dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.10. Morfologi kristal karbamazepin bentuk I, bentuk III dan bentuk IV menurut model Bravais-Friedel-Donnay-Harker (BFDH) (Kipourus et al., 2006)

Gambar 2.11. Gambar mikroskop cahaya morfologi KBZ III (A), KBZ (I), KBZ-DH (Carino et al., 2006)

Menurut Grzesiak et al. (2003) karbamazepin memiliki polimorf bentuk I (triklinik)

yang secara termodinamika stabil pada suhu lebih dari 130 °C, bentuk II (trigonal) yang

merupakan bentuk metastabil pada suhu kamar, bentuk III (P-monoklinik) yang stabil



36

secara termodinamika pada suhu kamar, dan bentuk IV (C-monoklinik) yaitu bentuk

metastabil pada suhu kamar. Bentuk polimorf III karbamazepin merupakan bentuk yang

paling stabil secara termodinamika pada suhu kamar. Bentuk polimorf III merupakan satu-

satunya bentuk yang tersedia di pasaran yang digunakan dalam formulasi sediaan

karbamazepin. Stabilitas secara termodinamika pada suhu kamar dari bentuk polimorf

anhidrat karbamazepin dimulai dari yang paling stabil adalah bentuk III, bentuk I, bentuk

IV, bentuk II. Bentuk polimorf II merupakan bentuk yang paling tidak stabil sehingga

memiliki kelarutan yang tinggi. Keempat bentuk polimorf anhidrat karbamazepin dalam

media air akan berubah menjadi bentuk polimorf dihidrat yang kelarutannya sepertiga dari

bentuk anhidrat. Bentuk polimorf I dan III merupakan pasangan enantiotrop yang relatif

stabil secara termodinamika pada suhu 70 °C. Bentuk III adalah bentuk yang paling stabil

di bawah suhu 70 ºC, sedangkan bentuk I lebih stabil di atas suhu tersebut (Ali et al.,

2013; Mahalaxmi et al., 2009; Grzesiak, et al., 2003; Kaneniwa et al., 1987).

Dari hasil analisis dengan DSC, PXRD dan IR dapat dibedakan keempat bentuk

polimorf anhidrat dan bentuk dihidrat KBZ. Beberapa penelitian tentang sifat-sifat

fisikokimia bentuk I, III dan dihidrat telah dilaporkan, akan tetapi terdapat ketidaksesuaian

dalam penelitian, dan hubungan antara sifat-sifat fisikokimia bentuk polimorf

karbamazepin dan dihidrat serta bioavailabilitas karbamazepin tidak dapat dipahami dengan

baik (Kobayashi et al., 2000). Oleh karena itu Kobayashi et al. (2000), meneliti pengaruh

bentuk polimorf dan pseudopolimorf (bentuk I, III dan dihidrat) KBZ terhadap disolusi, dan

perubahan bentuk polimorf selama uji disolusi serta uji bioavailabilitas. Uji bioavailabilitas

dilakukan dengan pemakaian per oral pada anjing dengan dosis 40 mg/subyek dan 200

mg/subyek (karena absorbsi obat dengan kelarutan kecil dipengaruhi oleh dosis

pemberian).

Hasil uji disolusi dalam larutan pH 1,2 suhu 37 °C menunjukkan kecepatan disolusi

awal bentuk III > bentuk I > bentuk dihidrat. Setelah 2 jam proses disolusi bentuk

polimorf I dan III berubah menjadi bentuk dihidrat, ditandai dengan penurunan jumlah

terdisolusi. Bentuk III berubah menjadi dihidrat lebih cepat dari pada bentuk I. Kelarutan

kedua bentuk anhidrat (bentuk I dan bentuk III), dihitung dari kecepatan disolusi awal

masing-masing bentuk anhidrat adalah 1,5 sampai 1,6 kali bentuk dihidrat. Kelarutan



37

bentuk III lebih tinggi daripada bentuk I, sementara perbedaan kelarutan di antara kedua

anhidrat relatif kecil.

Hasil uji bioavailabilitas pada dosis kecil (40 mg/subyek), tidak ada perbedaan

bermakna harga area under curve (AUC) di antara bentuk yang ada. Hasil ini mengesankan

bahwa serbuk kristal dari masing-masing bentuk yang digunakan pada dosis rendah dengan

cepat melarut dalam cairan saluran cerna. Sebaliknya untuk dosis 200 mg/subyek, terdapat

perbedaan bermakna dalam kurva konsentrasi plasma-waktu di antara bentuk polimorf I,

III, dan dihidrat. Urutan harga AUC bentuk I > bentuk III > bentuk dihidrat.

Ketidakkonsistenan di antara urutan kecepatan disolusi awal dan harga AUC pada dosis

besar dikarenakan perubahan cepat dari bentuk III menjadi dihidrat dalam saluran

pencernaan (Kobayashi et al., 2000).

Uji bioavailabilitas yang dilakukan oleh Carino et al. (2006) dengan simulasi terhadap

fisiologi anjing dalam keadaan puasa dapat dilihat hasilnya pada Tabel 2.5. Hasil penelitian

Carino et al. menunjukkan bentuk polimorf III memberikan harga AUC dan Cmaks lebih

besar daripada bentuk I maupun bentuk dihidrat. Bentuk dihidrat memberikan harga AUC

dan Cmaks paling rendah di antara bentuk polimorf yang diuji. Perbedaan bentuk polimorf

memberikan perbedaan terhadap harga AUC dan Cmaks, namun harga tmaks tidak terlalu

dipengaruhi, bahkan bentuk III yang mempunyai harga AUC dan Cmaks lebih besar,

memiliki harga tmaks lebih lama.

Tabel 2.5 Profil parameter farmakokinetik beberapa bentuk polimorf KBZ dalam keadaan puasa (Carino et al., 2006)

Data merupakan rerata ± SE dari tiga replikasi

Farmakokinetik karbamazepin diketahui tidak menentu, ditandai dengan variasi

profil kadar plasma pada subyek manusia. Fenomena ini merupakan ciri lipofilisitas yang

Bentuk Sediaan AUC (mg min/mL) Cmaks (mg/mL) tmaks (min)

KBZ I 60,7 ± 3,0 0,98 ± 0,04 26,9 ± 3,5

KBZ III 77,0 ± 1,2 1,24 ± 0,09 27,6 ± 2,1

KBZ-DH 43,5 ± 3,5 0,69 ± 0,05 26,9 ± 3,2



38

tinggi, yang mengakibatkan pembasahan yang buruk dan disolusi lambat dalam saluran

cerna. Perubahan dalam kecepatan dan jumlah yang diabsorbsi juga dicatat antara produk

karbamazepin paten yang berbeda oleh karena kemungkinan perubahan polimorfi dan

perbedaan ukuran partikel dari bahan awal. Perbedaan bentuk kristal dan ukuran partikel

KBZ memberikan kontribusi terhadap perbedaan bioavailabilitas dan absorbsinya dibatasi

oleh kecepatan disolusinya (Meyer et al., 1992).

2.4. TINJAUAN TENTANG ASAM AMINO

Asam amino merupakan suatu molekul yang mengandung baik suatu gugus karboksilat

maupun suatu gugus amino dan rantai samping yang bervariasi di antara asam amino yang

berbeda. Oleh karena itu asam amino bersifat amfoter. Asam amino larut dalam air dan

pelarut polar lain. Asam amino mempunyai momen dipol yang besar, bersifat kurang asam

dibandingkan kebanyakan asam karboksilat dan kurang basa dibandingkan kebanyakan

amina. Hal ini dikarenakan suatu asam amino mengandung gugus amino basa dan gugus

karboksil asam dalam satu molekul (Murray, 2008; Fessenden dan Fessenden,1982).

Dua puluh asam amino lazim dijumpai dalam protein tubuh manusia. Manusia hanya

dapat mensintesis sebelas dari duapuluh asam amino yang terdapat dalam protein manusia.

Sembilan asam amino tersisa diperoleh dari biosintesis yang berasal dari tanaman ataupun

hewan. Asam amino yang terdapat dalam protein adalah asam α-aminokarboksilat. Variasi

dalam struktur monomer-monomer terjadi dalam rantai samping. Asam amino paling

sederhana adalah asam aminoasetat (H2NCH2CO2H) yang disebut glisin. Glisin tidak

memiliki rantai samping oleh karenanya tidak mengandung suatu karbon kiral. Semua asam

amino lain mempunyai rantai samping dan karena itu karbon α-nya bersifat kiral. Asam

amino yang digunakan sebagai promoeity dalam penelitian ini adalah glisin, alanin, dan

lisin sebagaimana struktur molekulnya dapat dilihat pada Gambar 2.12 (Murray, 2008;

Fessenden dan Fessenden,1982).

Glisin merupakan asam amino dengan rantai samping gugus R' polar tidak

bermuatan. Glisin mempunyai kelarutan dalam air 250 g/L (25 ºC). Alanin merupakan

asam amino dengan rantai samping gugus R' nonpolar mempunyai kelarutan dalam air 121

g/L (25 ºC). Lisin merupakan asam amino dengan rantai samping gugus R' bermuatan



39

positif dan mengandung gugus NH2 ekstra, sangat mudah larut dalam air (1000 g/L)

(Murray, 2008; O'Neil, 2006).

Berdasarkan struktur rantai samping, asam amino dapat dibagi menjadi tiga yaitu

asam amino yang bersifat asam, basa, dan netral. Dua asam amino mempunyai rantai

samping yang mengandung gugus karboksil, senyawaan ini dikelompokkan sebagai asam

amino bersifat asam, yaitu asam glutamat dan asam aspartat. Tiga asam amino

mengandung gugus amino pada rantai samping dikelompokkan sebagai asam amino basa,

yaitu lisin, arginin, dan histidin. Lima belas asam amino tersisa dikelompokkan sebagai

asam amino netral, seperti alanin, serin, sistein, dan glutamin. Beberapa rantai samping

asam amino netral mengandung gugus –OH, -SH atau gugus polar yang dapat membentuk

ikatan hidrogen (Murray, 2008, Fessenden and Fessenden, 1982).

(a) (b) (c)

Gambar 2.12. Struktur molekul asam amino glisin (a), alanin (b), dan lisin (c)

Asam amino dalam larutan air terutama berada dalam bentuk ion dipolar atau zwiterion.

Zwiterion asam amino merupakan garam internal sehingga mempunyai sifat seperti garam.

Asam amino mempunyai momen dipol besar, sehingga larut dalam air dan pelarut polar

lain, tetapi tidak larut dalam pelarut non polar seperti dietil eter atau benzene. Asam amino

merupakan senyawa kristalin dengan titik lebur tinggi. Suatu asam amino mengalami reaksi

asam-basa dalam menghasilkan suatu ion dipolar yang juga disebut zwitterion. Oleh karena

terjadinya muatan ion, suatu asam amino mempunyai banyak sifat garam (Murray, 2008;

Fessenden dan Fessenden, 1982).



40

Suatu asam amino mengandung baik suatu ion karboksilat (-CO2-) maupun suatu ion

ammonium (-NH3+) dalam sebuah molekul. Oleh karena itu asam amino bersifat amfoter,

asam ini dapat bereaksi baik dengan asam maupun basa tergantung lingkungannya. Dalam

lingkungan larutan asam, zwiterion asam amino adalah basa yang dapat memberikan

sebuah proton menghasilkan suatu kation. Dalam larutan basa, zwiterion merupakan suatu

asam yang kehilangan sebuah proton membentuk suatu anion. Karboksilat, CO2- bertindak

sebagai sisi basa dan menerima sebuah proton dalam larutan asam, sedangkan kation

ammonium bertindak sebagai sisi asam dan memberikan sebuah proton dalam larutan basa

(Murray 2008; Fessenden dan Fessenden 1982).

Pada titik tengah skala pH dalam mana asam amino berada dalam bentuk setimbang

antara kation dan anion dan berada terutama dalam keadaan netral disebut sebagai pH

isolektrik (isoelectric point/ PI). Titik isoelektrik asam amino tergantung pada struktur

asam amino. Asam amino netral mempunyai titik isoelektrik mendekati netral antara 5,0 –

6,5. Asam amino bersifat asam mempunyai titik isoelektrik pada pH lebih rendah, sehingga

deprotonasi tidak terjadi pada rantai samping –CO2H. Sebaliknya pada asam amino bersifat

basa mempunyai titik isoelektrik pada pH lebih tinggi sehingga protonasi tidak terjadi pada

rantai samping gugus amino (Murray, 2008).

2.5 TINJAUAN TENTANG PEMBENTUKAN PRODRUG

Pembentukan prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino dibuat

dengan metode carbodiimida. Metode carbodiimida merupakan metode yang paling

banyak digunakan dalam pembentukan ikatan peptida. Ikatan peptida dapat dibentuk karena

gugus asam karboksil dari salah satu asam amino bereaksi dengan gugus amina dari asam

amino lainnya. Carbodiimida berperan dalam mengaktifkan gugus asam karboksil terhadap

nukleofilik nitrogen. Salah satu bentuk carbodiimida yang paling banyak digunakan

sebagai reagen kopling dalam larutan adalah diisopropilkarbodiimida (DIC). Carbodiimida

terdiri dari dua gugus alkilamino yang diikat melalui ikatan rangkap dengan atom karbon

yang sama. Carbodiimida merupakan senyawa penarik suatu molekul air dari gugus

karboksil dan gugus amina yang berasal dari dua reaktan. Atom oksigen akan pergi ke atom



41

karbon dari carbodiimida dan atom hidrogen ke atom nitrogen, menghasilkan suatu N,N'

disubstitusi yang merupakan dialkilamida dari asam karbonat (Benoiton, 2006).

Pembentukan prodrug karbamazepin dengan promoeity asam amino diawali dengan

mereaksikan Boc-asam amino (asam amino dengan gugus NH2 yang dilindungi Boc/t-

butoksikarbonil) dengan karbamazepin dan menambahkan diisoprpilkarbodiimida (DIC).

Dari reaksi tersebut terjadi ikatan antara gugus karboksil asam amino dengan gugus amida

karbamazepin. Tahap berikutnya adalah menghilangkan pelindung Boc yang terdapat

dalam asam amino. Beberapa metode dapat digunakan untuk menghilangkan Boc di

antaranya dengan menggunakan trifluoroacetic acid dalam diklorometana (TFA/DCM)

dengan perbandingan 1:1. Metode ini memiliki kelemahan ketika senyawa hasil sintesis

yang mengandung Boc berada dalam suasana asam oleh karena adanya TFA, maka akan

terjadi pemutusan ikatan tidak hanya Boc tetapi juga senyawa target (Benoiton, 2006).

Selain menggunakan TFA deproteksi juga dapat dilakukan dengan memanaskan senyawa

dalam air mendidih pada tekanan tertentu dalam waktu 10-20 menit (Zinelaabidine , 2012).



BAB III

KONSEP ILMIAH DAN HIPOTESIS

3.1 KONSEP ILMIAH

Karbamazepin merupakan pertimbangan utama pengobatan antiepilepsi tipe bangkitan

parsial dan bangkitan tonik klonik, bekerja pada susunan syaraf pusat. Kadar puncak

karbamazepin dalam plasma darah dicapai setelah 4-6 jam pemberian secara oral (Rogers

dan Cavazos, 2008). Kadar puncak dalam plasma tersebut cukup lama tercapai untuk

mendapatkan mula kerja obat dalam memberikan efek segera. Karbamazepin termasuk

obat golongan II dalam sistem klasifikasi biofarmasetika (BCS), mempunyai karakteristik

kelarutan dalam air rendah dan permeabilitas tinggi. Bioavailabilitas obat-obat golongan II

(BCS) pada umumnya dibatasi oleh kecepatan disolusinya ketika digunakan secara oral.

Oleh karena itu sedikit peningkatan kecepatan disolusi seringkali mengakibatkan

peningkatan yang besar pada bioavailabilitasnya (Lodenberg dan Amidon, 2000).

Menurut persamaan Noyes-Whitney, kelarutan merupakan salah satu faktor penentu

kecepatan disolusi (Horter dan Dressman, 2001). Kelarutan bahan obat dapat diperbaiki

melalui modifikasi molekul secara kimia seperti pembentukan prodrug (Kawabata, 2011;

Monohanachandran, 2010; Stegemann et al., 2007; Blagden et al., 2007). Pendekatan

prodrug yang digunakan dapat disesuaikan dengan sifat-sifat fisikokimia, farmasetika,

biofarmasetika dan atau farmakokinetika senyawa obat yang akan diperbaiki (Rautioa et

al., 2008). Suatu prodrug dengan kelarutan besar dalam air memberikan kekuatan

pendorong (gradien konsentrasi) bagi senyawa obat ketika diabsorbsi. Pembentukan

prodrug karbamazepin-asam amino memungkinkan karbamazepin dapat segera dilepas di

dalam tubuh oleh enzim-enzim peptidase yang terdapat dalam darah, hati dan jaringan lain

menjadi senyawa aktif karbamazepin (Stella et al., 2007). Pada bagian brush border

saluran cerna terjadi rekonversi prodrug oleh enzim menjadi senyawa induk yang

permeabel. Rekonversi prodrug yang cepat dalam saluran cerna akan membantu

memperbaiki keterbatasan absorbsi (Feisher et al., 1996).

Menurut Hildebrand, semakin dominan gugus polar dalam suatu senyawa maka

kelarutan dalam air akan semakin meningkat. Kemampuan suatu senyawa membentuk



43

ikatan hidrogen dengan molekul air merupakan faktor penentu kelarutan senyawa dalam

air. Dua pendekatan prodrug yang ditujukan untuk meningkatkan kelarutan senyawa sukar

larut dalam air adalah dengan : (1) menurunkan titik lebur senyawa induk dengan

derivatisasi dan/atau (2) menambahkan promoiety polar/yang dapat terionkan pada senyawa

induk. Titik lebur senyawa merupakan manifestasi energi kisi kristal yang dipengaruhi oleh

bentuk padat senyawa dan oleh ikatan antarmolekul (Roche, 1987; Stella dan Nti-Addae,

2007; Sinko, 2011).

Karbamazepin merupakan senyawa trisiklik dengan NH asam yang mempunyai gugus

amida. Senyawa obat yang memiliki gugus NH asam dapat dibuat prodrug dengan

menghilangkan satu proton dari gugus tersebut. Hilangnya proton dari gugus NH asam

memberikan pengaruh besar terhadap energi kisi kristal, titik lebur, kelarutan, kecepatan

disolusi, dan permeabilitas. Fosphenytoin merupakan contoh prodrug yang berasal dari

senyawa NH asam dan memiliki gugus imida dengan kelarutan lebih besar daripada

senyawa induknya (Stella et al., 2007; Stegemann et al., 2007; Rautiob et al., 2008).

Asam amino merupakan promoeity polar yang digunakan secara luas untuk meningkat-

kan kelarutan senyawa obat seperti pada prodrug valacyclovir, midodrine, dan

cephalosporin (Deshmukh et al., 2010; Santos et al., 2009; Rautiob et al., 2008;

Steingrimsdottir et al., 2000). Satu proton NH asam karbamazepin yang digantikan oleh

gugus promoeity asam amino diharapkan mampu meningkatkan kelarutan karbamazepin.

Selain memberikan kelarutan yang baik dalam air, penggunaan asam amino sebagai

promoiety senyawa prodrug dapat segera diubah oleh enzim peptidase yang terdapat dalam

tubuh. Promoiety asam amino juga disukai karena dilepaskan secara alami sebagai

keutuhan non toksik saat terjadi perubahan bentuk dalam tubuh (Hemenway et al, 2010).

Asam amino glisin, alanin, dan lisin digunakan sebagai gugus promoeity dalam

penelitian ini. Glisin merupakan asam amino yang tidak memiliki rantai samping R, alanin

memiliki rantai samping gugus R non polar (CH3), dan lisin memiliki rantai samping

bersifat basa NH2(CH2)4 (Murray, 2008; Fessenden dan Fessenden, 1982). Ketiga asam

amino tersebut merupakan asam amino alifatik yang dapat membentuk ikatan hidrogen

dengan air. Kemampuan membentuk ikatan hidrogen pada senyawa tersebut berpotensi

dalam meningkatkan kelarutan dalam air. Pembentukan prodrug karbamazepin dengan



44

gugus promoeity asam amino dibuat dengan menambahkan carbodiimida. Carbodiimida

berperan dalam mengaktifkan gugus karboksil terhadap nukleofilik nitrogen. Salah satu

bentuk carbodiimida yang digunakan sebagai reagen kopling dalam larutan adalah

diisopropilkarbodiimida (DIC) (Benoiton, 2006). Karbamazepin mempunyai gugus amida

dalam struktur molekulnya sehingga dimungkinkan untuk bereaksi dengan gugus karboksil

dari asam amino. Sementara gugus karboksil dari asam amino bereaksi dengan gugus

amida dari karbamazepin, gugus amino dari asam amino harus dilindungi agar tidak ikut

bereaksi. Pada akhir proses pembuatan, pelindung gugus amino dari asam amino dilepas.

Gugus amida dari senyawa karbamazepin dalam media air secara alamiah dapat

berinteraksi dengan gugus karboksil dari asam amino membentuk ikatan hidrogen. Interaksi

antara senyawa karbamazepin dengan asam amino akan melemahkan ikatan karbamazepin

dan meningkatkan kemampuan pembasahan karbamazepin oleh media air. Peningkatan

pembasahan karbamazepin dalam campuran fisik karbamazepin dengan asam amino glisin,

alanin, atau lisin dapat meningkatkan kelarutan karbamazepin dalam air.

Berdasarkan teori dan penelitian yang telah dilakukan maka karbamazepin diperkirakan

dapat dibuat bentuk prodrug dengan promoeity glisin, alanin, atau lisin yang memiliki

kelarutan dan bioavailabilitas lebih baik daripada senyawa awal karbamazepin maupun

campuran fisiknya. Adapun kerangka konsep ilmiah dapat dilihat pada Gambar 3.1.

3.2 HIPOTESIS PENELITIAN

Berdasarkan kajian teori dan kerangka konseptual maka dapat disusun hipotesis penelitian

sebagai berikut :

1.Modifikasi senyawa prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino glisin,

alanin, atau lisin (PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, atau PD-KBZ-LIS) dapat dibuat dari

senyawa awal karbamazepin.

2.Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, atau PD-KBZ-LIS memperbaiki sifat

fisikokimia dengan meningkatkan kelarutan dan disolusi karbamazepin serta

menurunkan nilai koefisien partisi.



45

)

Gambar 3.1. Kerangka Konsep Ilmiah Penelitian

Keterangan: a) Lund, 1994; b) Koester et al., 2006

Gugus NH2 dan C=O membentuk ikatan Hidrogen dengan gugus COO- AA

Karbamazepin (KBZ)

Antiepilepsi Biopharmaceutics Classification System II : Kelarutan rendah, permeabilitas baik

Asam amino (AA) Mengandung gugus karboksil dan amina Larut dalam air Tidak toksik

Prodrug KBZ-AA

in vitro Kelarutan besar → gradien konsentrasi besar

gaya pendorong melewati lapisan difusi

Disolusi Prodrug KBZ-AA> CF-KBZ-AA > KBZ

Struktur molekul berubah Perubahan E kisi kristal a.Titik lebur ↙ b.Kelarutan ↗ c.Koefisien Partisi ↙

Campuran Fisik (CF) KBZ-AA

in vivo Bioavailabilitas Prodrug KBZ-AA > CF-KBZ-AA > KBZ

Struktur molekul tetap E kisi kristal tidak berubah a.Titik lebur berubah b.Kelarutan ↗ c.Koefisien Partisi tetap d.Polimorf dihidrat +

Struktur molekul KBZ a.Titik Lebur 189-193 ºCa) b.Kelarutan 120 μg/mLb) c.Koefisien Partisi 2,45 b) d.Polimorf

Gugus NH2 KBZ membentuk ikatan kovalen dengan gugus COO- AA

Parameter farmakokinetik:tmaks, Cmaks, dan AUC



46

3.Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, atau PD-KBZ-LIS memperbaiki

bioavailabilitas (mempersingkat tmaks, meningkatkan Cmaks dan AUC) karbamazepin.



BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 JENIS DAN RANCANGAN PENELITIAN

Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian eksperimental terdiri dari 3 tahap

penelitian. Kerangka operasional penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.1. Tahap pertama

adalah pembentukan senyawa prodrug karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino

glisin, alanin atau lisin dilanjutkan dengan identifikasi senyawa prodrug yang terbentuk.

Tahap kedua adalah melakukan uji sifat fisikokimia senyawa prodrug dibandingkan dengan

karbamazepin dan campuran fisiknya. Tahap ketiga adalah melakukan uji bioavailabilitas

senyawa prodrug dibandingkan dengan karbamazepin dan campuran fisiknya.

4.2 PENELITIAN TAHAP I

Penelitian tahap I adalah melakukan pembentukan senyawa prodrug dengan bahan awal

karbamazepin dan Boc-asam amino (Boc-Gli, Boc-Ala, dan Boc-Lis), kemudian dilakukan

identifikasi senyawa prodrug yang terbentuk.

4.2.1 Bahan Penelitian

Karbamazepin pharmaceutical grade (Mersifarma Tirmaku Mercusana Indonesia no.

Batch 09083044), Boc-Gli (Sigma-Aldrich), Boc-Ala (Sigma-Aldrich), Boc-Lis (Sigma-

Aldrich), diisopropilkarbodiimida (DIC) (Sigma-Aldrich), diklorometana p.a (E. Merck),

metanol p.a (E. Merck), etanol p.a (E. Merck), etil asetat p.a (E.Merck), heksana p.a

(E.Merck), Na2SO4, KLT Silika gel GF254 dan aquadestilata.

4.2.2 Alat Penelitian

Seperangkat alat gelas, Differential Thermal Analyzer (DTA) Mettler Toledo,

spektrofotometer UV-Vis (Cary 50 Conc), spektrofotometer inframerah (FTIR) Jasco FTIR

5300, spektrometer RMI-1H dan 13C JEOL 400.



48

4.2.3 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Fakultas Farmasi Unair dan ITD Unair.

Tahap I Tahap II Tahap III

Gambar 4.1. Kerangka operasional penelitian

Identifikasi senyawa prodrug : a.KLT

a. b.Spektrofotometri UV b. c.Spektrofotometri IR c. d.Spektrometri RMI-1H d. e.Spektrometri RMI-13C

Karakterisasi sifat fisikokimia : a. Titik Lebur b. Sifat Kristal c. Uji kelarutan d. Koefisien Partisi e. Uji Disolusi

Uji Bioavailabilitas

Analisis Hasil

Kesimpulan

Pembentukan prodrug senyawa KBZ-AA

KBZ

Campuran Fisik CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, CF-KBZ-LIS

Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, PD-KBZ-LIS

Pembahasan

Data



49

4.2.4 Prosedur Kerja

4.2.4.1. Identifikasi senyawa karbamazepin bahan penelitian

Karbamazepin bahan penelitian diidentifikasi secara organoleptis dan dilakukan

pemeriksaan dengan FTIR, DTA dan PXRD.

4.2.4.2. Pembentukan senyawa prodrug karbamazepin

Pembentukan senyawa prodrug diawali dengan mereaksikan KBZ dengan asam

amino dalam keadaan terproteksi (Boc) dan dilanjutkan dengan melepaskan Boc dari

senyawa prodrug KBZ-AA. Adapun prosedur pembuatannya sebagai berikut: sebanyak 15

mmol KBZ = 3,60 gram dan 15 mmol Boc-asam amino (Boc-gly = 2,63 g atau Boc-ala =

2,85 g atau Boc-lis = 3,69 g) dilarutkan dalam 60 mL pelarut campur metanol :

diklorometan (1:1). Larutan dimasukkan dalam waterbath berisi es dengan suhu 0 °C,

ditambahkan 15,5 mmol (6,3 mL) diisopropilkarbodiimida (DIC) tetes demi tetes selama 30

menit sambil diaduk dengan stirrer. Labu berisi larutan dikeluarkan, diaduk terus menerus

dengan stirrer pada suhu kamar selama 24 jam. Setelah diaduk, larutan ditambah Na2SO4

anhidrat dan disaring dengan penyaring Whatman. Kemudian filtrat diuapkan untuk

memisahkan hasil samping diisopropilurea (DIU). Padatan dicuci dengan 3 X 20 mL air

untuk menghilangkan sisa DIC, kemudian disaring. Filtrat diuapkan dan padatan yang

diperoleh dilarutkan dalam etanol panas 70% selama 10 menit untuk menghilangkan Boc.

4.2.4.3 Identifikasi Struktur Senyawa Prodrug

a. Pemeriksaan organoleptis

Senyawa prodrug diperiksa organoleptisnya meliputi bentuk, warna, bau dan rasa.

b.Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Pemeriksaan kualitatif dengan KLT dilakukan dengan cara senyawa dilarutkan dalam

etanol, sekitar 10 µL ditotolkan pada fase diam silika gel GF 254 yang telah dijenuhkan

dengan eluen dan dielusi dengan fase gerak beberapa campuran pelarut. Setelah selesai

lempeng diangkat dan dikeringkan. Noda diamati dengan lampu UV254 dan ditentukan

harga Rf.



50

c. Spektrofotometer UV-Vis

Sampel senyawa ditimbang dan dilarutkan dalam pelarut etanol p.a sehingga diperoleh

konsentrasi 10 mg/L. Bentuk spektrum dan panjang gelombang diamati pada panjang

gelombang maksimumnya dengan spektrofotometer UV-Vis.

d. Spektrofotometer Inframerah (IR)

Sekitar 10 mg sampel dibuat pellet dengan kalium bromida. Pelet ditekan dengan tekanan

8-9 ton sampai diperoleh pellet yang transparan. Spektrum absorban FTIR diukur pada

bilangan gelombang 4000-450 cm-1.

e. Spektrometer RMI-1H dan RMI-

13C

Sejumlah sampel dilarutkan dalam CDCl3 sebagai pelarut dan TMS (tetrametilsilana)

sebagai standar internal. Kemudian spektrum diamati dan diidentifikasi intensitas,

jumlah integrasi relatif, dan posisi daerah geseran kimia dari puncak-puncak proton

(atom H) dan geseran kimia dari puncak atom C.

4.3 PENELITIAN TAHAP II

Penelitian tahap II dilakukan uji sifat fisikokimia senyawa prodrug (PD-KBZ-GLI, PD-

KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS) dibandingkan dengan campuran fisik (CF-KBZ-GLI, CF-

KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS) dan senyawa awal KBZ. Pengujian meliputi titik lebur, sifat

kristal, kelarutan, disolusi, dan koefisien partisi.

4.3.1 Variabel penelitian

Variabel bebas : Jenis senyawa terdiri dari senyawa awal KBZ, senyawa prodrug

(PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS) dan campuran

Fisik (CF-KBZ-GLI, CF-KBZ- ALA, dan CF-KBZ-LIS)

Variabel kendali : kondisi percobaan

Variabel tergantung : titik lebur, sifat kristal, kelarutan, disolusi dan koefisien partisi



51

4.3.2 Definisi operasional

Senyawa prodrug adalah senyawa hasil pembentukan yang berasal dari bahan awal

karbamazepin dan asam amino, disimbolkan sebagai PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA,

dan PD-KBZ-LIS.

Campuran fisik adalah campuran antara karbamazepin dengan asam amino dengan

perbandingan ekimolar (1:1) dan dicampur secara mekanik dengan mortir,

disimbolkan sebagai CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS.

Sifat kristal adalah sifat bahan padat dinyatakan melalui pola difraktogram dan habit

kristal.

Titik lebur adalah suhu saat padatan dan cairan murni berada dalam kesetimbangan

dinyatakan dalam ºC.

Kelarutan adalah kadar karbamazepin dalam keadaan jenuh dalam pelarut air suling, pH

6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC dan dinyatakan dalam konsentrasi (μg/mL).

Koefisien Partisi adalah kadar kesetimbangan karbamazepin dalam fase air dan fase

oktanol (1:1) pada suhu 37± 0,5°C dan dinyatakan dalam log P.

Disolusi adalah proses bahan obat karbamazepin terlarut dalam media disolusi air suling

pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 °C, dinyatakan sebagai efisiensi disolusi dalam 30

menit (ED30).



Batch 09083044), asam amino glisin, alanin, dan lisin yang diperoleh dari PT Ajinomoto,

senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS, oktanol p.a (E.Merck)

dan air suling..


Seperangkat alat gelas laboratorium, shaker waterbath, alat uji disolusi Erweka DT-700,

Differential Thermal Analyzer (DTA) Mettler Toledo, spektrofotometer UV-Vis (Cary 50

Conc), spektrofotometer inframerah (FTIR) Jasco FTIR 5300, difraktometer PXRD

(Phillips X'Pert).



52


Penelitian dilakukan di Fakultas Farmasi Unair dan Fakultas Tehnik Industri ITS.


a. Analisis Panas dengan Differential Thermal Analysis (DTA)

Sekitar 5 mg sampel ditimbang dan dimasukkan sel aluminium dan diletakkan pada

wadah sampel. Pemeriksaan dilakukan pada suhu 30-250 ºC dengan laju pemanasan

10⁰/menit.

b. Difraktogram Sinar X

Sampel digerus dalam mortar sampai halus dan rata, lalu dimasukkan ke dalam

pengering hampa udara dengan pengering silika gel biru. Kemudian sampel dimasukkan

ke dalam sample holder dan dimasukkan ke dalam alat difraktogram sinar X.

Pengamatan dilakukan pada sudut 2θ dari 5⁰ sampai 40⁰, dengan kecepatan perubahan

sudut 0,01-0,02/detik.

c. Uji Kelarutan

i. Penentuan kelarutan jenuh karbamazepin

Ke dalam vial 10 mL dimasukkan 5 mL larutan air suling pH 6,8 ± 0,5 dan vial

diletakkan dalam waterbath shaker sampai suhu percobaan 37 ± 0,5 ⁰C. Ke dalam vial

dimasukkan karbamazepin sekitar 10 mg dan dilakukan pengocokan dengan kecepatan

200 rpm selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam. Pada setiap rentang waktu diambil 3 mL larutan

sampel melalui kertas millipore 0,45 µ dan ditentukan kadarnya dengan

spektrofotometer UV pada λ maksimum.

ii. Penentuan Kelarutan Karbamazepin, Campuran Fisik dan Senyawa Prodrug

Percobaan dilakukan dengan cara yang sama seperti c.i. dengan pengocokan sampai terbentuk

larutan jenuh. Kadar karbamazepin bahan awal, campuran fisik (CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA,

dan CF-KBZ-LIS) dan senyawa prodrug (PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-

LIS) ditentukan dengan spektrofotometer UV pada λ maksimum.



53

d. Uji Disolusi

Sejumlah sampel uji setara dengan 50 mg KBZ ditimbang, kemudian dimasukkan ke

dalam 900 mL media disolusi air suling pH 6,8 ± 0,05. Suhu media diatur pada 37 ±

0,5 °C, pengaduk tipe dayung diputar dengan kecepatan 75 rpm. Sebanyak 5 mL

sampel diambil pada menit ke- 5, 10, 15, dan 30 disaring dengan filter 0,45 μm dan

setiap pengambilan sampel ditambah 5 mL media disolusi ke dalam bejana. Kadar

karbamazepin ditentukan dengan menggunakan spektrofotometer UV pada λ

maksimum.

e. Uji koefisien partisi

Sejumlah volume larutan oktanol dengan larutan air suling pH 6,8 ± 0,05 dikocok

dengan stirer selama 30 menit dan dibiarkan semalam untuk mendapatkan larutan

oktanol jenuh air suling dan larutan air suling jenuh oktanol. Sampel uji dengan kadar

yang telah ditetapkan dimasukkan ke dalam vial yang berisi 5 mL larutan jenuh

campuran air suling dan oktanol (1:1). Vial dimasukkan ke dalam shaker waterbath

yang diatur pada suhu 37 ± 0,5°C dikocok sampai tercapai kesetimbangan. Fase air

diambil dan kadar karbamazepin dalam larutan air ditentukan dengan menggunakan

spektrofotometer UV pada λ maksimum.

4.4 PENELITIAN TAHAP III

Penelitian tahap III dilakukan uji bioavailabilitas karbamazepin, campuran fisik

(CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS), dan senyawa prodrug (PD-KBZ-GLI,

PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS). Uji dilakukan terhadap hewan coba kelinci dan kadar

sampel plasma uji ditetapkan dengan metode HPLC.

4.4.1 Variabel penelitian

Variabel bebas : karbamazepin, campuran fisik (CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, dan

CF-KBZ-LIS) dan senyawa prodrug (PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA,

dan PD-KBZ-LIS).

Variabel kendali : strain kelinci, umur, jenis kelamin, berat badan, dan pakan kelinci.



54

Variabel tergantung : parameter farmakokinetika (tmaks, Cmaks, dan AUC)

4.4.2 Definisi operasional

Bioavailabilitas adalah kecepatan dan jumlah karbamazepin mencapai sirkulasi sistemik

dan dinyatakan sebagai tmaks, Cmaks, dan Area Under Curve (AUC).

tmaks adalah waktu kadar puncak plasma yaitu waktu yang dibutuhkan untuk mencapai

kadar obat maksimum dalam plasma dan dinyatakan dalam satuan waktu (jam).

Cmaks adalah kadar puncak plasma yaitu kadar maksimum obat dalam plasma dan

dinyatakan dalam satuan kadar (μg/mL).

Area Under Curve (AUC) adalah jumlah obat yang terabsorbsi secara sistemik dan

dinyatakan dalam satuan kadar-waktu (μg jam/mL).



Batch 09083044), asam amino glisin, alanin, dan lisin diperoleh dari PT Ajinomoto,

senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS, hewan coba kelinci,

alkohol 70%, larutan injeksi heparin, Na EDTA, metanol pro HPLC dan aquabidestilata.


Seperangkat alat laboratorium untuk uji bioavalabilitas, sentrifus Maximix II, vortex

Rotofix 32, mikropipet, seperangkat alat HPLC (UFLC Shimadzu LC-20AD) dengan

kolom C18 μ bondapak (Waters) ukuran 300 X 3,9 mm i.d sebagai fase diam.


Penelitian dilakukan di Fakultas Farmasi Universitas Airlangga.


4.4.6.1 Prosedur Uji Bioavailabilitas

Uji bioavailabilitas dilakukan setelah mendapatkan ijin dari Komisi Etik Fakultas

Kedokteran Hewan Universitas Airlangga.



55

Jumlah replikasi hewan coba dihitung dengan persamaan 4.1 (Supranto, 2000) :

(t - 1) (r - 1) ≥ 15 .........................................................(4.1) (7 - 1) (r - 1) ≥ 15 6 (r - 1) ≥ 15 (r – 1) ≥ 2,5 r ≥ 3,5 dengan t = treatment (perlakuan) dan r = replikasi

Berdasarkan rumus tersebut diperoleh replikasi minimal 4 ekor kelinci. Untuk

mengantisipasi unit perlakuan yang drop out ditambahkan faktor koreksi sebesar 10%,

sehingga replikasi dalam penelitian ini adalah 4,4. Dalam penelitian ini digunakan 5 ekor

kelinci per kelompok perlakuan. Rancangan uji bioavailabilitas digunakan completely

randomized design. Dalam percobaan uji bioavailabilitas digunakan 5 ekor kelinci jantan

usia 1-1,5 tahun dengan berat badan 2,0 ± 0,5 kg. Prosedur pengambilan sampel plasma

darah adalah sebagai berikut. Kelinci dipuasakan 12 jam sebelum percobaan. Berat badan

kelinci ditimbang. Dosis dan volume suspensi diberikan 120 mg KBZ (0,5 mol KBZ) per

ekor kelinci dibuat suspensi dalam 10 mL air suling. Kelinci dimasukkan ke dalam kotak

kandang dan rambut telinganya dicukur, dicari vena marginalisnya. Sediaan suspensi

diberikan secara oral dengan bantuan kateter masuk ke esophagus (kateter dicek dengan

mencelupkan dalam beker berisi air, adanya gelembung menunjukkan posisi yang salah).

Pada periode tertentu (jam ke 0, 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, dan 12) sekitar 1 mL darah diambil dari

vena marginal telinga kelinci dengan menggunakan spuit injeksi. Sebelum spuit

disuntikkan, daerah yang akan disuntik diolesi Xylol terlebih dahulu, sedang spuit diberi

heparin. Sampel darah ditampung dalam tabung reaksi. Sampel disentrifus 30 menit dengan

kecepatan 3500 rpm, bagian plasma dipisahkan dan disimpan pada suhu -20 ºC sebelum

dianalisis kadarnya dengan metode HPLC.

4.4.6.2 Penetapan kadar karbamazepin dalam sampel darah dengan metode HPLC

a. Pembuatan larutan baku induk karbamazepin

Karbamazepin ditimbang 50,0 mg kemudian dilarutkan dalam 10,0 mL metanol. Baku

induk karbamazepin diperoleh kadar sebesar 5000 μg/mL.



56

b. Pembuatan larutan baku kerja karbamazepin

Larutan baku induk diencerkan dengan metanol sampai diperoleh larutan karbamazepin

dengan kadar 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 10,0; 20,0 μg/mL.

c. Penentuan selektivitas

Fase gerak yang digunakan dalam penelitian ini metanol : air. Perbandingan metanol :

air = 45 : 55; 50 : 50; 55 : 45 dibuat sebagai fase gerak dan dialirkan dengan beberapa

kecepatan alir. Dari berbagai perbandingan fase gerak dengan kecepatan alir tertentu

dipilih kondisi yang dapat memberikan puncak karbamazepin yang baik dengan Rt yang

singkat untuk digunakan dalam tahap analisis selanjutnya.

d. Penentuan linearitas

Larutan baku kerja dengan beberapa kadar disuntikkan, kemudian dicari korelasi antara

kadar dengan luas puncak yang diperoleh dengan menggunakan persamaan regresi

linear. Persamaan kurva baku yang diperoleh dipergunakan untuk menghitung kadar

karbamazepin dalam sampel darah.

e. Penentuan batas deteksi (LOD) dan batas kuantitasi (LOQ)

Larutan baku kerja dengan kadar paling kecil diencerkan hingga diperoleh 5 kadar

larutan baku kerja baru dan diberi perlakuan sama dengan penentuan linearitas.

Kemudian dibuat kurva regresi linear antara kadar larutan baku kerja tersebut dengan

area. Respon blanko diukur dan dihitung simpangan bakunya. Harga LOD/LOQ dihitung

dengan persamaan 4.2.

SSbkC .

............................................................. (4.2)

dengan, C = kadar pada batas deteksi atau kuantitasi k = konstante, batas deteksi = 3 dan batas kuantitasi = 10 Sb = Simpangan baku respon analitik blanko S = slope



57

f. Perhitungan akurasi (% recovery)

Larutan baku kerja ditambahkan ke dalam sampel darah, kemudian dihitung luas puncak

yang diperoleh dengan persamaan kurva baku sehingga didapatkan kadar karbamazepin

yang diperoleh kembali dan % recovery dihitung dengan persamaan 4.3 sebagai berikut:

% Recovery = X 100 % ................................

(4.3)

g. Penentuan Presisi

Larutan baku kerja ditambahkan ke dalam sampel darah, kemudian dihitung luas puncak

yang diperoleh dengan persamaan kurva baku sehingga didapatkan kadar karbamazepin

yang diperoleh kembali dan nilai koefisien variasi (KV) dihitung dengan persamaan 4.4.

%100XX

SDKV ....................................................(4.4)

h. Penetapan kadar karbamazepin dalam darah

Kadar karbamazepin dalam cuplikan darah ditetapkan setelah dilakukan preparasi sampel

plasma darah. Filtrat hasil preparasi disaring kemudian disuntikkan sebanyak 20 μL ke

dalam alat HPLC. Luas Puncak yang diperoleh ditentukan kadarnya dengan

menggunakan persamaan kurva baku.

4.5. ANALISIS DATA

Senyawa prodrug KBZ-AA ditentukan kemurniannya dengan KLT dan

diidentifikasi dengan Spektrofotometer UV-Vis, Spektrofotometer FTIR, Spektrometer

RMI-1H dan RMI-13C. Karakterisasi fisik dilakukan dengan menggunakan DTA, PXRD

dan mikroskop optik. Hasil yang diperoleh dibandingkan dengan senyawa awal

karbamazepin dan dideskripsikan.

Analisis data uji kelarutan, uji disolusi, uji koefisien partisi dan uji bioavailabilitas

kadar perolehan kembali kadar sebenarnya



58

dilakukan pada α=0,05. Data berdistribusi normal dan bervarians homogen diuji dengan

menggunakan analisis varians (ANOVA) satu arah dan untuk mengetahui perbedaan

bermakna antar perlakuan dilanjutkan dengan uji LSD. Data yang tidak berdistribusi

normal dianalisis dengan uji non parametrik Kruskal-Wallis dilanjutkan dengan uji Mann-

Whitney.



BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 PEMBENTUKAN SENYAWA PRODRUG

5.1.1 Identifikasi Senyawa Awal Karbamazepin

Tahap pertama dalam penelitian ini adalah identifikasi bahan penelitian

karbamazepin dengan melakukan karakterisasi bahan awal karbamazepin secara

organoleptis, analisis gugus fungsi dengan spektrofotometer Fourier Transform Infra

Red (FTIR), analisis panas menggunakan Differential Thermal Analysis (DTA) dan

analisis sifat kristal dengan Powder X-Ray Diffraction (PXRD) seperti dapat dilihat

pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Identifikasi bahan penelitian karbamazepin

Keterangan :

1)Lund, 2004 2)AIST, 2006 3)Moffat et al., 2004 4).Grzesiak et al., 2003

Pemeriksaan Hasil Pengamatan Pustaka Organoleptis Serbuk kristal

putih, tidak berbau, tidak berasa.

Putih atau hampir putih, tidak berasa sampai pahit, tidak berbau 1)

Spektra FTIR

Bilangan gelombang (cm-1) :

Bilangan gelombang (cm-1) 2)

Gugus-gugus : N–H ulur amida C=O ulur amida C=C ulur aromatik C-N ulur amida primer

3465 dan 3159 1677 1605; 1488 1384

3467 1679 1606; 1491 1388

Analisis titik lebur dengan DTA (°C)

Puncak endotermik pada suhu 192,6

Puncak endotermik pada suhu 189–1933)

Difraktogram PXRD 2θ (º) :

14,44 ,20,35, 24,91, 27,25 dan 27,55

15,36, 19,56, 25,0 dan 27,47 4)



60

Karbamazepin yang digunakan dalam penelitian ini dilengkapi dengan sertifikat

analisis (Lampiran 1) menunjukkan kadar KBZ sebesar 99,6% dan dalam pengujian

yang dilakukan kadar KBZ dianggap sebesar 100,0%. Identifikasi dengan

spektrofotometer FTIR, spektrum inframerah sampel karbamazepin bahan penelitian

(Lampiran 2) menampilkan pita serapan gugus N-H ulur pada bilangan gelombang 3465

dan 3159 cm-1, pita serapan karbonil (-C=O) muncul pada bilangan gelombang 1677

cm-1, pada bilangan gelombang 1605 and 1594 cm-1 muncul pita serapan doublet diikuti

pada bilangan gelombang 1488 yang menunjukkan ikatan ulur -C=C- aromatik,

bilangan gelombang 1384 cm-1 menunjukkan ikatan -C-N, dan pita serapan C-H

aromatik muncul pada bilangan gelombang 766 cm-1 (Pavia, 1979). Pita serapan yang

muncul memberikan hasil yang identik dengan spektrum karbamazepin pustaka (AIST,

2006).

Identifikasi dengan menggunakan DTA bermanfaat untuk menentukan titik lebur

dan menegaskan bentuk kristal karbamazepin. Identifikasi bentuk kristal suatu senyawa

obat akan sangat bermanfaat dalam pengembangan bentuk sediaannya, karena bentuk

kristal yang berbeda dapat memberikan efek terapi berbeda dan berpengaruh terhadap

stabilitas formulasi. Identifikasi sampel penelitian karbamazepin dengan DTA

(Lampiran 2) menunjukkan termogram yang dicatat pada kecepatan 10º/menit

memberikan dua puncak endotermik. Puncak endotermik pertama pada suhu 171,2 ºC,

dan diikuti dengan puncak endotermik kedua yang tajam pada suhu 192,6 ºC. Puncak

endotermik pertama pada kedua termogram DTA tersebut merupakan titik lebur bentuk

III, dan puncak endotermik kedua merupakan titik lebur bentuk I (Grzesiak et al., 2003).

Bentuk I dan bentuk III dari karbamazepin merupakan pasangan polimorf enantiotrop.

Bentuk III karbamazepin stabil pada suhu kamar, sedangkan bentuk I stabil pada suhu

yang lebih tinggi. Karbamazepin merupakan senyawa yang memiliki empat bentuk

polimorf anhidrat dan satu bentuk hidrat. Hasil identifikasi karbamazepin bahan

penelitian dengan DTA menunjukkan termogram yang dimiliki adalah bentuk kristal

polimorf III (Grzesiak et al., 2003). Bentuk polimorf III merupakan bentuk



61

karbamazepin yang paling stabil secara termodinamika pada suhu kamar dan

mempunyai bioavailabilitas paling tinggi di antara semua bentuk polimorf

karbamazepin (Kipourus et al., 2006).

Difraksi sinar-X merupakan tehnik yang cukup kuat untuk identifikasi kristalinitas

bahan padat dan dapat digunakan untuk menentukan polimorf suatu bahan. Bentuk

kristal suatu senyawa akan menghasilkan pola difraktogram yang spesifik yang dapat

digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif bahan bentuk kristal (Depkes RI,

1995). Identifikasi dengan difraktometer sinar X (Lampiran 2), menunjukkan

karakteristik kristalin karbamazepin dan beberapa puncak intensitas yang tinggi pada 2θ:

14,44, 20,35, 24,91, 27,25 dan 27,55º. Puncak karakteristik difraktogram untuk bentuk

III menurut pustaka adalah pada 2θ: 15,36, 19,56, 25,0, dan 27,470 (Grzesiak et al.,

2003). Difraktogram karbamazepin bahan penelitian identik dengan karbamazepin

bentuk polimorf III menurut pustaka (Grzesiak et al., 2003; Rustichelli, 2000). Dari

hasil identifikasi bahan awal karbamazepin dengan FTIR, DTA dan PXRD

menunjukkan bahwa karbamazepin bahan penelitian merupakan bentuk kristal polimorf

III.

5.1.2 Hasil Senyawa Prodrug Karbamazepin

Pembentukan senyawa prodrug KBZ dengan gugus promoeity glisin, alanin, atau

lisin menghasilkan senyawa PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS dengan

struktur molekul seperti dapat dilihat pada Gambar 5.1. Hasil rendemen senyawa

prodrug diperoleh berturut-turut sebesar 47, 43, dan 16%. Senyawa prodrug

PD-KBZ-LIS menghasilkan rendemen paling kecil di antara ketiga senyawa yang

dibuat, karena asam amino lisin memiliki rantai samping paling panjang. Rantai

samping asam amino lisin yang panjang memberikan hambatan ruang ketika

direaksikan dengan KBZ.

Pembentukan senyawa prodrug terdiri dari dua tahap reaksi, sebagaimana dapat

dilihat pada Gambar 5.2 dan Gambar 5.3. Pada reaksi tahap pertama, asam amino



62

yang memiliki gugus amina dalam keadaan terproteksi dengan gugus t-butoksikarbonil

Gambar 5.1 Struktur molekul senyawa awal KBZ, asam amino GLI, ALA, LIS dan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, PD-KBZ-LIS

Karbamazepin

Glisin

PD-KBZ-GLI

Alanin

PD-KBZ-ALA

Lisin

PD-KBZ-LIS



63

Gambar 5.2 Mekanisme reaksi tahap I Keterangan :

Boc =

Mekanisme Reaksi Tahap I

Boc Ala DIC

DIU



64

Mekanisme Reaksi Tahap II

Gambar 5.3 Mekanisme reaksi tahap II

PD – KBZ - ALA

+ H+

t – butil karbonat



65

(Boc) bereaksi dengan diisopropilkarbodiimida (DIC) menghasilkan senyawa

karbokation. Tahap berikutnya adalah reaksi antara senyawa karbokation yang terbentuk

pada tahap pertama dengan karbamazepin menghasilkan senyawa karbamazepin-asam

amino dalam keadaan terproteksi Boc dengan hasil samping diisopropilurea (DIU) yang

larut air. Tahap selanjutnya adalah menghilangkan Boc pada gugus amina dari asam

amino, dilakukan dengan pemanasan selama 10 menit dalam pelarut etanol 70%

(Zinelaabidine et al., 2012).

Identifikasi secara organoleptis senyawa prodrug yang terbentuk dapat dilihat

pada Tabel 5.2 di bawah ini, ketiganya memiliki bentuk serbuk, berwarna putih, tidak

berasa dan tidak berbau.

Tabel 5.2. Organoleptis senyawa prodrug

Senyawa Bentuk Warna Rasa Bau PD-KBZ-GLI Serbuk Putih Pahit Tidak berbau PD-KBZ-ALA Serbuk Putih Pahit Tidak Berbau PD-KBZ-LIS Serbuk Putih Pahit Tidak Berbau

5.1.3 Uji Kemurnian dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Uji kemurnian senyawa prodrug dilakukan dengan kromatografi lapis tipis (KLT)

yaitu dengan menentukan nilai Rf ketiga senyawa prodrug yang terbentuk dibandingkan

senyawa awal karbamazepin dengan menggunakan empat macam pelarut elusi. Hasil

penentuan nilai Rf yang diamati dengan penampak noda sinar UV, dapat dilihat pada

Tabel 5.3.

Tabel 5.3 Nilai Rf senyawa karbamazepin dan senyawa prodrug

Macam Pelarut Nilai Rf Senyawa:

KBZ PD-KBZ-GLI PD-KBZ-ALA PD-KBZ-LIS Kloroform : Etil asetat = 2:1 0,33 0,32 0,32 0,31 Kloroform : metanol = 3:1 0,26 0,29 0,29 0,29 Heksan : Etil asetat = 1:1 0,32 0,37 0,37 0,38 Heksan : Etil asetat = 1 : 5 0,71 0,73 0,73 0,73



66

Ketiga senyawa prodrug yang dielusi dengan menggunakan empat macam pelarut

berbeda menunjukkan satu noda dengan nilai Rf yang tidak jauh berbeda dibandingkan

senyawa awal karbamazepin. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa uji dalam keadaan

murni. Untuk memastikan hasil uji kemurnian senyawa prodrug dengan menggunakan

KLT maka dilakukan penentuan titik lebur dengan menggunakan DTA. Gambar 5.5

dan lampiran 3 memperlihatkan termogram DTA senyawa prodrug menunjukkan satu

puncak endotermik dengan titik lebur lebih rendah daripada titik lebur senyawa awal

karbamazepin.

5.1.4 Identifikasi Senyawa Prodrug

Identifikasi struktur molekul senyawa prodrug dilakukan dengan spektra UV,

spektra FTIR, HNMR dan CNMR (Tabel 5.4 - 5.6 dan Lampiran 4-6). Penentuan

panjang gelombang (λ) maksimum ketiga senyawa prodrug memberikan nilai pada 285

(Lampiran 4). Nilai λmaks tersebut identik dengan λmaks KBZ. Substitusi senyawa asam

amino pada gugus amida KBZ tidak mengubah gugus kromofor senyawa induk

sehingga λmaks ketiga prodrug yang terbentuk tidak mengalami pergeseran dibandingkan

KBZ.

5.1.4.1. Senyawa prodrug karbamazepin-glisin (PD-KBZ-GLI)

Hasil identifikasi senyawa prodrug PD-KBZ-GLI dapat dilihat pada Tabel. 5.4.

Tabel 5.4 Karakteristik spektra UV, FTIR, dan NMR senyawa PD-KBZ-GLI

Spektrum UV, λmaks (nm) dalam pelarut metanol

285 nm

Spektrum FTIR, v (cm-1) dalam pellet KBr

3483 (-N-H, amida 2º); 3341 dan 3151 (NH2, amina 1º); 2968 (Csp2

-H); 1683 (C=O imida); 1592 (-C=C- aromatis); 1395 (-C-N- amida 1º)

Spektrum HNMR, δ (ppm) dalam pelarut kloroform

7,25-7,45 m (8 H, Ar-H), 6,89-6,93 d (2H, CH=CH, J= 1,6 Hz), 4,60 s (2 H, NH2 urea), 4,05 s (1H, NH imida)

Spektrum CNMR, δ (ppm) dalam pelarut kloroform

157,17 (C=O amida), 139,99 (C=C), 135,06 (CH=CH) 127,90-130,56 (C-Ar), 42,25 (CH2

alifatik), 23,57 (CH alifatik)



67

Spektrum FTIR senyawa PD-KBZ-GLI menunjukkan pita pada daerah 3483 cm-1

menunjukkan senyawa amina sekunder. Gugus karbonil imida (CONHCO) pada spektra

IR terlihat pada bilangan gelombang 1683 cm-1 menunjukkan pergeseran dan pelebaran

puncak dibandingkan gugus karbonil karbamazepin pada bilangan gelombang 1677

cm-1 (Pavia, 1979). Hal ini didukung HNMR dengan signal satu puncak di daerah δ

= 4,05 ppm menunjukkan adanya 1 atom H singlet dari gugus imida (CONHCO)

ditunjang dengan hasil CNMR pada δ = 157, 17 ppm yang menunjukan (C=O amida).

Hasil DTA ditunjang dengan spektra FTIR dan NMR menunjukkan senyawa prodrug

PD-KBZ-GLI terbentuk.

5.1.4.2. Senyawa prodrug karbamazepin-alanin (PD-KBZ-ALA)

Hasil identifikasi senyawa PD-KBZ-ALA dapat dilihat pada Tabel. 5.5.

Tabel 5.5 Karakteristik spektra UV, FTIR, dan NMR senyawa PD-KBZ-ALA


285 nm


3465 (-N-H, amida 2º); 3341 dan 3158 (NH2, amina 1º); 3049 (Csp2-H); 2977 (Csp3-H) 1687 (C=O); 1593 (-C=C- aromatis); 1395 (-C-N- amida 1º)


7,19-7,41 m (8H, Ar-H); 6,87-6,93 d (2H, CH=CH, J=1,6 Hz); 4,40 s (2H, NH2); 3,93 s (1H, NH imida); 3,73-3,77 k (1H, CH, J= 5,3 Hz ); 1,07-1,22 d (6H, CH); 1,06-1,08, d (3H, CH3, J = 8 Hz)


157,01 (C=O amida); 140,36 (C=C); 127,89-129,68 (C-Ar); 42,30 (CH2 alifatik); 28,34 (CH3); dan 23,59 (CH alifatik)

Spektrum FTIR senyawa prodrug PD-KBZ-ALA menunjukkan pita pada daerah

3465 cm-1 menunjukkan senyawa amina sekunder. Gugus karbonil imida (CONHCO)

pada spektra IR terlihat pada bilangan gelombang 1687 cm-1 menunjukkan pergeseran

dan pelebaran puncak dibandingkan gugus karbonil karbamazepin pada bilangan

gelombang 1677 cm-1 (Pavia, 1979). Hal ini didukung HNMR dengan signal satu puncak



68

di daerah δ = 3,93 ppm menunjukkan adanya 1 atom H singlet dari gugus imida

(CONHCO) ditunjang dengan hasil CNMR pada δ = 157, 01 ppm yang menunjukkan

(C=O amida). Hasil DTA ditunjang spektra IR dan NMR menunjukkan senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA terbentuk.

5.1.4.3. Senyawa prodrug karbamazepin-lisin (PD-KBZ-LIS)

Hasil identifikasi senyawa prodrug PD-KBZ-LIS dapat dilihat pada Tabel. 5.6.

Tabel 5.6 Karakteristik spektra UV, FTIR, dan NMR senyawa PD-KBZ-LIS


285 nm


3439 (-N-H, amida 2º); 3342 dan 3159 (NH2, amina 1º); 3970 (Csp2-H); 1682 (C=O); 1594 (-C=C- aromatis); 1390 (-C-N- amida 1º).


7,24-7,47 m (8H, Ar-H); 6,70-6,76 d (2H, CH=CH, J=1,6 Hz); 4,57-4,58 s (2H, NH2); 4,05 s (1H, NH imida), 3,77-3,82 k (1H, CH, J = 6,7 Hz ), 1,37 s (2H, NH2); 1,10-1,12 k (4H, CH2, J =2,7 HZ), 1,14-1,18 t (4H, CH2, J = 8 Hz)


157,14 (C=O amida); 140,05 (C=C); 135,06 (CH=CH); 127,88-129,67 (C-Ar); 42,22 (CH2 alifatik). 20,86-28,40 (CH alifatik)

Spektrum FTIR senyawa prodrug PD-KBZ-LIS menunjukkan pita pada daerah

3439 cm-1 menunjukkan senyawa amina sekunder. Hal ini didukung HNMR dengan satu

puncak di daerah δ = 4,05 ppm menunjukkan adanya 1 atom H singlet dari gugus imida

(CONHCO) ditunjang dengan hasil CNMR pada δ = 157, 14 ppm yang menunjukan

(C=O amida). Gugus karbonil imida (CONHCO) pada spektra IR terlihat pada bilangan

gelombang 1682 cm-1 menunjukkan pergeseran dan pelebaran puncak dibandingkan

gugus karbonil karbamazepin pada bilangan gelombang 1677 cm-1. Adanya gugus

(CH3)4 asam amino lisin terlihat pada hasil HNMR pada pergeseran kimia = 1,14-1,18

ppm dan CNMR pada pergeseran kimia = 28,40. Rantai samping NH2 terlihat pada hasil



69

HNMR pada pergeseran kimia = 1,37 ppm (Pavia, 1979). Hasil DTA ditunjang spektra

IR dan NMR menunjukkan senyawa prodrug PD-KBZ-LIS terbentuk.

Berdasarkan identifikasi struktur molekul senyawa dengan menggunakan spektra

UV, FTIR dan NMR dapat disimpulkan bahwa ketiga senyawa prodrug telah terbentuk

sesuai dengan yang dirancangkan.

5.2 KARAKTERISASI SIFAT FISIKOKIMIA

Modifikasi senyawa karbamazepin dengan asam amino glisin, alanin atau lisin

membentuk prodrug karbamazepin-asam amino dapat mengubah sifat fisikokimia

karbamazepin. Perubahan sifat fisikokimia diamati terhadap titik lebur, sifat kristal,

kelarutan, disolusi, dan koefisien partisi.

5.2.1 Karakterisasi Senyawa Prodrug dengan Differential Thermal Analysis (DTA)

Termogram DTA senyawa prodrug karbamazepin-asam amino dapat dilihat pada

Tabel 5.7 dan Lampiran 3. Ketiga senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan

PD-KBZ-LIS memperlihatkan satu puncak endotermik dengan suhu lebih rendah

daripada puncak endotermik senyawa awal karbamazepin.

Tabel 5.7 Titik lebur senyawa prodrug dan campuran fisik

Senyawa Puncak endotermik (ºC) Prodrug (PD) Campuran Fisik (CF)

KBZ-GLI 188,8 174,7, 192,3, dan 231,2 KBZ-ALA 179,6 174,3 dan 191,6 KBZ-LIS 183,7 173,3, 191,0 dan 232,0

Interaksi karbamazepin dengan senyawa asam amino membentuk ikatan kovalen

pada posisi gugus amida karbamazepin menyebabkan hilangnya satu proton (H).

Menurut Stella et al. (2007), hilangnya satu proton pada gugus NH fenitoin

menyebabkan perubahan energi kisi kristal senyawa yang akan mengubah kelarutan,



70

disolusi, dan permeabilitas. Titik lebur suatu senyawa dipengaruhi oleh ikatan gaya

antarmolekul. Senyawa yang terikat oleh gaya-gaya yang lemah umumnya memiliki

panas peleburan dan titik lebur lebih rendah rendah (Sinko, 2011).

Substitusi gugus NH2 amida karbamazepin dengan gugus karboksil dari senyawa

asam amino glisin, alanin, atau lisin mengubah packing senyawa prodrug

karbamazepin. Perubahan packing senyawa prodrug menurunkan energi kisi kristal

sehingga terjadi penurunan titik lebur (Stella et al., 2011). Asam amino glisin, alanin,

dan lisin yang digunakan sebagai gugus promoeity dalam pembentukan senyawa

prodrug merupakan senyawa asam amino alifatik rantai lurus memiliki 2 atom karbon

(C) dengan perbedaan pada rantai sampingnya.

Gambar 5.4 Termogram DTA KBZ (A), PD-KBZ-GLI (B), PD-KBZ-ALA (C), PD-KBZ-LIS (D)

Senyawa asam amino mempunyai gugus karboksil pada struktur molekulnya.

Senyawa asam karboksilat yang memiliki jumlah atom karbon genap akan membentuk

packing kristal simetris yang memperkuat gaya antarmolekul dalam senyawa (Sinko,

2011). Perbedaan titik lebur pada ketiga senyawa prodrug yang terbentuk dipengaruhi

oleh keberadaan rantai samping gugus promoeity pembentuknya. Senyawa glisin tidak

memiliki rantai samping, senyawa alanin memiliki rantai samping gugus CH3 dan

senyawa lisin memiliki rantai samping gugus butilamin ((CH2)4NH2). Senyawa yang



71

memiliki rantai karbon semakin panjang pada umumnya suhu leburnya semakin tinggi

(Sinko, 2011).

Perbandingan termogram KBZ dengan senyawa prodrug dapat dilihat pada

Gambar 5.4. Senyawa PD-KBZ-GLI memiliki titik lebur sebesar 188,8 ºC lebih tinggi

dibandingkan titik lebur senyawa PD-KBZ-LIS sebesar 183,7 ºC dan senyawa

PD-KBZ-ALA memiliki titik lebur paling rendah di antara ketiga senyawa prodrug

sebesar 179,6 ºC.

Rantai samping butil amin pada senyawa lisin melemahkan packing kristal

senyawa PD-KBZ-LIS sehingga menurunkan gaya antarmolekul dalam senyawa.

Senyawa lisin memiliki rantai karbon lebih panjang daripada senyawa alanin. Rantai

karbon yang dimiliki lisin lebih panjang sehingga memperkuat packing kristal. Hal ini

menyebabkan titik lebur senyawa PD-KBZ-LIS lebih tinggi daripada titik lebur

PD-KBZ-ALA. Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI yang memiliki gugus promoeity glisin

memiliki titik lebur paling tinggi di antara ketiga senyawa prodrug yang dibuat. Hal ini

dikarenakan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI dengan atom H pada gugus glisin

memiliki kemampuan memecah packing kristal lebih rendah sehingga titik leburnya

lebih tinggi dibandingkan dua senyawa prodrug lainnya.

Titik lebur merupakan salah satu faktor yang memengaruhi kelarutan suatu senyawa.

Guttman dan Higuchi meneliti hubungan antara titik lebur dengan kelarutan. Hasil

penelitian menunjukkan kelarutan seperti halnya titik lebur juga dipengaruhi oleh

struktur molekul senyawa (Sinko, 2011). Titik lebur senyawa prodrug PD-KBZ-GLI,

PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS yang lebih rendah daripada titik lebur senyawa awal

KBZ menunjukkan pelemahan ikatan antarmolekul pada senyawa baru. Perubahan titik

lebur pada senyawa prodrug dibandingkan dengan senyawa awal karbamazepin akan

berkontribusi dalam peningkatan kelarutannya (Sinko, 2011).

5.2.2 Karakterisasi Senyawa Prodrug dengan PXRD

Tahap selanjutnya adalah melihat sifat kristal ketiga senyawa prodrug dengan



72

menggunakan PXRD dan hasil difraktogram dapat dilihat pada Gambar 5.5, Tabel 5.8

dan Lampiran 7.

Gambar 5.5 Perbandingan difraktogram KBZ(A), PD-KBZ-GLI (B), PD-KBZ-ALA (C), dan PD-KBZ-LIS (D)

Tabel 5.8 Karakteristik difraktogram karbamazepin dan senyawa prodrug

2 θ (º) dan Intensitas Relatif (%) KBZ PD-KBZ-GLI PD-KBZ-ALA PD-KBZ-LIS

13,07 (93,80) 14,99 (65,91) 15,32 (100,00) 15,85 (74,29) 24,95 (84,58) 27,59 (61,64)

6,29 (85,14) 12,32 (100,00) 12,90 (99,66) 13,29 (77,11) 18,39 (68,99) 19,98 (92,18) 20,09 (71,69) 22,88 (59,37)

8,88 (87,16) 9,00 (83,64)

12,81 (100,00) 12,97 (78,82) 19,58 (59,10)

8,99 (45,97) 12,30 (100,00) 18,47 (15,74) 24,71 (13,20)



73

Senyawa awal karbamazepin menunjukkan puncak difraksi polimorf bentuk III

(P-monokilinik) pada 2θ: 14,44, 20,35, 24,91, 27,25 dan 27,55º yang dapat

dibandingkan dengan puncak difraksi pustaka (Grzesiak et al., 2003; Rustichelli et al.,

2000). Difraktogram senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan

PD-KBZ-LIS menunjukkan puncak difraksi dengan intensitas tinggi pada sudut 2θ yang

berbeda dari senyawa awal karbamazepin. Adanya puncak-puncak tajam pada sudut 2θ

ketiga senyawa prodrug menunjukkan bahwa ketiga senyawa tersebut merupakan

bentuk kristal. Pola difraksi yang berbeda pada senyawa prodrug dibandingkan pola

difraksi senyawa awal karbamazepin menunjukkan terjadi perubahan struktur internal

pada senyawa prodrug. Perbedan intensitas ini dapat disebabkan karena perubahan

derajat kristalinitas, ukuran partikel, orientasi, dan habit kristal. Tingginya intensitas

menunjukkan banyaknya kisi yang tersusun dalam keteraturan pada sudut 2θ tersebut

(Grzesiak et al., 2003; Rustichelli et al., 2000; Depkes RI, 1995).

Berdasarkan hasil difraktogram PXRD diketahui ketiga senyawa prodrug

menunjukkan struktur internal yang berbeda dari senyawa awal KBZ. Fakta ini juga

didukung oleh hasil termogram DTA yaitu ketiga senyawa prodrug menunjukkan

penurunan titik lebur dari senyawa KBZ. Perubahan ikatan dalam struktur molekul

ketiga senyawa prodrug menyebabkan perubahan energi kisi kristal yang ditampakkan

dari difraktogram dan titik lebur yang berbeda dari senyawa awal KBZ (Mahalaxmi et

al., 2009; Sehic, 2008). Selain struktur internal, suatu senyawa yang berbeda dapat

diidentifikasi dari struktur eksternal dengan menggunakan mikroskop.

5.2.3 Karakterisasi Senyawa Prodrug dengan Mikroskop

Struktur eksternal suatu bahan menunjukkan habit kristal yang menggambarkan

bentuk kristal dalam istilah umum. Gambar 5.6 menunjukkan perubahan struktur

eksternal dan ukuran kristal ketiga senyawa prodrug dibandingkan senyawa awal

karbamazepin. Gambar mikrofoto tersebut menunjukkan karbamazepin memiliki habit

kristal prisma dengan ukuran lebih kecil daripada ketiga senyawa prodrug.



74

Gambar 5.6 Mikrofoto senyawa awal KBZ (A), PD-KBZ-GLI (B), PD-KBZ-ALA (C) dan PD-KBZ-LIS (D) dengan mikroskop optik pembesaran 40 kali

Habit kristal senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS

berturut-turut memiliki bentuk jarum, bilah dan plate. Perubahan struktur internal yang

ditunjukkan dengan pola difraktogram dan struktur eksternal yang ditunjukkan dengan

habit kristal dari ketiga senyawa prodrug akan berpengaruh terhadap kelarutannya

(Sehic, 2008).

5.2.4 Kelarutan

Tahap berikutnya adalah karakterisasi sifat kelarutan senyawa prodrug

karbamazepin asam-amino dibandingkan dengan senyawa awal karbamazepin dan

campuran fisik karbamazepin-asam amino. Kelarutan senyawa obat merupakan salah

satu sifat fisikokimia yang paling penting, oleh karena bioavailabilitas obat yang

digunakan secara oral sangat tergantung pada kelarutannya dalam saluran cerna dan

permeabilitasnya melalui membran sel. Selain itu kelarutan obat juga berperan dalam

pengembangan bentuk sediaan farmasi (Faller dan Ertl, 2007). Kelarutan merupakan

fenomena terlarutnya padatan dalam fase cair untuk mendapatkan sistem homogen.

Kelarutan suatu bahan tercapai ketika terjadi kesetimbangan antara fase padat dan fase

cair pada suhu dan tekanan tertentu (Sinko, 2011).

A B C D



75

5.2.4.1 Metode penetapan kadar karbamazepin dalam larutan

Kadar karbamazepin terlarut dalam media air ditentukan dengan metode

spektrofotometri UV pada λ maksimumnya. Penentuan λ maksimum dilakukan dengan

mengukur absorbansi larutan karbamazepin kadar 10 μg/mL pada rentang panjang

gelombang 200 - 400 nm. Hasil pengamatan penentuan panjang gelombang maksimum

karbamazepin dan campuran fisik CF-KBZ-AA diperoleh λ maksimum pada 285 nm.

Hasil pengukuran kurva kalibrasi baku kerja larutan karbamazepin pada rentang kadar 1

- 30 μg/mL diperoleh persamaan regresi y = 0,0526 x + 0,0100 dengan nilai koefisien

korelasi (r) sebesar = 0,9998 (Lampiran 8).

Langkah selanjutnya adalah menentukan λmaks dan linearitas kurva baku dari

masing-masing senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS.

Penentuan panjang gelombang maksimum ketiganya menunjukkan nilai λmaks yang

sama dengan karbamazepin yaitu sebesar 285 nm. . Hasil penentuan linearitas kurva

baku ketiga senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS

berturut-turut y = 0,0183 x + 0,0080 (r =0,9999), y = 0,0160 x + 0,0111 ( r = 1,0000),

dan y = 0,0199 x + 0,0272 (r = 0,9992) (Lampiran 9).

5.2.4.2 Kelarutan senyawa prodrug dan campuran fisik

Karbamazepin merupakan senyawa obat yang memiliki kelarutan dalam air

rendah. Kelarutan senyawa obat dalam air yang rendah disebabkan oleh lipofilisitas

senyawa yang tinggi dan interaksi intermolekul yang kuat sehingga memerlukan energi

yang tinggi untuk melarut (Faller dan Ertl, 2007). Hasil penelitian kelarutan KBZ,

PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05

pada suhu 37 ± 0,5 ºC berturut-turut diperoleh sebesar 278,62, 841,71, 958,44 dan

822,86 (μg/mL) atau kadar KBZ dalam ketiga bentuk prodrug berturut-turut sebesar

677,95, 748,38 dan 533,44 (μg/mL).



76

Gambar 5.7 Histogram kelarutan KBZ (μg/mL) ± SE dalam senyawa prodrug dan campuran fisik dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC

Kelarutan KBZ dalam media air suling ditentukan setelah 5 jam yaitu setelah

tercapai kesetimbangan antara fase terlarut dan fase padat KBZ. Penentuan kelarutan

KBZ dalam masing-masing perlakuan dilakukan dengan 3 (tiga) kali pengukuran. Hasil

uji kelarutan KBZ dalam senyawa prodrug dan campuran fisik dapat dilihat pada

Gambar 5.7. Berdasarkan uji statistik dengan Anova satu arah pada derajat

kepercayaan α = 0,05 (Tabel 5.9 dan Lampiran 11), diketahui terdapat perbedaan

kelarutan antara senyawa prodrug dengan senyawa awal KBZ dan campuran fisiknya.

Untuk mengetahui pasangan perlakuan yang memberikan perbedaan bermakna

dilanjutkan uji LSD.

Hasil uji LSD menunjukkan bahwa kelarutan senyawa prodrug meningkat

bermakna dibandingkan dengan senyawa awal karbamazepin maupun campuran

fisiknya. Kelarutan campuran fisik CF-KBZ-GLI dan CF-KBZ-ALA tidak berbeda

bermakna dibandingkan senyawa awal KBZ. Kelarutan senyawa prodrug

PD-KBZ-ALA memberikan peningkatan bermakna dibandingkan dengan senyawa

prodrug PD-KBZ-GLI dan PD-KBZ-LIS sedangkan senyawa PD-KBZ-GLI meningkat

bermakna terhadap PD-KBZ-LIS. Peningkatan kelarutan paling tinggi terdapat pada

senyawa prodrug PD-KBZ-ALA mencapai kadar 748,38 (μg/mL).



77

Tabel 5.9 Hasil Anova satu arah untuk mengetahui pengaruh jenis senyawa terhadap kelarutan KBZ dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 suhu 37 ± 0,5 ºC (n=3)

Jenis senyawa N Rerata kadar KBZ (μg/mL) ±

SE

Anova Hasil Kesimpulan

KBZ 3 278,62 ± 3,84 a F=920,539 p= 0,000

Beda bermakna

PD-KBZ-GLI 3 677,95 ± 7,94 b PD-KBZ-ALA 3 748,38 ± 8,15 c PD-KBZ-LIS 3 533,44 ± 2,22 d CF-KBZ-GLI 3 258,68 ± 7,69 a CF-KBZ-ALA 3 266,43 ± 7,60 a CF-KBZ-LIS 3 301,10 ± 8,64 e Total 21

Keterangan: abcde superscript huruf yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan antar kelompok

Kelarutan suatu senyawa dipengaruhi oleh sifat alamiah senyawa terlarut, pelarut

yang digunakan dan kondisi proses melarut. Proses melarut dapat terjadi bila senyawa

terlarut dan pelarut berinteraksi sedemikian sehingga interaksi tersebut dapat mengatasi

gaya tarik menarik antara molekul terlarut dengan pelarut. Struktur molekul senyawa

terlarut merupakan salah satu sifat alamiah yang berperan dalam kelarutan (Sinko, 2011;

Shargel et al., 2005).

Interaksi yang terjadi antara gugus karboksil (C=O) dari asam amino glisin, alanin

atau lisin dengan gugus amida (NH2) karbamazepin secara kovalen membentuk ikatan

serupa peptida. Gambar 5.8 memperlihatkan perbandingan spektra inframerah KBZ

dengan senyawa prodrug yang menunjukkan telah terjadi pergeseran pita NH2 amida

pada bilangan gelombang 3465 cm-1 dan pita C=O pada bilangan gelombang 1677 cm-1.

Pergeseran pita yang terjadi menunjukkan telah terjadi interaksi antara KBZ dengan

asam amino penyusunnya. Interaksi tersebut menghasilkan senyawa prodrug yang

berperan dalam meningkatkan kelarutan karbamazepin. Ikatan kovalen merupakan

ikatan kuat dengan energi ikatan berkisar antara 50-150 kkal/mol (Sinko, 2011).

Kekuatan ikatan antara karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino glisin,

alanin, atau lisin mencegah lepasnya senyawa induk karbamazepin dari senyawa baru

yang terbentuk.



78

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.035.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90.0

cm-1

%T

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.010.0

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85.0

cm-1

%T

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.025.0

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75.0

cm-1

%T

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.035.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80.0

cm-1

%T

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.035.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80.0

cm-1

%T

A

B

C

D

Struktur molekul senyawa baru prodrug mengandung asam amino. Senyawa baru

prodrug memiliki gugus C=O dari imida dan gugus NH2 yang dapat berinteraksi dengan

molekul air membentuk ikatan hidrogen. Kemampuan senyawa prodrug membentuk

ikatan hidrogen akan meningkatkan kelarutannya dalam air (Sinko, 2011).

Gambar 5.8 Perbandingan spektra FTIR KBZ (A), PD-KBZ-GLI (B), PD-KBZ-ALA (C), dan PD-KBZ-LIS (D)

Selain itu asam amino merupakan senyawa yang mengandung gugus basa amina

dan gugus asam karboksilat. Pada pH fisiologi 7,35-7,45, gugus karboksilat (COO-)

terdeprotonasi dan berada dalam bentuk anion karboksilat sementara gugus amina (NH2)

terprotonasi dan berada dalam bentuk kation aminium. Dalam larutan air, asam amino

terutama dalam bentuk ion dipolar atau zwitterion (Murry, 2008). Asam amino memiliki

gugus karboksil (C=O) dan amina (NH2) yang bersifat polar sehingga dapat berinteraksi

dengan molekul air membentuk ikatan hidrogen. Kemampuan senyawa prodrug



79

membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air mengakibatkan peningkatan

kelarutannya dibandingkan senyawa awal KBZ maupun campuran fisiknya.

Selain kemampuan senyawa prodrug membentuk ikatan hidrogen dengan molekul

air yang lebih besar dibandingkan senyawa KBZ dan campuran fisiknya, juga diketahui

bahwa titik lebur senyawa prodrug lebih rendah daripada KBZ. Titik lebur suatu

senyawa dapat merupakan prediksi kelarutan senyawa. Titik lebur senyawa yang lebih

rendah mengindikasikan ikatan antarmolekul dalam senyawa juga rendah, sehingga

molekul lebih mudah dilepas dalam pelarut. Akan tetapi titik lebur bukan merupakan

satu-satunya faktor penentu kelarutan (Suwaldi, 1987, Sinko, 2011, Yalkowsky, 1981).

Proses melarut merupakan proses kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor.

Selain struktur molekul, kemampuan senyawa memecah struktur air juga berperan

dalam kelarutan. Struktur air digambarkan sebagai struktur rongga karena adanya ikatan

hidrogen. Pembentukan ikatan hidrogen akan diikuti dengan pembentukan ikatan

hidrogen lainnya, demikian juga pemutusan ikatan hidrogen akan diikuti dengan

pemutusan ikatan hidrogen lainnya. Pembentukan dan pemutusan ikatan hidrogen

terjadi secara berkesinambungan dan bersifat temporer (Florence dan Attwood, 2006).

Hasil penelitian menunjukkan kelarutan KBZ dalam senyawa prodrug

PD-KBZ-ALA, PD-KBZ-GLI, dan PD-KBZ-LIS berturut-turut sebesar 748,38, 677,95

dan 533,44 μg/mL atau sebesar 3,12 mM, 2,87 mM, dan 2,26 mM. Kelarutan senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA lebih besar daripada senyawa PD-KBZ-GLI maupun

PD-KBZ-LIS. Hal ini disebabkan karena senyawa PD-KBZ-ALA mampu memecah

struktur air akibat interaksi hidrofobik. Struktur molekul PD-KBZ-ALA mengandung

asam amino alanin. Rantai samping asam amino alanin terdapat gugus metil yang

bersifat nonpolar. Interaksi hidrofobik disukai secara termodinamik karena

meningkatnya entropi atau ketidakteraturan molekul air akan menyertai asosiasi

molekul nonpolar yang menekan air keluar (Sinko, 2011).

Hansch et al. (Yawkolsky, 1981 dan Sinko 2011) menghubungkan kelarutan suatu

senyawa dengan titik lebur dan koefisien partisi melalui persamaan 2.1. Dari persamaan



80

tersebut diketahui bahwa perubahan kelarutan suatu senyawa dapat dikaitkan dengan

perubahan koefisien partisi dan titik lebur. Dengan menggunakan rumus tersebut

dibandingkan hasil penelitian yang dilakukan dapat dibuat perbandingan seperti tertera

pada Tabel 5.10.

Tabel 5.10. Perbandingan prediksi kelarutan dengan kelarutan hasil penelitian

Senyawa Titik Lebur (ºC)

log Koefisien Partisi

Kelarutan (mM) Prediksi Hasil penelitian

PD-KBZ-GLI 188,8 1,22 0,17 2,87

PD-KBZ-ALA 179,6 1,89 0,20 3,12

PD-KBZ-LIS 183,7 1,13 0,14 2,26

Berdasarkan perhitungan dengan rumus 2.1. diketahui bahwa senyawa prodrug

PD-KBZ-ALA memiliki kelarutan lebih tinggi dibandingkan PD-KBZ-GLI dan

kelarutan PD-KBZ-GLI lebih tinggi daripada PD-KBZ-LIS. Prediksi urutan kelarutan

senyawa prodrug dengan persamaan 2.1 sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan

(Tabel 5.10). Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa selain struktur molekul, titik

lebur, dan koefisien partisi memberikan kontribusi dalam kelarutan suatu senyawa. Oleh

karena itu dapat memberikan penjelasan kelarutan senyawa prodrug PD-KBZ-ALA

yang lebih tinggi daripada dua senyawa prodrug lainnya (PD-KBZ-GLI dan

PD-KBZ-LIS).

Perbandingan hasil uji kelarutan karbamazepin dalam campuran fisik dan senyawa

prodrug pada Gambar 5.7 dan Tabel 5.9 menunjukkan bahwa kelarutan senyawa

prodrug lebih besar dibandingkan kelarutan campuran fisiknya. Hasil penelitian

menunjukkan kelarutan KBZ, campuran fisik CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, dan

CF-KBZ-LIS dalam pelarut air suling diperoleh berturut-turut sebesar 278,62, 258,77,

266,40 dan 301,10 μg/mL atau sebesar 1,17, 1,10, 1,13, dan 1,27 mM. Dari hasil

statistik dengan menggunakan Anova yang dilanjutkan dengan uji LSD pada derajat

kepercayaan 95 % diketahui bahwa kelarutan campuran fisik CF-KBZ-GLI dan



81

CF-KBZ-ALA tidak berbeda bermakna dibandingkan senyawa awal KBZ, akan tetapi

kelarutan campuran fisik CF-KBZ-LIS menunjukkan peningkatan bermakna

dibandingkan kelarutan senyawa awal KBZ dan dua campuran fisik lainnya

(CF-KBZ-GLI dan CF-KBZ-ALA).

Asam amino merupakan senyawa yang mudah larut dalam air. Struktur molekul

asam amino mengandung gugus karboksil dan gugus amina yang dapat membentuk

ikatan hidrogen dengan molekul air. Kemampuan asam amino membentuk ikatan

hidrogen dengan molekul air merupakan salah satu faktor yang menyebabkan asam

amino mudah larut dalam air. Dalam media air, atom O dari gugus karboksil asam

amino dapat berinteraksi dengan atom H dari gugus amida karbamazepin. Interaksi yang

terjadi antara karbamazepin dengan asam amino dalam bentuk campuran fisik karena

kemampuan kedua senyawa membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen memiliki

energi ikatan berkisar antara 2 - 8 kkal/mol. Interaksi antara kedua senyawa dengan

melibatkan ikatan hidrogen tersebut mampu menurunkan sudut kontak antara

karbamazepin dengan air dan meningkatkan pembasahan sehingga dapat meningkatkan

kelarutan karbamazepin dalam air. Namun karena ikatan hidrogen merupakan ikatan

relatif lemah, maka ikatan tersebut mudah putus dengan adanya gangguan pada

lingkungan air (Sinko, 2011).

Hasil penelitian menunjukkan campuran fisik CF-KBZ-GLI dan CF-KBZ-ALA

tidak mampu meningkatkan kelarutan karbamazepin secara bermakna. Penentuan

kelarutan KBZ dilakukan setelah terbentuk kelarutan jenuh melalui pengocokan selama

5 jam. Selama waktu pengocokan, campuran fisik (CF-KBZ-AA) dalam media air dapat

lepas menjadi komponen penyusunnya yaitu karbamazepin dan asam amino. Hal

tersebut mengakibatkan ikatan hidrogen yang terbentuk di antara keduanya terlepas

sehingga kelarutan dalam bentuk campuran fisik ditentukan oleh kelarutan

karbamazepinnya (Sinko, 2011).



82

Gambar 5.9 Ilustrasi jaringan ikatan hidrogen dalam karbamazepin dihidrat (Harris et al., 2005)

Karbamazepin dalam lingkungan air cenderung berubah menjadi bentuk dihidrat

yang mempunyai kelarutan sepertiga dari kelarutan bentuk anhidratnya (Bhise dan

Rajkumar, 2008). Perubahan bentuk polimorf ini melemahkan interaksi antara

karbamazepin dengan asam amino, sehingga kelarutan karbamazepin dalam campuran

fisiknya tergantung dari kelarutan bentuk dihidrat karbamazepin dalam pelarut air.

Perubahan bentuk polimorf karbamazepin dari bentuk III menjadi bentuk dihidrat

menyebabkan penurunan kelarutannya dalam air (Mahalaxmi et al., 2009; Grzesiak et

al., 2003). Gugus karboksil dan amida karbamazepin yang semula mampu berinteraksi

melalui ikatan hidrogen dengan molekul air secara individu berubah menjadi interaksi

antara molekul air dengan karbamazepin membentuk jaringan intramolekul

sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 5.9 (Harris et al., 2005).



83

Gambar 5.10 Perbandingan termogram DTA KBZ (A), CF-KBZ-GLI (B),

CF-KBZ-ALA (C), dan CF-KBZ-LIS (D) Gambar 5.11 Perbandingan termogram DTA KBZ(A), kristal kering yang telah terpapar media air dari KBZ (B), CF-KBZ-GLI (C), CF-KBZ-ALA (D), dan CF-KBZ-LIS (E)

Perubahan bentuk polimorf anhidrat karbamazepin menjadi bentuk dihidrat dalam

penelitian ini didukung dengan data DTA dan FTIR. Hasil DTA karbamazepin dan

campuran fisik karbamazepin dengan asam amino dalam bentuk kristal kering yang

telah terpapar media air dapat dilihat pada Gambar 5.10 sampai 5.11 dan Tabel 5.11.



84

Tabel 5.11 Perbandingan termogram DTA karbamazepin, campuran fisik dan kristal kering yang telah terpapar media air dari campuran fisik

Senyawa Puncak endotermik (ºC)

Campuran Fisik KBZ-asam amino (ºC)

Kristal kering yang telah terpapar media air (Cº)

Karbamazepin (KBZ) 171,2; 192,6 93,4; 136,8; 189,0

PD-KBZ-GLI 174,7; 192,3; 231,2 89,9; 146,1;189,5; 225,0

PD-KBZ-ALA 174,9; 191,6; 292 91,1; 146,2; 190,1; 228,6

PD-KBZ-LIS 173,3; 191,0; 232 86,2; 157,6; 188,2; 229,5

Pada Gambar 5.10 dapat dilihat termogram DTA karbamazepin menunjukkan

puncak endotermik pada suhu 171,2 ºC dan puncak tajam pada suhu 192,6 ºC yang

merupakan karakteristik karbamazepin bentuk III (Greziak et al., 2006, Prajapati, 2000).

Termogram DTA campuran fisik karbamazepin dengan asam amino menunjukkan

puncak endotermik karbamazepin bersanding dengan puncak endotermik dari

masing-masing asam amino. Termogram DTA karbamazepin yang telah terpapar media

air menunjukkan pergeseran puncak endotermik dari 192,6 ºC menjadi 189,0 ºC dan

dari 171,2 menjadi 136,8 ºC, selain itu terlihat puncak baru pada suhu 93,4 ºC

(Gambar 5.11). Termogram DTA campuran fisik karbamazepin dengan asam amino

yang telah terpapar media air menunjukkan puncak endotermik yang identik dengan

karbamazepin dalam kondisi yang sama dan terdapat puncak endotermik di atas 200 ºC

dari asam amino. Penelitian Kobayashi et al. (2000) menunjukkan termogram DTA

karbamazepin bentuk dihidrat memberikan puncak melebar antara suhu 50-75 ºC dan

sebuah puncak endotermik pada suhu 190 ºC. Fenomena yang terjadi dalam penelitian

ini menunjukkan karbamazepin bentuk III berubah menjadi bentuk dihidrat.

Karakterisasi campuran fisik dalam media air dengan menggunakan DTA

mengindikasikan terbentuk polimorf dihidrat karbamazepin. Untuk memperkuat data

tersebut dilakukan karakterisasi dengan menggunakan FTIR.



85

Gambar 5.12 Perbandingan spektra FTIR KBZ (A), CF-KBZ-GLI (B),

C-KBZ-ALA (C), dan CF-KBZ-LIS (D)

Gambar 5.13 Perbandingan spektra FTIR KBZ (A), kristal kering yang telah terpapar

media air dari KBZ (B), CF-KBZ-GLI (C), CF-KBZ-ALA (D), dan CF-KBZ-LIS (E)



86

Gambar 5.12 dan Tabel 5.12 menunjukkan spektra FTIR karbamazepin

memberikan pita absorbsi bentuk polimorf III karbamazepin pada bilangan gelombang

3465 cm-1 (uluran -NH), 1677 cm-1 (uluran -C = O), 1605 and 1594 cm-1 (vibrasi -C=C-

dan -C=O dan deformasi-NH), and 1384 cm-1 (ikatan -C-N) identik dengan hasil

penelitian Prajapati et al. (2007). Spektra FTIR dari campuran fisik memberikan puncak

yang mengindikasikan adanya gugus-gugus fungsi dari karbamazepin dan asam amino.

Tabel 5.12 Perbandingan spektra inframerah karbamazepin dan kristal kering yang telah terpapar media air dari KBZ dan campuran fisik

Senyawa Bilangan gelombang (cm-1)

Campuran Fisik KBZ-asam amino

Kristal kering yang telah terpapar media air

Karbamazepin (KBZ) 3465; 3159; 1677; 1605; 1594; 1488; 1384; 766

3436; 3192; 3026; 1684; 1606; 1594; 1492; 1413; 1308; 1254; 771

CF-KBZ-GLI 3465;3161;2898; 1677; 1605; 1596; 1489; 1385; 1332; 766

3436; 3191; 3051; 1683; 1606; 1594; 1492; 1412; 1355; 1255; 771

CF-KBZ-ALA 3466;3081;2988;2602; 1677;1621;1604;1594; 1489;1455; 1412;1362; 1306; 1113;767

3436; 3191; 3051; 1683; 1606; 1594; 1492; 1412; 1355; 1255; 771

CF-KBZ-LIS 3465; 3280; 3159; 3020; 1677; 1605; 1594; 1506; 1489; 1384; 1144; 766

3436; 3192; 3026; 1683; 1606; 1594; 1492; 1412; 1362; 1307; 771

Gambar 5.13 dapat dilihat spektra FTIR karbamazepin dalam bentuk padat kering

yang telah terpapar media air menunjukkan puncak melebar pada 3436 cm-1

mengindikasikan terjadi interaksi antara hidrogen amida dari karbamazepin dengan

oksigen dari air. Demikian pula terjadi pada spektra FTIR campuran fisik CF-KBZ-GLI,

CF-KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS. Berdasarkan identifikasi yang telah dilakukan

dengan menggunakan DTA dan FTIR, karbamazepin dalam media air dengan adanya

asam amino menunjukkan perubahan bentuk dari polimorf III menjadi bentuk dihidrat.



87

Secara statistik diperoleh hasil bahwa kelarutan campuran fisik CF-KBZ-LIS meningkat

bermakna dibandingkan kelarutan KBZ dan dua campuran fisik lainnya (CF-KBZ-GLI

dan CF-KBZ-ALA). Kelarutan asam amino lisin dalam air delapan kali lebih besar

daripada asam amino alanin dan empat kali lebih besar daripada asam amino glisin

(O'Neil, 2006). Struktur molekul asam amino lisin memiliki rantai samping empat atom

C dan sebuah gugus NH2 ekstra (Murray, 2008).

Gambar 5.14 Mikrofoto senyawa awal KBZ (A), kristal kering yang telah terpapar media air dari KBZ (B), CF-KBZ-GLI (C), CF-KBZ-ALA (D), dan CF-KBZ-LIS (E) dengan mikroskop optik pembesaran 40X

Adanya gugus NH2 pada rantai samping lisin memungkinkan lisin membentuk

ikatan hidrogen dengan molekul air lebih besar daripada asam amino glisin dan alanin.

Selain itu gugus NH2 dalam media air terprotonasi dan berada dalam bentuk kation

sehingga asam amino lisin memiliki kelarutan dalam air lebih besar (Murray, 2008).

Keberadaan lisin dalam bentuk campuran fisik dengan karbamazepin mampu

meningkatkan pembasahan karbamazepin dan menurunkan sudut kontak karbamazepin

dengan air lebih besar sehingga kelarutannya lebih besar daripada dengan asam amino

glisin maupun alanin (Sinko, 2011; Florence dan Attwood, 2006).

Mikrofoto campuran fisik CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS

dibandingkan dengan KBZ dapat dilihat pada Gambar 5.14. Perubahan habit kristal

dari bentuk lamelar menjadi bentuk bilah terjadi pada KBZ maupun campuran fisik

yang terpapar air mengindikasikan telah terbentuk karbamazepin dihidrat (Carino et al.,

A B C D E



88

2006). Ketiga campuran fisik memiliki ukuran kristal lebih kecil daripada KBZ dan

CF-KBZ-LIS memiliki ukuran paling kecil di antara keempat bentuk dihidrat. Lisin

mempunyai kelarutan dalam air paling besar dibandingkan glisin dan alanin. Pada

proses pembentukan kristal dihidrat dalam air molekul lisin mendesak pembentukan

kristal dihidrat karbamazepin sehingga menghasilkan kristal yang paling kecil di antara

keempat bentuk dihidrat. Ukuran kristal CF-KBZ-LIS yang lebih kecil dibandingkan

CF-KBZ-GLI dan CF-KBZ-ALA menyebabkan luas permukaan yang kontak dengan

pelarut air lebih besar sehingga dapat menjelaskan kelarutan CF-KBZ-LIS yang lebih

besar daripada CF-KBZ-GLI dan CF-KBZ-ALA (Sinko, 2011). 5.2.5 Disolusi

Uji disolusi merupakan hal penting bagi penetapan kelarutan dalam pengembangan

sediaan farmasi. Penetapan disolusi digunakan untuk memelajari faktor kritis yang

memengaruhi absorbsi oral. Ketika suatu padatan dimasukkan dalam suatu pelarut,

terjadi kontak antara zat terlarut dengan pelarut. Pencampuran terjadi karena

kecenderungan semua molekul menuju randomisasi menghasilkan peningkatan entropi

sistem. Molekul zat terlarut mulai melarut dalam pelarut sampai diperoleh

kesetimbangan antara fase padat dan fase cair zat terlarut, keadaan ini disebut sebagai

kelarutan termodinamik. Kecepatan untuk mencapai kesetimbangan kelarutan adalah

kecepatan disolusi, yang merupakan fenomena kinetika (Qiao et al., 2011).

Uji disolusi dilakukan menggunakan alat disolusi tipe 2 dengan pengaduk dayung

dan diputar dengan kecepatan 75 rpm, dalam media air suling pada pH 6,8 ± 0,05 dan

suhu 37 ± 0,5 ºC. Sampel diambil pada periode waktu menit ke- 5, 10, 15, dan 30.

Kadar karbamazepin terlarut ditentukan dengan metode spektrofotometer UV pada λ

maksimum = 285 nm. Hasil uji disolusi KBZ, senyawa prodrug (PD-KBZ-GLI,

PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS) dan campuran fisik (CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA,

dan CF-KBZ-LIS) dapat dilihat pada Gambar 5.15 dan Lampiran 12.

Evaluasi hasil uji disolusi dilakukan dengan membuat profil disolusi yang

menggambarkan proses melarut senyawa KBZ, campuran fisik dan senyawa prodrug



89

pada setiap waktu. Gambar 5.15 memperlihatkan perbandingan profil disolusi senyawa

prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA atau PD-KBZ-LIS dengan profil disolusi

senyawa awal KBZ dan campuran fisiknya . Senyawa prodrug memiliki kurva disolusi

serupa yaitu menunjukkan peningkatan disolusi sampai menit ke-15 dan peningkatan

semakin besar sampai menit ke-30. Tabel 5.15 menunjukkan persen terlarut selama 30

menit senyawa prodrug PD-KBZ-GLI (62,98 %) > campuran fisik CF-KBZ-GLI (55,71

%) > KBZ (31,40%) (Gambar 5.15 A); senyawa prodrug PD-KBZ-ALA (101,83 %) >

campuran fisik CF-KBZ-ALA (51,94 %) > KBZ (31,40%) (Gambar 5.15 B) dan

senyawa prodrug PD-KBZ-LIS (85,04 %) > campuran fisik CF-KBZ-LIS (68,82 %) >

KBZ (31,40 %) (Gambar 5.15 C).

Disolusi merupakan proses kinetik yang melibatkan lepasnya molekul obat pada

permukaan padatan untuk berdifusi melewati lapisan difusi di sekitar permukaan

padatan. Hubungan antara kelarutan dan disolusi dideskripsikan dengan persamaan

Noyes-Whitney (persamaan 2.2). Menurut persamaan tersebut, suatu senyawa yang

mempunyai kelarutan dalam air rendah akan memberikan gradien konsentrasi (Cs - C)

yang kecil sehingga menyebabkan kecepatan disolusi juga lambat. Demikian sebaliknya

bila suatu senyawa memiliki kelarutan dalam air besar akan memberikan gradien

konsentrasi besar, sehingga kecepatan disolusi juga menjadi lebih cepat (Bosselmann et

al., 2012). Kelarutan senyawa prodrug yang lebih besar dibandingkan KBZ atau

campuran fisik sebagaimana dapat dilihat pada hasil uji kelarutan berperan dalam

peningkatan disolusi senyawa prodrug.

Gambar 5.16 menunjukkan perbandingan profil disolusi karbamazepin dengan

senyawa prodrug. Profil disolusi senyawa prodrug berbeda dibandingkan profil

senyawa awal KBZ. Disolusi senyawa prodrug di menit-menit awal meningkat sampai

15 menit dan terus meningkat sampai akhir disolusi pada menit ke-30. Dari profil

tersebut dapat dilihat bahwa senyawa prodrug memiliki bentuk kurva serupa satu

dengan yang lain namun berbeda dengan kurva profil disolusi KBZ.



90

Gambar 5.15 Profil disolusi karbamazepin, campuran fisik (CF) dan senyawa prodrug (PD) KBZ-glisin (A), alanin (B), dan lisin (C) dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC (n=3)



91

Gambar 5.16 Perbandingan profil disolusi karbamazepin dengan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC (n=3)

Gambar 5.17 Perbandingan profil disolusi karbamazepin dengan campuran fisik karbamazepin-asam amino dalam air suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC (n=3)



92

Gambar 5.17 menunjukkan perbandingan profil disolusi karbamazepin dengan

campuran fisik karbamazepin-asam amino. Profil disolusi campuran fisik CF-KBZ-GLI,

CF-KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS menunjukkan kurva serupa namun berbeda

dibandingkan kurva profil disolusi KBZ. Profil disolusi campuran fisik (CF-KBZ-GLI,

CF-KBZ-ALA, dan CF-KBZ-LIS) sampai 10 menit pertama meningkat dibandingkan

KBZ. Setelah 10 menit peningkatan disolusi tidak setajam di menit awal dan pada akhir

waktu disolusi diperoleh kurva yang cenderung turun menyerupai disolusi dari KBZ.

Peningkatan disolusi KBZ dalam campuran fisik disebabkan oleh interaksi lemah KBZ

dengan asam amino, dengan berjalannya waktu ikatan akan lepas dan setelah itu

disolusi ditentukan oleh kelarutan dari KBZ. Fenomena profil disolusi senyawa prodrug

berbeda dari campuran fisik. Perbedaan ini dikarenakan disolusi senyawa prodrug

ditentukan oleh senyawa baru yang memiliki struktur berbeda dari KBZ.

Persen KBZ terdisolusi selama 30 menit senyawa prodrug berturut-turut

PD-KBZ-ALA (101,83%) > PD-KBZ-LIS (85,04 %) > PD-KBZ-GLI (62,98 %) > KBZ

(31,40%) (Tabel 5.15). Persen KBZ terdisolusi selama 30 menit campuran fisik

berturut-turut CF-KBZ-LIS (68,82 %) > CF-KBZ-GLI (55,71) > CF-KBZ-ALA (51,94

%) > KBZ (31,40 %). Urutan persen KBZ terdisolusi selama 30 menit senyawa prodrug

berbeda dari urutan campuran fisiknya. Peningkatan disolusi pada campuran fisik

berkorelasi dengan kemampuan melarut dalam air dari asam amino yang digunakan

dalam campuran fisik, sedangkan peningkatan disolusi pada senyawa prodrug

ditentukan oleh kelarutan senyawa prodrug dalam media air. Setelah dibuat menjadi

senyawa prodrug, maka kemampuan peningkatan disolusi senyawa baru berbeda dari

campuran fisiknya.

Parameter efisiensi disolusi (ED30) digunakan untuk membandingkan disolusi

senyawa prodrug dengan senyawa awal KBZ dan campuran fisiknya. Hasil analisis

varians dilanjutkan uji LSD (α=0,05) efisiensi disolusi selama 30 menit (ED30) (Tabel

5.13) menunjukkan bahwa pembentukan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI,

PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS memberikan peningkatan disolusi yang bermakna



93

terhadap senyawa awal KBZ. Peningkatan disolusi senyawa prodrug ditentukan oleh

kelarutan senyawa prodrug dalam air. Sesuai dengan persamaan Noyes-Whitney maka

kelarutan senyawa yang lebih besar akan menyediakan gradien konsentrasi yang besar

sehingga menghasilkan kecepatan disolusi yang lebih cepat (Sinko, 2011). Senyawa

prodrug terbentuk dari senyawa karbamazepin dengan gugus promoeity senyawa asam

amino (GLI, ALA, atau LIS) melalui pembentukan ikatan kovalen. Senyawa prodrug

dengan struktur molekul yang berbeda dari struktur molekul karbamazepin

menyebabkan perubahan dalam interaksi antar molekul. Gugus promoeity asam amino

penyusun senyawa baru berperan dalam meningkatkan kelarutan dalam air.

Senyawa prodrug PD-KBZ-ALA menunjukkan kemampuan disolusi paling besar

di antara senyawa prodrug yang diuji. Struktur molekul senyawa prodrug

PD-KBZ-ALA dengan gugus promoeity asam amino alanin mempunyai rantai samping

CH3 memiliki kemampuan memecah energi kisi kristal lebih besar dibandingkan dua

senyawa prodrug lainnya. Oleh karena itu titik lebur senyawa prodrug PD-KBZ-ALA

paling rendah di antara ketiga senyawa prodrug yang dibuat (Aaltonen et al., 2009).

Selain itu kemampuan senyawa prodrug PD-KBZ-ALA memecah struktur air

mengakibatkan senyawa PD-KBZ-ALA memiliki kelarutan paling besar. Faktor-faktor

tersebut menyebabkan kelarutan senyawa PD-KBZ-ALA lebih besar daripada

PD-KBZ-GLI dan PD-KBZ-LIS. Kelarutan senyawa prodrug PD-KBZ-ALA yang

besar memberikan gradien konsentrasi yang besar sehingga menjadi kekuatan

pendorong dalam proses disolusi (Sinko, 2011).

Peningkatan disolusi senyawa prodrug ditentukan oleh kelarutan senyawa prodrug

dalam air. Sesuai dengan persamaan Noyes-Whitney maka kelarutan senyawa yang

lebih besar akan menyediakan gradien konsentrasi yang besar sehingga menghasilkan

kecepatan disolusi yang lebih cepat (Sinko, 2011). Senyawa prodrug terbentuk dari

senyawa karbamazepin dengan gugus promoeity senyawa asam amino (GLI, ALA, atau

LIS) melalui pembentukan ikatan kovalen. Senyawa prodrug dengan struktur molekul

yang berbeda dari struktur molekul karbamazepin menyebabkan perubahan dalam



94

interaksi antar molekul. Gugus promoeity asam amino penyusun senyawa baru berperan

dalam meningkatkan kelarutan dalam air.

Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI memiliki kelarutan lebih tinggi bermakna

daripada senyawa PD-KBZ-LIS. Akan ED30 senyawa prodrug PD-KBZ-LIS

memberikan peningkatan disolusi bermakna terhadap PD-KBZ-GLI. Senyawa prodrug

PD-KBZ-LIS memiliki rantai samping butilamin dengan gugus NH2 ekstra sehingga

memungkinkan berinteraksi dengan molekul air membentuk ikatan hidrogen.

Kemampuan membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air yang lebih besar pada

senyawa prodrug PD-KBZ-LIS menyebabkan disolusinya meningkat bermakna

dibandingkan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI (Sinko, 2011).

Tabel 5.13 Hasil Anova satu arah untuk mengetahui pengaruh jenis senyawa terhadap efisiensi disolusi selama 30 menit (ED30) dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 suhu 37 ± 0,5 ºC (n=3)

Keterangan : abcd superscript huruf yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan antar kelompok

Efisiensi disolusi selama 30 menit (ED30) senyawa prodrug PD-KBZ-GLI tidak

meningkat bermakna dibandingkan dengan campuran fisik CF-KBZ-GLI. Asam amino

glisin merupakan gugus promoeity asam amino yang tidak memiliki rantai samping.

Struktur molekul senyawa prodrug PD-KBZ-GLI tidak mampu memecah kisi kristal

secara bermakna ditunjukkan dengan penurunan titik lebur yang tidak bermakna

daripada KBZ. Selama proses disolusi interaksi molekul senyawa prodrug

PD-KBZ-GLI dengan air tidak sebesar pada senyawa prodrug PD-KBZ-LIS atau

Jenis senyawa N Rerata ED30 (%) ± SE


KBZ 3 13,69 ± 0,25 a F= 48,338

p= 0,000

Beda bermakna

PD-KBZ-GLI 3 37,90 ± 1,25 b PD-KBZ-ALA 3 64,27 ± 3,35 c PD-KBZ-LIS 3 53,39 ± 2,24 d CF-KBZ-GLI 3 40,24 ± 2,31 b CF-KBZ-ALA 3 35,84 ± 3,27 b CF-KBZ-LIS 3 49,29 ± 1,80 d Total 21



95

PD-KBZ-ALA. Oleh karena itu disolusi senyawa prodrug PD-KBZ-GLI juga tidak

meningkat secara bermakna dibandingkan CF-KBZ-GLI.

Hasil uji kelarutan dan uji disolusi campuran fisik memberikan fenomena yang

berbeda. Fenomena berbeda antara kelarutan dengan disolusi campuran fisik

karbamazepin-asam amino dikarenakan perbedaan kondisi uji kelarutan dengan uji

disolusi. Uji kelarutan dilakukan dalam media air sampai diperoleh kelarutan jenuh atau

terjadi kesetimbangan fase padat dengan fase terlarut selama 5 jam. Interaksi antara

campuran fisik karbamazepin dengan asam amino melibatkan energi ikatan yang tidak

besar, sehingga selama proses uji kelarutan KBZ dengan adanya tekanan lingkungan

berupa peningkatan suhu dan pengocokan KBZ terlepas. KBZ yang lepas dalam

keadaan tidak berinteraksi dengan asam amino cenderung berubah menjadi KBZ bentuk

dihidrat pada saat kesetimbangan fase padat dan fase terlarut KBZ tercapai (Bhise et

al., 2008).

Peningkatan bermakna disolusi campuran fisik CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA atau

CF-KBZ-LIS terhadap senyawa awal KBZ terjadi karena uji disolusi dilakukan dalam

kondisi sink, yaitu kondisi volume media disolusi yang besar sehingga kadar zat terlarut

tidak pernah mencapai kelarutan jenuhnya (Sinko, 2011). Oleh karena kelarutan jenuh

tidak pernah dicapai dalam uji disolusi maka kemungkinan perubahan bentuk polimorf

III menjadi bentuk dihidrat yang mempunyai kelarutan dalam air lebih rendah tidak

terbentuk (Mahalaxmi et al., 2009,;Bhise dan Rajkumar, 2008; Grzesiak et al., 2003).

Pada penelitian ini uji disolusi dilakukan selama 30 menit. Pada menit-menit awal,

dalam media air atom H pada gugus amida dan atom O pada gugus karboksil KBZ

dapat berinteraksi dengan gugus karboksil asam amino membentuk ikatan hidrogen.

Interaksi yang terjadi antara KBZ dengan asam amino mampu meningkatkan

pembasahan KBZ dan menurunkan sudut kontak KBZ dengan media air. Asam amino

yang mempunyai kelarutan besar dalam air akan mampu meningkatkan pembasahan

KBZ dan menurunkan sudut kontak KBZ dengan media air lebih besar pula.

Asam amino lisin merupakan asam amino yang kelarutannya dalam air paling besar



96

dibandingkan dengan asam amino glisin dan alanin. Kelarutan asam amino glisin dalam

air lebih besar dibandingkan asam amino alanin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

kelarutan campuran fisik CF-KBZ-LIS meningkat bermakna dibandingkan dengan

CF-KBZ-GLI dan CF-KBZ-ALA. Kelarutan CF-KBZ-GLI berbeda tidak bermakna

dibandingkan CF-KBZ-ALA maupun senyawa awal KBZ. Gambar 5.14 menunjukkan

pada akhir uji kelarutan campuran fisik karbamazepin dengan asam amino lisin

menghasilkan kristal jarum dengan ukuran paling kecil di antara senyawa uji. Ukuran

partikel yang lebih kecil akan memperluas area permukaan KBZ yang kontak dengan

media pelarut. Kondisi ini dapat menjelaskan peningkatan bermakna kelarutan

campuran fisik CF-KBZ-LIS dibandingkan CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA maupun

senyawa awal KBZ.

Berdasarkan profil disolusi masing-masing senyawa uji dapat ditentukan laju

disolusi (kdis) yang diperoleh dari nilai slope kurva hubungan antara waktu terhadap

jumlah KBZ terlarut (Tabel 5.14 dan Lampiran 13).

Tabel 5.14 Nilai k disolusi masing-masing perlakuan

Senyawa Persamaan regresi nilai r slope kdisolusi (jam-1)

KBZ y = 0,0188 x + 0,0415 0,9753 0,0188 1,13 PD-KBZ-GLI y = 0,0422 x + 0,0802 0,9871 0,0422 2,53 PD-KBZ-ALA y = 0,1052 x + 0,0360 0,9965 0,1052 6,31 PD-KBZ-LIS y = 0,0724 x + 0,0755 0,9910 0,0724 4,34 CF-KBZ-GLI y = 0,0326 x + 0,2383 0,8334 0,0326 1,96 CF-KBZ-ALA y = 0,0310 x + 0,1700 0,8944 0,0310 1,86 CF-KBZ-LIS y = 0,0455 x + 0,2719 0,8760 0,0455 2,73

Laju disolusi menggambarkan kecepatan senyawa uji terlarut dalam media disolusi.

Senyawa prodrug memiliki laju disolusi lebih besar daripada senyawa KBZ dan bentuk

campuran fisiknya. Nilai laju disolusi PD-KBZ-ALA > PD-KBZ-LIS > PD-KBZ-GLI >

CF-KBZ-LIS > CF-KBZ-GLI > CF-KBZ-ALA > KBZ. Urutan nilai laju disolusi ini

berkorelasi dengan % terlarut KBZ selama 30 menit. Senyawa yang memiliki kelarutan



97

besar dalam media air suling, terdisolusi dengan cepat sehingga menghasilkan %

terlarut yang besar pula.

Tabel 5.15 Persentase KBZ terlarut dalam 30 menit dan AUC0-30 KBZ, campuran fisik, dan senyawa prodrug (n=3)

Tabel 5.15 menunjukkan nilai AUC0-30 masing-masing senyawa uji. Nilai AUC

(area under curve) menggambarkan total obat terlarut dalam 30 menit. Nilai ED30

sebagai parameter pembanding antar senyawa uji diperoleh dari nilai AUC dibagi

dengan total obat terlarut 100% selama 30 menit. Selain menentukan profil disolusi,

persen KBZ terlarut dalam 30 menit juga dibandingkan nilai ED30. Nilai ED30 senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS lebih besar bermakna daripada bentuk

campuran fisiknya, sedangkan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI memiliki nilai ED30

lebih kecil tidak bermakna daripada bentuk campuran fisiknya. Nilai ED30 tersebut

menunjukkan laju disolusi senyawa prodrug PD-KBZ-GLI yang lebih cepat

dibandingkan dengan laju disolusi campuran fisik CF-KBZ-GLI tidak diikuti dengan

pelepasan senyawa prodrug yang maksimal dalam media disolusi. Hal ini menunjukkan

kemampuan terdisolusi senyawa prodrug PD-KBZ-GLI dalam media air tidak

maksimal oleh karena struktur molekul senyawa baru tidak memiliki rantai samping

seperti halnya pada alanin dan lisin, sedangkan pada senyawa prodrug PD-KBZ-ALA

adanya gugus CH3 pada rantai samping mampu memecah struktur air sehingga

meningkatkan entropi sistem dan menyebabkan jumlah terdisolusi lebih besar daripada

Senyawa % terlarut KBZ dalam 30'

AUC0-30 (μg menit/mL)

KBZ 31,40 ± 0,19 410,67 ± 7,51 PD-KBZ-GLI 62,98 ± 1,41 1137,00 ± 37,54 PD-KBZ-ALA 101,83 ± 3,97 1928,33 ± 100,46 PD-KBZ-LIS 85,04 ± 3,74 1601,67 ± 67,03 CF-KBZ-GLI 55,71 ± 5,79 1207,00 ± 69,21 CF-KBZ-ALA 51,94 ± 4,44 1075,00 ± 98,33 CF-KBZ-LIS 68,82 ± 1,05 1478,67 ± 53,68



98

campuran fisiknya. Senyawa prodrug PD-KBZ-LIS memiliki struktur molekul asam

amino yang memiliki gugus NH2 ekstra sehingga mampu meningkatkan jumlah KBZ

yang terdisolusi dibandingkan campuran fisiknya.

Dari hasil penelitian diketahui bahwa pembentukan senyawa prodrug karbamazepin

asam amino mengubah struktur molekul karbamazepin. Struktur molekul yang berubah

menyebabkan perubahan kisi kristal dan menurunkan titik lebur senyawa baru.

Perubahan terhadap struktur molekul, energi kisi kristal dan titik lebur senyawa prodrug

menyebabkan peningkatan disolusi KBZ.

5.2.6. Koefisien partisi senyawa prodrug

Tahap selanjutnya adalah uji koefisien partisi terhadap senyawa prodrug. Uji

koefisien partisi dilakukan terhadap senyawa KBZ dan senyawa prodrug dan hasilnya

dapat dilihat pada Tabel 5.16, Gambar 5.18, dan Lampiran 15.

Gambar 5.18 Histogram log koefisien partisi karbamazepin dan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino dalam pelarut oktanol/air (1:1) pada suhu 37 ± 0,5 ºC

Pada uji kelarutan campuran fisik menunjukkan tidak terjadi interaksi antara

karbamazepin dengan asam amino oleh karena itu tidak dilakukan uji koefisien partisi



99

terhadap campuran fisik. Hasil uji koefisien partisi (P) senyawa prodrug PD-KBZ-GLI,

PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS memperlihatkan nilai log koefisien partisi (log P)

berturut turut sebesar 1,22, 1,89, dan 1,13 lebih kecil daripada nilai log P karbamazepin

sebesar 2,41 (suhu 37 ± 0,5 ºC). Nilai tersebut menunjukkan bahwa ketiga senyawa

prodrug yang dibuat bersifat lebih hidrofil dibandingkan senyawa awal karbamazepin.

Berdasarkan Anova satu arah dilanjutkan dengan uji LSD terhadp nilai log P (α =

0,05) menunjukkan terdapat perbedaan bermakna antara nilai log P senyawa KBZ

terhadap nilai log P ketiga bentuk prodrug. Nilai log P senyawa prodrug PD-KBZ-GLI

berbeda tidak bermakna dibandingkan senyawa prodrug PD-KBZ-LIS (Tabel 5.16).

Tabel 5.16 Hasil Anova satu arah untuk mengetahui pengaruh jenis senyawa terhadap nilai log koefisien partisi dalam pelarut oktanol/air (1:1) pada suhu 37 ± 0,5 ºC (n=3)

Keterangan : abc superscript yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan antar kelompok

Nilai log P senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS

menurun bermakna dibandingkan nilai log P senyawa karbamazepin. Kondisi tersebut

sesuai dengan masuknya gugus polar asam amino ke dalam struktur molekul

karbamazepin menyebabkan molekul lebih larut dalam air sehingga nilai log P menjadi

menurun. Perbedaan rantai samping asam amino menyebabkan perbedaan nilai log P

ketiga senyawa prodrug yang dibuat. Senyawa prodrug PD-KBZ-ALA yang memiliki

promoeity gugus asam amino alanin memiliki nilai log P lebih besar bermakna

dibandingkan dengan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI maupun PD-KBZ-LIS. Sedangkan

senyawa prodrug PD-KBZ-LIS dengan gugus promoeity asam amino lisin memiliki nilai

log P lebih rendah tidak bermakna dibandingkan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI. Gugus

Jenis Senyawa N Rerata log koefisien

partisi ± SE


KBZ 3 2,41 ± 0,10 c F = 203,76 p = 0,000

Beda

bermakna PD-KBZ-GLI 3 1,22 ± 0,05 a PD-KBZ-ALA 3 1,89 ± 0,04 b PD-KBZ-LIS 3 1,13 ± 0,08 a Total 21



100

CH3 yang merupakan rantai samping dari asam amino alanin memiliki sifat lebih lipofilik

dibandingkan gugus H pada asam amino glisin atau gugus butilamin (CH2)4NH2 pada

asam amino lisin. Lipofilisitas gugus promoeity yang digunakan memengaruhi nilai log P

senyawa prodrug yang terbentuk.

Senyawa prodrug yang dibuat mengubah sifat fisikokimia, dari senyawa awal KBZ

yang sukar larut dalam air namun mempunyai permeabilitas yang baik, menjadi

senyawa yang lebih larut dalam air namun permeabilitasnya menurun. Di dalam tubuh,

setelah bentuk prodrug melarut dalam cairan saluran pencernaan bentuk prodrug akan

diubah menjadi senyawa awal karbamazepin dan asam amino. Perubahan tersebut

disebabkan oleh karena terjadi pemutusan ikatan oleh enzim-enzim peptidase dalam

saluran pencernaan dan dalam darah (Stella et al., 2007; Fleisher et al., 1996).

5.3. BIOAVAILABILITAS

Evaluasi bioavailabilitas dilakukan dengan membandingkan parameter

farmakokinetik KBZ, campuran fisik dan senyawa prodrug, meliputi tmaks, Cmaks dan

AUC0-12. Uji bioavailabilitas dilakukan setelah mendapat sertifikat kelaikan etik dari

Komisi Etik Penelitian Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga No 245 KE

(Lampiran 17). Lima ekor kelinci jantan dari jenis New Zaeland Rabbit, usia 1-1,5

tahun dengan berat badan 2 ± 0,5 kg digunakan untuk masing-masing perlakuan.

Makanan diberikan setelah 3 jam senyawa uji diminumkan dan selama percobaan

kondisi kelinci dipantau terhadap efek samping senyawa uji yang diberikan. Penelitian

dilakukan dengan completely randomized design meliputi 7 perlakuan yaitu KBZ,

PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, PD-KBZ-LIS, CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA, dan

CF-KBZ-LIS.

5.3.1 Metode penetapan kadar karbamazepin dalam pasma darah

Metode HPLC digunakan untuk penetapan kadar KBZ dalam plasma darah kelinci

mengacu pada penelitian Mowafy et al., (2012) dan oleh karenanya dilakukan validasi



101

metode analisis sebelum digunakan untuk analisis kadar KBZ dalam plasma darah.

Validasi metode analisis adalah suatu tindakan pembuktian terhadap parameter tertentu

berdasarkan percobaan laboratorium untuk memberikan jaminan bahwa parameter

tersebut memenuhi persyaratan penggunaannya (Harminta, 2004). Parameter validasi

metode analisis yang dilakukan meliputi selektivitas/spesifikasi, linearitas, LOD, LOQ,

akurasi dan presisi (USP Convention, 2009).

Kolom fase terbalik yaitu kolom yang bersifat non polar dengan fase gerak bersifat

polar dan sistem elusi isokratik yaitu sistem elusi dengan perbandingan fase gerak tetap

digunakan pada metode analisis HPLC ini. Detektor Diode Array Detektor (DAD), fase

diam μ-Bondapak C18 (300 X 3,9 mm i.d) dan fase gerak metanol : air (60:40)

digunakan pada analisis HPLC. Percobaan dilakukan dengan tekanan pompa (P) 196 ±

5 kgf/cm2, kecepatan alir 1 mL/menit dan deteksi UV dilakukan pada λ 285 nm.

Validasi metode analisis HPLC (Lampiran 18) diawali dengan penentuan

selektivitas sampel yang diuji, diperoleh waktu retensi (Rt) di sekitar 5,808 untuk

larutan karbamazepin dan karbamazepin dalam plasma dan diperoleh nilai resolusi (Rs)

sebesar 11,75. Nilai Resolusi > 1,5 serta tidak dipengaruhi analit lain di sekitar waktu

retensi. Data percobaan tersebut menunjukkan bahwa metode selektif bagi penentuan

kadar karbamazepin dalam larutan dan dalam plasma kelinci. Lineritas ditentukan untuk

membuktikan adanya hubungan antara kadar analit dengan respon detektor. Kurva

kalibrasi dibuat dengan larutan karbamazepin pada rentang kadar 0,1 - 20 μg/mL,

merupakan plot antara area puncak terhadap kadar karbamazepin. Kurva kalibrasi

memberikan persamaan linearitas: y = 46229 x + 9795,3 dengan nilai koefisien korelasi

(rhitung) sebesar 0,9991 (rtabel = 0,664, dengan df =7; α = 0,05). Data yang diperoleh

menunjukkan hubungan linear antara kadar karbamazepin dalam plasma dengan area

puncak pada rentang larutan baku.

Batas deteksi alat dilakukan dengan menentukan lima kadar yang lebih kecil dari

0,1 μg/mL dan diperoleh kadar batas deteksi (LOD) sebesar 0,007 μg/mL serta batas

kadar kuantitasi (LOQ) sebesar 0,02 μg/mL. Akurasi menyatakan ketepatan hasil



102

analisis dengan kadar analit sebenarnya dan dinyatakan sebagai % perolehan kembali

(% recovery). Persen recovery dilakukan terhadap tiga kadar larutan KBZ yaitu 0,5, 4,0

dan 10 μg/mL dalam matriks plasma darah (USP Convention, 2009). Persen recovery

yang diperoleh dari penentuan kadar KBZ dalam matriks plasma antara 99,41 -

112,59 %. Suatu metode memenuhi persyaratan akurasi bila rentang recovery antara 80

- 120 % (Harminta, 2004). Presisi ditentukan terhadap tiga kadar larutan KBZ yaitu 0,5

μg/mL, 4 μg/mL, dan 10 μg/mL masing-masing sebanyak 3 kali replikasi (USP

Convention, 2009) dan diperoleh % KV antara 0,39 - 1,31 %. Data menunjukkan bahwa

metode yang digunakan memenuhi persyaratan presisi yaitu KV < 2% (Harminta, 2004).

Berdasarkan parameter validasi yang diperoleh, maka metode analisis HPLC memenuhi

persyaratan untuk analisis sampel karbamazepin dalam matriks plasma darah sesuai

kondisi tersebut di atas.

Kadar KBZ dalam plasma diperoleh dengan cara menganalisis sampel plasma

sesuai preparasi sampel yang dilakukan. Sampel plasma yang mengandung senyawa uji

diekstraksi dengan metanol, kemudian ditambah dengan sejumlah Na EDTA sebagai

antikoagulan yang dapat mengendapkan protein yang terkandung dalam plasma. Setelah

disentrifus dengan kecepatan 3500 rpm selama 30 menit, supernatan disaring dan

sebanyak 20 μl sampel diinjeksikan pada alat HPLC. Kadar KBZ dalam plasma setelah

pemberian sampel uji dapat dilihat pada Lampiran 19.

5.3.2 Profil Bioavailabilitas Senyawa Prodrug dan Campuran fisik

Kadar KBZ setelah pemberian sampel uji KBZ, campuran fisik CF-KBZ-GLI,

CF-KBZ-ALA, CF-KBZ-LIS, dan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA,

PD-KBZ-LIS dibuat profil bioavailabilitas yang menggambarkan kadar KBZ dalam

plasma selama rentang waktu 0 sampai 12 jam (Gambar 5.19).

Perbandingan profil bioavailabilitas karbamazepin, campuran fisik dan senyawa

prodrug dari masing-masing asam amino menunjukkan profil yang berbeda. Senyawa

karbamazepin memberikan fase absorbsi yang lambat dan waktu mencapai kadar



103

maksimum KBZ tercapai setelah jam ke-6 diikuti dengan fase eliminasi yang lambat.

Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS menunjukkan fase

absorbsi lebih cepat dibandingkan bentuk campuran fisiknya maupun senyawa awal

KBZ. Kondisi ini berkorelasi dengan data laju disolusi hasil penelitian yang

menunjukkan peningkatan disolusi dari pembentukkan senyawa prodrug dibandingkan

senyawa awal KBZ maupun campuran fisiknya.

Fase absorbsi yang cepat pada senyawa prodrug mengakibatkan waktu untuk

mencapai kadar maksimum KBZ dalam plasma darah semakin singkat. Profil

bioavailabilitas memperlihatkan masing-masing senyawa prodrug menunjukkan

percepatan waktu dalam mencapai kadar maksimum (tmaks) dan peningkatan kadar KBZ

maksimum (Cmaks) dalam plasma darah dibandingkan senyawa KBZ maupun bentuk

campuran fisiknya. Kadar KBZ terdisolusi yang besar dari senyawa prodrug di tempat

absorbsi memberikan ketersediaan KBZ untuk diabsorbsi dalam jumlah yang lebih

besar sehingga menjadi kekuatan pendorong dalam proses absorbsi dari saluran cerna

menuju sirkulasi sistemik.

Fase eliminasi senyawa prodrug terlihat lebih cepat dibandingkan dengan fase

eliminasi KBZ dan campuran fisiknya. Fase eliminasi yang lebih cepat menunjukkan

bentuk aktif KBZ dari senyawa prodrug lebih cepat dikeluarkan dalam tubuh

dibandingkan KBZ dan campuran fisik. Hal ini mengindikasikan bahwa di dalam cairan

plasma darah senyawa prodrug yang tidak aktif secara farmakologi dilepas dengan

cepat menjadi bentuk aktif KBZ.

Uji bioavailabilitas dilakukan selama 12 jam dengan 10 titik sampel pengambilan

plasma darah kelinci. Periode waktu pengambilan sampel diperhitungkan terhadap fase

absorbsi dan fase eliminasi dari senyawa yang diuji. Berdasarkan kurva profil

bioavailabilitas senyawa uji memperlihatkan waktu pengambilan sampel bagi fase

absorbsi dari masing-masing senyawa uji dapat digambarkan dengan baik, akan tetapi

fase eliminasi dari masing-masing senyawa menunjukkan bahwa proses eliminasi belum

terjadi secara sempurna.



104

B

Gambar 5.19 . Perbandingan profil bioavailabilitas KBZ, campuran fisik (CF) dan senyawa prodrug (PD) glisin (A), alanin (B), dan lisin (C) (rerata ± SE (n=5))



105

Profil bioavailabilitas senyawa prodrug ditandai dengan fase absorbsi yang

meningkat cepat dibandingkan dengan fase absorbsi senyawa KBZ. Oleh karena itu

waktu untuk mencapai kadar maksimum (tmaks) senyawa prodrug lebih singkat

dibandingkan senyawa awal KBZ. Gambar 5.20 menunjukkan bahwa fase absorbsi

senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS memiliki profil yang lebih cepat

daripada senyawa awal KBZ dan prodrug PD-KBZ-GLI. Sementara itu, fase absorbsi

senyawa prodrug PD-KBZ-GLI lebih cepat daripada senyawa KBZ. Fase absorbsi yang

cepat pada senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS berkorelasi dengan laju

disolusi yang cepat pada kedua senyawa prodrug tersebut. Urutan laju disolusi senyawa

uji dalam penelitian ini berturut-turut ini adalah PD-KBZ-ALA > PD-KBZ-LIS >

PD-KBZ-GLI > KBZ.

Pembentukan senyawa prodrug mampu meningkatkan disolusi KBZ. Senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA menunjukkan peningkatan disolusi paling besar dibandingkan

dengan dua senyawa prodrug yang lain. Fase absorbsi yang cepat pada senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA tidak diikuti dengan kadar KBZ yang besar dalam plasma darah

sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 5.20. Kurva profil bioavailabilitas senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA lebih rendah dibandingkan dengan senyawa PD-KBZ-LIS.

Jumlah senyawa yang dapat diabsorbsi dari saluran cerna ke dalam sirkulasi sistemik

dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti disolusi bahan obat, struktur molekul,

permeabilitas dan adanya nutrien (Shargel et al., 2005)

Perubahan struktur molekul dari senyawa awal KBZ menjadi senyawa prodrug

memengaruhi proses absorbsi dalam saluran cerna. Lipofilisitas senyawa PD-KBZ-ALA

yang lebih besar (log P=1,89) daripada senyawa PD-KBZ-LIS (log P=1,13)

memudahkan senyawa PD-KBZ-ALA melintasi membran mukosa saluran cerna

dibandingkan senyawa PD-KBZ-LIS.



106

Gambar 5.20 Profil bioavailabilitas karbamazepin dan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino (n=5)

Gambar 5.21 Profil bioavailabilitas karbamazepin dan campuran fisik karbamazepin dan asam amino (n=5)

Selain itu ukuran molekul senyawa PD-KBZ-ALA yang lebih kecil dan kelarutan

senyawa yang lebih besar pada saluran cerna menjadi kekuatan pendorong senyawa



107

PD-KBZ-ALA masuk ke dalam sirkulasi sistemik. Mekanisme absorbsi melalui difusi

pasif menyebabkan senyawa yang memiliki kelarutan besar akan diabsorbsi dengan

cepat sesuai dengan yang dinyatakan dalam persamaan hukum Fick’s (persamaan 2.4)

Senyawa prodrug dibuat dengan menggunakan gugus promoeity asam amino.

Dalam saluran cerna, absorbsi asam amino dapat difasilitasi oleh adanya transporter

(Waterbeemd dan Testa, 2009; Shargel et al., 2005). Oleh karena itu proses absorbsi

senyawa prodrug yang dibuat, tidak hanya diabsorbsi melalui mekanisme difusi pasif

melainkan juga melalui mekanisme difusi terfasilitasi. Mekanisme difusi terfasilitasi

memungkinkan senyawa diabsorbsi tidak hanya berdasarkan jumlah yang terlarut dalam

saluran cerna melainkan juga adanya transporter yang dapat menjadi jenuh. Senyawa

prodrug yang diberikan secara per oral dapat diabsorbsi dalam bentuk senyawa prodrug

yang di dalam plasma darah akan mengalami pemutusan ikatan menjadi senyawa induk

KBZ. Kecepatan senyawa prodrug melepaskan ikatan menjadi senyawa induk akan

berpengaruh terhadap kadar KBZ dalam plasma darah. Kondisi ini dapat menjelaskan

kadar KBZ dalam senyawa PD-KBZ-LIS yang lebih besar daripada senyawa

PD-KBZ-ALA.

Perbandingan profil bioavailabilitas senyawa KBZ dengan campuran fisik

karbamazepin-asam amino (Gambar 5.21) memperlihatkan fase absorbsi bentuk

campuran fisik karbamazepin-asam amino lebih cepat daripada senyawa awal KBZ.

Fase absorbsi yang cepat disebabkan bentuk campuran fisik karbamazepin-asam amino

mampu meningkatkan disolusi KBZ secara bermakna dibandingkan senyawa awal KBZ.

Laju disolusi campuran fisik CF-KBZ-LIS meningkat bermakna dibandingkan

CF-KBZ-GLI, CF-KBZ-ALA maupun senyawa awal KBZ, sedangkan laju disolusi

CF-KBZ-GLI meningkat tidak bermakna dibandingkan CF-KBZ-ALA. Kadar KBZ

terdisolusi yang besar pada CF-KBZ-LIS memberikan laju absorbsi yang paling besar di

antara campuran fisik dan senyawa awal KBZ. Profil disolusi CF-KBZ-LIS

memperlihatkan kurva paling tinggi di antara campuran fisik lainnya.



108

Gambar 5. 22 Skema model kompartemen senyawa prodrug dalam tubuh Keterangan : PD : Prodrug karbamazepin-asam amino D : Obat (drug) karbamazepin kaPD : konstante laju absorbsi prodrug kaD : konstante laju absorbsi obat (drug)

kp : konstante laju pemutusan ikatan prodrug menjadi obat dalam lumen usus km : konstante laju metabolisme bentuk prodrug menjadi obat kel : konstante laju eliminasi

Model farmakokinetika prodrug dalam cairan tubuh terjadi melalui proses

kompertemen digambarkan dengan skema yang ditunjukkan pada Gambar 5.22.

Senyawa prodrug dalam keadaan padat digunakan secara per oral masuk ke dalam

saluran cerna. Dalam lumen usus, senyawa prodrug mengalami proses disolusi dan

terdispersi secara molekuler menjadi bentuk larutan. Larutan senyawa prodrug dengan

Lumen Usus Plasma

kaPD

kp km

kaD

membran

kel

PD PD

D D

URIN



109

konsentrasi yang besar menjadi kekuatan pendorong proses absorbsi. Larutan senyawa

prodrug mengalami absorbsi dalam saluran cerna melewati membran mukosa yang

terdiri dari brush border yang mengandung enzim-enzim termasuk enzim petidase yang

mampu memecah prodrug menjadi senyawa induk KBZ dan asam amino (Fleisher, et

al.,1996). Senyawa induk KBZ dan senyawa prodrug diabsorbsi masuk ke dalam

sirkulasi sistemik darah. Senyawa prodrug mengalami proses

biotransformasi/metabolisme menjadi senyawa induk KBZ dan asam amino. Senyawa

induk akan didistribusikan menuju tempat aksi obat dan tahap berikutnya obat akan

diekskresi melalui ginjal keluar dalam urin (Shargel et al., 2005; Stella et al., 2007).

Biotransformasi senyawa prodrug menjadi obat karbamazepin (KBZ) di lumen usus

ditentukan oleh nilai konstante laju pemutusan ikatan prodrug menjadi obat (kp).

Kelarutan bentuk prodrug (SPD) jauh lebih besar daripada kelarutan obat karbamazepin

(SD) oleh karena itu nilai konstante laju absorbsi bentuk prodrug (kaPD) jauh lebih besar

dari pada nilai konstante laju absorbsi obat (KaD). Ketersediaan obat dalam tubuh setelah

pemberian secara oral, dipengaruhi oleh sifat fisikokimia obat (kelarutan, disolusi dan

koefisien partisi) dan faktor biologi tempat absorbsi. Laju dan besar absorbsi obat

ditentukan oleh laju disolusi dibandingkan dengan laju transit melewati usus dan profil

permeabilitas usus halus. Suatu obat yang memiliki laju disolusi lebih lambat daripada

laju absorbsi akan diabsorbsi lebih sedikit terutama bila obat diabsorbsi pada lokasi

tertentu di saluran cerna (Sinko, 2011).

Berdasarkan prediksi model kompartemen Gambar 5.22 dapat dibuat persamaan

untuk memprediksi kadar obat dalam masing-masing kompartemen. Kadar KBZ dalam

plasma dapat dihitung dengan persamaan 5.1 di bawah ini.

PmuaPDp PDkPDk

dtPDd

][][][

................................... (5.1)

)(][][ kaPDtkmt

maPD

uaPDP ee

kkPDFkPD

...................................(5.2)

Kadar obat karbamazepin dalam plasma dapat dihitung dengan persamaan 5.3 di



110

bawah ini.

PelpmP DkPDk

dtDd ][][][

....................................... (5.3)

)(][][ keltkmt

mel

PmP ee

kkPDkD

........................................(5.4)

Kadar obat karbamazepin dalam urin dapat diprediksi dengan persamaan 5.5 di

bawah ini.

Pelu Dk

dtDd ][][

.....................................(5.5)

5.3.3 Parameter Farmakokinetika Senyawa Prodrug dan Campuran Fisik

Dari data uji bioavalabilitas (Lampiran 19) dilakukan perhitungan parameter

farmakokinetika. Parameter farmakokinetika ditentukan dengan terlebih dahulu

menghitung konstante laju absorbsi (ka) dan konstante laju eliminasi (kel). Penentuan

konstante laju absorbsi (ka) dan konstante laju eliminasi (kel) dari masing-masing

perlakuan senyawa uji diperoleh dari fase absorbsi dan fase eliminasi data

bioavailabiltas. Proses absorbsi dan eliminasi mengikuti kinetika orde 1, sehingga nilai

ka dan kel dapat dihitung berdasarkan rumus kinetika orde 1. Plot hubungan antara log

kadar KBZ dalam darah terhadap waktu dari masing-masing perlakuan menghasilkan

persamaan regresi dengan suatu nilai slope. Nilai konstante laju absobsi (ka) dan

konstante laju eliminasi (kel) dapat dihitung dari (k) = slope x 2,303 (Shargel et al.,

2005). Haga ka dari masing-masing senyawa uji dapat dilihat pada Tabel 5.17.

Pembentukan senyawa prodrug karbamazepin-asam amino bertujuan untuk

meningkatkan kelarutan senyawa KBZ dalam air dan setelah berada dalam tubuh

prodrug diurai menjadi senyawa induk KBZ oleh enzim-enzim peptidase yang terdapat

dalam saluran cerna, darah, dan jaringan yang ada dalam tubuh (Stella et al., 2007).



111

Tabel 5.17 Nilai ka masing-masing senyawa dalam plasma darah kelinci

Senyawa Persamaan Regresi nilai r ka (jam-1) KBZ y = 0,0855 x - 0,1232 0,9918 0,20

P KBZ-GLI y = 0,2053 x - 0,2158 1,0000 0,47 P KBZ-ALA y = 0,5600 x + 0,7100 1,0000 1,28 P KBZ-LIS y = 0,2174 x + 0,3338 0,9986 0,50

CF KBZ-GLI y = 0,1318 x - 0,5070 0,9809 0,30 CF KBZ-ALA y = 0,2102 x - 0,1491 0,9902 0,48 CF KBZ-LIS y = 0,1918 x + 0,0902 0,9716 0,44

Kelarutan suatu obat berpengaruh terhadap disolusinya dan disolusi dapat

digunakan untuk memprediksi ketersediaan hayati obat dalam tubuh (bioavailabilitas)

secara in vitro (Shargel et al., 2005). Hasil uji sifat fisikokimia menunjukkan bahwa

kelarutan bentuk prodrug PD-KBZ-ALA > PD-KBZ-LIS > PD-KBZ-GLI lebih besar

daripada kelarutan campuran fisiknya maupun senyawa awal KBZ. Kelarutan senyawa

prodrug berkorelasi dengan disolusinya, namun tidak demikian dengan campuran fisik.

Pembentukan polimorf dihidrat KBZ pada campuran fisik CF-KBZ-AA yang diteliti

menyebabkan kelarutannya tidak berbeda bermakna dibandingkan kelarutan senyawa

awal KBZ namun adanya asam amino GLI, ALA, atau LIS mampu meningkatkan

disolusinya sampai menit ke-30.

Disolusi merupakan proses kinetik (bergantung pada waktu) dan menggambarkan

tahap akhir pelepasan obat sebelum obat diabsorbsi dan memberikan efek farmakologi

(Sinko, 2011). Senyawa yang memiliki disolusi lebih baik, akan dilepas secara

sempurna sehingga menghasilkan kadar obat dalam plasma yang lebih tinggi. Oleh

karena itu, disolusi dapat memengaruhi mula kerja, intensitas, dan durasi respon

terapeutik dan mengendalikan keseluruhan aspek bioavailabilitas (Ansel et al., 2011).

Konstante laju absorbsi (ka) berkorelasi dengan konstante laju disolusi. Data hasil

penelitian menunjukkan bahwa senyawa yang memiliki disolusi besar memberikan nilai

ka yang besar pula. Senyawa prodrug PD-KBZ-ALA memiliki nilai ka paling besar di

antara senyawa yang diuji, sebanding dengan hasil kelarutan dan disolusinya. Demikian

halnya terjadi pada senyawa prodrug PD-KBZ-LIS dan PD-KBZ-GLI.



112

Dari data diketahui nilai konstante laju absorbsi (ka) senyawa prodrug > campuran

fisik > KBZ. Nilai ka hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan absorbsi obat

masuk ke dalam sistemik dipengaruhi oleh laju disolusi senyawa secara in vitro. Ada

korelasi antara konstante laju disolusi senyawa uji dengan nilai konstante laju absorbsi

obat masuk ke dalam sistem sistemik. Senyawa yang memiliki laju disolusi cepat juga

memiliki laju absorbsi besar. Dalam saluran cerna tersedia senyawa terlarut dalam

jumlah besar bagi senyawa yang memiliki disolusi besar. Oleh karenanya tersedia

gradien konsentrasi yang besar sebagai kekuatan pendorong dalam absorbsi masuk ke

dalam sirkulasi sistemik, terutama bagi senyawa yang ditranspor dengan mekanisme

difusi pasif (Shargel et al., 2005; Sinko, 2011). Hasil yang diperoleh menunjukkan

bahwa pembentukan senyawa prodrug selain dapat memperbaiki kelarutan dan disolusi

karbamazepin juga dapat memperbaiki laju absorbsinya.

Waktu paruh (t1/2) merupakan parameter farmakokinetika yang dapat digunakan

untuk menggambarkan lama obat berada dalam tubuh. Waktu paruh menyatakan waktu

yang dibutuhkan sehingga kadar obat dalam tubuh tinggal separuhnya. Hasil penelitian

dalam Tabel 5.18 dapat diketahui bahwa t1/2 ditentukan oleh nilai konstante laju

eliminasinya (kel). Semakin besar nilai kel maka semakin kecil atau semakin singkat obat

berada dalam tubuh (Shargel et al., 2005). Data menunjukkan bahwa KBZ dan

campuran fisik memiliki nilai kel kurang lebih sama. Hal ini dikarenakan dalam cairan

tubuh campuran fisik akan terdisosiasi menjadi senyawa awal KBZ dan asam amino.

Campuran fisik dalam tubuh akan dieliminasi sesuai dengan senyawa induk KBZ,

sehingga menghasilkan nilai kel dan waktu paruh yang tidak berbeda. Sebaliknya

senyawa prodrug dalam cairan tubuh memiliki struktur molekul yang berbeda dari

struktur molekul KBZ. Oleh karenanya nilai kel juga berbeda dan dari data diketahui

nilai kel senyawa prodrug lebih besar daripada nilai kel KBZ.

Waktu mencapai kadar maksimum obat dalam darah dinyatakan dengan tmaks. nilai

tmaks dapat dihitung dari persamaan 5.2.



113

tmaks = kkakka

)/ln( ........................................... (5.2)

Waktu mencapai kadar maksimum, tmaks bergantung pada konstante laju absorbsi (ka)

dan konstante laju eliminasi (kel). Absorbsi tercepat akan mengakibatkan waktu untuk

mencapai kadar puncak dalam plasma (tmaks) menjadi lebih pendek (Shargel et al., 2005).

Tabel 5.19 memperlihatkan nilai tmaks senyawa prodrug PD-KBZ-ALA yang memiliki

nilai ka paling besar menunjukkan nilai tmaks paling pendek. Waktu mencapai kadar

maksimum, tmaks senyawa prodrug lebih cepat dibandingkan senyawa awal KBZ

maupun campuran fisik.

Tabel 5.18 Nilai kel masing-masing perlakuan dalam plasma darah kelinci

Senyawa Persamaan regresi nilai r kel (jam-1)

t1/2 (jam)

KBZ y = 0,0579 x + 0,8240 0,9948 0,13 5,33 P KBZ-GLI y = 0,1679 x + 1,2418 0,9999 0,38 1,82 P KBZ-ALA y = 0,1001 x + 0,7476 0,9796 0,23 3,01 P KBZ-LIS y = 0,1073 x + 0,9972 0,9862 0,25 2,77 CF KBZ-GLI y = 0,0513 x + 0,4937 0,9766 0,12 5,78 CF KBZ-ALA y = 0,0542 x + 0,5661 0,9509 0,12 5,78 CF KBZ-LIS y = 0,0558 x + 0,9533 0,9466 0,13 5,33

Tabel 5.19 Hasil perhitungan k absorbsi (ka), k eliminasi (kel) dan tmaks

dari masing-masing senyawa dalam plasma darah kelinci Senyawa ka (jam-1) kel (jam-1) tmaks (jam)

KBZ 0,20 0,13 6,14 P KBZ-GLI 0,47 0,38 2,18 P KBZ-ALA 1,28 0,23 1,63 P KBZ-LIS 0,50 0,25 2,77 CF KBZ-GLI 0,30 0,12 5,09 CF KBZ-ALA 0,48 0,12 3,85 CF KBZ-LIS 0,44 0,13 3,93

Karbamazepin menunjukkan nilai tmaks paling lama dibandingkan bentuk senyawa

prodrug maupun campuran fisik. Fakta ini memperkuat pendapat bahwa senyawa obat



114

yang memiliki kelarutan dalam air kecil, maka laju disolusi akan merupakan tahap

penentu kecepatan ketersediaan hayati obat dalam tubuh (Shargel et al., 2005). Waktu

mencapai kadar puncak yang lebih singkat pada senyawa prodrug akan memberikan

dampak terhadap mula kerja obat (onset of action) yang lebih cepat dibandingkan

senyawa awal KBZ maupun campuran fisik (Ansel, 2011).

Tabel 5.20 Parameter farmakokinetika (tmaks, Cmaks, dan AUC0-12 ) dari masing-masing senyawa dalam plasma darah kelinci

Senyawa tmaks (jam) Cmaks (μg/mL) AUC0-12 (μg jam/mL) KBZ 6,14 2,56 20,59 P KBZ-GLI 2,18 1,62 15,47 P KBZ-ALA 1,63 4,38 21,99 P KBZ-LIS 2,77 6,75 34,48 CF KBZ-GLI 5,09 1,38 11,88 CF KBZ-ALA 3,85 2,04 18,08 CF KBZ-LIS 3,93 4,85 37,31

Kadar puncak dalam plasma, Cmaks adalah kadar obat maksimum dalam plasma

setelah pemakaian obat secara oral. Cmaks merupakan petunjuk bahwa obat diabsorbsi

dalam jumlah cukup untuk memberikan respon terapeutik. Untuk mencapai kadar

puncak dalam plasma melibatkan proses absorbsi dan eliminasi. Kadar puncak dalam

plasma (Cmaks) senyawa uji dapat dilihat pada Tabel 5.21, menunjukkan bahwa senyawa

prodrug PD-KBZ-LIS memberikan kadar paling tinggi sebesar 6,77 μg/mL.

Uji Kruskal-Wallis untuk membandingkan Cmaks senyawa uji dapat dilihat pada

Tabel 5.21. Hasil menunjukkan bahwa Cmaks senyawa prodrug meningkat tidak

bermakna dibandingkan senyawa KBZ maupun campuran fisiknya. Nilai Cmaks

menunjukkan pembentukan senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-LIS dan

PD-KBZ-ALA dapat meningkatkan kadar puncak KBZ dalam plasma tidak bermakna

dibandingkan KBZ maupun campuran fisiknya.

Hasil penelitian terhadap hewan coba kelinci menunjukkan Cmaks senyawa prodrug

PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS sebesar 4,38 - 6,77 μg/mL dicapai pada saat jam ke

1,63 dan 2,77. Untuk mengetahui efektivitas senyawa uji, maka dilakukan uji

Kruskal-Wallis dilanjutkan dengan Mann Whitney terhadap kadar KBZ dalam plasma



115

saat 2 jam dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.22 dan Tabel 5.23.

Tabel 5.21 Hasil uji Kruskal Wallis dan Mann-Whitney untuk mengetahui pengaruh jenis senyawa terhadap kadar maksimal KBZ dalam plasma darah kelinci

Jenis sistem N Rerata kadar KBZ (μg/mL) ± SE

Kruskal-Wallis Hasil Kesimpulan

KBZ 5 2,59 ± 0,52 Χ2 = 8,245 p= 0,221

Beda tidak bermakna

PD-KBZ-GLI 5 2,88 ± 0,46 PD-KBZ-ALA 5 4,38 ± 3,60 PD-KBZ-LIS 5 6,77 ± 3,45 CF-KBZ-GI 5 1,49 ± 0,24 CF-KBZ-ALA 5 2,06 ± 0,60 CF-KBZ-LIS 5 4,90 ± 1,65 Total 35

Hasil uji Mann-Whitney kadar KBZ setelah pemakaian 2 jam menunjukkan bahwa

senyawa prodrug PD-KBZ-LIS memberikan kadar meningkat bermakna dibandingkan

KBZ, namun memberikan kadar meningkat tidak bermakna dibandingkan campuran

fisik CF-KBZ-LIS. Hal ini menunjukkan bahwa pembentukan senyawa prodrug

PD-KBZ-LIS tidak hanya mampu meningkatkan kelarutan maupun disolusi melainkan

mampu meningkatkan bioavailabilitas KBZ.

Tabel 5.22 Hasil Uji Kruskal Wallis dan Mann-Whitney untuk mengetahui pengaruh jenis senyawa terhadap C2jam KBZ dalam plasma darah kelinci

Jenis sistem N Rerata kadar KBZ (μg/mL) ± SE

Kruskal Wallis Hasil Kesimpulan

KBZ 5 1,11 ± 0,23 a Χ2 = 9,318 p= 0,156

Beda tidak bermakna

PD-KBZ-GLI 5 1,56 ± 0,51 a PD-KBZ-ALA 5 3,63 ± 2,64 a PD-KBZ-LIS 5 6,65 ± 3,54 b CF-KBZ-GI 5 0,75 ± 0,23 a CF-KBZ-ALA 5 1,84 ± 0,56 a CF-KBZ-LIS 5 2,79 ± 1,30 a Total 35 Keterangan: superscript yang sama menunjukkan hasil uji Mann-Whitney dengan p > 0,05



116

Tabel 5.23 Hasil Uji Mann-Whitney untuk mengetahui perubahan kadar KBZ dalam plasma setelah pemakaian senyawa uji 2 jam

NO Kelompok yang diuji Mann Whitney a b Hasil Kesimpulan

1 2 3 4 5 6 7 8 9

KBZ KBZ KBZ KBZ KBZ KBZ PD-KBZ-GLI PD-KBZ-ALA PD-KBZ-LIS

PD-KBZ-GLI PD-KBZ-ALA PD-KBZ-LIS CF-KBZ-GLI CF-KBZ-ALA CF-KBZ-LIS CF-KBZ-GLI CF-KBZ-ALA CF-KBZ-LIS

Z=-0,522 p=0,602 Z=-0,104 p=0,917 Z=-1,984 p=0,047 Z=-1,149 p=0,251 Z=-1,149 p=0,251 Z=-1,149 p=0,251 Z=-1,149 p=0,251 Z=-0,522 p=0,602 Z=-1,149 p=0,251

Beda tidak bermakna Beda tidak bermakna

Beda bermakna Beda tidak bermakna Beda tidak bermakna Beda tidak bermakna Beda tidak bermakna Beda tidak bermakna Beda tidak bermakna

Proses absorbsi selain dipengaruhi oleh sifat fisikokimia obat juga dipengaruhi

faktor biologis tempat absorbsi. Sifat fisikokimia obat yang berperan utamanya adalah

kelarutan dan lipofilisitas (Shargel et al., 2005). Kelarutan dan disolusi berpengaruh

terhadap jumlah obat yang melarut pada tempat absorbsi. Bila mekanisme absorbsi

merupakan proses difusi pasif, maka senyawa yang melarut dengan jumlah lebih besar

akan memberikan gradien konsentrasi yang besar pada kadar obat yang masuk ke dalam

sirkulasi sistemik. Gradien konsentrasi yang besar itu berperan terhadap tenaga

pendorong absorbsi obat dalam sirkulasi sistemik, sehingga diperoleh kadar obat dalam

plasma lebih besar (Shargel et al., 200512).

Lipofilisitas secara in vitro dapat diprediksi dengan menentukan koefisien partisi

senyawa obat. Bentuk prodrug merupakan senyawa yang aktif setelah masuk dalam

tubuh karena mengalami proses pemutusan ikatan secara enzimatis menjadi senyawa

induk. Senyawa prodrug yang diberikan pada hewan coba akan mengalami pemutusan

ikatan secara enzimatis oleh enzim peptidase yang terdapat pada sepanjang saluran

cerna, darah dan jaringan lain menjadi senyawa induk KBZ dan asam amino yang

berperan sebagai promoeity (Stella et al., 2007).

Faktor biologis yang memengaruhi proses absorbsi seperti struktur saluran cerna,

motilitas saluran cerna, waktu pengosongan lambung dan kecepatan aliran darah sangat

bervariasi pada setiap individu. Hewan coba kelinci yang digunakan pada percobaan ini

dapat diminimalkan pengaruh faktor biologisnya dengan cara dibatasi persyaratan

terhadap usia, jenis kelamin, jenis kelinci, berat badan dan makanan yang diberikan.



117

Selain faktor-faktor tersebut adanya nutrien dalam saluran cerna juga akan

memengaruhi proses absorbsi. Penelitian Hecker et al. (2003) menunjukkan bahwa, senyawa prodrug

cephalosporin yang dibuat dengan gugus promoeity asam amino mengalami pemutusan

ikatan menjadi senyawa induk dalam plasma darah. Kecepatan pemutusan ikatan

senyawa prodrug cephalosporin dengan gugus promoeity asam amino rantai lebih

panjang terjadi lebih cepat daripada asam amino rantai pendek. Senyawa prodrug

PD-KBZ-LIS dengan rantai samping gugus (CH2)4NH2 memiliki rantai samping lebih

panjang daripada senyawa PD-KBZ-ALA dengan rantai samping CH3. Fenomena Cmaks

dan AUC0-12 senyawa PD-KBZ-LIS yang lebih besar daripada senyawa PD-KBZ-ALA

dapat dihubungkan dengan kecepatan pemutusan senyawa prodrug dalam plasma darah.

Untuk itu diperlukan penelitian berkaitan dengan kecepatan pemutusan ikatan senyawa

prodrug secara enzimatis dan kimiawi.

Senyawa prodrug PD-KBZ-ALA memiliki struktur molekul yang lebih kecil

daripada senyawa PD-KBZ-LIS dan nilai koefisien partisi yang lebih besar bermakna

(1,89) daripada senyawa PD-KBZ-LIS (1,13). Struktur molekul yang lebih kecil dan

lipofilisitas yang lebih baik memungkinkan senyawa prodrug PD-KBZ-ALA diabsorbsi

dalam jumlah lebih banyak dalam bentuk senyawa prodrug. Pemutusan ikatan senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA menjadi senyawa induk KBZ lebih banyak terjadi dalam plasma

darah. Pemutusan ikatan senyawa prodrug PD-KBZ-ALA menjadi senyawa induk KBZ

dalam darah memerlukan waktu lebih lama dibandingkan pemutusan ikatan senyawa

prodrug PD-KBZ-LIS. Oleh karena itu kadar KBZ dalam plasma darah dari senyawa

prodrug PD-KBZ-ALA lebih rendah daripada senyawa prodrug PD-KBZ-LIS.

Area under curve (AUC) menyatakan ukuran dari jumlah bioavailabilitas suatu obat.

AUC mencerminkan total obat aktif yang diabsorbsi mencapai sirkulasi sistemik. nilai

AUC dipengaruhi oleh dosis yang diberikan, dalam penelitian ini besar dosis yang

diberikan antar perlakuan dibuat sama yaitu sebesar 0,5 mol (setara 120 mg KBZ).

Profil bioavailabilitas yang diperoleh dalam penelitian ini menunjukkan fase eliminasi

dari masing-masing senyawa belum berlangsung dengan sempurna. Oleh karena itu data

AUC yang disajikan sampai jam ke-12 belum mampu menggambarkan jumlah total

obat yang ada dalam plasma darah setelah pemberian secara per oral.

Tabel 5.23. menunjukkan nilai AUC0-12 dari masing-masing perlakuan. Data yang



118

diperoleh menunjukkan nilai AUC0-12 senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan

PD-KBZ-LIS lebih besar daripada nilai AUC0-12 KBZ. Nilai AUC0-12 senyawa prodrug

PD-KBZ-GLI lebih kecil daripada nilai AUC0-12 KBZ, meskipun diketahui bahwa nilai

ka senyawa prodrug PD-KBZ-GLI lebih besar daripada KBZ. Demikian juga terjadi

pada campuran fisik CF-KBZ-GLI memiliki nilai AUC0-12 lebih kecil daripada KBZ dan

senyawa prodrug PD-KBZ-GLI. Peningkatan kelarutan dalam air senyawa prodrug

PD-KBZ-GLI yang kemudian berdampak terhadap peningkatan disolusinya,

memberikan kadar KBZ yang lebih besar di tempat absorbsi. Fenomena ini

menunjukkan bahwa meskipun kecepatan absorbsi senyawa prodrug PD-KBZ-GLI

besar namun tidak diikuti dengan kadar KBZ dalam plasma darah yang besar pula.

Kecepatan absorbsi senyawa obat ditentukan oleh jumlah obat di tempat absorbsi,

namun tidak menggambarkan jumlah obat yang diabsorbsi. Hal ini terlihat pada kadar

Cmaks campuran fisik CF-KBZ-GLI maupun senyawa prodrug PD-KBZ-GLI yang lebih

rendah daripada semua senyawa yang diuji.

Uji bioavalabilitas secara keseluruhan terhadap senyawa prodrug menunjukkan

bahwa laju disolusi merupakan karakteristik fisikokimia penentu absorbsi. Pembentukan

prodrug mampu meningkatkan laju disolusi KBZ dibandingkan senyawa awal KBZ

maupun campuran fisik. Laju disolusi yang meningkat mampu memberikan jumlah

KBZ terlarut yang besar di tempat absorbsi sehingga merupakan tenaga pendorong bagi

absorbsi KBZ masuk ke dalam sirkulasi sistemik. Pemilihan asam amino yang

digunakan sebagai promoeity perlu dipertimbangkan, tidak hanya mampu meningkatkan

kelarutan senyawa obat tetapi harus dipertimbangkan pengaruhnya terhadap proses

absorbsi. Berdasarkan hasil uji sifat fisikokimia (kelarutan, disolusi, dan koefisien partisi)

dan uji bioavailabilitas (tmaks, Cmaks, dan AUC0-12) di antara ketiga senyawa prodrug yang

dibuat maka senyawa prodrug PD-KBZ-LIS merupakan senyawa yang dipilih untuk

dikembangkan lebih lanjut.



119

5.4. TEMUAN BARU DARI PENELITIAN YANG DILAKUKAN

Temuan baru dari penelitian yang telah dilakukan adalah pembentukan senyawa

prodrug dari senyawa awal karbamazepin dengan gugus promoeity asam amino alanin

dan lisin membentuk senyawa baru PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS mampu

meningkatkan kelarutan karbamazepin sehingga mampu mempercepat waktu untuk

mencapai kadar maksimum (tmaks) dan meningkatkan kadar maksimum (Cmaks)

karbamazepin dalam plasma darah.



BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:

1. Senyawa prodrug PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS dapat dibuat

dari senyawa awal KBZ.

2. Senyawa prodrug memperbaiki sifat fisikokimia senyawa KBZ dengan

meningkatkan KBZ yang terlarut dalam senyawa prodrug sebesar 533,44 - 748,38

μg/mL, kelarutan tersebut meningkat dibandingkan kelarutan KBZ yaitu sebesar

278,62 μg/mL; meningkatkan efisiensi disolusi (ED30) KBZ dalam senyawa

prodrug sebesar 37,90 - 64,27 %, ED30 tersebut lebih besar dibandingkan senyawa

KBZ yaitu sebesar 13,69 %; dan nilai log koefisien partisi senyawa prodrug

diperoleh sebesar 1,13 - 1,89, nilai tersebut lebih rendah dibandingkan senyawa

awal KBZ sebesar yaitu 2,41.

3. Senyawa prodrug PD-KBZ-ALA dan PD-KBZ-LIS memperbaiki bioavailabilitas

senyawa awal KBZ dengan mempersingkat tmaks KBZ dalam senyawa prodrug

sebesar 1,63 - 2,77 jam, nilai tmaks tersebut lebih singkat dibandingkan senyawa

awal KBZ yaitu sebesar 6,14 jam; meningkatkan nilai Cmaks KBZ dalam senyawa

prodrug sebesar 4,38 - 6,75 μg/mL, nilai Cmaks tersebut lebih besar dibandingkan

senyawa awal KBZ yaitu sebesar 2,56 μg/mL; dan meningkatkan nilai AUC0-12

KBZ dalam senyawa sebesar 21,99 - 34,48 μg jam/mL, nilai AUC0-12 tersebut lebih

besar dibandingkan senyawa awal KBZ sebesar yaitu 20,59 μg jam/mL.

4. Senyawa prodrug PD-KBZ-LIS merupakan senyawa terpilih untuk dikembangkan

menjadi bahan baku alternatif yang mampu memperbaiki kelarutan dan

bioavailabilitas KBZ.



121

6.2 SARAN

Untuk menjelaskan fenomena enzimatis senyawa prodrug di dalam tubuh perlu

dilakukan uji kecepatan pemutusan ikatan senyawa prodrug secara kimiawi dan

enzimatis. Demikian pula dengan stabilitas senyawa prodrug yang diperoleh agar

dapat dikembangkan menjadi bahan baku alternatif karbamazepin yang mampu

dibuat menjadi bentuk sediaan farmasi yang aman, efektif, dan berkualitas.



DAFTAR PUSTAKA

Aaltonen J, Alleso M, Mirza S, Koradia V, Gordon KC, Rantanen J, 2009. Solid form screening – A review, Eur J. Pharm. and Biopharm, 71: 23-37.

AIST, IR Spectrum: Carbamazepine. [Internet sitasi 2 Juni 2006]. Didapat dari:

http://www.aist.go.jp. Ali W, Badawi AA, Mahdy MA, Hanan ME, 2013. Formulation and Evaluation of

Carbamazepine 200 mg Immediate Release Tablets Using Polyethylene Glycol 6000, Int J Pharm Pharm Sci 5 (1) : 114-119.

Amidon GL, Lennernas H, Shah VP, Crison, JR, 1995. A theoretical basis for a

biopharmaceutic drug classification: the correlation of in vitro drug product dissolution and in vivo bioavailability. Pharm Res, 12: 413-420.

Ansel HC, Popovich NG, Allen LV, 2011. Pharmaceutical Dosage Form and Drug Delivery System, 9 th ed., Malvern : Williams & Wilkins, 104.

Askenazi DJ, 2004. Management of a severe carbamazepine overdose using albumin-enhanced continous venous hemodyalysis, Pediatric, 113 (2): 406-409.

Aulton ME, 1988. Pharmaceutics, The Science of Dosage Form Design, International Student Edition, Churchill Livingstone, Edinburg, London.

Avis KA, Lachman L, Lieberman HA, 1992. Pharmaceutical Dosage Form : Parenteral Medication, Volume 1, 2nd Ed, Marcel Dekker Inc, New York.

Benoiton NL, 2006. Chemistry of Peptide Synthesis, CRC Press, New York, 12-13, 30-31,

197-198. Bhise SB and Rajkumar M, 2008. Effect of HPMC on solubility and Dissolution of

Carbamazepine Form III in Simulated Gastrointestinal Fluids, Asian J. Pharm, 2: 38-42

Blagden N, Matas M, Gavan PT, York P, 2007. Crystal engineering of active

pharmaceutical ingredients to improve solubility and dissolution rates, Adv. Drug Dev. Rev., 59: 617-630.

Bosselmann S and William III RO, 2012. Route-specific challanges in delivery of poorly-

water soluble drugs in Formulating Poorly Water Soluble Drugs, Springer, New York, 1-22.



123

Bley H, Fussnegger B, Bodmeier R, 2010, Characterization and stability of solid dispersions based on PEG.polymer blends, Int. J Pharm., 390: 165-173.

Budavari, 2001, The Merc Index, 13th Ed., Whitehouse Station, NJ: Merck Research

Laboratories of Merck & Co, Inc, New Jersey, 1784. Carino SR, Speery DC, Hawley M, 2006. Relative Bioavailability Estimation of

Carbamazepine Crystal Forms Using an Artificial Stomach-Duodenum Model, J. Pharm. Sci., 95 (1): 118-125.

Chen XQ, Antman MD, Gessenberg C, Gudmandsson OS, 2006. Discovery Pharmaceutics,

Challenges & Opportunities, AAPS Journal, 2: E 402-E408.

Chieng N, Aaltonen J, Saville D, Rades T, 2009. Physical characterization and stability of amorphous indomethacin and ranitidine hydrochloride binary systems prepared by mechanical activation, Eur J. Pharm. and Biopharm, 71: 47-54.

Craig DQM, and Reading M, 2007. Thermal Analysis of Pharmaceticals. CRC Press

Tayloor and Francis Group, New York, 1-22.

Dahan A, Miller JM and Amidon GL, 2009. Prediction of Solubility and Permeability Class Membership : Provisional BCS Classification of the World’s Top Oral Drugs, AAPS J., 4: 740-746.

Departemen Kesehatan Republik Indonesia, 1995. Farmakope Indonesia, edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta, 989-992.

Deshmukh M, Shaop, Kutscher HL, Gao D, Sinko PJ, 2010. A series of α-amino acid Ester Prodrugs of Camphothecin : In Vitro Hydrolysis and A 549 Human Long Carcinoma Cell Cytotoxicity, J. Med Chem, 53(3): 1038-1047.

Desh Raj S, Amit JA, Amit T, 2011. Solubilization of Poorly Soluble Drugs : A Review, IJPSR, II(I): 91-99.

Dressman J, 2007. Drug Solubility : How to measure it, how to improve it, Adv. Drug Dev. Rev., 59: 531-532.

Faller B and Ertl P, 2007. Computational approaches to determine drug solubility, Adv.

Drug Deliv. Rev., 59 (7):533-545. Fessenden RJ and Fessenden JS, 1982. Kimia Organik, Edisi 2, Terjemahan Pudjaatmaka,

Erlangga Press, Jakarta, 146-149, 383-394. Fleisher D, Bong R, Steward BH, 1996. Improved oral drug delivery : solubility limitations

overcome by the use of prodrugs. Adv. Drug Dev. Rev., 19: 115-130.



124

Florence AT and Attwood D, 2006. Physicochemical Principles of Pharmacy, 4th Ed, Pharmacetical Press, London, 56-91, 140-176.

Gibson M, 2004. Pharmaceutical Preformulation and Formulation : A Practical Guide

from Candidate Drug Selection to Commercial Dosage Form, Interpharm/CRC, Florida, 21-88.

Guarino VR, Karunaratne V and Stella VJ, 2007. Sulfenamides as prodrugs of NH-acidic

compounds : A new prodrug option for the amide bond, Bioorg. Med. Chem. Lett., 17: 4910-4913.

Grzesiak, Adam L, Lang, Meidong, Kim, Kibum, Matzger, and Adam J, 2003. Comparison

of the Four Anhydrous Polymorphs of Carbamazepine and the Crystal Structure of Form I, J. Pharm. Sci., 92: 2260–2271.

Han HK, 2000. Targeted Prodrug Design to Optimize Drug Delivery, AAPS Pharm., 2(1): 1-11.

Harris RK, Ghi PY, Puschmann H, Apperley DC, Griesser UJ, Hammond RB, Ma C,

Roberts KJ, Pearce GJ, Yates JR, and Pickard CJ, 2005. Structural Studies of the Polymorphs of Carbamazepine, its Dihydrate and Two Solvates, Org Pro Res and Dev, 9: 902-910.

Harminta, 2004. Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya, Majalah

Ilmu Kefarmasian, I (6): 117-133. Hecker JH, Calkins T, Price ME, Huie K, Chen S, Glinka TW, and Dudley MN, 2003.

Prodrugs of Cephalosporin RWJ-333441 (MC-04,546) with Improved Aqueous Solubility, J Antimicrob Agents Chemother, 6: 2043-2046.

Hemenway JN, Jarho P, Henri JT, Nair SK, Vandervelde D, Georg GI, and Stella VJ, 2010.

Preparation and Physichochemical Characterization of Novel Water-Soluble Prodrug of Carbamazepine, J Pharm Sci, 4: 1810-1825.

Horter D and Dressman JB, 2001. Influence of physicochemical properties on dissolution

of drugs in the gastrointestinal tract. Adv. Drug Dev. Rev., 46: 75-87. Husniati, 2008. Sintesis Senyawa Analog UK-3A : 3-Hidroksi-N-Oktil Pikolinamida, 2-

Hidroksi-N-Fenil-Benzamida, 3-Hidroksi-N-Fenilpikolinamida, dan 2-Hidroksi-N-Oktilbenzamida dan Uji Bioaktivitas Secara In Vitro Terhadap Sel Kanker Murine Leukemia P-388, Tesis, Universitas Indonesia.

Isadiartuti D, Soemartina and Widyastuti N, 2009, The Formation of Inclusion Complex of

Carbamazepine-hydroxypropyl-β-cyclodextrin, poster presented to the Joint conference 2nd Unair-USM, Surabaya, Indonesia.



125

Jalali MB, Mohajjel N, Valizadeh H, Hanaee J, Jalali AB, Adibkia K, Anoush M, Sistanizad M, 2006, Evaluation in vitro-in vivo correlation and anticonvulsive effect of carbamazepine after cogrinding with microcrystalline cellulose, J Pharm. Pharmaceut. Sci, 3: 307-316.

Javadzadeh Y, Mohammadi A, and Khoei NS, 2009. Improvement of physicomechanical

properties of carbamazepine by recrystallization at different pH values, Acta Pharm. 59: 187–197.

Kawabata Y, Wada K, Nakatani M, Yamada S, and Onoune S, 2011. Formulation design for poorly water-soluble drugs based on biopharmaceutics classification system : Basic approaches and practical applications. Int J. Pharm., 420: 1-10.

Kipourus K, Kachrimanis K, Nikolakakis L, Tserki, V, and Malamataris, S, 2006.

Simulataneous Quantification of Carbamazepine Crystal Forms in Ternery Mixtures (I, III, and IV) by Diffuse Reflectance FTIR Spectroscopy (DRIFTS) and Multivariate Calibration, J Pharm Sci, 95 (11): 2419-2431.

Kobayashi Y, Ito S, Itai S, and Yamamoto K, 2000. Physichochemical properties and

bioavailability of carbamazepine polymorphs and dihydrates, Int. J. Pharm., 193: 137-146.

Koester LS, Bertual JB, Groch KR, Xavier CR, Moellerke R, Mayorga P, Costa DT, and Bassani VL, 2004. Bioavailability of carbamazepine : β-cyclodextrin complex in beagle dogs from hydroxylpropylmethylsellulose matrix tablets, Eur. J. Pharm. Sci, 22: 201-207.

Liu R, 2000. Water Insoluble Drug Formulation, CRC Press, New York, 65-110, 427-454.

Lobenberg R and Amidon GL, 2000. Modern bioavailability, bioequivalence and biopharmacutics classification system. New scientitific approaches to International regulatory standards. Eur. J. Pharm. Biopharm, 50: 3-12.

Lund W, 1994. The Pharmaceutical Codex : Principles and Practice of Pharmaceutics, Twelfth Ed, Pharmaceutical Press, London, 774-777.

Mahalaxmi R, Ravikumar, Pandey1 S and Shirwaikar A, 2009. Effect of Recrystallization

on Size, Shape, Polymorph and Dissolution of Carbamazepine, Int. J. of PharmTech Res, 1 (3): 725-732.

Masubuchi Y, 2001. Differential selectivity in carbamazepine-induced inactivation of

cytochrome P 450 enzymes in rat and human liver, Arch. Toxicol, 75: 538-543.



126

Mc Namara and James O, 2001. Drugs Effective in The Therapy of The Epilepsies In : Hardman, Joel G., Limbird, Lee. E., (Ed), Goodman & Gilman’s : The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th Ed, McGraw-Hill Co. Inc, Toronto, 533-534.

Meyer MC, Straugan AB, Jarvi EJ, Wood GC, Pelser FR, Shan VP, 1992. The

bioinequivalence of carbamazepine tablets with a history of clinical failures, Pharm Res., 9(12): 1612-1616.

Moffat, Anthony C, Osselton, David and Brian W, 2004. Clarke’s Analysis of drug and

Poisons, 3rd, Ed Vol II, Pharmaceutical Press, London, 747-749. Mohanachandran PS, Sindhumol PG and Kiran TS, 2010. Enhancement Of Solubility And

Dissolution Rate: An Overview, Pharmacie Globale, 1(4): 1-10.

Mowafy HM, Alanazi FK, Maghraby GME, 2012. Development and validation of an HPLC-UV method for the quantification of carbamazepine in rabbit plasma, Saudi Pharm J., 20: 29-34.

Muller CE, 2009. Prodrug Approaches for Enhancing the Bioavailability of Drugs with

Low Solubility, Chemistry & Biodiversity, 6: 2071-2083. Murry MJ, 2008. Organic Chemistry, 7th Ed. Thomson Brooks, Hill Valley, 1016-1047. O'Neil MJ, 2006. The Merck Index : An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and

Biologicals, 14th Ed, Merc & Co Inc, New Jersey, 473-474. Pavia, DL, Lamphman GM and Kriz GS, 1979. Introduction to Spectroscopy : A Guide for

Students of Organic Chemistry, Saunders College Publishing, Philadelphia, 225- 285.

Pearce RE, Vakkalagadda and Leeder JS, 2002. Pathways of Carbamazepine Bioactivation in Vitro I. Characterization of Human Cytochromes P450 Responsible for Formation of 2- and 3-Hydroxylated Metabolites, Drug Met and Disp, 30(11): 1170-1179.

Prajapati, Tejal, Patel and Priyal, 2010. Influence of different solvents on crystal property

and solubility characteristics of Carbamazapine. Int J.PharmTech Res, 2(2): 1615-1624.

Qiao N, Li M, Schlindwein W, Malek N, Davis A and trappit G, 2011. Pharmaceutical Cocrystals: An overview, Int. J. Pharm., 419: 1-11.

Rahman Z, Agarabi C, Zidan, Ahmed S, Khan SR, and Mansoor A, 2011. Physico-mechanical and Stability Evaluation of Carbamazepine Cocrystal with Nicotinamide, AAPS PharmSciTech, 12 (2): 693-704.



127

Rane Y, Mashru R, Sankalia M and Sankalia J, 2007. Effect of Hydrophilic Polymers on Dissolution Enhancement of Carbamazepine Solid Dispersions Studied Using Response Surface Methodology, AAPS PharmSciTech, 2: E 1 –E 11.

Rautioa J, Laine K, Gynther M, and Souvolainen J, 2008. Prodrug Approches for CNS

Delivery, AAPS Journal, 1: 92-102. Rautiob J, Kumpulainen H, Heimbach T, Oliyai R, Oh D, Jarvinen T, and Savolainen J,

2008. Prodrugs : design and clinical applications, Nature, 7: 255-270. Roche EB, 1987. Bioreversible Carriers in Drug Design, Theory and Application,

Pergamon Press, New York. Rogers SJ and Cavazos JE, 2008. Epilepsy in Pharmacotherapy pathophysiologic

approach (Dipiro J.T Ed), 7th Ed, Mc. Graw Hill Co. Inc, Toronto, 927-952. Rustichelli C, Gamberini G, Ferioli V, Gamberini MC, Ficarra R and Tommasini S, 2000.

Solid-state study of polymorphic drugs: carbamazepine. J Pharm and Biomed Anal., 23(1): 41-54.

Santos CR, Capela R, Pereira CSGP, Valente E, Gouveia L, Pannecouque C, Clerq ED, Moreira R and Gomes P, 2009. Structure-activity relationships for dipeptide prodrugs of acyclovir : Implications for prodrug design, Eur. J. Med. Chem, 44: 2239-2346.

Savolainen M, Kogermann K, Heinz A, Aaaltonen J, Peltonen L, Strachan C and Yliruusi J,

2009., Better understanding of dissolution behavior of amorphous drugs by in situ solid state analysis using Raman spectroscopy, Eur J. Pharm. and Biopharm, 71: 71-79.

Šehić, Selma. 2008. Investigation of Variability of Primary Materials on the Intrinsic

Dissolution Behavior of Carbamazepine, Dissertation, University of Basel Switzerland.

Shargel L, Wu-Pong S and Yu ABC, 2005. Applied Biopharmaceutics and Pharmacokinetics, 5th Ed. , The McGraw Hill Companies, Boston, 371-391, 411-418.

Sinko P and Singhy, 2011. Martin’s Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences :

Physical Chemical and Biopharmaceutics Principles in the Pharmaceutical Sciences, 6th Ed, Lippincott Wiliams & Wilkins.

Shikhar A., Mommana MM, Gupta SS, Squilante E, 2011. Formulation development of

Carbamazepine-Nicotinamide co-crystals complexed with γ-cyclodextrin using supercritical fluid process, J.supercrit Fluids, 55(3): 1070-1078.



128

SII Nanotech, DSC Meusurement of Pharmaceuticals-Crystal Polymorphs and Crystallinity, URL. http//www.sint.com, diakses tanggal 2 April 2013.

Stella VJ, 1995. A Case for Prodrugs : Fosphenytoin, Advanced Drug Delivery Reviews,

19: 311-330. Stella VJ and Nti-Addae KW, 2007. Prodrug strategies to overcome poor water solubility,

Adv. Drug Dev. Rev., 59: 677-694. Stella VJ, Borchard RT, Hagoman MJ, 2007. Prodrugs : Challenges and Rewards, Part 1,

APPS Press, 135-140. Stegemann S, Leveiller F, Franchi D, de jong H, Linden H, 2007. When poor solubility

becomes an issue : From early stage to proof of concept, Eur J. Pharm Sci, 31: 249-261.

Steingrimsdottir H, Gruber A, Palm C, Grimfors G, Kalin M and Eksborg S, 2000.

Bioavailability of Acyclovir after Oral Administration of Acyclovir and Its Prodrug Valaciclovir to patients with Leukopenia after Chemotheraphy, J. Antimicrob Agents Chemother, 44 (1): 207-209.

Supranto J, 2000. Tehnik Sampling untuk Survei dan Eksperimen, Rineka Cipta, Jakarta,

35-72. Suwaldi M, 1987. Low Melting Phenytoin Prodrugs : In Vitro and In Vivo Correlations,

Dissertation, The University of Kansas, USA. Sweetman and Sean C. 2009. Martindale The Complete Drug Reference, 36th Ed.,:

Pharmaceutical Press, London, 471-477.

United States Pharmacopeial Convention, 2009. Validation of Compendial Procedures in USP 32 NF 27. United States Pharmacopeial Convention, 733.

Waterbeemd H and Testa B, 2009. Drug Bioavailability, 2nd Completely Revised Ed. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, Weinheim.

Yawkolsky SH, 1981. Techniques of Solubilization of Drug, Marcel Dekker Inc, New York, 183-211.

Zinelaabidine C, Souad O, Zoubir J, Malika B and Nour-Eddine A, 2012. A Simple and

Efficient Method for Deprotection of N-Boc in Various Structurally Diverse Amines under Water-mediated Catalyst-free Condition, Int. J Chem., 4 (3): 73-79.



129

Lampiran 1

Sertifikat Analisis Karbamazepin

S 2001 -0002B-R 1:

C O N(;LUS IU ro - -

I SO!JOO t IGO .uOO1

GMT 1\1: APrtlOVf.D

f l IHII'O '''. ' \Vl'J'1I "<"10'" - --- - - -- --i5tH'F:,!;"IB ;pj I JUl4,81(11

, i - '''''''AlB.. - j 1

l"REI'.u n :n I ~~".. , MA"'o/A~CJlIOAT". i (~ i QAAl'PROVIl.R I ~tAi'-.'1!...

}IV/DATE I ' l!f. 1.1-" I IReLCAS£J) DATI:: .L..J~: ., ., .... .... --_. Il'J.t:1 .~ : i'Df r..: ;h;ttIj§l;j:it~~'1f!ll1} i'!l tI!JtI: : i!lTrr f..·.j."' .rr~;~t'J.'n 99 ~

~ ~ Tf.LEP110NIl: . 1t6 ·Qj";'6 ;8 6827 187

ftA "AX, 86-(1.~7618B627SI8

MA~U"."CT I ' Ar..R. ZHf'JIANO JIUU'OU f'H..-..RMACllUTICAL CO .. LTD ... DDRI':SS. 0;0:; WAlSH", ROAD. ]tAOJ IANO ' ·"" ' ''H OI.) Cil Y. 7.H BJIA"'O· 3 !1I{>(l(). CH.N.'I



130

Lampiran 2

Identifikasi Senyawa Awal Karbamazepin

Gambar 1. Spektrum infra merah senyawa awal karbamazepin

Gambar 2. Termogram senyawa awal karbamazepin



131

I n t e n s i t a s

Gambar 3. Difraktogram senyawa awal karbamazepin



132

Lampiran 3

Termogram DTA Senyawa Hasil Sintesis

Gambar 1. Termogram senyawa PD-KBZ-GLI Gambar 2. Termogram senyawa PD-KBZ-ALA Gambar 3. Termogram senyawa PD-KBZ-LIS



133

Lampiran 4

Spektra UV Senyawa Prodrug

Gambar. Penentuan λmaks senyawa PD-KBZ-GLI, PD-KBZ-ALA, dan PD-KBZ-LIS memberikan λmaks = 285 nm



134

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.010.0

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85.0

cm-1

%T

3483,35

3341,35

3285,443151,43

3050,503022,512968,50

1687,17

1617,40

1602,331592,32

1522,65

1489,39

1459,561438,59

1395,28

1304,641270,651249,59

1169,65

1156,651129,62

1039,74953,75

875,69

853,75

803,41

791,58

773,41

752,64718,66

698,71

647,58624,55

582,75536,74

482,68

471,55

456,70

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.025.0

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75.0

cm-1

%T

3854,46

3465,39

3341,34

3158,42

2977,38

2935,44

1687,32

1618,401604,391593,40

1522,431489,44

1459,45

1386,391367,39

1325,511299,52

1247,421168,38

1129,51

1069,55

955,67

867,63

802,54

791,61

767,52

720,63

647,55623,54

536,68484,67

467,63

Lampiran 5

Spektrum FTIR Senyawa Prodrug

Gambar 1. Spektrum FTIR senyawa PD-KBZ-GLI

Gambar 2. Spektrum FTIR senyawa PD-KBZ-ALA



135

4000.0 3000 2000 1500 1000 450.025.0

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75.0

cm-1

%T

3854,46

3465,39

3341,34

3158,42

2977,38

2935,44

1687,32

1618,401604,391593,40

1522,431489,44

1459,45

1386,391367,39

1325,511299,52

1247,421168,38

1129,51

1069,55

955,67

867,63

802,54

791,61

767,52

720,63

647,55623,54

536,68484,67

467,63

Gambar 3. Spektrum FTIR senyawa PD-KBZ-LIS



136

Lampiran 6

H

NMR dan CNMR Senyawa Prodrug

Gambar 1. HNMR senyawa PD-KBZ-GLI



137

Gambar 2. CNMR senyawa PD-KBZ-GLI



138

Gambar 3. HNMR senyawa PD- KBZ-ALA



139

Gambar 4. CNMR senyawa PD-KBZ-ALA



140

Gambar 5. HNMR senyawa PD-KBZ-LIS



141

Gambar 6. CNMR senyawa PD-KBZ-LIS



142

Lampiran 7

Difraktogram Senyawa KBZ dan Senyawa Prodrug

Gambar 1. Difraktogram senyawa awal karbamazepin

Gambar 2. Difraktogram senyawa PD-KBZ-GLI



143

Gambar 3. Difraktogram senyawa PD-KBZ-ALA

Gambar 4. Difraktogram senyawa PD-KBZ-LIS



144

Lampiran 8

Kurva Baku Karbamazepin dan Campuran Fisik

dengan Metode Spektrofotometer UV

Gambar. Spektra larutan karbamazepin 10 μg/mL dalam larutan KBZ, CF KBZ-GLI, CF KBZ-ALA, CF KBZ-LIS diperoleh λ maksimum 285 nm

Tabel. Kurva Baku Karbamazepin pada λmaks 285 nm

Diperoleh persamaan garis regresi : Y = 0,0526 X + 0,0100 ( r = 0,9998)

Kadar KBZ (μg/mL) Absorban

0,51 0,0363 2,02 0,1113 5,04 0,2812 10,08 0,5516 16,13 0,8445 20,16 1,0896 24,19 1,2701 30,12 1,5982



145

Lampiran 9

Kurva Baku Senyawa Prodrug

dengan Metode Spektrofotometri UV

Tabel 1. Kurva baku senyawa prodrug PD-KBZ-GLI pada λmaks = 285 nm

Diperoleh persamaan garis regresi : Y = 0,0183 X + 0,0080 ( r = 0,9999)

Kadar Prodrug PD-KBZ-GLI (μg/mL)

Absorban

0,5 0,0117 5,0 0,0974 10,0 0,2009 20,0 0,3716 30,0 0,5517 50,0 0,9296 80,0 1,4669



146

Tabel 2. Kurva Baku Senyawa Prodrug PD-KBZ-ALA pada λmaks = 285 nm

Diperoleh persamaan garis regresi : Y = 0,0160 X + 0,0111 (r = 1,0000)

Kadar Prodrug PD-KBZ-ALA (μg/mL)

Absorban

0,5 0,0142 5,0 0,0933 10,0 0,1720 20,0 0,3348 30,0 0,4884 50,0 0,8103 80,0 1,2890



147

Tabel 3. Kurva Baku Senyawa Prodrug PD-KBZ-LIS pada λmaks = 285 nm

Diperoleh persamaan garis regresi : Y = 0,0199 X + 0,0272 (r = 0,9992)

Kadar Prodrug PD-KBZ-LIS (μg/mL)

Absorban

0,5 0,0192 5,0 0,1249 10,0 0,2588 20,0 0,4207 30,0 0,6139 50,0 1,0205 80,0 1,6189



148

Lampiran 10

Data Uji Kelarutan

Tabel 1 . Data uji kelarutan jenuh karbamazepin dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC

Jam ke- Replikasi Absorban Kadar (x) X

pengenceran*) Rerata SD 1 1 0,0380 0,5319 132,98 2 0,0392 0,5547 138,68 3 0,0395 0,5604 140,10 137,25 3,8

2 1 0,0476 0,7143 178,57 2 0,0470 0,7029 175,72 3 0,0469 0,7010 175,25 176,51 1,8

3 1 0,0517 0,7922 198,04 2 0,0502 0,7637 190,92 3 0,0523 0,8036 200,89 196,62 4,2

4 1 0,0534 0,8245 206,12 2 0,0521 0,7998 199,94 3 0,0546 0,8473 211,82 205,96 4,8

5 1 0,0671 1,0847 271,18 2 0,0691 1,1227 280,68 3 0,0698 1,1360 284,00 278,62 6,7

6 1 0,0681 1,1037 275,93 2 0,0701 1,1417 285,43 3 0,0693 1,1265 281,63 281,00 3,9

*) Pengenceran 250 kali



149

Uji Statistik Kelarutan Jenuh

1. Hasil T-test (2-tailed) Penentuan Waktu Kelarutan jenuh KBZ dalam Media Air

Suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC



150

Tabel 2. Data uji kelarutan karbamazepin, campuran fisik dan senyawa prodrug dalam media air suling pH 6,8 ± 0,05 pada suhu 37 ± 0,5 ºC

Senyawa Replikasi Absorban Kadar (X) (μg/mL)

X Pengenceran

Rerata (μg/mL) SD

KBZ 1 0,0671 1,0847 271,18*) 2 0,0691 1,1227 280,68*) 3 0,0698 1,1360 284,00*) 278,62 6,7 P KBZ-GLI 1 0,3227 17,1967 859,84**) 2 0,3103 16,5191 825,96**) 3 0,3152 16,7869 839,34**) 841,71 17,06 P KBZ-ALA 1 0,3195 19,2750 963,75**) 2 0,3190 19,2438 962,19**) 3 0,3149 18,9875 949,38**) 958,44 7,89 P KBZ-LIS 1 0,3564 16,5427 827,14**) 2 0,3557 16,5075 825,38**) 3 0,3520 16,3216 816,08**) 822,86 5,94 CF KBZ-GLI 1 0,0616 0,9802 245,06*) 2 0,0646 1,0372 259,31*) 3 0,0672 1,0866 271,66*) 258,77 13,3 CF KBZ-ALA 1 0,0629 1,0049 251,23*) 2 0,0677 1,0961 274,03*) 3 0,0677 1,0961 274,03*) 266,40 13,1 CF KBZ-LIS 1 0,0702 1,1436 285,90*) 2 0,0735 1,2063 301,58*) 3 0,0765 1,2633 315,82*) 301,10 15,0

*) Pengenceran 250 kali **) Pengenceran 50 kali



151

Lampiran 11

Anova Uji Kelarutan

Oneway

Descriptives

Kelarutan

N Mean Std. Deviation Std. Error

95% Confidence Interval for Mean

Minimum Maximum

Lower Bound Upper Bound

KBZ 3 278.6200 6.65363 3.84148 262.0915 295.1485 271.18 284.00

PD-KBZ-GLI 3 677.9500 13.74489 7.93562 643.8058 712.0942 665.26 692.55

PD-KBZ-ALA 3 748.3800 14.12010 8.15224 713.3037 783.4563 739.64 764.67

PD-KBZ-LIS 3 533.4367 3.85080 2.22326 523.8708 543.0026 529.04 536.21

CF-KBZ-GLI 3 258.6767 13.31130 7.68529 225.6096 291.7438 245.06 271.66

CF-KBZ-ALA 3 266.4300 13.16359 7.60000 233.7298 299.1302 251.23 274.03

CF-KBZ-LIS 3 301.1000 14.96577 8.64049 263.9230 338.2770 285.90 315.82

Total 21 437.7990 201.03640 43.86974 346.2884 529.3097 245.06 764.67

Test of Homogeneity of Variances

Kelarutan

Levene Statistic df1 df2 Sig.

.884 6 14 .532

ANOVA

Kelarutan

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 806269.016 6 134378.169 920.539 .000

Within Groups 2043.688 14 145.978

Total 808312.704 20



152

Post Hoc Tests

Multiple Comparisons

Kelarutan LSD

(I) Jenis Senyawa (J) Jenis Senyawa Mean Difference (I-J) Std. Error Sig.

95% Confidence Interval


KBZ PD-KBZ-GLI -399.33000* 9.86501 .000 -420.4883 -378.1717

PD-KBZ-ALA -469.76000* 9.86501 .000 -490.9183 -448.6017

PD-KBZ-LIS -254.81667* 9.86501 .000 -275.9750 -233.6583

CF-KBZ-GLI 19.94333 9.86501 .063 -1.2150 41.1017

CF-KBZ-ALA 12.19000 9.86501 .237 -8.9683 33.3483

CF-KBZ-LIS -22.48000* 9.86501 .039 -43.6383 -1.3217

PD-KBZ-GLI KBZ 399.33000* 9.86501 .000 378.1717 420.4883

PD-KBZ-ALA -70.43000* 9.86501 .000 -91.5883 -49.2717

PD-KBZ-LIS 144.51333* 9.86501 .000 123.3550 165.6717

CF-KBZ-GLI 419.27333* 9.86501 .000 398.1150 440.4317

CF-KBZ-ALA 411.52000* 9.86501 .000 390.3617 432.6783

CF-KBZ-LIS 376.85000* 9.86501 .000 355.6917 398.0083

PD-KBZ-ALA KBZ 469.76000* 9.86501 .000 448.6017 490.9183

PD-KBZ-GLI 70.43000* 9.86501 .000 49.2717 91.5883

PD-KBZ-LIS 214.94333* 9.86501 .000 193.7850 236.1017

CF-KBZ-GLI 489.70333* 9.86501 .000 468.5450 510.8617

CF-KBZ-ALA 481.95000* 9.86501 .000 460.7917 503.1083

CF-KBZ-LIS 447.28000* 9.86501 .000 426.1217 468.4383

PD-KBZ-LIS KBZ 254.81667* 9.86501 .000 233.6583 275.9750

PD-KBZ-GLI -144.51333* 9.86501 .000 -165.6717 -123.3550

PD-KBZ-ALA -214.94333* 9.86501 .000 -236.1017 -193.7850

CF-KBZ-GLI 274.76000* 9.86501 .000 253.6017 295.9183

CF-KBZ-ALA 267.00667* 9.86501 .000 245.8483 288.1650

CF-KBZ-LIS 232.33667* 9.86501 .000 211.1783 253.4950

CF-KBZ-GLI KBZ -19.94333 9.86501 .063 -41.1017 1.2150

PD-KBZ-GLI -419.27333* 9.86501 .000 -440.4317 -398.1150

PD-KBZ-ALA -489.70333* 9.86501 .000 -510.8617 -468.5450

PD-KBZ-LIS -274.76000* 9.86501 .000 -295.9183 -253.6017

CF-KBZ-ALA -7.75333 9.86501 .445 -28.9117 13.4050 CF-KBZ-LIS -42.42333* 9.86501 .001 -63.5817 -21.2650

CF-KBZ-ALA KBZ -12.19000 9.86501 .237 -33.3483 8.9683 PD-KBZ-GLI -411.52000* 9.86501 .000 -432.6783 -390.3617 PD-KBZ-ALA -481.95000* 9.86501 .000 -503.1083 -460.7917 PD-KBZ-LIS -267.00667* 9.86501 .000 -288.1650 -245.8483 CF-KBZ-GLI 7.75333 9.86501 .445 -13.4050 28.9117 CF-KBZ-LIS -34.67000* 9.86501 .003 -55.8283 -13.5117

CF-KBZ-LIS KBZ 22.48000* 9.86501 .039 1.3217 43.6383 PD-KBZ-GLI -376.85000* 9.86501 .000 -398.0083 -355.6917 PD-KBZ-ALA -447.28000* 9.86501 .000 -468.4383 -426.1217 PD-KBZ-LIS -232.33667* 9.86501 .000 -253.4950 -211.1783 CF-KBZ-GLI 42.42333* 9.86501 .001 21.2650 63.5817 CF-KBZ-ALA 34.67000* 9.86501 .003 13.5117 55.8283

*. The mean difference is significant at the 0.05 level.



153



153

Lampiran 12

Data Uji Disolusi

Tabel 1. Persentase disolusi KBZ

Waktu (menit) Replikasi 1 Replikasi 2 Replikasi 3 Rerata ± SD

0 0 0 0 0 5 3,18 3,48 3,04 3,23 ± 0,22 10 6,47 7,21 6,88 6,85 ± 0,37 15 11,25 13,79 12,37 12,47 ± 1,27 30 31,64 31,03 31,52 31,40 ± 0,32

Tabel 2. Persentase disolusi campuran fisik CF-KBZ-GLI


0 0 0 0 0 5 32,34 25,00 31,93 29,76 ± 4,12 10 42,49 34,11 37,84 38,15 ± 4,20 15 50,27 41,12 43,58 44,99 ± 4,74 30 62,09 54,22 50,81 55,71 ±5,79

Tabel 3. Persentase disolusi campuran fisik CF-KBZ-ALA


0 0 0 0 0 5 28,10 26,28 18,99 24,46 ± 4,82 10 33,94 33,54 27,41 31,63 ± 3,66 15 48,12 39,88 33,54 40,51 ± 7,31 30 59,68 51,86 44,28 51,94 ±7,70



154

Tabel 4. Persentase disolusi campuran fisik CF-KBZ-LIS


0 0 0 0 0 5 41,40 32,38 28,90 34,23 ± 6,45 10 53,11 44,78 42,23 46,71 ± 5,69 15 60,01 53,28 54,04 55,78 ± 3,69 30 68,48 67,20 70,78 68,82 ±1,81

Tabel 5. Persentase disolusi senyawa prodrug PD-KBZ-GLI


0 0 0 0 0 5 20,02 18,68 22,00 20,23 ± 1,67 10 31,07 28,78 33,82 31,22 ± 2,52 15 40,70 38,22 43,42 40,78 ± 2,60 30 63,53 60,26 65,02 62,94 ± 2,43

Tabel 6. Persentase disolusi senyawa prodrug PD-KBZ-ALA


0 0 0 0 0 5 28,93 39,25 34,03 34,07 ± 5,16 10 51,05 61,65 56,35 56,35 ± 5,30 15 64,24 78,29 71,21 71,25 ± 7,03 30 94,98 108,73 101,78 101,83 ± 6,88



155

Tabel 7. Persentase disolusi senyawa prodrug PD-KBZ-LIS


0 0 0 0 0 5 23,41 25,50 24,46 24,46 ± 1,05 10 42,72 49,45 47,56 46,58 ±3,47 15 56,33 65,42 60,89 60,88 ± 4,55 30 78,55 91,52 85,04 85,04 ± 6,49

Tabel 8. Rekapitulasi persentase disolusi karbamazepin dan senyawa prodrug Waktu (menit) KBZ PD-KBZ-GLI PD-KBZ-ALA PD-KBZ-LIS

0 0 0 0 0 5 3,23 ± 0,22 20, 23 ± 1,36 34,07 ± 5,16 24,46 ± 0,85 10 6,85 ± 0,37 31,22 ± 2,06 56,35 ± 5,30 46,58 ± 2,83 15 12,47 ± 1,27 40,78 ± 2,13 71,25 ± 7,02 60,88 ± 3,71 30 31,40 ± 0,32 62,94 ± 1,99 101,83 ± 6,88 85,04 ± 5,29

AUC30 410,63 1137,13 1928,26 1601,73 Tabel 9. Rekapitulasi persentase disolusi karbamazepin dan campuran fisik

Waktu (menit) KBZ CF-KBZ-GLI CF-KBZ-ALA CF-KBZ-LIS

0 0 0 0 0 5 3,23 ± 0,22 29,76 ± 4,12 24,46 ± 4,82 34,23 ± 6,45 10 6,85 ± 0,37 38,15 ± 4,20 31,63 ± 3,66 46,71 ± 5,69 15 12,47 ± 1,27 44,99 ± 4,74 40,51 ± 7,31 55,78 ± 3,69 30 31,40 ± 0,32 55,71 ±5,79 51,94 ±7,70 68,82 ±1,81

AUC30 410,63 1207,22 1075,07 1478,59



156

Lampiran 13

Konstante Laju Disolusi

Tabel 1. Perhitungan laju disolusi KBZ

Waktu (menit) Rerata % disolusi Mo Mo1/3 - M1/3

0 0,00 100,00 0,00 5 3,23 96,77 0,05 10 6,85 93,15 0,11 15 12,47 87,53 0,21 30 31,40 68,60 0,55

Persamaan regresi : y = 0,0188 x + 0,0415; r = 0,9753 Konstante laju disolusi adalah harga slope dari persamaan regresi dan dinyatakan dalam satuan jam-1. Dengan cara yang sama dihitung konstante laju disolusi senyawa uji dan diperoleh hasil seperti yang tercantum pada Tabel 2 di bawah ini. Tabel 2. Rekapitulasi perhitungan harga k disolusi senyawa uji

Senyawa Persamaan regresi harga r kdis (jam-1) KBZ y = 0,0188 x + 0,0415 0,9753 1,13

PD-KBZ-GLI y = 0,0422 x + 0,0802 0,9871 2,53 PD-KBZ-ALA y = 0,1052 x + 0,0360 0,9965 6,31 PD-KBZ-LIS y = 0,0742 x + 0,0755 0,9910 4,34 CF-KBZ-GLI y = 0,0326 x + 0,2383 0,8334 1,96 CF-KBZ-ALA y = 0,0310 x + 0,1700 0,8944 1,86 CF-KBZ-LIS y = 0,0455 x + 0,2719 0,8760 2,73



157

Lampiran 14

Anova Efisiensi Disolusi 30 Menit (ED30)

Oneway

Descriptives

ED30

N Mean Std.

Deviation Std. Error

95% Confidence Interval for Mean

Min Max

Lower Bound

Upper Bound

KBZ 3 13.6900 .43578 .25159 12.6075 14.7725 13.27 14.14

PD-KBZ-GLI 3 37.9033 2.16077 1.24752 32.5357 43.2710 35.71 40.03

PD-KBZ-ALA 3 64.2667 5.80014 3.34871 49.8583 78.6750 58.49 70.09

PD-KBZ-LIS 3 53.3933 3.87269 2.23590 43.7730 63.0136 49.44 57.18

CF-KBZ-GLI 3 40.2400 4.00259 2.31089 30.2970 50.1830 37.11 44.75

CF-KBZ-ALA 3 35.8367 5.67024 3.27372 21.7510 49.9223 29.98 41.30

CF-KBZ-LIS 3 49.2867 3.11271 1.79712 41.5543 57.0191 47.42 52.88

Total 21 42.0881 15.55096 3.39350 35.0094 49.1668 13.27 70.09

Test of Homogeneity of Variances

ED30

Levene Statistic df1 df2 Sig.

1.178 6 14 .372

ANOVA

ED30

Sum of Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 4613.930 6 768.988 48.338 .000

Within Groups 222.719 14 15.908

Total 4836.649 20



158

Post Hoc Tests


ED30 LSD

(I) Jenis Senyawa (J) Jenis Senyawa Mean

Difference (I-J) Std. Error Sig.



KBZ PD-KBZ-GLI -24.21333* 3.25663 .000 -31.1981 -17.2285

PD-KBZ-ALA -50.57667* 3.25663 .000 -57.5615 -43.5919

PD-KBZ-LIS -39.70333* 3.25663 .000 -46.6881 -32.7185

CF-KBZ-GLI -26.55000* 3.25663 .000 -33.5348 -19.5652

CF-KBZ-ALA -22.14667* 3.25663 .000 -29.1315 -15.1619

CF-KBZ-LIS -35.59667* 3.25663 .000 -42.5815 -28.6119

PD-KBZ-GLI KBZ 24.21333* 3.25663 .000 17.2285 31.1981

PD-KBZ-ALA -26.36333* 3.25663 .000 -33.3481 -19.3785

PD-KBZ-LIS -15.49000* 3.25663 .000 -22.4748 -8.5052

CF-KBZ-GLI -2.33667 3.25663 .485 -9.3215 4.6481

CF-KBZ-ALA 2.06667 3.25663 .536 -4.9181 9.0515

CF-KBZ-LIS -11.38333* 3.25663 .004 -18.3681 -4.3985

PD-KBZ-ALA KBZ 50.57667* 3.25663 .000 43.5919 57.5615

PD-KBZ-GLI 26.36333* 3.25663 .000 19.3785 33.3481

PD-KBZ-LIS 10.87333* 3.25663 .005 3.8885 17.8581

CF-KBZ-GLI 24.02667* 3.25663 .000 17.0419 31.0115

CF-KBZ-ALA 28.43000* 3.25663 .000 21.4452 35.4148

CF-KBZ-LIS 14.98000* 3.25663 .000 7.9952 21.9648

PD-KBZ-LIS KBZ 39.70333* 3.25663 .000 32.7185 46.6881

PD-KBZ-GLI 15.49000* 3.25663 .000 8.5052 22.4748

PD-KBZ-ALA -10.87333* 3.25663 .005 -17.8581 -3.8885

CF-KBZ-GLI 13.15333* 3.25663 .001 6.1685 20.1381

CF-KBZ-ALA 17.55667* 3.25663 .000 10.5719 24.5415

CF-KBZ-LIS 4.10667 3.25663 .228 -2.8781 11.0915

CF-KBZ-GLI KBZ 26.55000* 3.25663 .000 19.5652 33.5348

PD-KBZ-GLI 2.33667 3.25663 .485 -4.6481 9.3215

PD-KBZ-ALA -24.02667* 3.25663 .000 -31.0115 -17.0419

PD-KBZ-LIS -13.15333* 3.25663 .001 -20.1381 -6.1685

CF-KBZ-ALA 4.40333 3.25663 .198 -2.5815 11.3881

CF-KBZ-LIS -9.04667* 3.25663 .015 -16.0315 -2.0619

CF-KBZ-ALA KBZ 22.14667* 3.25663 .000 15.1619 29.1315

PD-KBZ-GLI -2.06667 3.25663 .536 -9.0515 4.9181

PD-KBZ-ALA -28.43000* 3.25663 .000 -35.4148 -21.4452

PD-KBZ-LIS -17.55667* 3.25663 .000 -24.5415 -10.5719

CF-KBZ-GLI -4.40333 3.25663 .198 -11.3881 2.5815

CF-KBZ-LIS -13.45000* 3.25663 .001 -20.4348 -6.4652

CF-KBZ-LIS KBZ 35.59667* 3.25663 .000 28.6119 42.5815

PD-KBZ-GLI 11.38333* 3.25663 .004 4.3985 18.3681

PD-KBZ-ALA -14.98000* 3.25663 .000 -21.9648 -7.9952

PD-KBZ-LIS -4.10667 3.25663 .228 -11.0915 2.8781

CF-KBZ-GLI 9.04667* 3.25663 .015 2.0619 16.0315

CF-KBZ-ALA 13.45000* 3.25663 .001 6.4652 20.4348



159

Lampiran 15

Data Uji Koefisien Partisi

Tabel 1. Penentuan waktu kesetimbangan KBZ dalam oktanol : air (1:1) pada suhu 37 ± 0,5 ºC

Waktu

(jam) Replikasi Absorban Kadar (μg/mL)

Rerata

± SD

1

1 0,1100 1,9011 2,0754

± 0,21

2 0,1160 2,0152

3 0,1315 2,3099

2

1 0,1020 1,7490 1,8188

± 0,81

2 0,0650 1,0456

3 0,1500 2,6616

3

1 0,1020 1,7490 1,2928

± 0,43

2 0,0565 0,8840

3 0,0755 1.2452

4

1 0,0415 0.5989 0,6305

± 0,13

2 0,0505 0,7700

3 0,0375 0,5228

5

1 0,0320 0,4183 0,5355

± 0,10

2 0,0410 0,5894

3 0,0415 0,5989



160

Hasil Uji T-test (2-tailed) Penentuan Waktu Kesetimbangan KBZ dalam

Oktanol : Air (1:1) pada suhu 37 ± 0,5 ºC

Kadar karbamazepin pada jam ke 4 tidak berbeda dari jam ke 5 sehingga dapat disimpulkan telah terjadi kesetimbangan karbamazepin setelah pengocokan 4 jam



161

Tabel 2. Data uji koefisien partisi dalam oktanol : air (1 :1) pada suhu 37 ± 0,5 ºC

*) Pengenceran 2,5 mL ad 5,0 mL

Senyawa Replikasi Absorban

awal Kadar*) (μg/mL)

Absorban kesetimbangan

Kadar (μg/mL)

log P Rerata ± SD

KBZ

1 1,0131 38,1117 0,0140 0,0760 2,40 2,41

± 0,10

2 1,0273 38,6512 0,0150 0,0950 2,31

3 0,9918 37,3024 0,0130 0,0570 2,51

PD-KBZ-GLI

1 0,6650 24,8860 0,0470 0,7029 1,22 1,22

± 0,05

2 0,6596 24,6809 0,0510 0,7789 1,17

3 0,6625 24,7910 0,0430 0,6269 1,27

PD-KBZ-ALA

1 0,5233 19,5023 0,0165 0,1235 1,89 1,89

± 0,04

2 0,5376 20,0456 0,0175 0,1425 1,84

3 0,5229 19,4871 0,0160 0,1140 1,93

PD-KBZ-LIS

1 0,7803 29,2667 0,0590 0,9309 1,17 1,13

± 0,08

2 0,7766 29,1261 0,0560 0,8739 1,19

3 0,7765 29,1223 0,0740 1,2158 1,04



162

Lampiran 16

Anova Koefisien Partisi

Oneway

Descriptives

Koefisien Partisi

N Mean

Std.

Deviation Std. Error

95% Confidence

Interval for Mean

Min Max

Lower

Bound

Upper

Bound

KBZ 3 2.4067 .10017 .05783 2.1578 2.6555 2.31 2.51

P KBZ-GLI 3 1.2200 .05000 .02887 1.0958 1.3442 1.17 1.27

P KBZ-ALA 3 1.8867 .04509 .02603 1.7747 1.9987 1.84 1.93

P KBZ-LIS 3 1.1333 .08145 .04702 .9310 1.3357 1.04 1.19

Total 12 1.6617 .54622 .15768 1.3146 2.0087 1.04 2.51

ANOVA

Koefisien Partisi

Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Between Groups 3.240 3 1.080 203.746 .000

Within Groups .042 8 .005

Total 3.282 11



163

Post Hoc Tests


Koefisien Partisi

LSD

(I) Senyawa (J) Senyawa

Mean

Difference

(I-J) Std. Error Sig.



KBZ P KBZ-GLI 1.18667* .05944 .000 1.0496 1.3237

P KBZ-ALA .52000* .05944 .000 .3829 .6571

P KBZ-LIS 1.27333* .05944 .000 1.1363 1.4104

P KBZ-GLI KBZ -1.18667* .05944 .000 -1.3237 -1.0496

P KBZ-ALA -.66667* .05944 .000 -.8037 -.5296

P KBZ-LIS .08667 .05944 .183 -.0504 .2237

P KBZ-ALA KBZ -.52000* .05944 .000 -.6571 -.3829

P KBZ-GLI .66667* .05944 .000 .5296 .8037

P KBZ-LIS .75333* .05944 .000 .6163 .8904

P KBZ-LIS KBZ -1.27333* .05944 .000 -1.4104 -1.1363

P KBZ-GLI -.08667 .05944 .183 -.2237 .0504

P KBZ-ALA -.75333* .05944 .000 -.8904 -.6163

*. The mean difference is significant at the 0.05 level.



164

Lampiran 17

Sertifikat Uji Etik



165

LAMPIRAN 18

Validasi Metode Analisis HPLC

1. Selektivitas

Gambar 1. Profil kromatogram blanko plasma dengan fase gerak metanol : air (60 : 40)) pada λ = 285 nm

Gambar 2. Profil kromatogram karbamazepin kadar 0,25 μg/mL dengan fase gerak metanol : air (55 : 45) pada λ = 285 nm diperoleh Rt = 7,930 dan Rs = 14,780



166

Gambar 3. Profil kromatogram karbamazepin kadar 0,25 μg/mL dengan fase gerak metanol : air (60 : 40) pada λ = 285 nm, diperoleh Rt = 5,808 dan Rs = 11,754

Gambar 4. Profil kromatogram karbamazepin dalam matriks sampel plasma pada λ = 285 nm, diperoleh Rt = 5,804 dan Rs = 13,608



167

2. Linearitas

Tabel 1. Area larutan karbamazepin pada λ = 285 nm

Diperoleh persamaan regresi linear y = 46229 x + 9795,3 dan koefisien korelasi sebesar

0,9991 ( rtabel = 0,664, dengan df =7; α = 0,05).

Gambar 5. Kurva linearitas larutan baku kerja karbamazepin pada λ = 285 nm

Kadar larutan karbamazepin (μg/mL)

Area (mAU)

0,1 7961 0,2 16398 1 54124 2 97162 4 195403 8 399177 12 572404 20 922360



168

3. LOD/LOQ

Tabel 2. Area larutan baku karbamazepin dengan kadar kecil untuk memperoleh nilai S (slope) pada perhitungan LOD dan LOQ

Gambar 6. Kurva area terhadap kadar larutan karbamazepin untuk memperoleh harga S perhitungan LOD dan LOQ pada λ = 285 nm

Diperoleh persamaan regresi y = 33095 x + 4054,3 dengan koefisien korelasi rhitung =

0,9961 (rtabel - 0,878; dengan df = 3; α = 0,05)

Kadar yang dibuat (μg/mL)

Area (mAU)

0,02 4642 0,04 5462 0,06 6087 0,08 6653 0,10 7356



169

3,5735

Simpangan Baku Residual (Sy/x) dihitung untuk memperoleh harga LOD dan LOQ

seperti dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 3. Data perhitungan simpangan baku residual

Kadar larutan

karabamazepin (μg/mL)

yi y (yi-y)2

0,02 4642 4716,2 5505,64 0,04 5462 5378,1 7039,21 0,06 6087 6040,0 2209,00 0,08 6653 6701,9 2391,21 0,10 7356 7363,8 60,84

Σ = 17205,9 Σ (y-yi)

2/N-2 = 17205,9/5-2 = 5735,3 Sb (y/x) = = 75,73

Batas deteksi (LOD) = SxSb3 =

3309573,753x = 0,007 μg/mL

Batas kuantitasi (LOQ) = SxSb10 =

3309573,7510x = 0,02 μg/mL



170

4. Akurasi

Tabel 4. Area karbamazepin dalam matriks plasma darah kadar 0,5, 4,0 dan 10,0 μg/mL

5. Presisi

Tabel 5. Area karbamazepin dalam matriks plasma darah kadar 0,5, 4,0 dan 10,0 μg/mL

Replikasi Kadar yang dibuat

Area Kadar yang diperoleh (μg/mL)

% Recovery

Rerata % recovery ±

SD 1

0,5 μg/mL 32293 0,49 98,00 96,00 ±

2,00 2 32061 0,48 96,00 3 31717 0,47 94,00 1

4,0 μg/mL 203119 4,18 104,50 104,67 ±

1,01 2 201516 4,15 103,75 3 206712 4,23 105,75 1

10,0 μg/mL 542035 11,51 115,10 115,63 ±

0,46 2 545779 11,59 115,90 3 545567 11,58 115,90

Replikasi Area (mAU) pada kadar : 0,5 μg/mL 4,0 μg/mL 10,0 μg/mL

1 32293 203119 542035 2 32061 201516 545779 3 31717 206712 545567

rerata 32023,67 203782,33 544460,33 SD 289,81 2660,75 2103,07

% KV 0,90 1,31 0,39



171

Lampiran 19

Data Uji Bioavailabilitas

Tabel 1. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji senyawa KBZ

Tabel 2. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji prodrug PD-KBZ-GLI

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 0,2417 0,5891 0,1760 0.2835 0,6510 0,3883 0,22 1,0 0,4238 0,6521 0,4905 1.5818 1,3050 0,8906 0,52 2,0 0,9903 1,5101 0,5253 0.7483 1,7498 1,1048 0,51 3,0 0,8921 2,3272 1,2492 0.8023 1,6678 1,3877 0,63 4,0 0,7948 1,9909 2,1278 - - 1,6378 0,73 5,0 1,2690 3,1970 2,3594 2.0126 2,3218 2,2320 0,69 7,0 2,3759 4,1371 3,8252 1.5957 1,3903 2,6648 1,26 9,0 2,2922 3,8721 1,6327 1.2588 0,7039 1,9519 1,22 12,0 1,9812 3,1381 0,6102 0.6856 0,3848 1,3600 1,17

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 0,7475 0,3568 0,3192 0,6263 1,3279 0,6755 0,41 1,0 1,2881 0,7455 0,2260 1,6077 1,0130 0,9761 0,53 2,0 1,3814 0,8580 0,3135 1,9748 3,3021 1,5660 1,15 3,0 2,0932 1,5957 0,4692 2,3098 4,2922 2,1520 1,39 4,0 3,3634 1,2445 2,4508 3,6668 3,6728 2,8797 1,04 5, 0 2,2962 1,0860 2,8164 3,5341 2,8243 2,5114 0,91 7,0 1,6289 0,6729 1,1920 1,8075 0,5838 1,1770 0,55 9,0 1,2297 0,5289 0,2436 0,5464 0,1252 0,5348 0,43 12,0 0,8589 0,1876 0,0586 0,0473 0,0025 0,2310 0,36



172

Tabel 3. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji prodrug PD-KBZ-ALA

Tabel 4. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji prodrug PD-KBz-LI

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 9,7790 0,4017 0,7280 0,4154 1,1913 2,5031 4,08 1,0 18,7759 0,4026 0,9026 0,4715 1,3569 4,3819 8,06 2,0 14,1425 0,6854 1,1853 0,4431 1,6703 3,6253 5,90 3,0 11,8688 1,6599 1,8239 0,3550 1,6295 3,4675 4,23 4,0 10,2721 1,8828 1,8731 0,9579 1,8394 3,3651 3,88 5,0 3,5085 1,2459 1,2099 0,7404 1,4803 1,6370 1,08 7,0 1,1965 0,8982 1,0487 0,6628 1,4506 1,0513 0,30 9,0 0,9958 0,4820 0,5826 0,6087 1,1958 0,7730 0,31 12,0 0.5942 0,0655 0,1463 0,1467 0,7393 0,3384 0,31

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 2,1110 6,0185 10,3812 5,0245 0,6437 4,8358 3,78 1,0 2,7507 6,0217 9,3352 6,2641 1,1567 5,1057 3,21 2,0 3,2569 3,6434 20,5678 4,9742 0,8209 6,6526 7,92 3,0 6,3472 2,4165 20,0778 4,0878 0,9194 6,7697 7,71 4,0 4,2043 3,8709 6,7736 2,6412 1,3324 3,7645 2,03 5,0 3,3839 2,6057 2,9096 2,2330 3,8085 2,9881 0,62 7,0 1,2865 1,0307 1,5884 1,0260 3,3060 1,6475 0,96 9,0 1,0008 0,7607 1,5361 0,3708 1,8931 1,1123 0,61 12,0 0,2497 0,4611 0,4734 0,1061 0,2404 0,3061 0,16



173

Tabel 5. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji campuran fisik CF-KBZ-GLI

Tabel 6. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji campuran fisik CF-KBZ-ALA

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 0,1707 0,2976 1,4587 0,2618 0,6838 0,5472 0,61 1,0 0,3989 0,4384 - 0,4518 0,9954 0,4253 0,22 2,0 0,2548 0,3955 0,9319 0,5922 1,5618 0,5436 0,29 3,0 0,3390 1,0059 1,2355 0,7482 1,7814 0,8321 0,38 4,0 0,6862 1.4008 2,1873 0,7425 1,7951 1,2542 0,70 5,0 1,4450 1,6872 1,8038 0,6007 1,9143 1,3842 0,54 7,0 1,2771 1,1668 2,4090 0,4266 1,6136 1,3199 0,82 9,0 1,2797 0,7489 2,1573 0,3491 0,8865 1,1338 0,78 12,0 0,7358 0,6782 1,2532 0,2873 0,6838 0,7386 0,40

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0,5 0,4750 7,3443 6,0798 1,9691 0,9901 3,3717 3,13 1,0 0,5528 0,4418 5,4708 2,2200 1,3827 2,0136 2,06 2,0 0,9127 0,6464 3,7963 2,0791 1,7765 1,8422 1,61 3,0 0,7528 0,6711 2,6186 1,6573 1,9390 1,5278 0,82 4,0 1,9226 0,8361 1,9295 1,2974 4,3127 2,0597 1,34 5,0 2,9086 0,6371 1,3216 1,0511 2,9056 1,7648 1,07 7,0 1,1762 0,3341 0,3242 0,6582 6,2700 1,7525 2,55 9,0 0,4259 0,1517 0,0418 0,4370 7,7021 1,7517 3,33 12,0 0,2320 0,1565 0,0576 0,3254 3,1516 0,7846 1,33



174

Tabel 7. Kadar karbamazepin (μg/mL) dalam plasma darah setelah pemberian sampel uji campuran fisik CF-KBZ-LIS

Jam ke- Kadar 1 Kadar 2 Kadar 3 Kadar 4 Kadar 5 Rerata SD 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 2,0033 5,0472 0,2486 8,7148 0,4432 3,2914 3,59 1,0 2,0033 4,6454 1,0002 5,5052 0,4705 2,7249 2,24 2,0 2,0022 7,7823 0,9557 2,6587 0,5640 2,7926 2,91 3,0 3,1558 8,4990 3,3206 1,5322 0,3233 3,3662 3,12 4,0 4,4496 8,9593 8,2973 2,2180 0,5493 4,8947 3,69 5,0 4,1886 6,8277 7,0885 0,9711 0,4931 3,9138 3,12 7,0 3,1975 5,4539 6,3820 0,3226 0,3565 3,1425 2,51 9,0 2,2880 4,1747 5,5805 0,0745 0,3603 2,4956 2,39 12,0 1,5983 2,9048 3,08718 - 1,9269 2,0603 1,46



175

Lampiran 20

Uji Kruskal-Wallis Cmaks

Kruskal-Wallis Test

Ranks Jenis

Senyawa N Mean Rank Kadar KBZ KBZ 5 19.00

KBZ-GLI-2 5 20.80 KBZ-ALA-2 5 10.60 KBZ-LIS-2 5 24.40 KBZ-GLI-1 5 12.20 KBZ-ALA-1 5 15.60 KBZ-LIS-1 5 23.40 Total 35

Test Statisticsa,b

Kadar KBZ Chi-Square 8.245 df 6 Asymp. Sig. .221 a. Kruskal Wallis Test b. Grouping Variable: Jenis Senyawa



176

Uji Kruskal-Wallis C 2 jam

Kruskal-Wallis Test

Ranks Jenis

Senyawa N Mean Rank C 2 jam KBZ 5 14.40

PD-KBZ-GLI 5 17.00 PD-KBZ-ALA 5 17.00 PD-KBZ-LIS 5 27.20 CF-KBZ-GLI 5 9.00 CF-KBZ-ALA 5 20.20 CF-KBZ-LIS 5 21.20 Total 35

Test Statisticsa,b

C 2 jam Chi-Square 9.318 df 6 Asymp. Sig. .156 a. Kruskal Wallis Test b. Grouping Variable: Jenis Senyawa



177

Lampiran 21

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Dewi Isadiartuti, Dra. M.Si., Apt Tempat, tanggal lahir : Surakarta, 20 Mei 1965 Agama : Kristen Protestan Jenis Kelamin : Perempuan Pekerjaan : Staf Pengajar Fakultas Farmasi Universitas Airlangga Jl. Dharmawangsa Dalam Surabaya (60286) Tilp/Fax : 031-5033710/031-5020514 Pangkat/ Gol/Jabatan : Pembina/IV/a/ Lektor Kepala NIP/NIDN : 19650520 199102 2 001/ / 002005196509 Nama Suami : Dr. Kris Nugroho, Drs., M.A Nama Anak : 1. Andre Bayu Nugroho 2. Eunike Mustika Nugroho Alamat Rumah : Jl. Merpati I/2 Rewwin Sidoarjo Tlp/HP : 031-8531931/ 085100684948 RIWAYAT PENDIDIKAN

Tahun Pendidikan 1976 Lulus SDN Trunojoyo 2 Surabaya 1981 Lulus SMPN 10 Surabaya 1984 Lulus SMAN 2 Surabaya 1989 Lulus S1 Fakultas Farmasi Universitas Airlangga 1990 Lulus Apoteker Fakultas Farmasi Universitas Airlangga 1998 Lulus S2 Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada

2009-saat ini Pascasarjana Universitas Airlangga (S3) MIPA



178

RIWAYAT PENELITIAN

No. Judul Penelitian Tahun Sumber Dana 1 Optimasi Peningkatan Kelarutan Indometasin dengan

Pelarut kosolven 2008 Project Grant FFUA

2 Peningkatan Kelarutan dan Laju Disolusi Senyawa Obat Hidrofob dengan Model Zat Aktif Indometasin

2008 Project Grant FFUA

3 Uji Sterilitas Alat Kesehatan dan Uji Efektivitas Disinfeksi yang digunakan di Instalasi Rawat Darurat RSUD. Dr. Soetomo

2011 Project Grant FFUA

4 Pembentukan Prodrug Karbamazepin-Asam Amino Sebagai Upaya Pengembangan Bentuk Sediaan Farmasi

2012- 2013

Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi (DIKTI)

5 Studi Korelasi In Vitro- In Vivo Prodrug Karbamazepin-Asam Amino Dalam Pengembangan Sediaan Farmasi

2014 Penelitian Unggulan Perguruan Tinggi (DIKTI)

RIWAYAT PENGABDIAAN MASYARAKAT

No Nama Kegiatan 1. Pelatihan Penggunaan Disinfektan-Antiseptik dan Pembuatan Hand Gel

Antiseptic Ekstrak Daun Sirih di Kecamatan Gubeng Surabaya, 4 Desember 2007

2. Pelatihan Dispensing Obat Steril bagi Farmasis di Rumah Sakit Angkatan I , 25-26 Februari 2008

3. Pelatihan Dispensing Obat Steril bagi Farmasis di Rumah Sakit Angk II , 28-29 Juli 2008

4. Pengelolaan Obat Yang Benar, Dharma Wanita Persatuan FISIP Unair, 3 Jan 2009

5. Pelatihan Dispensing Obat Steril bagi Farmasis di Rumah Sakit Angkatan III, 22-24 Juni 2009

6. Pelatihan Bentuk Sediaan, Stabilitas, dan keamanan Obat serta Nakti Sosial Pengabdian Profesi Apoteker Kepada Masyarakat, Wonosalam-Jombang, 28 September 2013.



179

KARYA ILMIAH DIPUBLIKASIKAN

No Judul Publikasi 1. Pembentukan Kompleks Inklusi Fenobarbital dengan Hidroksipropil--

siklodekstrin, Majalah Farmasi Indonesia, Vol 16 (1), 2005. 2. Pemanfaatan Ekstrak Daun Sirih Sebagai Pengganti Alkohol dalam Sediaan Gel

Antiseptik Tangan: I. Studi Formulasi, Jurnal penelitian Media Eksakta, Vol 6 (1), 2005.

3. Uji Efektivitas Sediaan Hand Gel Antiseptic Ekstrak Daun Sirih, Majalah Farmasi Indonesia, Vol 17 (4), 2006.

4. Uji Efektivitas Sediaan Hand Gel Antiseptic Paten, Majalah Farmasi Airlangga, Vol 5 (3), 2006.

5. Termodinamika Pembentukan Kompleks Inklusi Fenobarbital-Hidroksipropil --siklodekstrin, Majalah Farmasi Indonesia, Vol 18 (2), 2007

6. Karakterisasi Kompleks Inklusi Asam mefenamat-beta-siklodekstrin yang Dibuat dengan Metode Freeze Drying, Jurnal Kefarmasian Indonesia, Vol 1 (1), 2009.

7. Solubility and Dissolution Study of Physical Mixture of Carbamazepine and Amino Acids, International Journal Pharmacy and Pharmaceutics Sciences, Vol 6 (1), 2014.

KARYA ILMIAH DISEMINARKAN

No Judul Publikasi 1 The Influence Concentration of Tween 80 on The Physical Properties and

Dissolution Rate of Mefenamic Acid Tablet, International Seminar on Pharmaceutics Institut Teknologi Bandung, 2007.

2 Characterization of Carbamazepine-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin Inclusion Complex In Solid State Obtained by Freeze Drying, The 8th Asian Conference On Clinical Pharmacy, Surabaya, 2008.

3 The Formation of Inclusion Complex of Carbamazepine-Hydroxypropyl-β -cyclodextrin, Second Collaborative Conference Unair-USM, Universitas Airlangga Surabaya, 2009.

4 Characterization Inclusion Complex of Carbamazepine-Hydroxypropyl -β-cyclodextrin By Spray Drying Method, International Seminar on Medicinal Chemistry and Timmerman Award, Surabaya, 2011.

5 Dissolution Enhancement of Carbamazepine by Inclusion Complex Carbamazepine-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin using Spray Drying Method, Federation of Asian Pharmaceutical Association (FAPA), 24th Congress, Nusa Dua Bali, 2012.

6 Physicochemical Properties and Bioavailability of Carbamazepine-Lysine Prodrug, The 1st International Conference on Pharmaceutics and Pharmaceutical Sciences, Surabaya 14-15th November 2014



DISERTASI PEMBENTUKAN PRODRUG …repository.unair.ac.id/32901/1/ISADIARTUTI, DEWI.pdf · JUDUL ......

Documents

Transcript of DISERTASI PEMBENTUKAN PRODRUG …repository.unair.ac.id/32901/1/ISADIARTUTI, DEWI.pdf · JUDUL ......