FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

69
Tina FARMASI FISIKA II KRISTALOGRAFI Editor untuk Kuliah 2013, Sadono Naskah kuliah sebelumnya 1. Kimia Fisika Kristalografi oleh Kristina Avanti, 2005 2. Farmasi Fisika II- KRISTLOGRAFI Solids and the Crystaline State (State Matter) oleh Doddy De Quelyu, 2010

Transcript of FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Page 1: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Tina FARMASI FISIKA II KRISTALOGRAFI

Editor untuk Kuliah 2013, Sadono

Naskah kuliah sebelumnya

1. Kimia Fisika Kristalografi oleh Kristina Avanti, 2005

2. Farmasi Fisika II- KRISTLOGRAFISolids and the Crystaline State (State Matter)

oleh Doddy De Quelyu, 2010

Page 2: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

KIMIA FISIKA KRISTALOGRAFI

ENERGI IKATAN ANTAR ATOMDIMENSI DAN ENERGI IKATANENERGI IKATAN ANTAR MOLEKULKONDISI MATERI (GAS, CAIR, PADATAN

DAN KRISTALIN)HABIT DAN STRUKTUR INTERNALMONOTROPI DAN ENANTIOTROPIANTARAKSI DUA ATAU LEBIH BAHAN OBAT

Tina

Page 3: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Introduksi : Dari kuliah mikromeretika diketahui istilah: - shape, size, weight, volume, binding forces - electrical charge(s) - arrangement - agregate - agromulate - particle-particulate - packing arrangement

Dalam kuliah kristalografi akan ada istilah - habit - internal structure - (inter/ intra) molecular (atomic/ionic)–binding forces

- etc

SADONO

Page 4: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Introduksi : DAYA IKAT

proton (+) – netron – (messon) – elektron (-)

(inti atom) atom molekul senyawa ( organik / anorganik )

SADONO

Page 5: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

P

Fisika nuklir

ATOM INTI ATOM/ nuklida

Sadono 17

PROTON= p

NETRON= n

ELEKTRON= e

1,8724 x 10 -24 g = 1,00759 amu

NUKLEON = p+n (+meson ?)

p=1,00759 amu, muatan +

n=1.00898 amu, muatan 0

e=0.000586 amu, muatan -

Z = jml. Proton= nomor massa A = p + n (A) 32

(Z) 16Stabil ? Z=n(A=kecil); n>Z; Magic Nr

REVIEW

Page 6: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Fisika nuklir

KOMPONEN INTI ATOM

Sadono 17

Daya ikat kuatKalau dipecah ?

Radiasi energi

= 4,0028 amu, muatan + 2= 0.000549 amu, muatan -1= 0.000107 amu, muatan 0

Stabilitas orde satu

A*(radioaktif) P (non ra)

p

n

m

e

REVIEW

Page 7: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Daya ikat kuatKalau (di) pecah ?

Fisika nuklir

KOMPONEN INTI ATOMSadono 17

Radiasi energi

Energi ikat : 2 p + 2 n He =28.2 MeV

(Masa hilang = 0.03038 amu; 1 amu = 931 MeV)

Pembentukan 1 grat He 7,19 x 10 8 K.cal

( dapat menguapkan 70. 000 ton air)

1

1

1

0

4

2

4

2

energi setara massa yg. hilang

E = m.c2 Satuan energi ?

REVIEW

Page 8: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Fisika nuklir

Sadono 17

- Radiasi tunggal / ganda ?-* mother - * daughter

- Sealed source/ Opened source ?

REVIEW

● Alam (Natural) ● Buatan (Artificial) ● Radiasi spontan berantai

● Radi terkendali● Radi partikel / glb el mgn/ energi

● Radiasi karena : proton netron● Radiasi karena : netron proton

● Radiasi karena : penangkapan elektron

● Buatan (Artificial) Penembakan dg netron

Target tunggal / + Isotop ● Senyawa bertanda

WHATWHYHOW

Page 9: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Inti atom ---- Atom ( Axz X = nama unsur; A = nomer masa

Z = nomer atom = jml proton (+) plus netron A-Z = jml netron e = elektron muatan negatif (-)

Atom suatu unsur berbeda pada : masa (size), daya ikat (binding forces), muatan listrik

Molekul ------- Ikatan antar atom unsur sejenis atau berbeda jenis Beda size, shape, weight, volume, binding forces,

arrangement

Senyawa ------- Ikatan antar molekul se/beda - jenis Beda size, shape, weight, volume, binding forces, arrangement

PARTIKEL/ Partikulat = senyawa berukuran kecil (serbuk/debu) Serbuk = kumpulan partikel/ partikulat; Beda size, shape, weight, volume, packing arrangement

SADONO

Page 10: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

BINDING FORCES BETWEEN MOLECULES

10

In order for molecules to exist in aggregates in gases, liquids, and solids, intermolecular

forces must exist.

An understanding of intermolecular forces is important in the study of pharmaceutical

systems and follows logically from a detailed discussion of intramolecular bonding

energies.

DODY

Page 11: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

In order for molecules to exist in aggregates in gases, liquids, and solids, intermolecular forces

must exist.

An understanding of intermolecular forces is important in the study of pharmaceutical systems and follows logically from a detailed discussion of

intramolecular bonding energies.

(1) Repulsive and Attractive Forces

(2) Van der Waals Forces

(3) Ion–Dipole and Ion–Induced

Dipole Forces

(4) Hydrogen Bonds

DODY

Page 12: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Cohesion, or the attraction of like molecules, and adhesion, or the attraction of unlike

molecules, are manifestations of intermolecular forces.

A knowledge of these forces is important for an understanding not only of the properties of

gases, liquids, and solids, but also of interfacial phenomena, flocculation in suspensions, stabilization of emulsions, compaction of

powders in capsules, and the compression of granules to form tablets.

DODY

Page 13: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

STATES OF MATTERGases, liquids, and crystalline solids are the three

states of matter. The molecules, atoms, and ions in the solid state are held in close proximity by

intermolecular, interatomic, or ionic forces.

The particles of the solid can oscillate only about fixed positions.

As the temperature of a solid substance is raised, the particles acquire sufficient energy to disrupt the

ordered arrangement of the lattice and pass into the liquid form.

Finally, when sufficient energy is supplied, the molecules pass into the gaseous state.

13DODY

Page 14: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Solids with high vapor pressures, such as iodine and camphor, can pass directly from the solid

to the gaseous state without melting.

This process is known as sublimation, and the reverse process, that is, recondensation to the solid state, may be referred to as deposition.

Certain asymmetric molecules frequently exhibit a fourth phase, more properly termed a mesophase (Greek, mesos, middle), which lies between the liquid and crystalline states. This so-called liquid crystalline state is discussed

later.

14DODY

Page 15: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

habit internal structure

crystalline amorphous

single entity

polymorphsnonstoichiometricInclusion comp.

stoichiometric solvates -(hydrates)

channel layercage

(clathrate)

chemical compound

Lachman Leon; Spec. Ed. ; 2009; p.177 SADONO

molecular adducts

Page 16: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Senyawa KimiaSenyawa Kimia

Habit Struktur Kristal

Kristal Amorf

Tunggal

PolimorfNon stokiometri- Senyawa inklusi

Stokiometris- Solvat (hidrat)

Channel(sakra)

Lays(lapisan)

Cage(Clathrate)

Tina

Page 17: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

IKATAN ANTAR ATOM

Terdapat pada semua padatan

Menghasilkan kekuatan, sifat listrik dan thermal tertentu kemampatan

Contoh :Ikatan kuat suhu lebur tinggi jarak antar atom pendek

Koefisien muai thermal rendah kekerasan dan kekuatan tinggi

Tina

Page 18: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Logam, material keramik, polimer tertentu

berkristalisasi ketika memadat

ESESESES AIRAIRAIRAIR

Fase padat Kristalin Fase cair

Komposisi sama berbeda fase

Komposisi sama berbeda fase

Kristal memiliki periodisitas sehingga menghasilkan tatanan rentang panjang (susunan atomik lokalnya berulang dengan interval yang teratur jutaan kali dalam ketiga dimensi ruang)

Tina

Page 19: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Contoh Kristal NaCl Lawrence

Sistem Kristal

Periodisitas tiga dimensional sesuai konvensi menempatkan sumbu x,y dan z beserta titik asalnya pada sudut belakang kiri bawah

Z

xy

αβ

γ

Z

x

y

ab

c

Tina

Page 20: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

SISTEM SUMBU SUDUT SUMBU

KubikTetragonalOrtohombikMonoklinikTriklinikHeksagonalRombohedral

a = b = ca = b ≠ ca ≠ b ≠ ca ≠ b ≠ ca ≠ b ≠ ca = a ≠ ca = b = c

α = β = γ = 90˚α = β = γ = 90˚α = β = γ = 90˚α = γ = 90˚ ≠ βα ≠ β ≠ γ ≠ 90˚α = β = 90˚; γ = 120˚α = β = γ ≠ 90˚

SISTEM KRISTAL

Tina

Page 21: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

KISI KRISTALPola titik yang terdapat pada 7 sistem kristal

= Kisi-Kisi Bravais (Bravais Lattice)

Tina

Sederhana

Pemusatan Ruang

Pemusatan Sisi

Kubik

Sederhana

Pemusatan Ruang

Tetragonal

Sederhana Pemusatan Ujung

Pemusatan Ruang

Pemusatan Sisi

Orthorhombic

Page 22: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

KISI KRISTALPola titik yang terdapat pada 7 sistem kristal

= Kisi-Kisi Bravais (Bravais Lattice)

Tina

Triklinik

Sederhana Pemusatan-ujung

Monoklinik

Page 23: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

KISI KRISTALPola titik yang terdapat pada 7 sistem kristal

= Kisi-Kisi Bravais (Bravais Lattice)

Tina

HexagonalRhombohedral

(Trigonal)

Page 24: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Habit Kristal Tampak luar suatu kristal

Contoh :

lempeng kubus

jarumpisau tubuler

prismatik

Gypsum

Tourmaline(Complex Silicate)

Zircon(ZrSiO4)

Kyanite(Al2SiO5) Ruby Quartz

(SiO2)

Tina

Page 25: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Struktur Internal Kristal Susunan molekul di dalam kristal

Struktur internal suatu senyawa dapat mempunyai habit yang berbeda.

Perubahan struktur internal biasanya mengubah habit kristal

Perubahan kimia perubahan struktur internal dan habit kristal

Contoh : Konversi garam Na menjadi bentuk asam bebasnya

Na Salisilat Asam Salisilat

Tina

Page 26: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Perbedaan Kristal dan Amorf Kristal

Dikarakterisasi oleh pembagian ruang berulang dari atom-atom atau molekul senyawa dalam bidang 3 dimensi

AmorfAtom-atom atau molekul-molekul terletak secara acak seperti dalam cairan

Tina

Page 27: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

A M O R FDibuat dengan cara :

a. Pengendapan cepatb. Liofilisasic. Pendinginan cepat dari cairan yang melebur

Sifat Amorf :

a. Energi termodinamik lebih tinggi daripada bentuk kristal

b. Kelarutan dan laju disolusi umumnya lebih besar

c. Pada penyimpanan cenderung berubah menjadi bentuk yang lebih stabil

Tina

Page 28: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Bentuk hidrat mempunyai kelarutan lebih kecildari bentuk anhidratnya

Pelarut kristalisasiPelarut kristalisasi

Dalam jumlah stokiometris (solvat)Kompleks molekuler yang tergabung dengan molekul-molekul pelarut yang mengkristal di dalam kisi-kisi kristalBila pelarut air : hidrat

(hemihidrat, monohidrat, dihidrat) =Ekivalensi molar ½ 1 2 dengan air

Dalam jumlah non stoikiometris(melibatkan molekul-molekul yang terjerat dalam inti kristal)

Tidak dikehendaki

Tidak reprodusibel

Tina

Page 29: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Contoh perbedaan konsentrasi serum manusia setelah pemberian ampisilina anhidrat dan trihidrat dalam bentuk suspensi oral

Ampicillin

00,30,60,91,21,51,82,12,4

0 1 2 3 4 5 6

hours

Am

pici

llin

Ser

um C

onc.

ug/

ml

Anhydrous

Trihydrate

Lachman,L., Lieberman, AH., Kanig, LJ., 1986, The Theory and Practice of Industrial Pharmacy, Lea and Febiger, Philadelphia, 177

Tina

Page 30: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

POLIMORFISMAKemampuan suatu senyawa untuk membentuk

lebih dari satu jenis kristal

Menyebabkan perbedaan pada titik leleh, kelarutan, stabilitas kimia, bioavailabilitas

Polimorf KristalContoh : Kloramfenikol palmitat A,B,C dan bentuk amorf

Surface of the drug Chloramphenicol-3-Palmitate showing interactions with water molecules.

Tina

Page 31: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sifat Fisiko Kimia yang Berhubungan Sifat Fisiko Kimia yang Berhubungan dengan Struktur Internal :dengan Struktur Internal :

1.1. Titik LeburTitik Lebur

2.2. DensitasDensitas

3.3. KekerasanKekerasan

4.4. Bentuk KristalBentuk Kristal

5.5. Sifat OptikSifat Optik

6.6. Tekanan UapTekanan Uap

Tina

Yg. terkait rumus Noyes-Whitney ?

Yg. terkait metode analisis berikut ?

Page 32: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Metode Analisis Untuk Karakterisasi Bentuk Padat

Method Material Required

per Sample

Microscopy

Fusion Methods (hot stage microscopy)

Differential scanning calorimetry (DSC/DTA)

Infrared spectroscopy

X-ray powder diffraction

Scanning electron microscopy

Thermogravimetric analysis

Dissolution/solubility analysis

1 mg

1 mg

2-5 mg

2-20 mg

500 mg

2 mg

10 mg

mg to gm

Lachman,L., Lieberman, AH., Kanig, LJ., 1986, The Theory and Practice of Industrial Pharmacy, Lea and Febiger, Philadelphia, 178

Tina

Page 33: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Mikroskopi Polarisasi

Monotropi/Isotropis = Indeks refraksi tunggal

Amorf, supercooled glasses, senyawa organik padat bukan kristal, senyawa dengan kisi-kisi kristal kubik tampak gelap

Contoh : NaCl

Tina

Page 34: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

= Senyawa dengan indeks refraksi lebih dari satu

Tampak terang dengan warna berkilauan

Anisotropi/Enatiotropi

Tina

Page 35: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

ANALISIS THERMALDifferential Scanning Calorimetry (DSC)

Differential Thermal Analysis (DTA)

Mengukur panas yang hilang atau pengikatan panas sebagai akibat perubahan-perubahan fisika dan kimia dalam suatu sampel sebagai fungsi temperatur

Tina

Page 36: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

DIFRAKSI SINAR X

2-slit and 5-slit diffraction

Double-slit diffraction Double-slit diffraction(red laser light)

Tina

Page 37: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

SOLID DISPERSION( DISPERSI SOLIDA / SOLID-SOLID SOLUTION )

Sadono

Luas permukaan spesifik vs. kelarutan Reduksi ukuran partikel : - penggerusan/penggilingan konvensional - alat ball mill - pengendapan kembali / rekristalisasi - mikronisasi

Pengecilan uk.partikel belum tentu laju kel.naik - Uk.part.bhn hidrofob >>, energi bebas per- mukaan >>, tidak stabil secara termodi- namika agregasi/ aglomerasi

Page 38: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

drug molecules or nanoparticles- molecular distributed - nanoparticles; either amorphous or crystalline

hydrophilic matrix - amorphous- crystalline

Solid dispersions

Solid dispersions: lipophilic drug is incorporated in a hydrophilic matrix

Page 39: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Terjadinya peningkatan laju disolusi

1. Reduksi ukuran partikel 2. Efek solubilisasi dari pembawa 3. Hilangnya sifat agregasi/ agromelasi bhn. aktif hidrofob 4. Peningkatkan kemampuan untuk diba- sahi dan terdispersi oleh pembawa yg. mudah larut (Pada pembuatan kapsul, dll sed. padat) 5. Terjadinya bentuk metastabil

Sadono

Page 40: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

SISTEM DISPERSI SOLIDA

Dispersi dari satu atau lebih bahan aktif dl. pembawa/ matriks yang bersifat inert Bentuk kombinasi yang didapat dari sistim peleburan-pelarutan Teknik khusus untuk memperkecil uk.part. tanpa terjadi aglomerasi/ agregasi Uk, part. <<, laju disolusi >> 2 x x V Log S/ So = ---------------------------- (Kelvin) 2.303 x R x T x r

Kel. kristal mikro (S) meningkat dibanding kel. Kristal makro (So) karena r << Dosis terapi reserpin mikro = 1/3 makro

Sadono

Page 41: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

DISPERSI SOLIDA dibedakan menjadi (Chiou & Riegelman, JPS 71; 60 (9) ) :

1. Camp.eutecticum Perband. bhn 1 & 2 tertentu 2. Solid solution 3. Glass solution & glass suspension 4. Endapan amorf dalam pembawa kristalin 5. Pemb. kompleks bhn. aktif & pembawa 6. Kombinasi antar kelima cara

Sadono

TIGA CARA PEMBUATAN SISTIM DISPERSI SOL.

1. Cara/ metoda peleburan 2. idem pelarutan 3. idem peleburan-pelarutan

Page 42: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

1. Metoda peleburan Melebur campran bhn-bhn pd komposisi eutektikum, kemudian dipadatkan dg. cepat pd penangas es. Gerus dan ayak mesh tertentu Syarat : bhn-bhn dp bercampur sempurna pd. Keadaan melebur dan stabil suhu tinggi Keuntungan : sederhana & ekonomis Kerugian : pengaruh suhu tinggi thd. penguapan, peruraian, perubahan kea- rah polimorf metastabil ke stabil pd. penyimpanan Contoh: Disp. Griseofulvin-pentaeritriol Disp. Spironolakton-PEG 6000

Page 43: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

2. Metoda pelarutan Melarutkan campuran fisik bhn-bhn pd pelarut organik, diikuti penguapan pelarut pd suhu rendah. Gerus dan ayak mesh tertentu Keuntungan : terhindar peruraian termal Kerugian : pemilihan pelarut yg tidak tok- sik, penghilangan sempurna pelarut, biaya mahal

3. Metoda peleburan pelarutan Melarutkan bhn-bhn obat pd pelarut terpi- lih, diikuti pencampuran pembawa yg telah dilebur Gerus dan ayak mesh tertentu Kerugian : terbatas obat terapi rendah

Page 44: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

Persyaratan pembawa : 1. mudah larut air & laju dis. tinggi 2. tidak toksik 3. inert secara farmakologik 4. dp bercampur secara kimia dl keadaan pa- dat dan tidak membentuk ikatan kom- pleks yg kuat dengan bhn aktif 5. stabil pd suhu tinggi (met. peleburan) 6. larut pd pelarut organik (met. pelarutan) Contoh pembawa : PEG 4000/ 6000 s/d 20000, PVP K-25 K-30, K-90, Laktosa, sugars, as. Sitrat, as. suksinat, urea.

Apa perbedaan camp.fisik dan disp.solida ? Pd campuran fisik internal structure crystal masing-maing bahan tetap

Page 45: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

Parameter identifikasi disp sol vs. camp. fisis

Apakah bhn aktif tak terurai/ menjadi snyw baru ?

- Pemeriksaan dg KLT harga Rf

Apakah terbentuk dispersi solida ? - Pemeriksaan dg DTA puncak endotermis kristal bhn aktif unt campuran fisis - Pemeriksaan dg X-Ray Defractometer puncak2 spesifik bidang kristal - Pemeriksaan homogenitas - Penentuan laju disolusi efisiensi disolusi AUC dibagi kadar terlarut 100% x t - Elektron Mikroskop ?

Campuran fisik dan dispersi solida hanya terbedakan pd keadaan solida/ bukan li-

kuida atau lainnya. Why ?

Page 46: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

A suitable powder dispersion as the basis of preparing a wide range of very import- ant pharmceutical dosage forms such as capsules, granulations, compressed ta- blets and throat lozenges.

Tablets and capsules can then be treated with special coatings, often a liquid poly- meric dispersion, to improve the stability or release of the drug, or for identification purposes.

Page 47: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

Solid disp. have been prepared for the quest of controlled drug delivery

to control the rate of drug release, the site of drug dellivery or reduce the toxicity matrix as a result mixing with insoluble plastics, hydrophyllic polimers or fatty compound

Exp. Microcapsules, Nanoparticles, Microsphere

Page 48: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

Page 49: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono

Nano partikel ;

Sediaan dg. Ukuran partikel nanomikron

(semacam multi emulsi o/w/o atau w/o/w emulsi)

Page 50: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Microemulsions (1)

• Literature: confusing/contradictive

• Consist of: water / oil / surfactant / co-surfactant

• Something between a micelle and an emulsion

• Swollen or large micelle

• Size: - micelle: 5 - 10 nm

- microemulsion: 10-200 nm

- emulsion: > 1000 nm

• Optically isotropic because particle size is smaller

than wavelength visible light (emulsions are turbid)

• Thermodynamically stable (emulsions are not)

• Lipophilic drugs can be dispersed molecularly

Page 51: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Microemulsions (2)

Co-surfactant (usually an alcohol, e.g. pentanol)

Interfacial tension is close to zero

Microemulsions are formed spontaneously

Microemulsions are thermodynamically stable

SMEDDS: SELF EMULSIFYING DRUG DELIVERY SYSTEMS

Page 52: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Nanosuspensions

Saturation concentration around small particles is higher than around large particles

solubility especially strongly increases when particle size < 1 m

Top down methods:

- Dry milling: particles smaller than 1 m not possible

Wet milling e.g. high pressure homogenization

Bottom up methods:

- Controlled crystallization/precipitation

Disadvantage:

- Large amounts of surfactants are required to

prevent aggregation and Ostwald ripening

Page 53: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Complexing agents (cyclodextrins)

+

CD + lipophilic drug complex

lipophilic cavity hydrophilic outside

-CD -CD -CD

Molecular weight 972 1135 1297

Glucose monomers 6 7 8

Internal cavity diameter (nm) 0.5 0.6 0.8

Three types of cyclodextrins (+ derivatives)

Page 54: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Fusion method: - heat until carrier and drug mix (e.g. extruder)

- rapid cooling

Disadvantages:

- limited miscibility during heating

- thermal degradation

- phase separation during cooling can easily occur

Current methods to preparesolid dispersions (1)

Page 55: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Solvent method:

- dissolve carrier and drug in one solvent (mixture)

- evaporation of solvent

(e.g. vacuum drying, spray drying)Disadvantages:

- phase separation can easily occur

- limited choice of solvent (mixtures)

(usually class II solvents e.g. chloroform)

- limited choice of matrix (e.g. PVP and PEG)

Current methods to preparesolid dispersions (2)

Page 56: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Current methods to prepare solid dispersions (3)

Alternative solvent method: - dissolve carrier and drug in one solvent (mixture) - solvent is removed by freeze drying

Freeze drying: - solution is frozen - pressure is reduced - solvent is removed by sublimation

Sublimation: - evaporation of a substance from the solid state without passing the liquid state

Page 57: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

MATERIAL SAINMATERIAL SAIN

SOLID-SOLID SOLUTIONSOLID-SOLID SOLUTION

Oleh Oleh Sadono & C. AvantiSadono & C. Avanti

FF. UBAYA, 2010

KUMPULAN SLIDE KUMPULAN SLIDE POWER POINTPOWER POINT

Page 58: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

2. Periode Th. 1970-19802. Periode Th. 1970-1980Material sain bahan farmasiMaterial sain bahan farmasi(FKG, Senirupa, Geologi (FKG, Senirupa, Geologi Metalurgi) Metalurgi)

Manipulasi karahteristik fisika-kimia unt. me-Manipulasi karahteristik fisika-kimia unt. me-ningkatkan BA-BE ningkatkan BA-BE ( peningkatan kel.( peningkatan kel.absorbsi)absorbsi)

Pengembangan Ilmu Farmasi dalam Pengembangan Ilmu Farmasi dalam formula-formulasi skala industriformula-formulasi skala industri

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Periode Th. 1950-1970 Biofarm - Farmakokin 1. Periode Th. 1950-1970 Biofarm - Farmakokin - Bioavailability (BA), Bioavailability (BA),

- Bioaequivalent (BE/ BIW)- Bioaequivalent (BE/ BIW)- GMPP & cGMPPGMPP & cGMPP

Sadono

Page 59: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Introduksi:

Empat tahapan efektivitas kerja obat invivo1) :

1. Pharmaceutical process ( “is the drug getting into the patient ?”)2. Pharmacokinetic process ( “is the drug getting to its site of action ?”)3. Pharmacodynamic process ( “is the drug producing the required pharm. effect ?”) 4. Therapeutic process ( “is the pharm. effect being translated into a therapeutical effect?)------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

- 1) Clinical pharmacology & drug therapy; 1992, 2ndedit. Grahame-Smith & Aronson)

- Beda dg. LADME ? Mana yg. ditanggung farmasis ? Sadono

REVIEW

Page 60: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Drug in dosage form

Gastrointestinal tract

Hepatic metabolism

Extracellular fluids

Protein bound Unbound

Pharmacological effect

Therapeutical/ Toxical effect

oral

First pass

Tissues(sites ofaction)

Elimination

Parenteral

1

2

3

4

Sadono

REVIEW

Page 61: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

JUSTIFICATION & PROBLEM

● Biopharmaceutical classification system

Problems with lipophilic / class II drug (slide berikutnya)

* Solutions to the problem

* Solid dispersions - How to make them - Physicochemical characteristics - Characterization techniques * Nano particles, etc

Page 62: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Biopharmaceutical Classification System

Class Dissolution in Permeation over

aqueous (intestinal)

environment membrane

I Fast Fast

II Slow Fast

III Fast Slow

IV Slow Slow

Page 63: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Tahapan apa yang mempengaruhi pen-capaian sirkulasi sistemik/ proses kinetik (rate limiting step = tahap penentu kecepatan) ?

Bahan aktif yang

a. Sukar larut/ kel. kecil/ tidak larut laju disolusib.Kel.besarlaju penembusan membranenhancer

Apa saja yg. mempengaruhi laju disolusi ?

K(konst. dis).Dkoef.difusi).A - dC/dt = ------------------------- (Cs(aturated) – Ct(ime))

V(vol.med).h(tebal lap)

Mana yg terkait dg. bentuk kristal ?

Noyes Whitney

Sadono

REVIEW

Page 64: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

K. D. A. - dC/dt = ------------ (Cs – Ct) V. h Jika suhu, kecepatan pe- ngadukan & vol pelarut dibuat konstan D, h, V konstan, maka

- dC/dt = K x A x (Cs – Ct)

Jika Cs >>>> Ct, maka :

- dC/dt = K x A x Cs (laju diss berbanding lurus dg. A & Cs) Cs (konsentrasi jenuh) harga tertentu (P&T)

pengecilan partikel (A) >> - dC/dt >>

Noyes Whitney

Sadono

Dipengaruhi:kar.fis-kim bhn aktif, formula & solvent ??

2

3

1

REVIEW

Page 65: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono 48

Dispers = Tersebar dispersion/ dispersed system

Materi/ bahan ke 1 tersebar dl. bhn.ke 2 Bhn.1 = fasa terdispersi/ fasa dalam Bhn.2 = fasa pendispersi/ fasa luar

Gas Gas Mixture (air udara) Gas Liquid Foam Gas Solid Adsorbate (deodorizer) Liquid Gas Wet spray (fog/aerosol) Liquid Liquid Emulsion Liquid Solid Absorbate (dehumidifier) eksikator

Solid Gas Dry spray (smoke/aerosol) Solid Liquid Suspension Solid Solid Mixture

Int.phase Ext.phase Example

REVIEW

Page 66: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Sadono 48

ISTILAH

A. Berdasar Fasa yang terbentuk Int. phase & Ext. phase menghasilkan satu fasa disebut sistim homogen disolved (larut) & miscible (campur) Int. phase & Ext. phase menghasilkan lebih satu fasa disebut sistim heterogen

B. Berdasar Ukuran partikel fasa terdispersi < 0,1 m = larutan (true solution) n 0.1 – 1 m = koloid > 1 = suspensi 1 – 100 = dispersi halus > 100 = dispersi kasar

Partikel terdispersi merata homogen

REVIEW

Page 67: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

ACUAN / PUSTAKA MATERIAL SAINS:

Sadono 5

1. Lachman L, Lieberman HA, Kanig JL, 1970 (& edisi terbaru), The Theory and Practice of Industrial Pharmacy. Preformulation2. Swarbrick J & Boylan CJ,1991, Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, Vol. 43. Wells. I J, 1988, Pharmaceutical Preformu- lation (The Physicochemical Properties of Drug Substances), 4. JPS, Acta Helvetica, ’70-’90

a. Data Skripsi

b. Internet

Page 68: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

KAPITA SELEKTA SEDIAAN FARMASI

Kuliah : Dasar-Dasar :

SOLID DISPERSION( DISPERSI SOLIDA /

SOLID-SOLID SOLUTION )

oleh : SADONOFakultas Farmasi Univeraitas Surabaya

2010

Sadono

Page 69: FarFis KRISTALOGRAFI 2013.ppt

Apa perbedaan Disolution & Dispersion?

Mol solute

Mol solven

Mol zat -1 Mol zat - 2

REVIEW