PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIrepository.usd.ac.id/17381/2/078114003_Full.pdf · Yoga,...

PENGARUH PENAMBAHAN

SODIUM CARBOXY METHYL CELLULOSE (CMC-Na) 10% SEBAGAI

GELLING AGENT, GLISEROL DAN POLYETHYLEN GLYCOL 400

SEBAGAI HUMECTANT TERHADAP SIFAT FISIS

BASIS SEDIAAN GEL TOOTHPASTE : APLIKASI DESAIN FAKTORIAL

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Vinsensius Julius Marco Hermantojoyo

NIM : 078114003

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

PENGARUH PENAMBAHAN





SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Vinsensius Julius Marco Hermantojoyo

NIM : 078114003

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011


ii


iii


iv

“APA YANG KITA LIHAT PASTI DAPAT KITA BUAT, TINGGAL BAGAIMANA CARA KITA UNTUK

MENGUSAHAKANNYA”

Kupersembahkan Skripsiku ini untuk :

Mamah dan Papahku

Adikku Hendy dan Picky

Almamaterku

Teman-temanku semua


v


vi

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Kuasa atas

berkat dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul “PENGARUH PENAMBAHAN SODIUM CARBOXY METHYL

CELLULOSE (CMC-Na) 10% SEBAGAI GELLING AGENT, GLISEROL DAN

POLYETHYLEN GLYCOL 400 SEBAGAI HUMECTANT TERHADAP SIFAT

FISIS BASIS SEDIAAN GEL TOOTHPASTE : APLIKASI DESAIN

FAKTORIAL”. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat memperoleh

gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

Selama perkuliahan, penelitian, dan penyusunan skripsi, Penulis telah

banyak mendapatkan bantuan, sarana, dukungan, nasehat, bimbingan, saran dan

kritik dari berbagai pihak. Oleh karena itu, Penulis ingin mengucapkan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ipang Djunarko, M. Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta

2. Rini Dwiastuti, S. Farm, M. Sc., Apt, selaku dosen pembimbing atas bantuan,

kesabaran, perhatian, dan semangat selama penyusunan proposal hingga

selesainya skripsi ini

3. Dewi Setyaningsih, M.Sc., Apt dan Agatha Budi Susiana L, M.Si., Apt. selaku

dosen penguji atas segala masukkan dan bimbingannya

4. Segenap dosen atas kesabarannya dalam mengajar dan membimbing Penulis

selama perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma


vii

5. Papah, mamah, adikku tercinta (Hendy-2010/A dan Picky) atas segala doa,

dukungan, perhatian, biaya, dan semangat yang selalu menyertai Penulis

sehingga skripsi ini dapat terselesaikan

6. Frissa Kurniawan yang selalu menemani, mendukung, memberi perhatian,

memberi semangat, dan membantu Penulis menyelesaikan penelitian dan

penyusunan skripsi ini

7. Robby Wilson selaku partner skripsiku atas segala bantuan, dukungan,

motivasi, dan semangat dari awal penelitian sampai penyusunan skripsi ini

8. Sahabat-sahabatku : Damar, Pukon, Sere, Yoga, Manda, Wicak, Dika,

Wawan, Daniel, Dani, Toro, Benny, Yudi, Lala, Oneng, Eka, Dita WK, Susi,

Olive, Devi, Felix, dan Intan atas kebersamaan, bantuan, serta dukungan

selama ini

9. Teman-teman “Lantai 1”: Lia, Riris, Daniel, Yemima, Cinthya, Siska, Dinar,

Yoga, Manda, Oneng, Septi, Vani, Sere, Wicak, Siwi atas kebersamaan dan

dukungannya

10. Teman-teman kost : Mas Ragil, Mas Kulit, Om Andy, Mas Coro, Mas Adit

“Kampret”, Mas Iwan, Mas Robby, Adit, Hendy, Deka atas kebersamaan, dan

yang terutama bantuan atas ide-ide dan masukkan secara teknis untuk

membantu penelitian ini, dan juga selalu menenemani dalam penyusunan

skripsi ini

11. Teman-teman FST 2007 yang telah memberikan saran, dukungan, dan

semangat bagi Penulis untuk menyelesaikan skripsi ini


viii

12. Teman-teman Fakultas Farmasi angkatan 2007, atas dukungan dan

kebersamaannya selama ini

13. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Ottok, Pak Iswandi, “Om” Bimo, dan segenap

laboran lain atas segala bantuannya selama ini

14. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu

penulis menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari penelitian ini masih belum sempurna mengingat

keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis. Oleh karena itu, penulis

sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang dapat berguna bagi ilmu

pengetahuan.

Penulis


ix


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................................ v

PRAKATA ................................................................................................... vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................... ix

DAFTAR ISI ................................................................................................ x

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvi

INTISARI ..................................................................................................... xvii

ABSTRACT ................................................................................................... xviii

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

A. Latar Belakang ................................................................................. 1

1. Permasalahan .............................................................................. 5

2. Keaslian Penelitian ..................................................................... 5

3. Manfaat Penelitian ..................................................................... 6

B. Tujuan Penelitian ............................................................................. 6

1. Tujuan umum ............................................................................. 6

2. Tujuan khusus ............................................................................ 6


xi

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ........................................................... 7

A. Gel Toohpaste .................................................................................. 7

B. Gel .................................................................................................... 8

1. Definisi dan klasifikasi gel ......................................................... 8

2. Mekanisme pembentukkan gel ................................................... 8

3. Karakteristik gel ......................................................................... 9

C. Gelling Agent ................................................................................... 14

D. Humectant ........................................................................................ 17

1. Gliserol ....................................................................................... 17

2. Polyethylen Glycol 400 .............................................................. 19

E. Natrium Sakarin ............................................................................... 20

F. Natrium Benzoat .............................................................................. 20

G. Natrium Lauril Sulfat ....................................................................... 21

H. Tween 80 .......................................................................................... 22

I. Oleum Menthae piperita .................................................................. 23

J. Alkohol ............................................................................................. 24

K. Metode Desain Faktorial .................................................................. 25

L. Landasan Teori ................................................................................. 27

M. Hipotesis … ....................................................................................... 28

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 29

A. Jenis dan Rancangan Penelitian ....................................................... 29

B. Variabel Penelitian ........................................................................... 29

C. Definisi Operasional ......................................................................... 30


xii

D. Bahan Penelitian ............................................................................... 31

E. Alat Penelitian .................................................................................. 31

F. Tata Cara Penelitian ......................................................................... 32

1. Formula Gel Toothpaste ............................................................. 32

2. Pembuatan Gel Toothpaste ........................................................ 33

3. Uji sifat fisik dan stabilitas Gel Toothpaste ............................... 35

a. Uji Viskositas dan Pergeseran Viskositas ............................ 35

b. Uji Extrudability ................................................................... 35

G. Analisis Data .................................................................................... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 37

A. Formulasi Basis Sediaan Gel Toothpaste ......................................... 37

B. Pengaruh Faktor terhadap Respon Viskositas, Pergeseran Viskositas,

dan Extrudability Berdasarkan Desain Faktorial ............................. 48

1. Respon Viskositas ...................................................................... 49

2. Respon Pergeseran Viskositas .................................................... 65

3. Respon Extrudability .................................................................. 80

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 87

A. Kesimpulan ...................................................................................... 87

B. Saran ................................................................................................. 88

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 89

LAMPIRAN ................................................................................................. 91

BIOGRAFI PENULIS … ............................................................................. 106


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel I. Fungsi Gliserol ............................................................................................. 18

Tabel II. Fungsi Natrium Lauril Sulfat ........................................................................ 22

Tabel III. Fungsi Alkohol ............................................................................................. 24

Tabel IV. Rancangan Percobaan Desain Faktorial 3 faktor dan 2 aras ........................ 26

Tabel V. Formula Gel Toothpaste ............................................................................... 32

Tabel VI. Formula Gel Toothpaste hasil modifikasi .................................................... 32

Tabel VII. Penentuan aras tinggi dan aras rendah faktor penelitian ............................. 33

Tabel VIII. Hasil Uji Respon Viskositas ......................................................................... 51

Tabel IX. Hasil Pengolahan Data Respon Viskositas ................................................... 51

Tabel X. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas ...................................................... 66

Tabel XI. Hasil Pengolahan Data Respon Pergeseran Viskositas ................................ 66

Tabel XII. Hasil Uji Respon Extrudability ..................................................................... 81

Tabel XIII. Hasil Pengolahan Data Respon Extrudability .............................................. 81


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Sediaan Gel Toothpaste ........................................................... 7

Gambar 2. Struktur molekul CMC-Na ...................................................... 16

Gambar 3. Struktur molekul gliserol ......................................................... 18

Gambar 4. Struktur Kimia PEG ................................................................ 19

Gambar 5. Potongan struktur PEG 400 ..................................................... 19

Gambar 6. Struktur molekul Natrium Sakarin .......................................... 20

Gambar 7. Struktur molekul Natrium Benzoat ......................................... 21

Gambar 8. Struktur molekul Natrium Lauril Sulfat .................................. 22

Gambar 9. Struktur molekul Polysorbate 80 ............................................. 23

Gambar 10. Struktur molekul Oleum Menthae piperita ............................. 24

Gambar 11. Struktur Kimia Alkohol ........................................................... 25

Gambar 12. Diagram pareto nilai efek respon viskositas ........................... 52

Gambar 13. Hasil uji Anova untuk respon viskositas ................................. 56

Gambar 14. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan gliserol pada aras tinggi

dan aras rendah PEG 400 pada respon viskositas .................. 60

Gambar 15. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan PEG 400 pada aras tinggi

dan aras rendah gliserol pada respon viskositas ..................... 62

Gambar 16. Pengaruh interaksi gliserol dan PEG 400 pada aras tinggi dan

aras rendah CMC-Na 10% pada respon viskositas ................. 65

Gambar 17. Diagram pareto nilai efek respon pergeseran viskositas ......... 68

Gambar 18. Hasil uji Anova untuk respon pergeseran viskositas ............... 69


xv

Gambar 19. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan gliserol pada aras tinggi

dan aras rendah PEG 400 pada respon pergeseran viskositas.. 75

Gambar 20. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan PEG 400 pada aras tinggi

dan aras rendah gliserol pada respon pergeseran viskositas .... 77

Gambar 21. Pengaruh interaksi gliserol dan PEG 400 pada aras tinggi dan

aras rendah CMC-Na 10% pada respon pergeseran viskositas... 79

Gambar 22. Diagram Pareto nilai efek respon extrudability ...................... 82

Gambar 23. Hasil uji Anova untuk respon extrudability ............................ 83


xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Lampiran pengolahan data masing-masing respon ................. 91

Lampiran 2. Lampiran data dengan Design Expert 7.0.0 ............................ 96

Lampiran 3. Lampiran foto-foto penelitian ………………………………... 103


xvii

PENGARUH PENAMBAHAN





INTISARI

Tujuan dari penelitian bersifat eksperimental ini ialah untuk mengetahui

pengaruh penambahan sodium carboxy methyl cellulose (CMC-Na) 10% sebagai

gelling agent, gliserol dan polyethylen glycol 400 sebagai humectants sehingga

menghasilkan basis sediaan gel toothpaste yang baik dan stabil selama

penyimpanan ataupun dalam penggunaannya. Stabilitas sifat fisis basis sediaan

gel toothpaste dalam penyimpanan atau pemakaian, akan mempengaruhi mutu,

keamaanan, dan kualitas gel. Karakteristik stabilitas basis sediaan gel toothpaste

banyak dipengaruhi oleh viskositas dan rheology sediaan.

Metode yang digunakan dalam penelitian ialah desain faktorial tiga

faktor dan dua aras dengan menggunakan delapan formula (23), masing-masing

formula direplikasi sebanyak tiga kali. Data yang diperoleh dianalisis dengan

menggunakan software Design Expert 7.0.0. Respon yang diukur adalah respon

viskositas, pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan, dan

extrudability.

Hasil penelitian menunjukkan respon viskositas (p-value = 0,0049)dan

pergeseran viskositas (p-value = 0,0431) memiliki model persamaan statistik yang

signifikan (p-value<0,05), sedangkan respon extrudability (p-value = 0,1834)

persamaan statistiknya tidak signifikan. Faktor yang dominan dalam respon

viskositas ialah CMC-Na 10%, sedangkan untuk respon pergeseran viskositas,

faktor yang dominan ialah interaksi CMC-Na 10%, gliserol, dan polyethylen

glycol 400. Pada respon extrudability, faktor penelitian tidak dapat digunakan

untuk menentukan komposisi area optimum karena persamaan statistiknya tidak

signifikan.

Kata kunci : CMC-Na 10%, gliserol, polyethylene glycol 400, basis sediaan gel

toothpaste, desain faktorial


xviii

THE EFFECT OF

SODIUM CARBOXY METHYL CELLULOSE (CMC-Na) 10%

AS GELLING AGENT, GLYCERIN AND POLYETHYLEN GLYCOL 400

AS HUMECTANT ON PHYSICAL PROPERTIES BASIC OF

GEL TOOTHPASTE : FACTORIAL DESIGN APPLICATIONS

ABSTRACT

The purpose of this experimental research is to investigate the effect of

sodium carboxy methyl cellulose (CMC-Na) 10% as a gelling agent, glycerin and

polyethylene glycol 400 as humectant which is resulting a good basic of gel

toothpaste and stable during storage or in use. The stability of the physical

properties of the basic of gel toothpaste affect the quality, safety, and quality both

during storage or usage. The stability characteristics of the basic of gel toothpaste

is much influenced by the viscosity and rheology preparations.

In this study is used a factorial design method with 3 factors and 2 level

by using 8 (23) kind of formula with each formula is replicated 3 times. Data were

analyzed using a software which is called design expert 7.0.0. The measured

response are the response of viscosity, viscosity shift after storage for a month,

and the extrudability.

Results showed the response of viscosity (p-value = 0.0049) and a shift

in the viscosity (p-value = 0.0431) had a statistically significant equation model

(p-value <0.05), whereas the response extrudability (p-value = 0.1834) equation is

not statistically significant. The dominant factor in the response is the viscosity of

CMC-Na 10%, while for a response shift in viscosity, the dominant factor is the

interaction of CMC-Na 10%, glycerol, and polyethylen glycol 400. In response

extrudability, these factors can not be used to determine the optimum composition

of the area because the equation is not statistically significant.

Key Words : CMC-Na 10%, glycerin, polyethylen glycol 400, basic of gel

toothpaste, design factorial.


1

BAB I

PENGANTAR

A. Latar Belakang

Pasta gigi merupakan suatu sediaan yang selalu digunakan oleh semua

orang setiap hari, baik itu pasta gigi yang mengandung obat ataupun yang hanya

digunakan untuk kosmetik. Pasta gigi dapat dibuat dalam beberapa bentuk seperti

pasta ataupun gel. Dalam penelitian ini, dibuat pasta gigi yang berbentuk gel, atau

sering disebut gel toothpaste, yang merupakan sediaan pasta gigi berbentuk

(berbasis) gel yang berfungsi untuk merawat dan menjaga kesehatan gigi. Gel

toothpaste memiliki warna yang cenderung jernih atau transparan dan memiliki

tekstur yang halus serta dalam penggunaannya dapat memberi sensasi rasa sejuk

di mulut karena pembawanya sebagian besar adalah air, selain itu juga dari segi

estetika lebih diterima karena warnanya yang transparan menjadi daya tarik

tersendiri (Anonim, 2009). Gel merupakan sistem semi solid yang tersusun dari

molekul anorganik kecil atau molekul organik besar yang terpenetrasi oleh suatu

cairan (Anonim, 1995).

Stabilitas dan sifat fisis dari sediaan gel toothpaste sangat penting untuk

diperhatikan, dimana sediaan gel toothpaste stabilitas dan sifat fisisnya sangat

dipengaruhi oleh sifat alir (rheology) dari sediaan yang terbentuk. Dimana

parameter dari stabilitas sediaan gel toothpaste dilihat berdasarkan parameter

pergeseran viskositas, sedangkan untuk parameter sifat fisis sediaan gel toothpaste

dilihat berdasarkan viskositas dan kemampuan extrudability yang dihasilkan. Oleh


2

karena itu, perlu dilakukan penelitian mengenai basis sediaan gel toothpaste,

karena bila basis sediaan gel toothpaste yang dihasilkan memiliki kestabilan dan

sifat fisis yang baik, maka bila basis sediaan gel toothpaste tersebut ditambah

dengan zat aktif yang kompatibel akan menghasilkan sediaan gel toothpaste yang

memiliki stabilitas dan sifat fisis yang baik. Dengan demikian, penulis melakukan

penelitian tentang pengaruh penambahan Sodium Carboxy Methyl Cellulose

(CMC-Na) sebagai gelling agent dengan konsentrasi 10% dan gliserol serta

polyethylen glycol 400 sebagai humectant terhadap sifat fisis basis sediaan gel

toothpaste yang akan dibuat. Dari penelitian ini, diharapkan akan dihasilkan

model persamaan statistik yang signifikan, dengan demikian dapat ditentukan

faktor yang dominan dalam menentukan respon yang diinginkan dan persamaan

desain faktorial yang dihasilkan dapat digunakan untuk memprediksi komposisi

ketiga faktor bahan dalam pembuatan basis sediaan gel toothpaste untuk

menghasilkan respon yang dikehendaki. Dalam penelitian ini, digunakan Sodium

Carboxy Methyl Cellulose (CMC-Na) 10% sebagai gelling agent karena CMC-Na

memiliki gugus natrium yang dapat mengikat air (terhidrasi) tanpa perlu

pemanasan, sehingga bila dibandingkan dengan Carboxy Methyl Cellulose (CMC)

waktu yang dibutuhkan untuk mengembang menjadi struktur gel yang baik

menjadi lebih singkat. Karakteristik gel yang dibentuk oleh CMC-Na memiliki

kestabilan secara fisika dan kimia pada rentang pH antara 5-10 (Allen, 2005).

Dengan kata lain, penggunaan CMC-Na untuk basis sediaan gel

toothpaste tidak dibutuhkan waktu yang lama untuk proses pengembangan,

mudah didapat, dan juga prosesnya sederhana. Selain itu juga dalam campuran


3

formula untuk basis sediaan gel toothpaste ini, tidak dibutuhkan agen pembasa

mengingat tempat aplikasi dari sediaan gel toothpaste tersebut berada di mulut

dengan rentang pH 6-7 (Anonim, 2009), demikian juga halnya selama

penyimpanan tetap didapatkan pH yang tetap karena rentang pH (kestabilan) dari

CMC-Na yang luas yaitu sekitar 5-10 (Allen, 2002). Pada penelitian ini, CMC-Na

10% dikombinasikan dengan gliserol dan polyethylen glycol 400 sebagai

humectant. CMC-Na yang termasuk dalam golongan hydrogel dengan

penambahan gliserol akan meningkatkan kebasahan sehingga tekstur gel yang

terbentuk akan menjadi lembab dan lembut (Allen, 2005). Dengan demikian,

dihasilkan sediaan gel toothpaste yang nyaman saat diaplikasikan. Bila hanya

digunakan satu macam humectant (tanpa adanya kombinasi) maka basis sediaan

gel toothpaste yang terbentuk kurang baik, karena cenderung akan membentuk

struktur gel yang terlalu kental dan tidak nyaman saat diaplikasikan. Oleh karena

itu, dalam formula basis sediaan gel toothpaste ini ditambahkan pula polyethylen

glycol 400 sebagai humectant yang sifat pemeriannya agak sedikit lebih cair bila

dibandingkan dengan gliserol (Anonim, 2009). Diharapkan dengan adanya

kombinasi dari dua macam humectant, akan membuat tekstur gel yang lebih baik

dan nyaman untuk digunakan. Digunakan polyethylen glycol 400 dalam formula

basis sediaan gel toothpaste ini karena polyethylen glycol 400 juga dapat

meningkatkan ikatan struktur gel yang terbentuk karena polyethylen glycol 400

memiliki gugus hydrophilic (gugus –OH) yang dapat berikatan kuat dengan

struktur gel yang terbentuk yang sebagian besar penyusunnya adalah air (Anonim,

2009). Hal ini merupakan dasar pertimbangan penulis untuk melakukan


4

kombinasi antara gelling agent dengan humectant untuk mendapatkan stabilitas

dan sifat fisis basis sediaan yang baik.

Di samping itu, pada penelitian ini digunakan CMC-Na 10 %, gliserol,

dan polyethylen glycol 400 karena sebagian besar dalam formula gel toothpaste

komponen penyusun terbesarnya adalah gelling agent dan humectant. CMC-Na

10% digunakan sebagai gelling agent dalam penelitian ini, dan untuk humectant

dalam penelitian ini digunakan kombinasi dari gliserol dan polyethylen glycol

400. Sebagian besar komponen penyusun dalam sediaan gel toothpaste adalah

gelling agent dan humectant (Lieberman, Lachman, dan Schwatz, 1996).

Peningkatan kecepatan geser (shearing rate) akan mengakibatkan

viskositas menjadi semakin turun sehingga gel toothpaste akan menjadi encer dan

mudah mengalir sehingga stabilitas sediaan menurun selama penyimpanan dan

menyebabkan ketidaknyamanan saat penggunaan (pengaplikasian). Hal ini

merupakan pertimbangan stabilitas fisis yang harus diperhatikan sehingga basis

sediaan gel toothpaste yang dihasilkan stabil selama penyimpanan atau dengan

kata lain tidak mengalami perubahan konsistensi selama penyimpanan (Amiji dan

Sandmann, 2003). Oleh karena itu, respon yang akan diukur sehubungan dengan

stabilitas sediaan yang terbentuk adalah respon viskositas, pergeseran viskositas,

dan extrudability. Diharapkan dengan didapatkan respon yang baik akan

meningkatkan keamanan dan kenyamanan saat pemakaian sediaan gel toothpaste

tersebut.

Pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode

Design Factorial 2 aras 3 faktor. Dengan menggunakan metode Design Factorial


5

dapat menentukan area optimum dari sifat fisis basis sediaan gel toothpaste yang

dihasilkan dengan penambahan CMC-Na 10% sebagai gelling agent serta gliserol

dan polyethylen glycol 400 sebagai humectant, serta dapat mengetahui efek yang

dominan dari ketiga faktor (masing-masing) dan interaksi antara ketiga faktor

tersebut dalam membentuk sifat fisis basis sediaan gel toothpaste yang baik dan

optimum. Efek yang dominan dari masing-masing faktor atau dari interaksi antara

ketiga faktor perlu diketahui agar dalam penambahannya dalam formula perlu

mendapatkan perhatian, mengingat bila didapatkan model persamaan statistik

yang signifikan, maka penambahan sedikit saja faktor yang dominan akan

menghasilkan respon yang berbeda, hal ini dikarenakan faktor atau interaksi yang

dominan, memiliki kontribusi yang paling besar dalam menentukan respon yang

dikehendaki atau diinginkan.

1. Permasalahan

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan suatu

permasalahan sebagai berikut:

a. Bagaimana pengaruh penambahan CMC-Na 10% sebagai gelling agent,

gliserol dan polyethylen glycol 400 sebagai humectant terhadap sifat fisis

basis sediaan gel toothpaste?

b. Apakah masing-masing faktor atau interaksi dari faktor-faktor tersebut

mempengaruhi sifat fisis basis sediaan gel toothpaste yang terbentuk?

2. Keaslian Penelitian

Sejauh penelusuran pustaka yang dilakukan oleh penulis, penelitian

tentang pengaruh penambahan CMC-Na 10% sebagai gelling agent, gliserol dan


6


toothpaste dengan aplikasi desain faktorial belum pernah dilakukan sebelumnya.

3. Manfaat Penelitian

a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi

tentang pengaruh penambahan CMC-Na 10% sebagai gelling agent, gliserol dan


toothpaste.

b. Manfaat praktis. Dengan penelitian ini diharapkan memberi

gambaran sifat fisis basis sediaan gel toothpaste yang baik kepada masyarakat

melalui parameter viskositas, pergeseran viskositas dan extrudability.

B. Tujuan Penelitian

1. Tujuan umum

Untuk mengetahui pengaruh penambahan CMC-Na 10% sebagai gelling

agent, gliserol dan polyethylen glycol 400 sebagai humectant terhadap sifat fisis

basis sediaan gel toothpaste dengan aplikasi desain faktorial.

2. Tujuan khusus

Untuk mengetahui faktor atau interaksi yang dominan dan signifikan

dalam menentukan respon sifat fisis dan stabilitas basis sediaan gel toothpaste

yang dihasilkan.


7

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Gel Toothpaste

Gel toothpaste merupakan sediaan semi solid (padat) yang berbasis gel

yang mempunyai fungsi sama dengan pasta gigi yaitu untuk membantu merawat,

menjaga kesehatan gigi, dan membersihkan gigi (Anonim, 2009). Karakteristik

dari gel toothpaste yaitu sediaan gel toothpaste memiliki warna cenderung jernih

atau transparan dan memiliki tekstur yang halus serta dalam penggunaannya dapat

memberi sensasi rasa sejuk karena adanya mekanisme evaporasi (penguapan)

yang ditimbulkan oleh adanya alkohol. Dengan sebagian besar pembawanya

adalah air, menyebabkan gel toothpaste mudah hilang atau mudah dibilas pada

saat pengaplikasian. Dan dilihat dari sisi acceptabiltasnya, bentuk sediaan gel

toothpaste lebih dapat diterima karena gel toothpaste memiliki karakteristik

tekstur yang halus dan memiliki warna yang jernih (transparan) sehingga terlihat

lebih menarik (Anonim, 2009).

Gambar 1. Sediaan gel toothpaste (Anonim, 2009)


8

B. Gel

1. Definisi dan klasifikasi gel

Gel merupakan sistem semisolid terdiri dari suspensi yang dibuat dari

partikel anorganik kecil atau molekul organik besar, terpenetrasi oleh suatu cairan

(Anonim, 1995). Gel mempunyai sistem semi kaku di mana pergerakan medium

dispersinya terbatas karena adanya jalinan struktur tiga dimensi dari partikel atau

makromolekul terdispersi (Allen dan Loyd, 2002).

Secara umum, ada dua sistem klasifikasi gel. Klasifikasi pertama

membagi gel berdasarkan gelling agentnya, yaitu (i) inorganik yang merupakan

sistem dua fase, (ii) organik yang merupakan sistem satu fase. Klasifikasi kedua

membagi gel berdasarkan solvennya, yaitu (i) hidrogel (inorganik, gum alam, dan

sintetik, serta organik), (ii) organogel (tipe hidrokarbon, lemak minyak atau

hewan, organogel hidrofilik) (Allen, 2002).

2. Mekanisme pembentukan gel

Ketika gel didispersikan ke dalam pelarut yang sesuai, zat yang berfungsi

sebagai gelling agent akan saling berikatan atau tumpang tindih membentuk suatu

struktur koloid seperti jaring atau simpul-simpul tiga dimensi (three-dimensional

network). Jaring atau network tersebut kemudian menangkap dan mencegah

bergeraknya molekul-molekul pelarut (Osborne, 1990).

Konsistensi gel yang terbentuk disebabkan adanya gelling agent

(thickening) yang pada umumnya adalah polimer, dan membentuk struktur tiga

dimensi. Kekuatan inter-molekul mengikat molekul solven pada jaringan polimer


9

sehingga mobilitas molekul tersebut menurun, maka terbentuk suatu struktur

sistem gel (Barel, Paye, dan Maibach, 2001).

3. Karakteristik gel

Beberapa sistem gel biasanya transparan, tetapi ada juga yang keruh

karena ada bahan-bahan yang tidak terdispersi secara molekuler (Allen dan Loyd,

2002). Sifat umum yang diinginkan dari sediaan semi solid adalah dapat diterima

oleh konsumen karena memiliki sifat tertentu, yaitu mudah dikeluarkan dari

wadah, sensasinya ketika kontak dengan tempat aplikasi, kemampuan melekat

pada tempat aplikasi selama waktu tertentu sebelum dibilas, residu yang tidak

meninggalkan rasa lengket setelah aplikasi dan efikasi klinis yang terkait dengan

pelepasan obat dan absorpsi. Hal ini terkait dengan daya sebar dan stabilitas

sediaan, sehingga perlu diperhatikan dalam formulasinya (Garg, et al., 2002).

a. Daya sebar. Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak tiap tetes

cairan atau preparasi semisolid yang berhubungan langsung dengan koefisien

friksi. Faktor yang mempengaruhi daya sebar adalah formulanya kaku atau tidak,

kecepatan dan lama tekanan yang menghasilkan kelengketan, temperature pada

tempat aksi. Kecepatan penyebaran bergantung pada viskositas formula,

kecepatan evaporasi pelarut dan kecepatan peningkatan viskositas karena

evaporasi (Garg, et all, 2002).

b. Stabilitas sediaan gel. Suatu formulasi pasta gigi harus stabil hingga

saat timbul waktu kadaluwarsa, dimana mencapai waktu 3 tahun (Lieberman,

et.al., 1996). Sediaan tersebut harus satu fase (tidak terpisah), kekentalan

(viskositas) harus terjaga, dan pH harus terjaga hingga batas waktu kadaluwarsa.


10

Formulasi harus disesuaikan dengan prosedur uji termasuk uji kondisi dipercepat

dan uji selama waktu penyimpanan sediaan tersebut. Sediaan uji harus dievaluasi

untuk menjamin bahwa sediaan tersebut memiliki karakteristik yang diinginkan.

Pengujian harus dilakukan agar dapat menjamin stabilitas fisik pasta gigi tetap

dalam keadaan baik sama seperti stabilitas kimia dari bahan-bahan yang

digunakan (Lieberman, et.al., 1996).

Sama seperti bentuk sediaan lain, stabilitas adalah kemampuan suatu

pasta gigi untuk dapat mempertahankan karakteristik penting yang dibutuhkan

agar tidak berubah selama penggunaan dan penyimpanan hingga waktu

kadaluwarsanya. Pengujian harus dilakukan agar dapat menjamin stabilitas fisik

pasta gigi tetap dalam keadaan baik sama seperti stabilitas kimia dari bahan-bahan

yang digunakan (Lieberman, et.al., 1996).

Karakteristik fisik dengan data kuantitatif dapat digunakan sebagai

pertimbangan evaluasi. Karakteristik tersebut harus mencakup penampilan

sediaan, warna, keseragaman, rasa, berat jenis, pH, dan viskositas. Parameter-

parameter tersebut harus direkam untuk setiap stabilitas pada kondisi

penyimpanan dengan interval waktu tertentu (Lieberman, et.al., 1996).

Secara umum, pengujian stabilitas untuk pasta gigi terdiri dari

penempatan sampel dengan berat tertentu, analisis secara kimia, dan menjamin

karakteristik fisik pada penyimpanan suhu kamar, 5°C, 37°C, dan 45°C dengan

interval waktu penyimpanan 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan, dan 6 bulan (Lieberman,

et.al., 1996).


11

1) Sifat Alir (Rheology)

Rheology berasal dari bahasa Yunani yaitu “Rheo” yang

berarti “aliran” dan “Logos” yang berarti “ilmu” sehingga rheology

mendefinisikan aliran suatu cairan (sifat alir). Viskositas adalah suatu

besaran yang menunjukkan ketahanan suatu cairan untuk dapat

mengalir. Semakin tinggi viskositas maka tahanan suatu cairan untuk

dapat mengalir semakin besar pula. Rheology sangat berperan dalam

aplikasi formulasi sediaan farmasi seperti emulsi, pasta, supositoria

dan tablet salut (Martin, Swarbrick, dan Cammarata, 1983).

Sifat Alir Newtonian, menunjukkan hubungan linier antara

gaya geser (Shear Stress) dengan kecepatan geser.

x

v

A

F

....................(1)

Pemberian suatu gaya (F) pada suatu unit area (A) tertentu

dikenal sebagai gaya geser (Shear Stress). Newton menyatakan bahwa

velocity ( v ) suatu material pada suatu jarak tertentu ( x ) maka akan

menyebabkan terjadinya perpindahan material tersebut yang

proporsional dengan gaya geser. Perubahan velocity pada jarak tertentu

dikenal sebagai kecepatan geser (Rate of Share). Berdasarkan

persamaan tersebut maka digunakan rumus:

)/( rvA

F

………………(2)


12

Dimana dikenal sebagai koefisien viskositas dari cairan tipe

Newtonian (Amiji dan Sandmann, 2003).

Sifat Alir Non-Newtonian, menunjukkan hubungan antara

gaya geser terhadap kecepatan geser yang berkebalikan. Ada 3 macam

tipe sifat alir Non-Newtonian yaitu tipe plastis, pseudoplastis dan

dilatan (Amiji dan Sandmann, 2003).

Tipe plastis menunjukkan suatu situasi dimana tidak terdapat

perubahan suatu aliran selama pemberian gaya tertentu hingga tercapai

titik transisi. Titik transisi tersebut dikenal sebagai Yield Value yaitu

nilai minimal gaya geser yang dibutuhkan suatu sistem untuk dapat

berdeformasi dan mulai mengalir (Amiji dan Sandmann, 2003).

Berbeda dengan tipe plastis, tipe pseudoplastis menunjukkan

suatu situasi dimana sistem akan terdeformasi dan mengalir (terjadi

perubahan viskositas) segera setelah diberikan gaya geser dan akan

kembali ke keadaan semula ketika pemberian suatu gaya geser

dihentikan (Amiji dan Sandmann, 2003). Cairan dengan tipe

pseudoplastis akan mengalami penurunan viskositas dengan semakin

bertambahnya gaya geser (Martin, et.al., 1983).

Sejumlah produk farmasi, termasuk gum alam dan sintetis

antara lain dispersi tragacanth; sodium alginate; dan methylcellulose

dalam cairan menunjukkan sistem sifat alir pseudoplastis (Martin,

et.al., 1983).


13

2) Viskositas

Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan

untuk mengalir; makin tinggi viskositas maka makin besar tahanannya

(Martin, et.al., 1993). Viskositas, elastisitas dan rheology merupakan

karakteristik formulasi yang penting dalam produk akhir sediaan

semisolid. Viskositas sediaan ditingkatkan oleh bahan baku yang

digunakan secara umum, misalnya polimer yang memiliki tingkat

viskositas tertentu (Donovan & Flanagan, 1996). Semakin tinggi

viskositas, maka tahanan suatu cairan untuk dapat mengalir semakin

besar pula. Rheology sangat berperan dalam aplikasi formulasi sediaan

farmasi seperti emulsi, pasta, suppositoria, dan tablet salut (Martin,

et.al., 1983).

3) Pergeseran Viskositas

Perubahan viskositas sediaan dari waktu ke waktu perlu

menjadi perhatian utama, karena viskositas merupakan hal yang

penting dalam mempengaruhi stabilitas dan karakteristik sediaan.

Beberapa faktor bertanggung jawab dalam perubahan viskositas

dispersi selama penyimpanan. Faktor tersebut antara lain bahan-bahan

yang dapat meningkatkan viskositas atau interaksi bahan tersebut

dengan sistem dispersi. Faktor lain yang dapat berpengaruh yaitu

agregasi partikel yang tidak tergantung pada kandungan polimer,

meskipun polimer dapat mengurangi kecepatan perubahan ukuran

partikel (Zatz, Berry, dan Alderman, 1996).


14

Gel juga menunjukkan ketidakstabilan gel seperti fenomena

sineresis yang diindikasikan dengan tekanan keluar dari cairan

interstitial (Nairn, 1997) sehingga cairan tersebut terkumpul pada

permukaan gel. Sineresis tidak hanya terjadi pada hidrogel organik

tetapi juga pada organogel dan hidrogel inorganik. Pada umumnya,

sineresis menyebabkan penurunan konsentrasi polimer (Zatz dan

Kushla, 1996).

4) Extrudability

Uji extrudability dilakukan untuk mengetahui kemampuan

dari sediaan gel toothpaste untuk keluar atau mengalir dari tube yang

dipakai dengan menggunakan beban tertentu dengan penambahan

pemberian beban setiap 100 gram sehingga dapat diperoleh data

kuantitatif yang menunjukkan kemampuan suatu sediaan gel

toothpaste untuk keluar dari tube (mengalir) (Lieberman, et.al., 1996).

C. Gelling Agent

Gelling agent adalah gum alam atau sintetis, resin, atau hidrokoloid lain

yang digunakan di dalam formulasi pasta gigi untuk menjaga konstituen cairan

dan padatan dalam suatu bentuk pasta yang halus. Gelling agent meningkatkan

viskositas dari fase cairan dan mencegah pengeluaran cairan dari pasta. Secara

umum, gelling agent digunakan dalam konsentrasi 0.9% sampai dengan 2.0%

pada formulasi pasta gigi. Gelling agent yang sering digunakan antara lain


15

Carbopol® dan Sodium Carboxy Methyl Cellulose (CMC-Na) (Lieberman, et.al.,

1996).

Pada penelitian ini digunakan CMC-Na sebagai gelling agent. CMC-Na

adalah polimer sintetik dengan berat molekul besar yang terdiri atas rantai silang

antara asam akrilat dengan alil sukrosa atau alil eter dari pentaerythritol.

Pemeriannya adalah tidak berwarna, asam, halus, serbuk higroskopis dengan bau

khas. CMC-Na mengandung 52%-68% gugus asam karboksilat (COOH) dalam

bentuk kering. Berat molekul teoritis CMC-Na adalah 7x105 sampai dengan

4x109. Secara umum, polimer CMC-Na dengan kekentalan dan kekakuan rendah

memiliki nilai kelembaban yang tinggi. Sebaliknya polimer CMC-Na dengan

kekentalan dan kekakuan yang tinggi akan mempunyai nilai kelembaban yang

rendah (Rowe, Sheskey, dan Quinn, 2009).

CMC-Na tergolong dalam klasifikasi hydrogel dimana merupakan

hydrogel yang terbentuk dari gum sintetik. Pada gel yang polar, polimer alam atau

sintetik yang digunakan pada konsentrasi rendah (biasanya di bawah 10%)

membentuk matriks tiga dimensi melalui cairan hidrofilik. Sistem yang terbentuk

mungkin jernih ataupun keruh, karena gelling agent yang digunakan tidak terlarut

sempurna atau terbentuknya agregat. Hydrogel dideskripsikan sebagai sistem dua

komponen yaitu (i) substansi polimer hidrofilik tetapi tidaklarut air, merupakan

polimer jaringan tiga dimensi, dan (ii) air (Zats dan Kushla, 1996). Hydrogel

adalah sistem hidrofilik yang utamanya terdiri dari 85-95% air atau campuran

aqueous-alcoholic dan gelling agent. Polimer organik yang biasa digunakan

antara lain asam poliakrilat (carbopol), sodium carboxy methyl cellulose (CMC-


16

Na), atau selulosa non ionik lainnya (Buchmann, 2001). Hydrogel akan

memberikan efek mendinginkan karena evaporasi pelarut. Hydrogel mudah

diaplikasikan dan memberi kelembaban secara instan tetapi pada penggunaan

jangka panjang akan membuat tempat aplikasi menjadi kering. Dengan demikian,

diperlukan humectant seperti gliserol, sorbitol, propilen glikol, polyethylen glycol

dan lain-lain (Buchmann, 2001). Salah satu alasan penggunaan hydrogel adalah

pelarut yang digunakan dalam pembuatan obat mempunyai kompatibilitas yang

baik terhadap jaringan biologis tubuh (Zatz dan Kuhsla, 1996).

CMC-Na larut di dalam air di segala temperatur. Garam natrium yang

terbentuk dapat didispersikan di dalam air dingin dengan cepat sebelum partikel

terhidrasi dan mengembang menjadi gumpalan-gumpalan padatan membentuk

sistem gel yang lengket. Viskositas dari produk dapat menurun jika pH yang

dihasilkan berada pada kisaran pH di bawah 5 dan bila berada di kisaran pH di

atas 10 (Allen, 2002). CMC-Na berada pada range konsentrasi 3,0 – 6,0 % yang

berfungsi sebagai gelling agent (Rowe, et.al., 2009).

Gambar 2. Struktur molekul CMC-Na (Rowe, et.al., 2009)


17

D. Humectant

Humectant adalah bahan dalam produk kosmetik yang dimaksudkan

untuk mencegah hilangnya lembab dari produk dan meningkatkan jumlah air

(kelembaban) pada lapisan kulit terluar saat produk digunakan (Loden, 2001).

Humectant merupakan senyawa higroskopis yang umumnya larut dalam air.

Humectant tidak menutupi mulut dan mudah hilang jika tercuci. Gliserol, propilen

glikol, sorbitol, dan polyethylen glycol biasa digunakan sebagai humectant dalam

sediaan untuk mencegah penguapan dan pembentukan lapisan kering pada

permukaan produk (Zocchi, 2001). Humectant membantu menjaga kelembaban

dari pasta gigi dengan cara menjaga kandungan air pada mulut serta mengikat air

dari lingkungan ke tempat aplikasi (Rawlings, Harding, Watkinson, Chandar, dan

Scott, 2002). Selain itu juga, humectant memberikan rasa nyaman ketika

digunakan di dalam mulut. Pada pasta buram, umumnya digunakan konsentrasi

humectant sebesar 20-40%. Gel transparan diformulasikan dengan konsentrasi

humectant maksimal sebesar 80% (Lieberman, et.al., 1996).

Pada penelitian ini, digunakan kombinasi dua macam humectant yaitu

gliserol dan polyethylen glycol 400.

1. Gliserol

Gliserol adalah cairan seperti sirup jernih dengan rasa manis. Dapat

bercampur dengan air dan alkohol. Sebagai suatu pelarut, dapat disamakan dengan

alkohol, tapi karena kekentalannya, zat terlarut dapat larut perlahan-lahan di

dalamnya kecuali kalau dibuat kurang kental dengan pemanasan. Gliserol bersifat

sebagai bahan pengawet dan sering digunakan sebagai stabilisator dan sebagai


18

suatu pelarut pembantu dalam hubungannya dengan air dan alkohol (Ansel, 1989).

Gliserol digunakan sebagai emolien dan humectant dalam sediaan topikal dengan

rentang konsentrasi 0.2-65.7% (Smolinske, 1992).

Gliserol memiliki pemerian jernih, tidak berwarna, tidak berbau, kental,

cairan higroskopis, memiliki rasa manis, kurang lebih 0,6 kali lebih manis dari

sukrosa (Rowe, et.al., 2009). Gliserol secara luas digunakan dalam formulasi

sediaan farmasi, misalnya sediaan oral, mata, topical, dan sediaan parenteral.

Dalam formulasi sediaan topical dan kosmetik, gliserol digunakan terutama

sebagai humectant dan emolien pada konsentrasi ≤30% (Rowe, et.al., 2009).

Tabel I. Fungsi gliserol (Rowe, et.al., 2009)

Fungsi Konsentrasi (%)

Antimicrobial preservative < 20

Emollient ≤ 30

Gel vehicle, aqueous 5,0-15,0

Gel vehicle, non-aqueous 50,0-80,0

Humectants ≤ 30

Ophthalmic formulations 0,5-3,0

Patch additive Variable

Sinonim gliserol adalah gliserin, glycerolum, propan-1,2,3-triol, 1,2,3-

propantriol, trihidroksipropan gliserol dan E422 (Smolinske, 1992). Rumus

molekul gliserol adalah C3H8O3 dengan bobot molekul 92,09 (Anonim, 1999).

Struktur dari gliserol adalah:

HO C C C OH

H

H

OH

H

H

H Gambar 3. Struktur molekul gliserol (Anonim, 1999)

Penambahan gliserol juga akan menurunkan polaritas solven dan

meningkatkan kelarutan solut lipofilik (Buchmann, 2001).


19

2. Polyethylen glycol 400

Polyethylen glycol 400 disebut juga dengan makrogol 400 atau PEG 400

adalah polimer dari etilen oksida dan air, dinyatakan dengan rumus

H(OCH2CH2)nOH dengan harga rata-rata n antara 8,2 dan 9,1 dengan berat

molekul antara 380-420 yang memiliki suatu tingkat polimerasi lebih dari 10

menunjukkan struktur PEG berbelok-belok, rantai pendek yang berbentuk zig-zag

(Voigt, 1994).

Gambar 4. Struktur kimia PEG Gambar 5. Potongan struktur PEG 400 (Voigt, 1994)

Pemeriannya adalah cairan kental, jernih, tidak berwarna, memiliki bau

khas, dan agak higroskopis. PEG 400 memiliki sifat larut dalam air, dalam etanol,

dalam aseton, dalam glikol lain, dan dalam hidrokarbon aromatik; praktis tidak

larut dalam eter dan dalam hidrokarbon alifatik (Anonim, 1995). Menurut

Florence (1994), makrogol inkompatibel dengan senyawa fenol dan dapat

mengurangi aktivitas senyawa antimikroba pada beberapa preservatives.

Penggunaan PEG dengan polimer hidrofilik lainnya pada konsentrasi tinggi dalam

suatu formula dapat mempengaruhi sifat fisik dari sediaan misalkan kelarutan,

saat mulai dilakukan pencampuran, PEG menurut Lieberman (1996), dapat

berfungsi sebagai humectant bila diformulasikan dalam sediaan gel. PEG 400

dalam kegunaannya sebagai humectant, optimal bila ditambahkan dengan

konsentrasi di atas 30% (Rowe, et.al., 2009)


20

E. Natrium Sakarin

Natrium sakarin berwarna putih, tidak berbau atau sedikit berbau

aromatis, berkembang, berbentuk serbuk kristal dengan berat molekul 241,19 dan

memiliki rumus empiris C7H4NNaO3S.2H2O. Natrium sakarin terasa sangat

manis, dengan meninggalkan rasa pahit atau menyerupai logam di lidah. Rasa

pahit tersebut dapat ditutupi dengan cara mencampur natrium sakarin dengan

bahan pemanis lainnya (Rowe, et.al., 2009).

S

NNa

O

OO

2H2O

Gambar 6. Struktur molekul natrium sakarin (Rowe, et.al., 2009)

Natrium sakarin adalah bahan pemanis yang digunakan dalam minuman,

produk makanan, dan formulasi sediaan farmasi seperti tablet, serbuk, gel,

suspensi, larutan, dan pembersih mulut. Natrium sakarin juga digunakan dalam

pembuatan vitamin (Rowe, et.al., 2009).

Natrium sakarin sangat larut di dalam air dibandingkan sakarin, dan lebih

sering digunakan dalam formulasi sediaan farmasi. Natrium sakarin kurang lebih

300-600 lebih manis dibanding sukrosa. Natrium sakarin sering digunakan untuk

menutupi beberapa karakteristik rasa yang tidak enak (Rowe, et.al., 2009).

F. Natrium Benzoat

Natrium benzoat merupakan butiran atau kristal putih, sedikit

higroskopis. Natirum benzoat tidak berbau, atau dengan sedikit bau kapur barus


21

dan memiliki rasa seperti garam. Natrium benzoat memiliki rumus empiris

C7H5NaO2 dengan berat molekul 144,11 (Rowe, et.al., 2009).

ONa

O

Gambar 7. Struktur molekul natrium benzoat (Rowe, et.al., 2009)

Natrium benzoat terutama digunakan sebagai bahan pengawet

antimikroba dalam kosmetik, makanan, dan obat. Natrium benzoat digunakan

pada konsentrasi 0,02-0,5% dalam obat oral; 0,5% dalam produk parenteral; dan

0,1-0,5% dalam kosmetik. Keterbatasan natrium benzoat sebagai pengawet

terletak pada keefektifan dalam range pH yang sempit. Natrium benzoat

digunakan sebagai pilihan untuk asam benzoat dalam beberapa keadaan, misalnya

untuk memberikan kelarutan yang tinggi. Tetapi dalam beberapa penggunaan,

natrium benzoat memberi rasa yang tidak enak pada suatu produk (Rowe, et.al.,

2009).

G. Natrium Lauril Sulfat

Natrium lauril sulfat terdiri dari kristal berwarna putih susu sampai

dengan kuning pucat, berbentuk serpih atau serbuk dengan tekstur halus,

bersabun, rasa pahit, dan sedikit berbau substansi lemak. USP32 dan NF27

mendeskripsikan natrium lauril sulfat sebagai suatu campuran dari natrium alkil

sulfat terutama tersusun atas natrium lauril sulfat. Europe Pharmacopea 6.0

menyebutkan bahwa natrium lauril sulfat mengandung tidak kurang dan tidak

lebih 85% natrium alkil sulfat. Berat molekul natrium lauril sulfat adalah 288,38.


22

Natrium lauril sulfat adalah surfaktan anionik yang digunakan dengan konsentrasi

tertentu pada formulasi sediaan kosmetik. Natrium lauril sulfat merupakan sabun

dan agen pembasah yang efektif pada suasana asam maupun basa (Rowe, et.al.,

2009).

C

H

H

H (CH2)10 C

H

H

O S

O

O

O Na

Gambar 8. Struktur molekul natrium lauril sulfat (Rowe, et.al., 2009)

Tabel II. Fungsi Natrium Lauril Sulfat (Rowe, et.al., 2009)

Fungsi Konsentrasi (%)

Anionic emulsifier, forms self-emulsifying bases with

fatty alcohols

0,5-2,5

Detergent in medicated shamppos ≈ 10

Skin cleanser in topical applications 1

Solubilizer in concentrations greater than critical

miccele concentration

>0,0025

Tablet lubricant 1,0-2,0

Wetting agent in dentrifices 1,0-2,0

H. Tween 80

Tween 80 atau Polysorbate 80 merupakan ester oleat dari sorbitol di

mana tiap molekul anhidrida sorbitolnya berkopolimerasi dengan 20 molekul

etilenoksida (anhidrida sorbitol : etilenoksida = 1:20). Polysorbate 80 berupa

cairan kental berwarna kuning muda sampai kuning sawo (Anonim, 1993), berbau

caramel yang dapat menyebabkan pusing (Greenberg, 1954), panas dan kadang-

kadang pahit (Anonim, 1993). Polysorbate digunakan sebagai emulsifying agent

pada emulsi topikal minyak dalam air, dikombinasikan dengan emulsifier

hidrofobik pada emulsi minyak dalam air, dan untuk menaikkan kemampuan


23

menahan air pada salep, dengan konsentrasi 1-15% sebagai solubilizer.

Polysorbate 80 digunakan secara luas pada kosmetik sebagai emulsifying agent

(Smolinske, 1953). Penggunaan polysorbate secara kombinasi dengan emulsifier

memiliki batas rentang konsentrasi antara 1-10% (Rowe, et al, 2009)

Polysorbate sangat larut dalam air, larut dalam etanol (95%) P dan

etilasetat P, tidak larut dalam paraffin cair P (Anonim, 1993), tidak larut dalam

alkohol polihidrik (Greenberg, 1954). Polysorbate 80 memiliki titik lebur yang

berada pada suhu 50-6

0 C, nilai pH 6.0-8.0, dan stabil dalam larutan dengan pH 2-

12 (Greenberg, 1954), nilai HLB 15.0 dan berat jenis pada 250C adalah 1.08,

viskositas 425 mPa s (Rowe, et al, 2009). Polysorbate 80 digunakan sebagai

emulsifier pada krim dan lotion, pelarut minyak essensial dalam air (Greenberg,

1954).

Gambar 9. Struktur molekul Polysorbate 80 (Schramm, 2005)

I. Oleum Menthae piperita

Oleum Menthae piperita merupakan minyak yang tidak berwarna,

kekuningan, atau kehijauan-kuning cair, menjadi lebih gelap dan tebal oleh usia

dan paparan udara, memiliki bau khas aromatik pepermint, sangat aromatik, tajam

rasa, dan diikuti oleh sensasi dingin saat udara ditarik ke mulut. Kandungan utama

dari Oleum menthae piperita ini adalah menthol (30-55%), atau dapat disebut juga

stearopten mint, atau kamper mint (Anonim, 2009).


24

Gambar 10. Struktur molekul Oleum Menthae piperita (Anonim, 2009)

Kegunaan dari Oleum Menthae piperita ini bermacam-macam seperti di

antaranya adalah sebagai stimulant diffusible kuat, dengan sifat yang

mengeluarkan udara, antispasmodic, dan antimuntah. Untuk hal tersebut Oleum

Menthae piperita ini digunakan untuk meredakan perut kembung, gastrodynia,

mual, kejang perut, dan untuk menutupi rasa obat lain. Selain itu juga digunakan

untuk pengobatan penyakit selesma dan batuk.

J. Alkohol

Nama lain dari alkohol adalah ethanol, ethanolum, atau ethyl alcohol.

Alkohol ini memiliki beberapa fungsi antara lain adalah sebagai pengawet

terhadap mikrobia (preservatives), disinfectant, dan juga sebagai solvent (pelarut).

Alkohol dalam berbagai atau beberapa konsentrasi sangat berpengaruh dan

berguna di formulasi farmaseutikal dan kosmetik (Rowe, et.al., 2009).

Tabel III. Fungsi alkohol (Rowe, et al., 2009)

Kegunaan Konsentrasi % v/v

Antimicrobial preservative 10

Disinfectant 60–90

Extracting solvent in galenical manufacture Up to 85

Solvent in film coating Variable

Solvent in injectable solutions Variable

Solvent in oral liquids Variable

Solvent in topical products 60–90


25

Gambar 11. Struktur kimia alkohol (Rowe, et al., 2009)

Struktur kimia dari alkohol adalah C2H6O dengan berat molekulnya

adalah 46,07. Alkohol memiliki titik didih sebesar 78.15°C , mudah terbakar dan

mudah menguap. Alkohol dalam penyimpanannya harus berada dalam wadah

yang tertutup rapat agar tidak menguap (Rowe, et al., 2009).

K. Metode Desain Faktorial

Desain faktorial merupakan cara yang digunakan untuk mengevaluasi

efek faktor yang dipelajari secara stimultan dan efek yang relatif penting dapat

dinilai (Armstrong dan James, 1996). Desain faktorial merupakan aplikasi

persamaan regresi yaitu teknik untuk memberikan model hubungan antara

variabel-respon dengan satu atau lebih variabel bebas. Model yang diperoleh dari

analisa tersebut berupa persamaan matematika (Bolton, 1997). Penelitian desain

faktorial dimulai dengan menentukan faktor dan aras yang akan diteliti, serta

respon yang akan diukur. Respon yang diukur harus dapat dikuantitatifkan

(Boltons, 1997). Mengenai deskripsi sifat (seperti besar, lebih besar, terbesar) dan

nomor urut (seperti menunjukkan respon terbesar adalah 1, selanjutnya 2, dan

seterusnya) tidak dapat digunakan (Armstrong dan James, 1996). Desain faktorial

digunakan dalam penelitian dimana efek dari faktor atau kondisi yang berbeda

dalam penelitian ingin diketahui (Bolton, 1997). Dengan desain faktorial, dapat

didesain suatu percobaan untuk mengetahui faktor yang dominan berpengaruh


26

secara signifikan terhadap respon. Juga memungkinkan kita mengetahui interaksi

antara faktor-faktor tersebut (Bolton, 1997; Voigt, 1994).

Pada desain faktorial dua aras dan tiga faktor diperlukan delapan

formulasi (2n = 8, dengan 2 menunjukkan aras dan n menunjukkan jumlah faktor).

Rancangan percobaan desain faktorial dengan tiga faktor dan dua aras seperti

tabel IV berikut ini:

Tabel IV. Rancangan percobaan desain faktorial tiga faktor dan dua aras

Eksperimen Faktor Interaksi

AA BB CC AAB AAC BBC AAB

C

(1) - - - + + + -

A + - - - - + +

B - + - - + - +

AB + + - + - - -

C - - + + - - +

AC + - + - + - -

BC - + + - - + -

ABC + + + + + + +

Keterangan :

- : aras rendah

+ : aras tinggi

Formula 1 : aras rendah faktor A, aras rendah faktor B, aras rendah faktor C

Formula a : aras tinggi faktor A, aras rendah faktor B, aras rendah faktor C

Formula b : aras rendah faktor A, aras tinggi faktor B, aras rendah faktor C

Formula ab : aras tinggi faktor A, aras tinggi faktor B, aras rendah faktor C

Formula c : aras rendah faktor A, aras rendah faktor B, aras tinggi faktor C

Formula ac : aras tinggi faktor A, aras rendah faktor B, aras tinggi faktor C

Formula bc : aras rendah faktor A, aras tinggi faktor B, aras tinggi faktor C

Formula abc : aras tinggi faktor A, aras tinggi faktor B, aras tinggi faktor C

Rumusan yang berlaku :

Y = B0 + B1(X1) + B2(X2) + B3(X3) +...+ B12X1X2 + B13X1X3 + B23X2X3 +...+

B123X1X2X3.....(3)

Dengan :

Y = respon hasil atau sifat yang diamati

(X1)(X2)(X3) = aras pada faktor A dan faktor B

B0, B1, B2, B3... = koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan


27

Dari rumus (3) dan data yang diperoleh dapat dibuat contour plot suatu

respon tertentu yang sangat berguna dalam memilih komposisi campuran yang

optimum. Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata

respon pada aras tinggi dan rata-rata respon pada aras rendah (Bolton, 1997).

Desain faktorial memiliki beberapa keuntungan. Metode ini memiliki

efisiensi yang maksimum untuk memperkirakan efek yang dominan dalam

menentukan respon. Keuntungan utama desain faktorial adalah bahwa metode ini

memungkinkan untuk mengidentifikasi efek masing-masing faktor, maupun efek

interaksi antar faktor (Bolton, 1997).

L. Landasan Teori

Gel toothpaste merupakan sediaan semi solid liquid yang berbentuk

pasta, namun berbasis gel yang juga memiliki fungsi yang sama dengan pasta gigi,

yaitu untuk merawat , membersihkan, dan menjaga kesehatan gigi. Sediaan gel

toothpaste pasti memiliki tekstur yang halus dan memiliki warna yang bening

karena sesuai dengan basis yang digunakan yaitu gel dan sebagian besar

penyusunnya adalah air. Selain itu juga dari sisi penampilan, gel toothpaste

terlihat lebih menarik untuk digunakan karena warnanya yang bening. Dalam

pembuatan basis sediaan gel toothpaste, digunakan gelling agent untuk menjaga

konstituen cairan dan padatan dalam membentuk karakteristik gel yang stabil dan

baik. Dalam penelitian ini, digunakan CMC-Na 10% sebagai gelling agent, CMC-

Na memiliki gugus natrium yang dapat mengikat air, sehingga air terhidrasi dalam

pembentukan karakteristik gel yang baik dan stabil. Selain itu juga, CMC-Na


28

memiliki pH yang stabil pada rentang pH 5-10 sehingga dalam pencampuran

formulanya, tidak dibutuhkan agen pembasa. Karena dalam rentang pH tersebut,

struktur atau matriks gel yang terbentuk sudah sempurna, sehingga karakteristik

gel yang terbentuk baik. Juga dalam penelitian ini, digunakan kombinasi

humectant dengan tujuan untuk memberikan rasa nyaman saat digunakan dan

untuk mempertahankan kelembaban pada basis gel toothpaste yang terbentuk,

sehingga dalam pengaplikasiannya memberi rasa nyaman pada penggunanya.

Humectant yang digunakan adalah gliserol dan PEG 400. Gliserol memiliki

tekstur yang lebih kental bila dibandingkan dengan PEG 400. Sehingga bila

dikombinasikan akan mendapatkan tekstur gel yang memiliki tingkat viskositas

yang optimum. Gliserol berperan dalam meningkatkan kelembaban pada sediaan

yang terbentuk sedangkan PEG 400 berperan dalam meningkatkan ikatan struktur

gel yang terbentuk, karena memiliki gugus hidrofilik yang dapat berikatan dengan

struktur gel yang terbentuk, karena sebagian besar penyusunnya adalah air.

Pada penelitian ini, dilakukan model percobaan dengan menggunakan

metode desain faktorial dua aras tiga faktor. Dengan menggunakan metode ini,

akan diketahui efek dari interaksi ketiga faktor yang digunakan.

M. Hipotesis

Komposisi penambahan CMC-Na 10% sebagai gelling agent, gliserol

dan polyethylen glycol 400 sebagai humectant berpengaruh terhadap sifat fisis

basis sediaan gel toothpaste.


29

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan rancangan quasi eksperimental bersifat

eksploratif dengan menggunakan desain penelitian secara desain faktorial.

B. Variabel Penelitian

1. Variabel bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi CMC-Na 10%

(aras rendah: 60g dan aras tinggi: 90g) sebagai gelling agent, gliserol (aras

rendah: 15g dan aras tinggi: 25 g) dan polyethylen glycol 400 (aras rendah: 40g

dan aras tinggi: 60 g) sebagai humectant dalam basis sediaan gel toothpaste .

2. Variabel tergantung

Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisis (viskositas dan

kemampuan extrudability) serta stabilitas (pergeseran viskositas).

3. Variabel pengacau terkendali

Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah kecepatan,

kondisi penyimpanan (suhu dan kelembaban tempat penyimpanan) dan lama

pengadukan pembuatan gel toothpaste.

4. Variabel pengacau tak terkendali

Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah suhu dan

kelembaban ruangan.


30

C. Definisi Operasional

1. Gel toothpaste merupakan sistem dispersi padatan di dalam medium cair, yang

terdiri dari air dan cairan larut dalam air, minyak, serta padatan baik yang larut

maupun tidak larut.

2. Gelling agent adalah bahan yang digunakan untuk membentuk kekentalan

atau pembentuk sifat alir sediaan gel toothpaste. Gelling agent yang

digunakan dalam penelitian ini adalah CMC-Na dengan konsentrasi 10%.

3. Humectant adalah bahan yang digunakan untuk mencegah drying out

(lepasnya air dari sediaan) serta mengabsorsi lembab dari lingkungan.

Humectant yang digunakan dalam percobaan ini adalah gliserol dan PEG 400.

4. Viskositas optimum pada penelitian ini adalah viskositas sesuai pasta gigi

yang telah beredar di pasaran yaitu sebesar 300-600 d.Pa.s.

5. Stabilitas gel ditentukan dari besarnya nilai pergeseran viskositas antara

sebelum dan sesudah penyimpanan selama 1 bulan yaitu <15%.

6. Kemampuan extrudability adalah kemampuan gel toothpaste untuk keluar dari

wadah yang digunakan (tube) setelah diberi beban tertentu. Beban yang tertera

atau didapat saat gel toothpaste mampu keluar dari tubenya yang diharapkan

(baik) yaitu <1kg.

7. Respon adalah besaran yang diamati, perubahan efek dan besarnya dapat

dikuantitatifkan. Dalam penelitian ini adalah sifat fisis gel toothpaste

(kemampuan extrudability dan viskositas) serta stabilitas gel toothpaste

(pergeseran viskositas).


31

8. Desain faktorial adalah metode optimasi yang memungkinkan untuk

mengetahui efek yang dominan dalam menentukan sifat fisis dan stabilitas

basis sediaan gel toothpaste.

D. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah CMC-Na®

(kualitas farmasetis), PEG 400 (kualitas farmasetis), Gliserol (kualitas farmasetis),

Sodium saccharin (kualitas farmasetis), Sodium benzoate, Sodium lauryl sulfate

(kualitas farmasetis), Oleum menthae piperita (kualitas farmasetis), Tween 80

(kualitas farmasetis), Alkohol (kualitas farmasetis), dan Aquadest.

E. Alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Glassware (Pyrex-

Germany), neraca analitik (Mettler Toledo GB 3002), Mixer (Philips Type HR

1170 120V-130W Made In Holland), Viscotester seri VT 04 (Rion-Japan),

Hardness Tester (No. 174886 KIYA SEISAKUSHO, Ltd. Tokyo, Japan), dan

tube plastik (net@ 10 g).


32

F. Tata Cara Penelitian

1. Formula gel toothpaste

Formula gel toothpaste menurut Lieberman, et.al. (1996) adalah :

Tabel V. Formula Gel Toothpaste menurut Lieberman, et.al, (1996)

No. Fase Bahan Berat (% b/b)

1 A Glycerin 96% 14.00

2 A CMC 9M31XF .30

3 B Sorbitol 70% 42.10

4 C Sodium saccharin .20

5 C Sodium benzoate .08

6 C Sodium fluoride .22

7 C Deionized water 5.00

8 D Polyethylene glycol-32 5.00

9 E Abrasive silica 14.00

10 E Thickening silica 7.50

11 F Glycerin 96% 5.50

12 F Sodium lauryl sulfate 1.25

13 F Polysorbate-20 2.00

14 F FD&C Blue #1 (1%) .05

15 F FD&C Yellow #5 (1%) .10

16 F Flavor .70

17 F Alcohol SD38B 2.00

Dalam optimasi formula ini dilakukan modifikasi formula dengan variasi

komposisi gelling agent dan humectant menggunakan metode desain faktorial.

Tabel VI. Formula gel toothpaste hasil modifikasi

No. Fase Bahan Berat (gram)

1 A CMC-Na 10% 60-90

2 A Gliserol 20.5-30.5

3 B PEG 400 40-60

4 C Natrium sakarin 0.20

5 C Natrium benzoat 0.08

6 C Aquadest 5.00

7 D Natrium lauril sulfat 1.25

8 D Tween 80 2.00

9 D Alkohol 2.00

10 E Oleum menthae piperita 0.70

Berdasarkan formula yang akan dibuat tersebut dapat dilakukan

perhitungan untuk menentukan besarnya sampel yang akan digunakan yaitu :


33

(n-1) (p-1) > 15

Keterangan : n = jumlah sampel

p = jumlah perlakuan

p = 8 (8 formula kombinasi komposisi CMC-Na 10%, Gliserol,

dan PEG 400)

Dari rumus perhitungan tersebut didapatkan hasil jumlah sampel n ≥ 3

sehingga pada penelitian ini dipergunakan jumlah sampel sebanyak 3 replikasi

untuk masing-masing formula yang digunakan (Bolton, 1997).

2. Pembuatan gel toothpaste

Faktor yang akan diteliti adalah faktor CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG

400. Aras tinggi dan aras rendah dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :

Tabel VII. Penentuan aras tinggi dan aras rendah faktor penelitian

Formula F1 Fa Fb Fab Fc Fac Fbc Fabc

CMC-Na 60 90 60 90 60 90 60 90

Gliserol 20,5 20,5 30,5 30,5 20,5 20,5 30,5 30,5

PEG 400 40 40 40 40 60 60 60 60

Na Sakarin 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Na Benzoat 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

Aquadest 5 5 5 5 5 5 5 5

SLS 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25

Tween 80 2 2 2 2 2 2 2 2

Alkohol 2 2 2 2 2 2 2 2

Oleum Menthae

Piperita

0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

*Seluruh formula dalam satuan gram (g)

i. Mengembangkan CMC-Na (A) dengan aquadest dengan konsentrasi 10%

selama 24 jam.

ii. Memasukkan gliserol ke dalam mixer. Menambahkan massa CMC-Na 10%

yang telah dikembangkan sebelumnya (sesuai dengan aras masing-masing

formula) sambil diaduk untuk membuat fase A. Mengaduk campuran fase A

dengan menggunakan mixer merk Philips Type HR 1170 120V-130W Made

In Holland dengan skala kecepatan level 1 (level terendah). Untuk membuat


34

fase A, tidak seluruh gliserol dicampurkan dengan CMC-Na 10%, sebanyak

15 gram untuk gliserol aras rendah dan sebanyak 25 gram untuk gliserol

aras tinggi. Sebagian sisa gliserol sebanyak 5,5 gram digunakan untuk

melarutkan natrium lauril sulfat pada campuran fase D.

iii. Menambahkan fase B ke dalam mixer sambil terus diaduk. Fase B dalam

formula adalah PEG 400 dan tetap mengaduk menggunakan mixer merk

Philips Type HR 1170 120V-130W Made In Holland dengan skala kecepatan

level 1 (level terendah). Penambahan PEG 400 disesuaikan jumlahnya

dengan aras masing-masing formula.

iv. Melarutkan bahan-bahan fase C di dalam aquadest dan menambahkan ke

dalam mixer. Mencampur dan mengaduk rata campuran fase A, B, dan C

selama 20 menit. Campuran fase C yang terdiri dari natrium sakarin, natrium

benzoat, dan aquadest dilarutkan terlebih dahulu sebelum dicampurkan

dalam mixer menggunakan glassware (bekker glass) dengan menggunakan

batang pengaduk sampai larut.

v. Mencampur terlebih dahulu bahan-bahan fase D, kemudian menambahkan

ke dalam mixer dan mengaduk kembali selama 10 menit. Pencampuran

bahan-bahan fase D yang terdiri dari sisa gliserol (sebagian gliserol yang

belum dicampurkan pada fase A yaitu sebesar 5,5 gram), natrium lauril

sulfat, tween 80, dan alkohol dilakukan di luar mixer menggunakan

glassware (bekker glass) dengan menggunakan batang pengaduk secara

perlahan-lahan untuk mencampurkan gliserol dan natrium lauril sulfat, baru

kemudian ditambahkan dengan tween 80 dan alkohol sambil terus diaduk


35

sampai larut secara perlahan. Setelah campuran fase D larut, kemudian

ditambahkan ke dalam mixer merk Philips Type HR 1170 120V-130W Made

In Holland dan diaduk dengan kecepatan yang sama seperti pada campuran

fase A, B, dan C (skala kecepatan level 1) selama 10 menit.

vi. Mencampur fase E (Oleum menthae piperita) dengan menggunakan batang

pengaduk sampai rata (homogen) dan dilakukan secara perlahan tanpa

menggunakan mixer.

3. Uji sifat fisik dan stabilitas gel toothpaste

a. Uji viskositas dan pergeseran viskositas. Pengukuran viskositas

menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04 dengan cara sebagai berikut : gel

toothpaste dimasukkan ke dalam wadah dan dipasang pada portable viscotester.

Viskositas gel toothpaste diketahui dengan mengamati jarum penunjuk viskositas.

Uji ini dilakukan dua kali, yaitu (1) 2 hari setelah gel toothpaste selesai dibuat dan

(2) setelah disimpan selama 1 bulan (Instruction Manual Viscotester VT-03E/VT-

04E; Voigt, 1994). Sediaan dianggap memiliki stabilitas yang baik jika memiliki

persentase pergeseran viskositas kurang dari 15% (Zatz, Berry, dan Aldermen,

1996).

b. Uji kemampuan extrudability. Kurang lebih 10g basis sediaan gel

toothpaste (massa gel toothpaste yang dimasukkan ke dalam tube disesuaikan

dengan ukuran tube yang dipakai sampai seluruh ruang dalam tube terisi penuh)

dengan menggunakan spet atau spuit injection hasil modifikasi. Kemudian diberi

beban dengan bantuan alat untuk mengukur kekerasan tablet (hardness tester).

Pengujian ini telah dilakukan modifikasi terkait cara pengujian dan alat yang


36

digunakan untuk menguji dari Lieberman (1996). Hasil yang terbaca merupakan

data kuantitatif yang menunjukkan kemampuan basis gel toothpaste tersebut

untuk keluar dari tubenya (Lieberman, et.al., 1996).

G. Analisis Data

Data yang dihasilkan adalah data uji kemampuan extrudability,

viskositas, dan pergeseran viskositas. Dengan menggunakan metode desain

faktorial, maka dapat dihitung besar efek dari masing-masing faktor yaitu

komposisi CMC-Na 10%, konsentrasi gliserol, PEG 400, dan interaksi antara 3

faktor tersebut sehingga dapat diketahui efek yang dominan dalam menentukan

sifat fisik dan stabilitas. Program software yang digunakan dalam analisis data

pada penelitian ini adalah Design Expert 7.0.0.

Analisis statistik dilakukan untuk mengetahui signifikansi setiap faktor

dan interaksi dalam mempengaruhi respon dan analisis statistik dapat diperoleh

dari hasil pengolahan data menggunakan Design Expert 7.0.0 software.

Berdasarkan analisis statistik ini, maka dapat ditentukan ada atau tidaknya

pengaruh hubungan dari setiap faktor dan interaksi terhadap respon.


37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Formulasi Basis Sediaan Gel Toothpaste

Gel toothpaste merupakan sediaan semi solid (padat) yang berbasis gel

yang mempunyai fungsi sama dengan pasta gigi yaitu untuk membantu merawat

dan menjaga kesehatan gigi, menjaga kebersihan gigi, serta menghilangkan bau

mulut (Anonim, 2009). Untuk memenuhi tujuan dari pemakaian gel toothpaste

tersebut, maka dalam penelitian ini, digunakan natrium lauril sulfat sebagai agen

pembusa yang bertujuan untuk menghasilkan busa yang dalam sediaan gel

toothpaste berperan untuk mengangkat kotoran yang berada dalam mulut. Selain

itu, dari makanan yang kita makan yang tertinggal di antara gigi akan

menimbulkan karang gigi, dan akan difermentasikan oleh bakteri

(mikroorganisme) sehingga dapat menimbulkan bau mulut, maka dari itu dalam

penelitian ini, digunakan bahan anti mikroorganisme seperti misalnya, natrium

benzoat. Namun, natrium benzoat dalam formula ini diutamakan berfungsi

sebagai bahan pengawet sediaan yang terbentuk. Yang terutama dari tujuan

pemakaian gel toothpaste ini adalah untuk membersihkan gigi, dimana yang

terutama dalam formula harus terdapat bahan abrasive (Lieberman, et.al., 1996).

Bahan abrasive dalam formula gel toothpaste berfungsi selain untuk

membersihkan kotoran pada gigi, juga berfungsi sebagai bahan pengental

(thickening agent) terkait interaksinya dengan bahan-bahan lain dalam formula.

Namun dalam penelitian ini, tidak digunakan bahan abrasive. Salah satu contoh


38

bahan abrasive yang umumnya digunakan dalam formula gel toothpaste adalah

silica (Lieberman, et.al., 1996).

Basis gel toothpaste yang dibuat ini sebagian besar penyusunnya adalah

air. Hampir semua bahan yang dipakai memiliki sifat larut dalam air (water

soluble). Dengan demikian sesuai dengan tujuan dari pengaplikasian gel

toothpaste untuk di mulut yang akan memudahkan dalam menghilangkan atau

membilas gel toothpaste saat pengaplikasian. Adanya alkohol pada formula dapat

memberikan rasa nyaman dan sejuk saat penggunaan, hal ini disebabkan karena

adanya mekanisme evaporasi (penguapan). Selain itu basis sediaan gel toothpaste

yang terbentuk memiliki tekstur yang lembut dan warna yang bening sehingga

dari sisi estetika lebih menarik. Aroma mint dari basis sediaan gel toothpaste yang

akan memberikan rasa segar dan nyaman saat penggunaan, sehingga basis gel

toothpaste yang terbentuk secara organoleptis sudah memenuhi persyaratan untuk

suatu sediaan gel toothpaste yang baik.

Dalam proses pembuatan basis sediaan gel toothpaste, pertama dimulai

dengan mengembangkan CMC-Na terlebih dahulu dalam aquadest selama 24 jam.

Aquadest yang digunakan memiliki kualitas farmasetis (memiliki nilai pH 7).

CMC-Na memiliki kelarutan yang tinggi di dalam air. Waktu 24 jam untuk

mengembangkan CMC-Na merupakan waktu yang optimum bagi CMC-Na untuk

mengembang sempurna untuk membentuk struktur gel yang baik dengan

membentuk struktur tiga dimensi yang mampu memperangkap bahan tambahan

lainnya dan yang terutama adalah air yang mana merupakan bagian dari

komposisi yang terbanyak. CMC-Na merupakan golongan hydrogel yang berasal


39

dari bahan sintetik. CMC-Na yang telah mengembang sempurna memiliki nilai

rentang pH sekitar 5-6 (Allen, 2002). Hal ini merupakan salah satu kelebihan dari

basis sediaan gel toothpaste yang menggunakan CMC-Na sebagai gelling agent

karena tempat aplikasi dari sediaan gel toothpaste yaitu di gigi yang berada di

dalam mulut yang memiliki pH dengan kisaran 6-7 (Anonim, 2009). Oleh karena

itu, dalam formulasi ini hanya dibutuhkan sedikit agen pembasa untuk membuat

sediaan gel toothpaste ini memiliki pH yang sama atau mendekati dengan pH di

tempat aplikasi. Berbeda dengan sediaan gel yang menggunakan Carbopol sebagai

gelling agent, walaupun viskositas terendah (minimum)nya lebih tinggi dan lebih

stabil bila dibandingkan dengan viskositas CMC-Na, namun pH yang dihasilkan

oleh Carbopol saat sudah dikembangkan cenderung asam, yaitu berada pada

rentang pH 2,5 - 4 (Rowe, et al., 2009). Dengan demikian, bila menggunakan

Carbopol sebagai gelling agent perlu ditambahkan agen pembasa, seperti

Triethanolamine (TEA) untuk membentuk (membuka) struktur tiga dimensi gel

yang baik dan optimum dengan viskositas yang baik. Karena sistem gel akan

terbentuk baik pada pH yang mendekati normal (Allen, 2002).

Mekanisme pembentukkan gel dengan penggunaan CMC-Na adalah

melalui proses entanglement (perpanjangan rantai polimer), setelah CMC-Na

didispersikan dalam air, rantai polimer dari CMC-Na akan mengalami

perpanjangan dan akan membentuk rangkaian rantai polimer yang tidak beraturan,

sehingga air akan terjebak dalam rantai polimer yang terbentuk (Allen, 2002).

Lain halnya dengan menggunakan Carbopol, dimana mekanisme pembentukkan

gel terjadi karena adanya penggunaan agen pembasa. Carbopol memiliki pH asam


40

(2,5 – 4) saat didispersikan dalam air, rantai polimer Carbopol terdapat banyak

gugus karboksil (-COOH), dimana atom H akan diikat oleh agen pembasa yang

digunakan. Dengan demikian gugus karboksil (-COOH) akan kehilangan atom H

menjadi COO-. Oleh karena itu, rantai polimer dari Carbopol akan memiliki

muatan yang sejenis sehingga akan menyebabkan tolak menolak dan struktur dari

gel akan mengembang dan mampu memperangkap air serta dapat menstabilkan

sistem gel yang terbentuk. Dengan demikian, penggunaan agen pembasa bila

menggunakan Carbopol sebagai gelling agent akan menetralkan pH sediaan yang

dihasilkan dan akan membentuk struktur gel yang stabil (Allen, 2002).

Penggunaan CMC-Na sebagai gelling agent memiliki kekurangan, yaitu

struktur gel yang terbentuk tidak stabil pada saat diberi gaya putar (mekanis),

karena viskositas dari CMC-Na akan menurun seiring dengan meningkatnya

kecepatan putar mekanis yang diberikan dari luar, seperti kecepatan putar mixer

yang digunakan untuk mengaduk atau mencampur CMC-Na dengan bahan

lainnya (Rowe, et al., 2009). Selama penyimpanan, dengan meningkatnya lama

waktu penyimpanan, viskositas dari CMC-Na akan semakin meningkat. Hal ini

dipengaruhi oleh sifat alir (rheology) dari suatu sediaan. Gel (dalam penelitian ini

digunakan CMC-Na sebagai gelling agent) memiliki sifat alir (rheology)

pseudoplastis. Sifat alir pseudoplastis memiliki ciri-ciri seiring dengan

meningkatnya kecepatan geser (gaya) akan menurunkan viskositas, sedangkan

viskositasnya akan kembali seperti semula bahkan meningkat seiring dengan

penyimpanan setelah tidak diberikan (gaya) kecepatan geser. Pada penelitian ini

digunakan CMC-Na dengan konsentrasi 10%. Digunakan konsentrasi sebesar


41

10% merupakan hasil orientasi yang telah dilakukan oleh penulis. Menurut Rowe,

et al (2009), range konsentrasi yang optimum yang digunakan sebagai gelling

agent dalam formulasi sediaan gel adalah 3-6%. Setelah dilakukan orientasi

CMC-Na pada konsentrasi 3% dan 6%, basis sediaan gel toothpaste yang

dihasilkan memiliki viskositas yang sangat rendah, sehingga secara teknis tidak

memenuhi syarat viskositas dari sediaan gel toothpaste yang berada pada range

viskositas 300-600 d.Pa.s (Anonim, 2009). Orientasi dilakukan untuk

mendapatkan basis sediaan gel toothpaste dengan viskositas yang memenuhi

range viskositas yang baik untuk sediaan gel toothpaste. Setelah dilakukan

orientasi, didapatkan konsentrasi yang optimum untuk menghasilkan sediaan gel

toothpaste yang baik, yaitu 10%.

Dalam penelitian ini, digunakan CMC-Na aras rendah 60 gram dan aras

tinggi 90 gram. CMC-Na 10% yang telah dikembangkan selama 24 jam

ditambahkan dengan gliserol sebagai humectant sesuai dengan jumlah untuk

masing-masing aras, yaitu aras rendah gliserol 15 gram dan aras tinggi gliserol

25 gram. Pencampuran antara CMC-Na 10% sebagai gelling agent dengan

gliserol sebagai humectant merupakan campuran fase A dalam penelitian ini.

Pencampuran dilakukan dengan menggunakan mixer merk Philips Type HR 1170

120V-130W Made In Holland dengan menggunakan skala (level) 1 yang berada

pada mixer tersebut. Gliserol dicampur ke dalam CMC-Na 10% yang telah

dikembangkan selama 24 jam sampai teraduk homogen. Dalam penelitian ini,

penggunaan CMC-Na dengan gliserol memiliki tujuan untuk meningkatkan

kebasahan (kelembaban) atau dapat dikatakan untuk mengurangi tingkat


42

kekeringan dari sediaan gel yang akan terbentuk (Allen, 2002). PEG 400 dalam

formula ini juga berfungsi sebagai humectant.

Dalam formula penelitian ini digunakan kombinasi dari dua jenis

humectant dengan tujuan untuk mempertahankan kelembaban dari sediaan yang

dihasilkan dan memberikan efek sejuk atau menyegarkan saat digunakan di

tempat aplikasi. Karena prinsip kerja dari humectant adalah menyerap air di

sekitar lingkungannya, sehingga dapat meningkatkan kelembaban (kebasahan)

yang akan memberikan efek sejuk atau menyegarkan saat penggunaan. Gliserol

memiliki tingkat kekentalan (viskositas) yang lebih tinggi bila dibandingkan

dengan PEG 400 yang sedikit lebih cair (Allen, 2002). Nilai 400 di PEG

menunjukkan berat molekul dari bahan tersebut. Berat molekul dari PEG 400

berkisar antara 380-420. PEG 400 merupakan cairan yang memiliki sifat yang

sangat hidrofilik, sehingga bila dicampurkan dengan CMC-Na dan gliserol akan

meningkatkan ikatan struktur gel yang terbentuk sehingga matriks gel yang

terbentuk akan semakin kuat dan dapat memperangkap bahan-bahan lain di dalam

matriks gel tersebut (Allen, 2002). Hal ini akan menyebabkan sediaan gel yang

terbentuk akan semakin stabil tingkat kekentalannya (viskositasnya). CMC-Na

10%, gliserol, dan PEG 400 adalah faktor yang diteliti pengaruhnya dalam

penelitian ini dengan komposisi sesuai aras masing-masing (aras rendah dan aras

tinggi).

Natrium sakarin di dalam formula ini berfungsi sebagai pemanis pada

sediaan gel toothpaste yang dibuat. Natrium benzoat dalam formula ini digunakan

sebagai bahan pengawet dari mikroorganisme, natrium benzoat ini biasa


43

ditambahkan sebagai bahan pengawet pada sediaan kosmetik, makanan, dan obat

(Rowe, et al., 2009). Sebagai bahan pengawet tentu saja harus ditambahkan agar

sediaan gel toothpaste yang terbentuk stabil dan tidak rusak selama penyimpanan,

dan juga agar tidak ditumbuhi pencemar seperti mikroorganisme atau bakteri.

Natrium sakarin dan natrium benzoat ini dilarutkan dalam aquadest. Digunakan

aquadest yang murni dengan kualitas farmasetis karena sifat dari kedua bahan

tersebut yang sangat larut dalam air (Rowe, et al., 2009).

Pencampuran fase A (CMC-Na 10% dan gliserol), fase B (PEG 400),

serta fase C (natrium sakarin, natrium benzoat, dan aquadest) dilakukan

menggunakan mixer merk Philips Type HR 1170 120V-130W Made In Holland

dengan menggunakan skala (level) 1 yang berada pada mixer tersebut selama 20

menit. Digunakan waktu 20 menit, bertujuan agar didapatkan campuran yang

homogen.

Dalam penelitian ini, digunakan natrium lauril sulfat sebagai agen

pembusa (sabun atau detergen) dan agen pembasah dalam kondisi asam ataupun

basa, karena natrium lauril sulfat merupakan surfaktan anionik (Rowe, et.al.,

2009). Kelarutan natrium lauril sulfat sangat tinggi dalam air (Rowe, et.al., 2009).

Namun, dalam penelitian ini digunakan gliserol untuk melarutkan natrium lauril

sulfat (gliserol digunakan sebanyak 5,5 gram dari total jumlah gliserol pada

formula), hal ini dikarenakan natrium lauril sulfat juga memiliki kelarutan yang

baik di dalam gliserol yang merupakan fase air, dan larutan yang dihasilkan tidak

keruh serta homogen. Saat dilakukan orientasi, natrium lauril sulfat dilarutkan

dalam aquadest, namun dihasilkan larutan yang buram dan keruh, hal ini


44

dikarenakan larutan yang dihasilkan sudah terlewat jenuh. Dihasilkan larutan yang

buram dan keruh dikarenakan jumlah air (aquadest) yang digunakan untuk

melarutkan natrium lauril sulfat sedikit. Oleh karena itu, dibutuhkan aquadest

dalam jumlah lebih banyak untuk melarutkan natrium lauril sulfat agar larut

sempurna. Pencampuran natrium lauril sulfat harus dilakukan secara hati-hati dan

perlahan agar tidak muncul busa yang berlebih. Hal ini dikarenakan, pencampuran

natrium lauril sulfat, dengan sedikit pengadukan akan menghasilkan busa yang

banyak, maka untuk melakukan pencampuran natrium lauril sulfat dilakukan

terpisah, tidak digunakan mixer untuk pencampurannya. Tween 80 (Polysorbate

80) dalam formula ini digunakan sebagai pelarut minyak essensial yang larut

dalam air (Rowe, et al., 2009) atau dengan kata lain, Tween 80 berperan sebagai

cosolvent yang membantu kelarutan natrium lauril sulfat (HLB Tween 80 adalah

15 ; HLB natrium lauril sulfat adalah 40) (Rowe, et.al., 2009). Tween 80 juga

memiliki interaksi (terkait dalam formula) dengan PEG 400 yaitu untuk

membantu meningkatkan viskositas dari sediaan yang akan dihasilkan. Tween 80

sifatnya larut dalam air, dan sifat utama dari PEG 400 yang hidrofilik akan dengan

mudah untuk berinteraksi dengan Tween 80 sehingga akan meningkatkan tingkat

viskositas dari sediaan yang dihasilkan (Anonim, 2009), karena Tween 80

memiliki viskositas yang cukup tinggi yaitu 300-500 centistokes (Rowe, et al.,

2009). Tween juga memiliki kelarutan yang tinggi di dalam alkohol (Anonim,

2009). Alkohol dalam formula ini selain digunakan sebagai pelarut, juga

digunakan untuk memberikan efek sejuk dan menyegarkan dalam sediaan gel

toothpaste karena adanya mekanisme evaporasi (penguapan). Selain itu juga


45

alkohol dalam formula ini berfungsi sebagai pengawet terhadap mikrobia agar

sediaan yang terbentuk tidak tercemar oleh mikroorganisme atau bakteri (Rowe,

et al., 2009).

Oleh karena itu campuran antara gliserol, natrium lauril sulfat, alkohol,

dan tween 80 dicampur menjadi satu fase. Pencampuran antara sebagian gliserol,

natrium lauril sulfat, tween 80, dan alkohol (fase D) dilakukan sebelumnya tanpa

menggunakan mixer. Setelah dihasilkan campuran yang homogen, baru kemudian

fase D dicampurkan dalam mixer dengan campuran fase A, B, dan C dengan

menggunakan kecepatan yang sama selama 10 menit. Digunakan waktu 10 menit,

diperkirakan akan dihasilkan campuran yang homogen.

Oleum menthae piperrita dalam formula ini berfungsi sebagai pemberi

aroma dalam sediaan gel toothpaste, karena Oleum menthae piperrita kandungan

terbesarnya adalah menthol (30-55%) (Anonim,2009). Dengan penambahan

Oleum menthae piperrita ini akan memberikan aroma mint (menthol) pada

sediaan gel toothpaste yang terbentuk, sehingga akan memberikan dan

menimbulkan rasa segar saat gel toothpaste tersebut digunakan. Penambahan

oleum menthae piperrita dilakukan terakhir tanpa menggunakan mixer, dilakukan

pengadukkan dengan menggunakan batang pengaduk sampai homogen.

Untuk melakukan uji viskositas, digunakan Viscotester seri VT 04 (Rion-

Japan) sesuai dengan yang tertera pada gambar pada lampiran 3. Satuan yang

dipakai dalam viskositas pada alat ini adalah d.Pa.s. Prinsip kerja dari Viscotester

Rion ini adalah dengan menggunakan pemutar dengan skala tertentu untuk

sediaan gel yang akan terbaca hasilnya pada layar. Pemutar atau beban yang


46

digunakan untuk memutar sediaan gel yang akan diukur mampu memutar sediaan

gel yang terbentuk yang kemudian akan terbaca sebagai viskositas atau tingkat

kekentalan dari sediaan yang akan diukur. Seberapa besar pemutar yang

digunakan untuk memutar sediaan gel yang akan diukur menunjukkan tingkat

kekentalan dari sediaan tersebut atau dapat dikatakan besarnya pemutar untuk

menggerakan sediaan yang akan diteliti yang berasal dari tenaga baterai

menunjukkan viskositas dari sediaan yang diteliti tersebut. Dengan demikian

(perlakuan yang sama), diharapkan akan didapatkan data yang akurat dengan

keseragaman perlakuan dalam pengujian.

Pengujian viskositas dilakukan untuk mengetahui pergeseran viskositas

basis sediaan gel toothpaste yang dibuat adalah dengan melihat viskositas awal

(viskositas 2 hari setelah pembuatan) dan viskositas akhir setelah penyimpanan

selama 1 bulan. Diperkirakan waktu 2 hari setelah pembuatan, sediaan yang

terbentuk sudah tidak terdapat pengaruh dari luar seperti gaya geser yang

diberikan oleh mixer dan waktu 2 hari dianggap waktu yang optimal dari sistem

gel yang dihasilkan untuk menata ulang ikatan rantai polimernya setelah

sebelumnya diberi gaya geser oleh mixer. Selain itu juga, diperkirakan waktu 1

bulan sudah dapat menggambarkan kestabilan sediaan yang dihasilkan karena

sistem gel sudah terbentuk optimal (ada rentang waktu untuk menata ulang ikatan

rantai polimer).

Pada pengujian extrudability, dilakukan dengan memasukkan sediaan gel

toothpaste ke dalam tube dengan menggunakan spuit injection yang telah

dimodifikasi agar seluruh ruang kosong pada tube dapat terisi seluruhnya oleh


47

sediaan gel toothpaste yang dihasilkan. Setelah semua sediaan yang terbentuk

dimasukkan ke dalam tube baru kemudian diukur kemampuan extrudabilitynya

dengan menggunakan alat Hardness Tester.

Prinsip dari pengujian ini adalah beban yang diberikan pada sediaan yang

telah dimasukkan ke dalam tube agar sediaan di dalam tube mampu keluar dari

tubenya. Jumlah beban yang ditunjukkan dari alat pengukur (hardness tester)

menunjukkan kemampuan extrudability dari basis sediaan gel toothpaste tersebut.

Metode yang digunakan pada penelitian ini, dilakukan modifikasi, karena alat

yang digunakan berbeda dengan sumber yang digunakan (Lieberman, et.al., 1996)

demikian juga dengan metode yang digunakan. Satuan dari kemampuan

extrudability ini adalah kg. Pengujian dilakukan untuk seluruh formula untuk tiap-

tiap replikasi. Kemudian hasil dari seluruh pengujian tersebut selajutnya dianalisis

dengan menggunakan Software Design Expert 7.0.0. Dengan mengunakan

Software Design Expert 7.0.0 akan mendapatkan persamaan statistik untuk

dianalisis signifikansinya. Dengan software ini dapat ditentukan pengaruh antara

faktor yang kita teliti dengan respon yang dihasilkan, yaitu respon viskositas,

respon pergeseran viskositas, dan respon extrudability.

Dalam penelitian ini, dilakukan pencampuran bahan-bahan dengan

menggunakan mixer. Untuk menghasilkan sediaan gel toothpaste yang baik secara

penampilan (organoleptis) yaitu agar sediaan yang dihasilkan tidak terdapat

gelembung gas (udara) yang terjebak dalam sediaan, pencampuran harus

dilakukan dimana blade dari mixer yang digunakan harus seluruh bagiannya

tercelup ke dalam seluruh formula yang akan dicampur. Apabila seluruh bagian


48

blade tidak tercelup sepenuhnya dalam formula, maka gerakan turbulen dari blade

akan menarik udara dari luar masuk ke dalam sistem gel yang terbentuk akibat

pencampuran. Udara akan tertarik masuk ke dalam sediaan yang dicampur

mengikuti arah gerakan turbulen dari blade pada mixer.

Dengan demikian, sediaan yang terbentuk penampilannya menjadi baik,

karena tidak terdapat gelembung udara. Oleh karena itu berdasarkan penelitian ini,

untuk proses pencampuran disarankan agar wadah yang digunakan untuk

melakukan pencampuran harus mampu menjamin seluruh bagian blade terbenam

dalam seluruh bahan-bahan yang akan dicampur. Dengan seluruh bagian blade

terbenam sepenuhnya dalam semua bahan-bahan akan meminimalkan

terperangkapnya udara di dalam sediaan yang terbentuk.

B. Pengaruh Faktor terhadap Respon Viskositas, Respon Pergeseran

Viskositas, dan Respon Extrudability Berdasarkan Desain Faktorial

Faktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah CMC-Na 10%,

gliserol, dan PEG 400. Penentuan faktor ini didasarkan pada pertimbangan bahwa

ketiga bahan tersebut yang berperan penting dalam menentukan sifat fisis basis

sediaan gel toothpaste. Sediaan gel terutama sangat dipengaruhi oleh gelling

agent dan humectant (Allen, 2002). Maka dari itu faktor yang digunakan adalah

CMC-Na 10% sebagai geling agent, gliserol, dan PEG 400 sebagai humectant.

Penentuan aras dalam penelitian ini didasarkan atas hasil orientasi. Hasil

dari orientasi itu didapatkan:


49

Faktor A : merupakan CMC-Na 10% dengan aras rendah (-1) yaitu 60 gram dan

aras tinggi (+1) yaitu 90 gram.

Faktor B : merupakan gliserol dengan aras rendah (-1) yaitu 15 gram dan aras

tinggi (+1) yaitu 25 gram.

Faktor C : merupakan PEG 400 dengan aras rendah (-1) yaitu 40 gram dan aras

tinggi (+1) yaitu 60 gram.

Dari delapan formula yang dibuat dengan aras faktor yang berbeda-beda

untuk tiap formula selanjutnya dilakukan pengukuran respon viskositas, respon

pergeseran viskositas selama penyimpanan 30 hari, dan respon extrudability.

1. Respon viskositas

Respon viskositas menggambarkan stabilitas basis sediaan gel toothpaste

yang dibuat. Suatu sediaan gel dikatakan stabil berdasarkan viskositasnya

didasarkan pada sifat alir (rheology) yang tidak berubah selama penyimpanan.

Viskositas adalah suatu besaran yang menunjukkan ketahanan suatu cairan untuk

dapat mengalir. Semakin tinggi viskositas maka tahanan suatu cairan untuk dapat

mengalir semakin besar pula. Rheology sangat berperan dalam aplikasi formulasi

sediaan farmasi seperti emulsi, pasta, supositoria dan tablet salut (Martin, et.al.,

1983). Sejumlah produk farmasi, termasuk gum alam dan sintetis antara lain

dispersi tragacanth; sodium alginate; dan methylcellulose dalam cairan

menunjukkan sistem sifat alir pseudoplastis (Martin, et.al., 1983). Sebagian besar

tipe aliran sediaan gel mengikuti tipe aliran non Newtonian khususnya

pseudoplastis.


50

Suatu sediaan gel yang mempunyai viskositas yang baik akan memiliki

stabilitas yang baik secara fisis antara lain meliputi viskositas, pergeseran

viskositas selama penyimpanan, dan kemampuan extrudability. Rheology meliputi

pencampuran dan aliran dari bahan, pemasukkan ke dalam wadah, pemindahan

sebelum digunakan, dan penuangan dari kemasan (Martin, et al., 1993) sehingga

menjadi jelas bahwa stabilitas basis sediaan gel toothpaste tak lepas dari

parameter viskositas. Dalam hal ini pengujian viskositas dilakukan pada hari ke-2

atau pada penyimpanan selama 48 jam. Ditentukan pengujian viskositas sediaan

gel toothpaste pada hari ke-2 atau pada penyimpanan selama 48 jam karena pada

hari ke-2 terebut, komponen penyusun dalam sistem gel tersebut telah tersusun

dengan baik atau sudah tidak terdapat pengaruh dari luar (Garg, et al., 2002).

Hasil analisis dari Software Design Expert tersebut dapat ditentukan

koefisien dari persamaan (3) yang terkait dengan desain faktorial, yaitu:

Y = B0 + B1XA + B2XB + B3XC +…+ B12XAXB + B13XAXC + B23XBXC +…+

B123XAXBXC+ …….(4)

Dengan: Y = respon hasil atau sifat yang diamati

XAXBXC = aras pada faktor A, B, dan C

B0, B1, B2, B3….. = koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan

Efek yang bertanda positif pada persamaan menunjukkan efek faktor atau

interaksi berpengaruh positif (meningkatkan nilai repon) sedangkan efek yang

bertanda negatif menunjukkan bahwa faktor atau interaksi berpengaruh negatif

(menurunkan nilai respon). Untuk melihat tingkat signifikansi dari pengaruh

faktor atau interaksi tersebut maka dilakukan uji Anova dengan menggunakan

Software Design Expert 7.0.0, yang kemudian dapat dilihat kontribusi dari


51

masing-masing faktor serta dapat diketahui nilai efek yang ditimbulkan oleh

responnya.

Tabel VIII. Hasil Uji Respon Viskositas

Formula Respon rata-rata Viskositas (d.Pa.s)

1 500

A 700

B 506.67

AB 656.67

C 490

AC 576.67

BC 400

ABC 466.67

Selanjutnya dengan menggunakan Software Design Expert 7.0.0, data

respon viskositas dapat diolah untuk mengetahui nilai efek dari masing-masing

faktor dan interaksinya seperti yang tertera pada tabel IX berikut ini:

Tabel IX. Hasil pengolahan data respon viskositas

Faktor dan Interaksi Efek

CMC-Na 10% 125.83

Gliserol -59.17

PEG 400 -107.50

CMC-Na 10% dan Gliserol -17.50

CMC-Na 10% dan PEG 400 -49.17

Giserol dan PEG 400 -40.83

CMC-Na 10%, Gliserol, dan PEG 400 7.50

Pada tabel IX terdapat bahwa faktor gliserol, PEG 400, interaksi antara

CMC-Na 10% dengan gliserol, interaksi antara CMC-Na 10% dengan PEG 400,

dan interaksi antara gliserol dengan PEG 400 memiliki nilai efek yang negatif,

sedangkan faktor CMC-Na 10% dan interaksi ketiga faktor memiliki nilai efek

yang positif. Hal ini menunjukkan bahwa faktor gliserol, PEG 400, interaksi

antara CMC-Na 10% dengan gliserol, interaksi antara CMC-Na 10% dengan PEG

400, interaksi antara gliserol dengan PEG 400 efeknya adalah menurunkan respon

viskositas. Sedangkan faktor CMC-Na 10 % serta interaksi antara CMC-Na 10%,

gliserol, dan PEG 400 efeknya adalah meningkatkan respon viskositas. Untuk


52

faktor CMC-Na 10% (nilai efek tertinggi) diperkirakan dominan mempengaruhi

respon viskositas. Nilai efek untuk masing-masing faktor dan interaksi antar

faktor dapat dilihat melalui diagram pareto yang dihasilkan melalui sotware

Design Expert 7.0.0. yang dapat mempermudah pembacaan nilai efek yang

dihasilkan.

Gambar 12. Diagram Pareto nilai efek respon viskositas

(Orange : Positive Effect ; Biru : Negative Effect)

Dari diagram pareto pada gambar 12. dapat dilihat dengan mudah bahwa

faktor CMC-Na 10% serta interaksi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400

berefek meningkatkan respon viskositas (posittive effect), untuk faktor CMC-Na

10% diperkirakan dominan dalam mempengaruhi peningkatan respon viskositas

(ditunjukkan dengan warna orange). Untuk faktor gliserol, PEG 400, interaksi

antara CMC-Na 10% dengan gliserol, interaksi antara CMC-Na 10% dengan PEG

400, dan interaksi antara gliserol dengan PEG 400 berefek menurunkan respon

viskositas (negative effect) yang ditunjukkan dengan warna biru. Dengan

menggunakan diagram pareto seperti pada gambar 12 akan lebih mempermudah

dalam melihat nilai efek yang dihasilkan.


53

Hal ini sesuai dengan teori yang sudah ada bahwa viskositas yang

terutama sangat dipengaruhi oleh adanya gelling agent. Semakin besar jumlah

(konsentrasi) gelling agent yang digunakan, maka akan semakin tinggi pula

tingkat kekentalan (viskositas) gel yang dihasilkan (Donovan dan Flanagan,

1996). Namun semakin besar jumlah gelling agent yang ditambahkan belum tentu

menghasilkan sediaan gel yang memiliki penampilan yang diharapkan, dan juga

dari sisi acceptability yang kurang dapat diterima oleh konsumen karena terlalu

kental. Dan dari faktor humectant yang digunakan, memberikan efek menurunkan

viskositas juga sesuai dengan teori yang sudah ada. Bahwa prinsip kerja dari

humectant adalah menyerap air yang ada di lingkungan sekitarnya dengan tujuan

untuk meningkatkan kebasahan (kelembaban), dengan demikian sediaan yang

dihasilkan akan tetap basah (lembab / tidak kering) dan saat digunakan mudah

untuk dibilas atau dibersihkan dengan menggunakan air (Lieberman, et.al., 1996).

Air yang diikat berasal dari lingkungan, hal ini dikarenakan kelembaban di luar

sistem gel yang terbentuk lebih tinggi bila dibandingkan dengan kelembaban yang

terdapat pada sistem gel yang terbentuk. Air (lembab) yang terikat bertujuan

untuk meningkatkan kebasahan (kelembaban) dengan demikian sediaan yang

dihasilkan akan memiliki kebasahan (kelembaban) yang tetap (sisi organoleptis)

dan memiliki kemudahan saat penggunaan karena gel toothpaste dapat dibilas

dengan air mengingat kandungan air dalam formula banyak dan semua bahan

yang digunakan bersifat water soluble (sisi acceptability). Dengan demikian,

viskositas dari sediaan gel yang terbentuk menjadi menurun. Terlebih dalam

penelitian ini, digunakan kombinasi humectant yaitu gliserol dan PEG 400 yang


54

dapat menyebabkan kandungan air semakin banyak dalam sistem gel yang sudah

terbentuk .

Hasil pengolahan data untuk respon viskositas, nilai efek dari faktor

gliserol dan faktor PEG 400 yang mempunyai nilai negatif, yang artinya

menurunkan nilai viskositas suatu sediaan yang terbentuk. Demikian juga dengan

nilai efek dari interaksi antara CMC-Na 10% dengan gliserol, interaksi antara

CMC-Na 10% dengan PEG 400, interaksi antara gliserol dengan PEG 400 yang

memiliki nilai efek negatif, membuktikan teori tersebut, bahwa interaksi antara

gelling agent (CMC-Na 10%) dengan salah satu humectant (baik gliserol ataupun

PEG 400) akan menurunkan respon viskositas sediaan yang terbentuk. Hal ini

dikarenakan campuran kombinasi antara gelling agent dan salah satu humectant

tersebut bukan dengan tujuan untuk meningkatkan viskositas, namun untuk

meningkatkan sisi acceptability sediaan agar tingkat viskositas yang memenuhi

syarat suatu sediaan berbasis gel dan juga dapat mempermudah saat penggunaan

di tempat aplikasi (mulut) sehingga dihasilkan basis sediaan gel toothpaste yang

memiliki sifat fisis yang baik. Humectant yang dipakai semuanya bersifat

hidrofilik, dengan demikian kandungan air dalam sediaan tersebut akan semakin

tinggi terkait dengan prinsip kerja humectant yang menyerap lembab dari

lingkungan selama penyimpanan serta wadah yang digunakan dan menyebabkan

nilai viskositas akan semakin menurun (Anonim, 2009).

Sedangkan pada interaksi antara ketiga bahan (CMC-Na 10%, gliserol,

dan PEG 400) memiliki nilai efek yang positif, yang berarti memiliki efek

meningkatkan viskositas, namun nilai efeknya pun tidak terlalu besar (tabel IX).


55

Nilai efek yang tertinggi dari faktor yang diteliti tersebut adalah efek dari

faktor CMC-Na 10%, dan perbedaannya dengan nilai efek interaksi ketiga bahan

tersebut sangat berbeda signifikan. Sehingga dapat dikatakan, faktor CMC-Na

10% yang diperkirakan berperan dominan dalam menaikkan respon viskositas

suatu sediaan gel toothpaste yang terbentuk (karena memiliki nilai positif).

Persamaan yang terkait dengan desain faktorial untuk respon viskositas

adalah sebagai berikut:

Y = -963,33333 + 19,72222 XA + 42,00000 XB + 22,58333 XC – 0,36667 XAXB –

0,26389 XAXC – 0,78333 XBXC + 5,00000.10-3

XAXBXC

Persamaan Y di atas dapat digunakan untuk memprediksi komposisi

ketiga bahan tersebut untuk membuat basis sediaan gel toothpaste agar dihasilkan

respon viskositas yang dikehendaki, dengan catatan formula yang digunakan sama

dengan formula dalam penelitian ini dan jumlah formula yang lain (selain faktor

yang diteliti) ditambahkan dalam jumlah yang tetap, karena berdasarkan

perhitungan dan analisis statistik dengan menggunakan software Design Expert

7.0.0 didapatkan model persamaan statistik yang signifikan (gambar 13).

Signifikansi dari model persamaan statistik yang dihasilkan dapat menentukan

faktor yang dominan yang mempengaruhi respon viskositas berdasarkan nilai efek

kontribusinya.


56

Gambar 13. Hasil Uji Anova untuk respon viskositas

Pada gambar 13, terdapat F-value sebesar 4,71 dengan nilai p-value

(Prob>F) 0,0049 yang menunjukkan model persamaan analisis statistik yang

signifikan. Dapat dikatakan signifikan bila nilai F-value dari masing-masing

faktor dan interaksi lebih besar dari F tabel [dengan degree of freedom (7,23) dan

taraf kepercayaan 95% adalah 2,4422], dan bila nilai Prob>F dengan taraf

kepercayaan 95% dari masing-masing faktor dan interaksi <0,05.

Signifikansi dari model persamaan statistik yang dihasilkan dapat

menentukan faktor yang dominan yang mempengaruhi respon viskositas

berdasarkan nilai efek kontribusinya. Dengan demikian, faktor A (CMC-Na 10%)

dengan F-value 14,78, faktor B (gliserol) dengan F-value 3,27, dan faktor C (PEG


57

400) dengan F-value 10,78 dominan mempengaruhi respon viskositas karena

memiliki F-value > F tabel (2,4422). Dominan belum tentu signifikan, oleh karena

itu berdasarkan hasil uji Anova untuk respon viskositas pada gambar 13, faktor A

(CMC-Na 10%) dan faktor C (PEG 400) dapat dikatakan signifikan, yang artinya

faktor A (CMC-Na10%) dan faktor C (PEG 400) tersebut berpengaruh (berbeda

bermakna) terhadap respon viskositas dan pengaruhnya dapat dilihat pada tabel

efek yang ditunjukkan pada tabel IX, dimana faktor A (CMC-Na 10%)

berpengaruh signifikan meningkatkan respon viskositas (125,83) dan faktor C

(PEG 400) berpengaruh signifikan menurunkan respon viskositas (-107,50).

Dengan demikian, untuk penambahan CMC-Na 10% dan PEG 400 perlu

mendapat perhatian dalam formula basis sediaan gel toothpaste untuk

menghasilkan respon viskositas sesuai dengan yang dikehendaki. Hal ini

dikarenakan dengan penambahan CMC-Na 10% dan PEG 400 dalam jumlah yang

sedikit akan menghasilkan respon viskositas yang signifikan (berbeda bermakna).

Dengan melihat hasil uji Anova tersebut, dapat direkomendasikan untuk

menghasilkan respon viskositas yang baik, yang perlu diperhatikan dalam

penambahannya dari ketiga faktor yang diteliti secara berurutan adalah CMC-Na

10% (F-value = 14,78), PEG 400 (F-value = 10,78), dan gliserol (F-value = 3,27).

Dapat direkomendasikan komposisi yang digunakan untuk menghasilkan respon

viskositas yang baik karena dihasilkan model persamaan statistik yang signifikan.

Dengan demikian untuk memprediksi respon viskositas yang dikehendaki adalah

dengan melihat F-value dan Prob>F dari model persamaan statistiknya, sedangkan

untuk mengetahui dominan masing-masing faktor dan interaksi dalam formula


58

untuk respon viskositas yang dikehendaki adalah dengan melihat F-value dan

Prob>F masing-masing faktor dan interaksinya.

Dapat dilihat grafik pengaruh interaksi yang terjadi antara ketiga faktor

yang diteliti yaitu CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 pada gambar 14, 15, dan

16. Namun interaksi yang terjadi antara ketiga faktor tersebut tidak signifikan,

dilihat berdasarkan hasil uji Anova pada gambar 13, dimana F-value yang

dihasilkan adalah 0,052 (lebih kecil dari F tabel yaitu 2,4422) dan Prob>F yang

dihasilkan adalah 0,8217 (lebih besar dari taraf kepercayaan yaitu 0,05). Oleh

karena itu, interaksi yang terjadi antara ketiga faktor tidak signifikan. Dengan

demikian, model persamaan statistik yang signifikan belum tentu mencerminkan

interaksi yang signifikan. Model persamaan statistik yang signifikan hanya

digunakan untuk memprediksi komposisi ketiga bahan (faktor) yang diteliti untuk

menghasilkan basis sediaan gel toothpaste yang memiliki respon viskositas sesuai

dengan yang dikehendaki dan untuk mengetahui bagian yang dominan dalam

menentukan respon viskositas, baik itu faktor (masing-masing) atau interaksi

antara faktor-faktor tersebut.

Gambar interaksi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 yang

ditunjukkan pada gambar 14, 15, dan 16 tidak dapat menggambarkan interaksi

yang sesungguhnya, karena interaksi yang sesungguhnya berada dalam kondisi

tiga dimensi, bukan dalam dua dimensi. Interaksi yang terjadi digambarkan dalam

dua dimensi karena salah satu faktor (yang tidak terlihat dalam gambar) dibuat

tetap sesuai aras masing-masing. Dengan demikian, ada atau tidaknya titik

perpotongan antara kedua garis yang ditunjukkan (garis hitam dan garis merah)


59

tetap menunjukkan adanya interaksi yang terjadi di antara ketiga faktor, yang

dapat lebih mudah dilihat berdasarkan hasil uji Anova untuk respon viskositas

pada gambar 13. Di samping itu, pada gambar 14, 15, dan 16 yang

menggambarkan interaksi yang terjadi antara ketiga faktor dalam menentukan

respon viskositas, terdapat Simbol “I” pada grafik interaksi yang menunjukkan

sebaran data (Standar Deviasi) yang dihasilkan dari hasil penelitian. Terdapat

simbol “I” dikarenakan interaksi seharusnya tergambar secara 3 dimensi bukan

dalam 2 dimensi.

Pada gambar 14, terlihat bahwa pada aras rendah PEG 400 semakin

tinggi CMC-Na 10% yang digunakan pada formula akan mengakibatkan

peningkatan respon viskositas baik pada aras rendah maupun aras tinggi gliserol.

Sedangkan pada aras tinggi PEG 400, semakin tinggi CMC-Na 10% yang

digunakan pada formula akan mengakibatkan peningkatan respon viskositas baik

pada aras rendah maupun pada aras tinggi gliserol. Interaksi yang terjadi antara

faktor CMC-Na 10% dan gliserol pada aras tinggi PEG 400 ini sangat kecil. Hal

ini juga diperkuat dengan tabel IX, dimana nilai efek interaksi antara CMC-Na

10%, gliserol, dan PEG 400 adalah 7,50 sehingga dapat dikatakan interaksi yang

terjadi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 sangat kecil dan tidak

signifikan. Di samping melihat hasil uji Anova pada gambar 13, juga dilihat dari

grafik interaksinya dimana kedua garis yang terdapat pada gambar 14 (garis hitam

dan garis merah) yang sejajar. Sedangkan nilai efek yang terbesar adalah nilai

efek faktor CMC-Na 10% yaitu sebesar 125,83. Nilai efek tersebut menunjukkan


60

bahwa faktor CMC-Na 10% merupakan faktor yang dominan dalam

meningkatkan respon viskositas.

Gambar 14. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan gliserol pada aras tinggi dan aras rendah

PEG 400 pada respon viskositas

Demikian dengan pengaruh interaksi faktor CMC-Na 10% dan PEG 400

pada aras rendah dan aras tinggi gliserol seperti ditunjukkan pada gambar 15 juga

menggambarkan interaksi yang tidak signifikan. Pada gambar 15, terlihat bahwa


61

pada aras rendah gliserol, semakin tinggi CMC-Na 10% yang digunakan dalam

formula akan mengakibatkan peningkatan respon viskositas baik pada aras rendah

dan aras tinggi PEG 400. Demikian juga pada aras tinggi gliserol, semakin tinggi

CMC-Na 10% yang digunakan dalam formula akan mengakibatkan peningkatan

respon viskositas baik pada aras rendah maupun aras tinggi PEG 400.

Hal ini menunjukkan bahwa nilai efek interaksi antara faktor CMC-Na

10% dan PEG 400 (aras rendah dan aras tinggi) pada aras rendah maupun pada

aras tinggi gliserol yang terjadi itu sangat kecil dan ini terbukti dengan hasil efek

pada tabel IX dimana nilai efek interaksi faktor CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG

400 adalah 7,50. Selain itu juga, bila dilihat dari hasil uji Anova pada gambar 13

juga dihasilkan F-value dari interaksi antara ketiga faktor (CMC-Na 10%, gliserol,

dan PEG 400) adalah 0,052 yang merupakan nilai terkecil bila dibandingkan

dengan F-value dari model persamaan statistik, masing-masing faktor, interaksi

antara 2 faktor, dan F tabel.

Pada gambar 15, juga terdapat simbol “I” yang menunjukkan sebaran

data yang dihasilkan berdasarkan hasil penelitian untuk respon viskositas yang

tergambar dalam 2 dimensi, seperti halnya yang terdapat pada gambar 14. Berikut

gambar pengaruh interaksi antara CMC-Na 10% dan PEG 400 pada aras rendah

dan aras tinggi gliserol yang ditunjukkan pada gambar 15.


62

Gambar 15. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan PEG 400 pada aras tinggi dan aras rendah

gliserol pada respon viskositas

Demikian pada gambar 16, seperti yang digambarkan pada gambar 14

dan 15 dimana interaksi yang terjadi tidak signifikan berdasarkan hasil uji Anova

untuk respon viskositas. Pada gambar 16, menunjukkan adanya pengaruh interaksi

antara gliserol dan PEG 400 pada aras rendah dan aras tinggi CMC-Na 10%.

Pada aras rendah CMC-Na 10%, semakin tinggi gliserol yang digunakan pada

formula akan mengakibatkan peningkatan respon viskositas pada aras rendah

PEG 400, namun peningkatan respon viskositas tidak signifikan, sedang pada aras


63

tinggi PEG 400 akan menurunkan respon viskositas. Hal ini didukung oleh teori

yang mengatakan bahwa viskositas dari PEG 400 lebih rendah bila dibandingkan

dengan viskositas gliserol (Rowe, et al., 2009), dengan demikian interaksi yang

terjadi antara gliserol (dengan jumlah yang semakin tinggi) pada aras rendah PEG

400 akan meningkatkan respon viskositas namun tidak secara signifikan,

sedangkan pada aras tinggi PEG 400 akan menyebabkan penurunan respon

viskositas yang sangat signifikan karena tingkat kekentalan (viskositas) dari PEG

400 lebih kecil dari gliserol sehingga respon viskositas akan menurun terlebih

dengan penggunaan aras rendah CMC-Na 10%. Pada tabel IX, ditunjukkan

dengan nilai efek interaksi antara faktor gliserol dan PEG 400 adalah -40,83 dan

ini menunjukkan bahwa interaksi antara gliserol dan PEG 400 mengakibatkan

penurunan respon viskositas. Hal ini dikarenakan, dalam formula ini, gliserol dan

PEG 400 berperan sebagai humectant yang tidak berpengaruh dalam

meningkatkan viskositas, namun humectant dalam formula ini berperan dalam

menjaga kelembaban dari basis sediaan gel toothpaste yang terbentuk, atau dapat

dikatakan agar basis sediaan gel toothpaste yang dihasilkan tidak kering selama

penyimpanan.

Pada gambar 16 (bagian bawah), pada aras tinggi CMC-Na 10%,

semakin tinggi gliserol yang digunakan, akan mengakibatkan penurunan respon

viskositas pada aras rendah dan aras tinggi PEG 400. Penurunan respon

viskositas yang lebih signifikan, terjadi pada aras tinggi PEG 400, hal ini

dikarenakan (tingkat kekentalan) viskositas dari PEG 400 yang lebih rendah bila

dibandingkan dengan gliserol, dengan demikian benar terbukti adanya dari tabel


64

IX yang menyatakan dari hasil analisis bahwa nilai efek interaksi gliserol dan

PEG 400 mengakibatkan penurunan viskositas.

Interaksi yang terjadi pada aras rendah dan aras tinggi CMC-Na yang

digambarkan pada gambar 16 (bagian atas dan bawah) menunjukkan bahwa peran

PEG 400 dalam formula signifikan, dilihat dari hasil uji Anova pada gambar 13,

dimana F-value dari PEG 400 yaitu 10,78 (F-value tertinggi ke-2 setelah F-value

CMC-Na 10%) dengan Prob>F sebesar 0,0047 (kurang dari F tabel yaitu 0,05),

dengan demikian faktor PEG 400 signifikan dalam menentukan respon viskositas.

Dapat dilihat pada interaksi yang terjadi pada aras rendah CMC-Na 10%, dimana

dengan seiring meningkatnya gliserol yang digunakan mengakibatkan

peningkatan respon viskositas pada aras rendah PEG 400. Hal ini menunjukkan

bahwa dengan penggunaan PEG 400 aras rendah saja memberikan pengaruh yang

berbeda (peningkatan viskositas) bila dibandingkan pada aras tinggi PEG 400

yang menghasilkan penurunan viskositas. Selain itu juga, pada aras tinggi CMC-

Na 10%, baik pada aras rendah maupun aras tinggi PEG 400, dengan semakin

meningkatnya penggunaan gliserol dalam formula akan menurunkan respon

viskositas, mengingat CMC-Na 10% (faktor dominan dalam menentukan respon

viskositas) berada pada aras tinggi, namun dengan penggunaan PEG 400 baik

aras rendah maupun aras tinggi akan menurunkan respon viskositas. Hal ini

dikarenakan faktor PEG 400 juga berperan signifikan dalam formula untuk

menghasilkan respon viskositas (berdasarkan hasil uji Anova pada gambar 13).


65

Gambar 16. Pengaruh interaksi gliserol dan PEG 400 pada aras tinggi dan aras rendah

CMC-Na 10% pada respon viskositas

2. Respon pergeseran viskositas

Stabilitas selama penyimpanan sediaan gel, khususnya basis sediaan gel

toothpaste sangat perlu diperhatikan. Hal ini dikarenakan agar sediaan yang

dihasilkan tetap stabil (tidak rusak, kandungan zat aktif tetap terjaga, dan

konsistensi dari sediaan tetap terjaga) baik selama penyimpanan, distribusi,


66

maupun saat digunakan (Zatz, Berry, dan Alderman, 1996). Uji stabilitas

dilakukan dengan mengamati pergeseran viskositas dari hari ke-2 (48 jam) setelah

pembuatan sampai dengan penyimpanan hari ke-30. Yang diharapkan tidak terjadi

pergeseran atau perubahan viskositas selama penyimpanan basis sediaan gel

toothpaste karena pergeseran viskositas yang terjadi menandakan ketidakstabilan

dalam sistem gel yang terbentuk. Hasil uji respon pergeseran viskositas dari

delapan formula ditunjukkan pada tabel X berikut ini:

Tabel X. Hasil Uji Respon Pergeseran Viskositas

Formula Respon Pergeseran Viskositas (%)

1 43,33

A 16,53

B 15,1

AB 19,71

C 15,89

AC 28,09

BC 41,67

ABC 23,33

Dari hasil pengujian respon pergeseran viskositas, kemudian dilakukan

analisis untuk mendapatkan persamaan statistik menggunakan metode desain

faktorial.

Hasil pengolahan data respon pergeseran viskositas dengan

menggunakan Software Design Expert 7.0.0 dapat diketahui besar efek dari

masing-masing faktor dan interaksinya, ditunjukkan pada tabel XI berikut ini:

Tabel XI. Hasil pengolahan data respon pergeseran viskositas


CMC-Na 10% -7.08

Gliserol -1.01

PEG 400 3.58

CMC-Na 10% dan Gliserol 0.22

CMC-Na 10% dan PEG 400 4.02

Giserol dan PEG 400 11.52

CMC-Na 10%, Gliserol, dan PEG 400 -15.49


67

Pada tabel XI dapat dilihat bahwa faktor PEG 400, interaksi antara CMC-

Na 10% dan gliserol, interaksi antara CMC-Na 10% dan PEG 400, serta interaksi

antara gliserol dan PEG 400 mempunyai nilai respon positif yang berarti

meningkatkan respon pergeseran viskositas. Sedangkan nilai respon untuk faktor

CMC-Na 10%, faktor gliserol, serta interaksi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan

PEG 400 mempunyai nilai respon negatif yang berarti menurunkan respon

pergeseran viskositas.

Nilai efek dari faktor atau interaksi yang dihasilkan pada tabel XI, yang

memiliki nilai tertinggi adalah nilai efek dari interaksi antara CMC-Na 10%,

gliserol, dan PEG 400 yaitu sebesar -15,49 yang diperkirakan dominan dalam

mempengaruhi respon pergeseran viskositas. Dengan demikian, apabila terbukti

dominan dan signifikan berdasarkan uji Anova untuk respon pergeseran

viskositas, maka berarti bahwa dengan adanya kombinasi antara ketiga faktor

yang digunakan yaitu CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 akan menurunkan

respon pergeseran viskositas. Dapat dilihat juga melalui diagram pareto yang

dihasilkan dari analisis software Design Expert 7.0.0 seperti pada gambar 17.

Pada gambar 17, nilai efek yang menyebabkan peningkatan respon

pergeseran viskositas ditunjukkan dengan warna orange dan nilai efek yang

menyebabkan penurunan respon pergeseran viskositas ditunjukkan dengan warna

biru. Pada gambar 17, nilai efek interaksi ketiga faktor menyebabkan penurunan

respon pergeseran viskositas (nilai tertinggi untuk negative effect), sedangkan

nilai efek interaksi antara gliserol dan PEG 400 menyebabkan peningkatan respon

pergeseran viskositas (nilai tertinggi untuk posittive effect).


68

Gambar 17. Diagram Pareto nilai efek respon pergeseran viskositas


Persamaan yang terkait dengan desain faktorial untuk respon pergeseran

viskositas adalah sebagai berikut:

Y = 978,21 – 11,25989 XA – 44,68867 XB - 18,61683 XC + 0,51771 XAXB +

0,21989 XAXC + 0,88957 XBXC – 0,010325 XAXBXC

Persamaan Y di atas dapat digunakan untuk memprediksi komposisi

ketiga faktor bahan dalam pembuatan sediaan gel toothpaste untuk menghasilkan

respon pergeseran viskositas yang dikehendaki, karena berdasarkan perhitungan

dan analisis statistik dengan menggunakan software Design Expert 7.0.0

didapatkan model persamaan statistik yang signifikan (gambar 18).


menentukan faktor yang dominan yang mempengaruhi respon pergeseran

viskositas berdasarkan nilai efek kontribusinya.


69

Gambar 18. Hasil Uji Anova untuk respon pergeseran viskositas

Pada gambar 18, dihasilkan F-value model persamaan statistik sebesar

2,77 (lebih besar dari F tabel [dengan degree of freedom (7,23) dan taraf

kepercayaan 95% adalah 2,4422] dan nilai Prob>F sebesar 0,0431 (lebih kecil dari

angka taraf kepercayaan yaitu 0,05) yang menunjukkan bahwa model persamaan

statistik untuk respon pergeseran viskositas adalah signifikan. Oleh karena itu,

model persamaan statistik untuk respon pergeseran viskositas tersebut dapat

digunakan untuk memprediksi dan menentukan faktor yang dominan yang

mempengaruhi respon pergeseran viskositas berdasarkan nilai efek kontribusinya.


70


menentukan faktor yang dominan yang mempengaruhi respon pergeseran

viskositas berdasarkan nilai efek kontribusinya. Dengan demikian, interaksi

gliserol dan PEG 400 (BC) dengan F-value 5,69 serta interaksi antara CMC-Na

10%, gliserol, dan PEG 400 (ABC) dengan F-value 10,29 dominan

mempengaruhi respon pergeseran viskositas karena memiliki F-value > F tabel

(2,4422). Dan interaksi antara gliserol dan PEG 400 (BC) serta interaksi antara

CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 dapat dikatakan signifikan karena memiliki

nilai Prob>F lebih kecil dari 0,05 (taraf kepercayaan 95%). Nilai Prob>F interaksi

gliserol dan PEG 400 adalah 0,0298 (<0,05) dan nilai Prob>F interaksi antara

CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 adalah 0,0055 (<0,05). Dikatakan

signifikan berarti, interaksi antara gliserol dan PEG 400 serta interaksi antara

CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 berpengaruh (berbeda bermakna) terhadap

respon pergeseran viskositas dan pengaruhnya dapat dilihat pada tabel efek yang

ditunjukkan pada tabel XI, dimana interaksi antara gliserol dan PEG 400

berpengaruh signifikan meningkatkan respon pergeseran viskositas (11,52),

berbeda pada interaksi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 berpengaruh

signifikan menurunkan respon pergeseran viskositas (-15,49). Berdasarkan nilai

efeknya, yang lebih berpengaruh signifikan terhadap respon pergeseran viskositas

adalah interaksi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 yang berefek

menurunkan respon pergeseran viskositas. Dengan demikian, berdasarkan hasil uji

Anova untuk respon pergeseran viskositas yang terdapat pada gambar 18, dapat

direkomendasikan untuk menghasilkan sediaan basis gel toothpaste yang memilki


71

kestabilan sifat fisis yang baik (nilai pergeseran viskositas kecil), yang perlu

mendapatkan perhatian dalam penambahannya adalah interaksi antara ketiga

bahan (CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400).

Dengan demikian, sesuai dengan teori, bahwa kombinasi dari humectant

dalam formula basis sediaan gel toothpaste ini akan menurunkan viskositas dari

sediaan yang terbentuk. Viskositas sediaan yang dihasilkan lebih terutama

dipengaruhi oleh gelling agent yang digunakan (Allen, 2002). Dalam hal ini,

gelling agent yang digunakan adalah CMC-Na 10%, dimana CMC-Na tergolong

dalam sifat alir pseudoplastis, yang sifatnya bila diberi gaya geser dan tekanan,

viskositas akan turun, namun seiring dengan pemberhentian gaya geser dan

penyimpanan, viskositas dari sediaan akan kembali bahkan meningkat (Amiji dan

Sandmann, 2003). Pada penelitian ini, dihasilkan nilai pergeseran viskositas yang

positif, dimana viskositas (konsistensi) sediaan yang dihasilkan menjadi semakin

tinggi terkait dengan gelling agent yang digunakan (CMC-Na). Dalam penelitian

ini, diduga bahwa CMC-Na yang memiliki sifat alir pseudoplastis, dimana sistem

gel yang terbentuk berdasarkan susunan polimer-polimernya, maka ikatan yang

terbentuk oleh polimer CMC-Na akan tidak beraturan ketika diberi gaya geser

saat pengadukkan formula. Namun setelah tidak diberikan gaya geser dan selama

masa penyimpanan selama 30 hari, viskositas dari sediaan yang terbentuk kembali

menjadi semula bahkan cenderung meningkat. Hal ini diduga karena dengan

rentang waktu 30 hari tersebut, ikatan polimer dari CMC-Na akan mulai terbentuk

lagi dengan sendirinya setelah tidak diberi gaya apapun. Oleh karena itu,

diharapkan dengan digunakannya kombinasi dari humectant (gliserol dan PEG


72

400) akan dihasilkan sediaan yang memiliki konsistensi yang stabil (pergeseran

viskositas tidak terlalu besar), karena viskositas dari gliserol dan PEG 400 yang

lebih rendah bila dibandingkan dengan viskositas CMC-Na (Rowe, et al., 2009),

dan yang terutama dari sisi acceptability, kombinasi humectant digunakan untuk

menjaga kelembaban dari sediaan yang terbentuk dan memberikan rasa nyaman

ketika digunakan di dalam mulut (Lieberman, et.al., 1996). Dengan demikian

interaksi antara ketiga bahan, dalam respon pergeseran viskositas memberikan

pengaruh yang signifikan sehingga dihasilkan basis sediaan gel toothpaste yang

memiliki kestabilan yang baik.

Dapat dilihat pengaruh interaksi ketiga faktor yang digunakan dalam

penelitian (CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400) seperti pada gambar 19, 20, dan

21. Interaksi yang terjadi antara ketiga bahan tersebut signifikan, dapat dikatakan

signifikan berdasarkan hasil uji Anova yang dihasilkan untuk respon pergeseran

viskositas pada gambar 18, dimana nilai F-value dari interaksi antara ketiga faktor

adalah 10,29 (lebih besar dari F tabel persamaan statistik yaitu 2,4422) dan nilai

Prob>F dari interaksi antara ketiga faktor adalah 0,0055 (lebih kecil dari angka

taraf kepercayaan 95% yaitu 0,05). Grafik interaksi yang signifikan juga

ditunjukkan dengan garis interaksi yang terjadi pada gambar 19, 20, dan 21 tidak

sejajar (saling berlawanan) dan juga bertolak belakang responnya pada aras

rendah dan aras tinggi.

Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan gliserol pada aras rendah PEG 400

ditunjukkan pada gambar 19 (bagian atas). Pada aras rendah PEG 400, semakin

tinggi CMC-Na 10% yang digunakan pada formula, pada aras rendah gliserol


73

akan mengakibatkan penurunan respon pergeseran viskositas. Sedangkan pada

aras rendah PEG 400, semakin tinggi CMC-Na 10% yang digunakan pada

formula, pada aras tinggi gliserol akan mengakibatkan peningkatkan respon


Pada gambar 19 (bagian bawah), pada aras tinggi PEG 400, semakin

tinggi CMC-Na 10% yang digunakan pada formula, pada aras rendah gliserol

akan mengakibatkan peningkatan respon pergeseran viskositas. Sedangkan pada

aras tinggi PEG 400, semakin tinggi CMC-Na 10% yang digunakan pada

formula, pada aras tinggi gliserol akan mengakibatkan penurunan respon


Pada gambar 19, pada aras rendah maupun aras tinggi PEG 400,

terdapat titik perpotongan antara kedua garis (garis hitam dan garis merah) yang

menunjukkan adanya interaksi yang terjadi pada respon pergeseran viskositas

tersebut. Berdasarkan hasil uji Anova pada gambar 18, interaksi yang terjadi

antara ketiga bahan adalah signifikan. Dengan demikian dengan perubahan sedikit

saja penambahan dari ketiga bahan tersebut akan menghasilkan respon yang

berbeda. Terbukti pada gambar 19, baik pada aras rendah maupun pada aras

tinggi PEG 400, dihasilkan respon yang berbeda (bertolak belakang) pada kedua

garis yang dihasilkan (tidak sejajar) dan hasil pada aras rendah PEG 400 (gambar

19 bagian atas), respon yang dihasilkan pada aras rendah gliserol adalah

menurunkan respon pergeseran viskositas, sedangkan pada aras tinggi PEG 400

(gambar 19 bagian bawah), respon yang dihasilkan pada aras rendah gliserol

adalah meningkatkan respon pergeseran viskositas. Hal ini membuktikan bahwa


74

interaksi yang terjadi signifikan, dimana dengan perubahan sedikit saja (dari aras

rendah ke aras tinggi) menghasilkan respon yang berbeda. Demikian juga yang

terjadi pada aras tinggi gliserol baik pada aras rendah PEG 400 (gambar 19

bagian atas) dan pada aras tinggi PEG 400 (gambar 19 bagian bawah). Respon

dari aras tinggi gliserol pada aras rendah PEG 400 adalah meningkatkan respon

pergeseran viskositas, sedangkan pada aras tinggi PEG 400 responnya adalah

menurunkan respon pergeseran viskositas.

Respon pergeseran viskositas yang meningkat menunjukkan adanya

kemungkinan terjadinya perubahan viskositas selama penyimpanan, baik

perubahan menjadi lebih tinggi atau menjadi lebih encer (rendah). Namun pada

tabel X, viskositas setelah 30 hari pembuatan menjadi lebih tinggi. Hal ini

dikarenakan sifat dasar dari gelling agent yang digunakan yaitu CMC-Na 10%

mengenai sifat alir yang dimilikinya. Sifat alir dari CMC-Na adalah pseudoplastis

(Non Newtonian), sehingga saat proses pembuatan (CMC-Na diberi gaya geser

untuk pengadukkan), akan menurunkan viskositas dan ada kecenderungan

viskositas tidak stabil, sedangkan setelah gaya geser dihentikan (selama

penyimpanan sanpai 30 hari setelah pembuatan) viskositas dari sediaan yang

dihasilkan akan stabil bahkan cenderung meningkat (Amiji dan Sandmann, 2003).

Hal ini diduga karena cross-link yang terbentuk oleh polimer dari CMC-Na

tersusun kembali dan terbentuk kembali setelah 30 hari masa penyimpanan.

Terlebih selama 30 hari, tidak diberikan gaya apapun dari luar, sehingga

kesempatan polimer CMC-Na untuk menata ulang menjadi lebih tinggi.


75

Gambar 19. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan Gliserol pada aras tinggi dan aras rendah

PEG 400 pada respon pergeseran viskositas

Demikian yang terjadi pada gambar 20, interaksi yang terjadi antara

ketiga bahan adalah signifikan, dikatakan signifikan karena hasil Uji Anova pada

gambar 18 berdasarkan F-value dan Prob>F yang dihasilkan pada interaksi ketiga

bahan tersebut.


76

Pada gambar 20 menunjukkan adanya pengaruh interaksi antara faktor

CMC-Na 10% dan PEG 400 pada aras rendah dan aras tinggi gliserol. Pada aras

rendah gliserol (bagian atas), semakin tinggi penambahan CMC-Na 10% pada

aras rendah PEG 400 akan mengakibatkan penurunan respon pergeseran

viskositas, sedangkan pada aras tinggi PEG 400, semakin tinggi penggunaan

CMC-Na 10% akan mengakibatkan peningkatan respon pergeseran viskositas.

Sedangkan pada aras tinggi gliserol (bagian bawah), semakin tinggi

penggunaan CMC-Na 10% pada aras rendah PEG 400 akan mengakibatkan

peningkatan respon pergeseran viskositas. Sedangkan pada aras tinggi PEG 400,

semakin tinggi penggunaan CMC-Na 10% akan mengakibatkan penurunan respon


Interaksi yang terjadi signifikan, seperti yang terdapat pada gambar 20,

dimana garis respon yang dihasilkan (garis hitam dan merah) berlawanan atau

tidak sejajar, dan responnya bertolak belakang. Pada aras rendah gliserol, respon

yang dihasilkan pada PEG 400 aras rendah adalah menurunkan respon pergeseran

viskositas (bagian atas), sedangkan pada aras tinggi gliserol, respon yang

dihasilkan pada PEG 400 aras rendah adalah meningkatkan respon pergeseran

viskositas (bagian bawah). Demikian juga pada aras tinggi PEG 400 yang

dihasilkan bertolak belakang pada aras rendah gliserol dan pada aras tinggi

gliserol. Pada aras rendah gliserol, respon yang dihasilkan pada aras tinggi PEG

400 adalah meningkatkan respon pergeseran viskositas, sedangkan pada aras

tinggi gliserol, respon yang dihasilkan pada aras tinggi gliserol adalah

menurunkan respon pergeseran viskositas. Dengan demikian, dapat dikatakan


77

interaksi yang terjadi signifikan, karena dengan perubahan aras, akan

menghasilkan respon yang berbeda.

Gambar 20. Pengaruh interaksi CMC-Na 10% dan PEG 400 pada aras tinggi dan aras rendah

gliserol pada respon pergeseran viskositas

Pada gambar 21, terdapat pengaruh interaksi antara faktor gliserol dan

PEG 400 pada aras rendah dan aras tinggi CMC-Na 10%. Pada aras rendah

faktor CMC-Na 10% (bagian atas), semakin tinggi penggunaan gliserol dalam


78

formula pada aras rendah PEG 400 akan mengakibatkan penurunan respon

pergeseran viskositas, sedangkan pada aras tinggi PEG 400, dengan semakin

tinggi penggunaan gliserol dalam formula akan mengakibatkan peningkatan

respon pergeseran viskositas. Sedangkan pada gambar 21 bagian bawah (pada

aras tinggi penggunaan CMC-Na 10%), semakin tinggi penggunaan gliserol pada

aras rendah PEG 400 akan mengakibatkan peningkatan respon pergeseran

viskositas. Sedangkan pada aras tinggi PEG 400, dengan semakin tingginya

penggunaan gliserol akan mengakibatkan penurunan respon pergeseran viskositas.

Demikian interaksi yang terjadi pada gambar 21, interaksi yang terjadi

antara ketiga bahan adalah signifikan sesuai dengan hasil uji Anova (F-value dan

Prob>F) untuk respon pergeseran viskositas pada gambar 18. Terbukti seperti

halnya pada gambar 21, dimana interaksi yang terjadi responnya bertolak

belakang pada aras yang berbeda. Pada aras rendah CMC-Na 10%, respon yang

dihasilkan pada aras rendah PEG 400 adalah menurunkan respon pergeseran

viskositas, sedangkan pada aras tinggi CMC-Na 10%, respon yang dihasilkan

pada aras rendah PEG 400 adalah meningkatkan respon pergeseran viskositas.

Demikian juga pada aras tinggi PEG 400, baik pada aras rendah maupun pada

aras tinggi CMC-Na 10%. Respon yang dihasilkan pada aras tinggi PEG 400,

pada aras rendah CMC-Na 10% adalah meningkatkan respon pergeseran

viskositas sedangkan pada aras tinggi CMC-Na 10% adalah menurunkan respon

pergeseran viskositas. Dengan demikian, perubahan aras yang digunakan, akan

menghasilkan respon yang berbeda (bertolak belakang) atau dengan kata lain,


79

interaksi yang terjadi antara ketiga bahan tersebut dalam menentukan respon

pergeseran viskositas adalah signifikan.

Gambar 21. Pengaruh interaksi gliserol dan PEG 400 pada aras tinggi dan aras rendah

CMC-Na 10% pada respon pergeseran viskositas


80

3. Respon extrudability

Extrudability menyatakan kemampuan dari basis sediaan gel toothpaste

untuk keluar dari tempat atau wadah yang dipakai dengan pemberian beban setiap

100 gram kepada tempat atau wadah yang digunakan untuk menampung basis

sediaan gel toothpaste tersebut (Lieberman, et.al., 1996), dalam hal ini, tempat

atau wadah yang digunakan adalah tube. Basis sediaan gel toothpaste yang akan

diuji (seluruh formula) dimasukkan ke dalam tube dengan menggunakan spuit

injection yang telah dimodifikasi agar ruang kosong dalam tube terisi semua oleh

sediaan gel toothpaste tersebut. Seluruh ruangan dari tube harus terisi penuh oleh

sediaan gel toothpaste yang akan diuji. Untuk seluruh formula harus diperlakukan

sama, dalam hal ini pengisian sediaan ke dalam tube harus penuh, agar data yang

dihasilkan valid mencerminkan kemampuan extrudability dari basis sediaan gel

toothpaste yang dihasilkan. Setelah tube terisi penuh baru kemudian tube yang

berisi sediaan yang akan diuji diberi beban untuk mengetahui kemampuan

extrudability dari sediaan tersebut dengan menggunakan alat hardness tester yang

digunakan untuk menguji kekerasan suatu tablet. Dan yang terbaca dalam alat

tersebut menunjukkan kemampuan extrudability dari sediaan gel toothpaste

tersebut. Satuan yang digunakan untuk menunjukkan kemampuan extrudability

dari sediaan gel toothpaste yang akan diuji adalah kg (kilogram), digunakan

satuan kg (kilogram) karena alat yang digunakan untuk mengukur dari uji ini

adalah alat untuk mengukur kekerasan tablet (hardness tester).

Kemudian dari data yang diperoleh akan dianalisis dengan menggunakan

Software Design Expert 7.0.0 untuk diketahui signifikansi dari persamaan


81

statistiknya. Berikut data yang diperoleh setelah dilakukan pengujian

extrudability:

Tabel XII. Hasil Uji Respon Extrudability

Formula Extrudability (Kg)

Replikasi 1 Replikasi 2 Replikasi 3

1 1,5 4 4

a 5 3 3

b 3 3 2,8

ab 3 6 3

c 5 5 4,5

ac 3,5 3 4

bc 3 3 2,8

abc 2 3 3

Dari hasil pengujian respon extrudability, kemudian dilakukan analisis

untuk mendapatkan persamaan statistik menggunakan metode desain faktorial.

Hasil pengolahan data respon pergeseran viskositas dengan menggunakan

Software Design Expert 7.0.0 dapat diketahui besar efek dari masing-masing

faktor dan interaksinya seperti ditunjukkan pada tabel XIII berikut ini:

Tabel XIII. Hasil pengolahan data respon extrudability


CMC-Na 10% -8.333.10-3

Gliserol -0.66

PEG 400 0.042

CMC-Na 10% dan Gliserol 0.41

CMC-Na 10% dan PEG 400 -0.79

Giserol dan PEG 400 -0.71

CMC-Na 10%, Gliserol, dan PEG 400 0.13

Pada tabel XIII, nilai efek dari faktor CMC-Na 10%, faktor gliserol,

interaksi CMC-Na 10% dan PEG 400, serta interaksi gliserol dan PEG 400

memiliki nilai efek negatif, yang berarti bahwa efeknya menurunkan respon

extrudability. Sedangkan untuk faktor PEG 400, interaksi CMC-Na 10% dan

gliserol, serta interaksi antara CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 memiliki nilai

efek positif, yang berarti bahwa efek yang ditimbulkan akan meningkatkan respon


82

extrudability. Dapat dilihat juga nilai efek berdasarkan diagram pareto yang

dihasilkan melalui olahan data dari Software Design Expert 7.0.0 yang terdapat

pada gambar 22 berikut ini.

Gambar 22. Diagram Pareto nilai efek respon extrudability


Dari diagram pareto tersebut didapatkan bahwa interaksi (AC) antara

CMC-Na 10% denagn PEG 400 merupakan faktor yang nilainya tertinggi dalam

menurunkan respon extrudability (nilai efek negatif ditunjukkan dengan warna

biru). Sedangkan interaksi (AB) antara CMC-Na 10% dengan gliserol merupakan

faktor yang memiliki nilai tertinggi dalam meningkatkan respon extrudability

(nilai efek positif ditunjukkan dengan warna orange).

Persamaan yang terkait dengan desain faktorial untuk respon

extrudability adalah sebagai berikut:

Y = -14,45 + 0,16056 XA + 0,39667 XB + 0,46667 XC - 1,44444.10-3

XAXB –

4,30556.10-3

XAXC – 0,013333 XBXC + 8,33333.10-5

XAXBXC

Persamaan Y tersebut tidak dapat digunakan untuk memprediksi komposisi ketiga

faktor bahan dalam pembuatan sediaan gel toothpaste untuk menghasilkan respon


83

extrudability yang dikehendaki. Hal ini dikarenakan model dari persamaan

statistik yang dihasilkan dari analisis data tidak signifikan (gambar 23).

Gambar 23. Hasil Uji Anova untuk respon extrudability

Dari hasil uji Anova untuk respon extrudability, didapatkan model

persamaan statistik yang tidak signifikan. Dengan hasil F-value sebesar 1,68

(lebih kecil dari F tabel yaitu 2,4422) dan Prob>F sebesar 0,1834 (lebih besar dari

angka taraf kepercayaan 95% yaitu 0,05), oleh karena model persamaan

statistiknya tidak signifikan, maka persamaan statistik yang dihasilkan tidak dapat

digunakan untuk memprediksi komposisi ketiga faktor bahan dalam pembuatan


84

sediaan gel toothpaste untuk menghasilkan respon extrudability yang

dikehendaki. Selain itu juga, untuk nilai efek respon extrudability tidak dapat

dikatakan yang dominan kontribusinya untuk mempengaruhi respon extrudability

yang diinginkan. Karena berdasarkan hasil uji Anova dengan menggunakan

Software Design Expert 7.0.0 didapatkan model persamaan statistik yang tidak

signifikan, sehingga dilakukan perubahan komposisi dari faktor yang diteliti untuk

mendapatkan respon extrudability yang diinginkan tidak akan menghasilkan

respon yang signifikan.

Beberapa faktor yang menyebabkan persamaan statistiknya tidak

signifikan antara lain disebabkan yang terutama oleh ketidak seragaman pengisian

basis sediaan gel toothpaste pada tube yang digunakan, selain itu juga disebabkan

karena alat yang digunakan untuk uji extrudability ini tidak sesuai untuk karakter

basis sediaan gel toothpaste, dan uji extrudability tergantung pada peneliti

(subjektif) sehingga antara data yang satu dengan yang lain dapat terjadi

perbedaan yang signifikan.

Oleh karena itu, untuk uji extrudability dalam penelitian ini memiliki

kelemahan, yaitu di antaranya alat yang digunakan untuk melakukan pengisian

sediaan yang terbentuk ke dalam tube harus digunakan alat yang harus dilakukan

modifikasi. Awalnya digunakan spet (corong) yang digunakan untuk membuat

kue, namun dengan menggunakan alat tersebut, tube tidak terisi penuh sehingga

masih terdapat udara di dalam tube, dan adanya udara dalam tube dapat

menyebabkan hasil dari ujinya tidak valid karena tidak mencerminkan

kemampuan extrudability dari sediaan yang dihasilkan. Oleh karena itu,


85

digunakan spuit injection hasil modifikasi dengan memanfaatkan suntikan injeksi

bekas tinta printer yang ujungnya dimodifikasi dengan menggunakan selang

bening yang solid dengan diameter yang disesuaikan dengan diameter tube. Cara

pengisiannya dilakukan dengan seiring pengisian sambil diangkat perlahan

sehingga seluruh sediaan masuk ke dalam tube. Di samping itu, alat yang

digunakan untuk mengukur respon extrudability kurang valid karena digunakan

alat untuk mengukur kekerasan tablet (hardness tester) dengan satuannya adalah

kilogram. Menurut Lieberman (1996) untuk pengujian extrudability sediaan gel

toothpaste dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kemampuan sediaan

tersebut untuk keluar dari wadah yang digunakan (tube) dengan beban yang

ditambahkan setiap 100 gram. Dengan demikian, alat yang digunakan untuk

mengukur respon extrudability harus dilakukan modifikasi dengan mengganti

beban yang digunakan untuk menekan tube yang berisi gel toothpaste dalam

konversi satuan gram dan beban yang diberikan dimodifikasi bentuknya, yang

semula pada hardness tester menekan pada posisi vertikal diubah dimensinya

menjadi menekan secara horizontal dan dikenakan pada bagian ekor tube.

Dikenakan pada bagian ekor tube karena dari ketiga bagian tube (mulut tube,

badan tube, dan ekor tube) yang dapat menggambarkan respon extrudability yang

sesungguhnya berada pada ekor tube, dimana pada bagian ekor tube merupakan

titik berat yang mana bila pada bagian ekor tube baik pada saat tube terisi penuh

atau tidak, sediaan gel toothpaste yang berada di dalam tube akan keluar dan

dapat menggambarkan kemapuan extrudability dari sediaan gel toothpaste

tersebut.


86

Untuk pengujian sediaan gel toothpaste, lebih baik dilakukan uji Sag

untuk menghasilkan basis sediaan gel toothpaste yang memiliki stabilitas dan sifat

fisis yang baik. Uji Sag merupakan pengujian yang dilakukan untuk melihat

konsistensi dari sediaan gel toothpaste, dilihat dari pengertian uji Sag dimana Sag

menunjukkan sediaan gel toothpaste yang tidak dapat mempertahankan

bentuknya. Oleh karena itu dilakukan uji Sag untuk melihat konsistensi dari

sediaan gel toothpaste, apakah sediaan yang dihasilkan viskositasnya berkurang

atau tidak sehingga akan dapat diketahui melalui uji Sag bila sediaan yang

dihasilkan tidak memiliki kestabilan fisis yang baik. Uji Sag dilakukan dengan

cara meletakkan sediaan yang dihasilkan di kaca bundar yang datar, kemudian

ditunggu selama 1 menit, dan kemudian mengukur selisih diameter antara

diameter awal saat sediaan diletakkan dan diameter akhir setelah sediaan

diletakkan di kaca selama 1 menit. Jika perubahan diameter dari sediaan yang

diuji sangat besar, maka dapat dikatakan sediaan tersebut tidak memiliki

konsistensi yang baik atau dapat dikatakan sediaan yang dihasilkan tidak memiliki

kestabilan dan sifat fisis yang baik (Lieberman, et.al., 1996), namun dalam

penelitian ini tidak dilakukan uji Sag. Dalam penelitian ini hanya dilakukan uji

viskositas, pergeseran viskositas, dan extrudability. Disarankan untuk

ditambahkan uji Sag sehingga hasil yang didapatkan dapat mencerminkan

stabilitas dan sifat fisis dari sediaan gel toothpaste yang baik.


87

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Untuk parameter respon viskositas dan pergeseran viskositas dapat digunakan

untuk memprediksi komposisi ketiga bahan tersebut untuk membuat basis

sediaan gel toothpaste agar dihasilkan respon yang dikehendaki karena model

persamaan statistik yang signifikan. Sedangkan untuk parameter respon

extrudability tidak dapat digunakan untuk memprediksi komposisi ketiga

bahan untuk membuat sediaan gel toothpaste agar dihasilkan respon yang

dikehendaki karena model persamaan statistik yang tidak signifikan.

2. Dalam pembuatan basis sediaan gel toothpaste, didapatkan hasil bahwa:

a. faktor yang dominan dalam mempengaruhi respon viskositas adalah faktor

CMC-Na 10%, faktor gliserol, dan faktor PEG 400 dengan F-value

masing-masing faktor berturut-turut adalah 14,78; 3,27; dan 10,78 yang

lebih besar dari F tabel yaitu 2,4422 dengan faktor CMC-Na 10% dan

faktor PEG 400 yang perlu diperhatikan terkait dengan penambahannya

dalam formula yang berpengaruh terhadap respon viskositas karena faktor

tersebut signifikan (berbeda bermakna) yang memiliki p-value lebih kecil

dari 0,05 (taraf kepercayaan 95%) yaitu secara berturut-turut 0,0014 dan

0,0047

b. faktor yang dominan dan signifikan dalam respon pergeseran viskositas

adalah interaksi antara gliserol dan PEG 400 (BC) serta interaksi antara


88

CMC-Na 10%, gliserol, dan PEG 400 (ABC) dengan F-value masing-

masing interaksi secara berturut-turut adalah 5,69 dan 10,29 yang lebih

besar dari F tabel yaitu 2,4422 dan memiliki p-value yang lebih kecil dari

0,05 (taraf kepercayaan 95%) secara berturut-turut adalah 0,0298 dan

0,0055

B. Saran

1. Perlu dilakukan pengukuran respon extrudability dengan menggunakan

metode dan alat yang lebih baku sehingga didapatkan hasil yang valid untuk

pengukuran respon extrudability.

2. Dapat dilanjutkan untuk optimasi formula (bahan) atau untuk formulasi

sediaan gel toothpaste dengan menggunakan tambahan zat aktif yang sesuai

(kompatibel).

3. Perlu dilakukan uji Sag (menyatakan kemampuan dari sediaan gel toothpaste

untuk menjaga konsistensinya) agar dapat mendukung dan mencerminkan

hasil dari penelitian mengenai stabilitas dan sifat fisis sediaan gel toothpaste

yang baik.


89

DAFTAR PUSTAKA

Allen, L.V.Jr., 2002, The Art, Science, and Technology of Pharmaceutical

Compounding, 2nd

Ed., American Pharmaceutical Association,

Washington, D.C., pp.301-324.

Amiji, M.M., dan Sandmann, B.J., 2003, Applied Physical Pharmacy, The

McGraw-Hill Companies, Inc., United State of America, pp.366-380.

Anonim, 1995, Farmakope Indonesia, Edisi IV, Departemen Kesehatan RI,

Jakarta, pp.712.

Ansel, H.C., 1989, Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms, UI Press,

Jakarta, pp.313.

Armstrong, N.A., James, K.C., 1996, Pharmaceutical Experimental Design and

Interpretation, Tylor and Francis, USA, pp.131-165.

Barel, A. O., Paye, M., and Maibach, H. I., 2001, Handbook of Cosmetics Science

and Technology, Marcel Dekker, Inc., New York, pp.400-403.

Bolton, 1997, Pharmaceutical Statistics Practical and Clinical Applications, 3rd

Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, pp.610-619.

Buchmann, 2001, Main Cosmetic Vehicles, in Barel, A.O., Paye, M., and

Maibach, H.I., Handbook of Cosmetic Science and Technology, Marcel

Dekker, Inc., New York, pp.145-167.

Garg, A., Aggarwal, D., Garg, S., dan Singla, A.K., 2002, Pharmaceutical

Technology, http://www.pharmtech.com, diakses tanggal 10 Februari

2009

Greenberg, L.A., 1954, Handbook of Cosmetics Material, Interscience Publishers,

Inc., New York, pp.325.

Kelch, C.M., 1997, Gels and Jellies, in Swarbick, J., and Boyland, J.C.,

Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, vol.6, Marcel Dekker, Inc.,

New York, pp.424.

Liebermann, H.A. dan Martin, M.R., 1996, Pharmaceutical Dosage Form:

Disperse Sistem Volume 2, second edition, revised and expanded, (Ed), Marcel Dekker inc, New York, pp.399-404.


90

Loden, Marie, 2001, Hydrating Substances, in Barel, A.O., Paye, M., Maibach,

H.I., Handbook of Cosmetic Science and Technology, Marcell Dekker,

Inc., New York

Muth, J.E.De., 1999, Basic Statistic and Pharmaceutical Statistical Applications,

Marcel Dekker, Inc., New York, pp.265-294.

Nairn, J.G, 1997, Topical Preparation, in Swarbrick, J., and Boylan, J. C.,

Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, Vol 15, Marcel Dekker,

Inc., New York, pp.235.

Osborne, David W. 1990., Topical Drug Delivery Formulation volume 42, (Ed),

Marcel Dekker inc, New York., pp.381-390.

Rowe, R.C., Sheskey, P.J., dan Quinn, M.E., 2009, Handbook of Pharmaceutical

Excipients, 6th

edition, Pharmaceutical Press and American Pharmacists

Association 2009, Washington D.C., pp.110-788.

Schramm, L.L., 2005, Emulsions, Foams, and Suspensions : Fundamentals and

Application, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim,

pp.340-341.

Smolinske, S. C., 1992, Handbook of Food, Drug and Cosmetic Excipient, CRC

Press, USA, pp.295-296.

Swarbrick, James, 2007, Encyclopedia of PHARMACEUTICAL

TECHNOLOGY, Third Edition, VOLUME 1, Pharmaceutech, USA

Voigt, Rudolf, 1994, Buku Pelajaran Teknologi Farmasi, edisi ke-5, Gadjah

Mada University Press, Yogyakarta, pp.141, 343.

Zatz, J.L., Berry, J.J., dan Aldermen D.A., 1996, Pharmaceutical Dosage Forms,

1st

edition, Vol.2, Devised and Expander Marcel Dekker, Inc., New York,

pp.287-313.

Zatz, J.L., Kushla, G.P., 1996, Gels, in Lieberman, H.A., Lachman, L., Schwatz,

J.B., (Eds.), Pharmaceutical Dosage Forms: Dysperse System Vol. 2, 2nd

Ed., Marcel Dekker Inc., New York, pp.400-401.

Zocchi, Germaine, 2001, Skin-Feel Agents, in Barrel, Andre O.,Paye, Marc, dan

Maibach, Howard I., Handbook of Cosmetics Science and Technology,

Marcel Dekker Inc., New York, pp.406


91

LAMPIRAN 1

DATA VISKOSITAS

Formula 1

Replikasi Viskositas (d.Pas)

48 jam 1 minggu 2 minggu 3 minggu 1 bulan

1 500 700 700 700 700

2 500 600 600 600 700

3 500 700 700 700 750

X ± SD 500 ± 0 666,7 ± 47,1 666,7 ± 47,1 666,7 ± 47,1 716,7 ± 23,6

Formula a



1 850 750 750 850 850

2 550 700 750 800 850

3 700 750 750 750 800

X ± SD 700 ± 122,5 733,3 ± 23,6 750 ± 0 800 ± 40,8 833,3 ± 23,6

Formula b



1 510 650 600 600 600

2 510 600 600 600 600

3 500 600 600 600 550

X ± SD 506,7 ± 4,7 616,7 ± 23,6 600 ± 0 600 ± 0 616,7 ± 23,6

Formula ab

Replikasi

Viskositas (d.Pas)

48 jam 1 minggu

2

minggu 3 minggu 1 bulan

1 720 750 700 650 800

2 650 700 700 700 800

3 600 700 700 700 750

X ± SD 656,7 ± 49,2 716,7 ± 23,6 700 ± 0 683,3 ± 23,6 616,7 ± 23,6


92

Formula c



1 470 500 500 550 600

2 500 500 500 550 550

3 500 550 550 550 550

X ± SD 490 ± 14,1 516,7 ± 23,6 516,7 ± 23,6 550 ± 0 566,7 ± 23,6

Formula ac

Replikasi

Viskositas (d.Pas)

48 jam 1 minggu

2

minggu 3 minggu 1 bulan

1 530 700 700 750 800

2 600 600 700 700 650

3 600 700 700 700 750

X ± SD 576,7 ± 33 666,7 ± 47,1 700 ± 0 716,7 ± 23,6 733,3 ± 62,4

Formula bc



1 400 500 500 550 600

2 400 500 500 500 550

3 400 550 550 550 550

X ± SD 400 ± 0 516,7 ± 23,6 516,7 ± 23,6 533,3 ± 23,6 566,7 ± 23,6

Formula abc



1 300 300 350 350 400

2 600 600 600 600 700

3 500 500 500 600 600

X ± SD

466,7 ±

124,7

466,7 ±

124,7

483,3 ±

102,7

516,7 ±

117,8

566,7 ±

124,7


93

DATA PERGESERAN VISKOSITAS

Formula 1

Replikasi Viskositas (d.Pas) Pergeseran Viskositas

48 jam 1 bulan (%)

1 500 700 40

2 500 700 40

3 500 750 50

X ± SD 500 ± 0 716,67 ± 23,57 43,33 ± 4,71

Formula a


48 jam 1 bulan (%)

1 850 850 0

2 550 850 35,29

3 700 800 14,29

X ± SD 700 ± 122,47 833,33 ± 23,57 16,53 ± 14,49

Formula b


48 jam 1 bulan (%)

1 510 600 17,65

2 510 600 17,65

3 500 550 10

X ± SD 506,67 ± 4,71 583,33 ± 23,57 15,1 ± 3,61

Formula ab


48 jam 1 bulan (%)

1 720 800 11,11

2 650 800 23,01

3 600 750 25

X ± SD 656,67 ± 49,22 783,33 ± 23,57 19,71 ± 6,13


94

Formula c


48 jam 1 bulan (%)

1 470 600 27,66

2 500 550 10

3 500 550 10

X ± SD 490 ± 14,14 566,67 ± 23,57 15,89 ± 8,33

Formula ac


48 jam 1 bulan (%)

1 530 800 50,94

2 600 650 8,33

3 600 750 25

X ± SD 576,67 ± 33 733,33 ± 62,36 28,09 ± 17,53

Formula bc


48 jam 1 bulan (%)

1 400 600 50

2 400 550 37,5

3 400 550 37,5

X ± SD 400 ± 0 566,67 ± 23,57 41,67 ± 5,89

Formula abc


48 jam 1 bulan (%)

1 300 400 33,33

2 600 700 16,67

3 500 600 20

X ± SD 466,67 ± 124,72 566,67 ± 124,72 23,33 ± 7,20


95

DATA PERGESERAN VISKOSITAS

Formula Pergeseran Viskositas (%)

1 43,33

a 16,53

b 15,1

ab 19,71

c 15,89

ac 28,09

bc 41,67

abc 23,33

DATA EXTRUDABILITY

Formula Extrudability (Kg)

Replikasi 1 Replikasi 2 Replikasi 3

1 1,5 4 4

a 5 3 3

b 3 3 2,8

ab 3 6 3

c 5 5 4,5

ac 3,5 3 4

bc 3 3 2,8

abc 2 3 3


96

LAMPIRAN 2


97


98


99


100


101


102

Normalitas sebaran data :

RESPON VISKOSITAS

RESPON PERGESERAN VISKOSITAS

RESPON EXTRUDABILITY


103

LAMPIRAN 3

Pengembangan CMC-Na dalam aquadest CMC-Na telah mengembang sempurna

( 24 jam )

Bahan-bahan yang digunakan dalam formulasi basis sediaan gel toothpaste

Basis sediaan gel toothpaste

Setelah pembuatan selama 2 hari Setelah pembuatan selama 1 bulan


104

F1 (48 jam) Fa (48 jam)

Fb (48 jam) Fab (48 jam)

Fc (48 jam) Fac (48 jam)

Fbc (48 jam) Fabc (48 jam)


105

Pengukuran viskositas menggunakan Viscotester RION VT 04

Hardness Tester (Uji Extrudability) Mixer untuk mencampur formula

Spuit Injection modifikasi untuk Tube plastik untuk wadah basis sediaan

memasukkan sediaan yang terbentuk ke gel toothpaste yang terbentuk dan untuk

dalam tube plastik netto @ 10g uji extrudability


106

BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan

Sodium Carboxymethylcellulose (CMC-Na) 10% Sebagai

Gelling Agent, Gliserol dan Polyethylen Glycol 400

Sebagai Humectant Terhadap Sifat Fisis Basis Sediaan

Gel Toothpaste : Aplikasi Desain Faktorial” ini memiliki

nama lengkap Vinsensius Julius Marco Hermantojoyo dengan nama panggilan

“Julius”. Penulis lahir tanggal 4 Juli 1989 di Tegal, Jawa Tengah sebagai putra

pertama dari tiga bersaudara, pasangan Bambang Hermantojoyo dan

Dra. Susymayawati. Penulis menempuh pendidikan di TK-SMA PIUS Tegal

tahun 1992-2007. Penulis mulai menempuh pendidikan di Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta tahun 2007.

Selama aktif sebagai mahasiswa penulis pernah menjadi asisten

praktikum Kimia Organik (tahun 2008), dan asisten praktikum FTS Semi Solid

Liquid (tahun 2010). Selain kegiatan akademik, penulis juga mengikuti beberapa

kegiatan non-akademik. Kegiatan tersebut antara lain ikut dalam kepanitiaan Anti

Tembakau (tahun 2007), kepanitiaan Kampanye Informasi Obat (KIO) (tahun

2007), kepanitiaan Titrasi (tahun 2008), relawan kesehatan Pos Kesehatan Gereja

Santo Antonius Kotabaru (tahun 2008), dan relawan kesehatan Bakti Sosial INTI

(Ikatan Tionghoa Indonesia) (tahun 2008).


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIrepository.usd.ac.id/17381/2/078114003_Full.pdf · Yoga,...

Documents

Transcript of PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIrepository.usd.ac.id/17381/2/078114003_Full.pdf · Yoga,...