INHALASI

Kelompok 1Ati NurcahyaTri Endah Ratna SariVia Banyu LesmanaNina

A. BIOFARMASETIKA• Biofarmasetika adalah ilmu yang mempelajari tentang

hubungan antara sifat fisikokimia formulasi dengan bioavailabilitas obat.

• Biofarmasetika adalah pengkajian faktor-faktor fisiologis dan farmasetik yang mempengaruhi pelepasan obat dan absorbansi dari bentuk sediaan.

• Sifat-sifat fisika kimia dari obat dan bahan-bahan penambah menetapkan laju pelepasan obat dari bentuk sediaan dan transport berikutnya melewati membran-membran biologis, sedangkan fisiologis dan kenyataan biokimia menentukan nasib obat dalam tubuh

B. Proses Biovailabilitas Obat

• Bioavailabilitas obat ialah jumlah relatif obat atau zat aktif suatu produk obat yang diabsorpsi, serta kecepatan obat tersebut masuk ke dalm peredaran sistemik.

• Efek terapetik suatu obat sangat bergantung pada kadar obat dalam darah/plasma; dengan demikian bioavailabilitas obat dari bentuk sediaannya akan mempengaruhi respon penderita terhadap obat

C. ANATOMI dan Fisiologi paru : • Paru-paru terletak di dalam rongga dada bagian

atas, di bagian samping dibatasi oleh otot dan rusuk dan di bagian bawah dibatasi oleh diafragma yang berotot kuat.

• Paru-paru ada dua bagian yaitu paru-paru kanan (pulmo dekster) yang terdiri atas 3 lobus dan paru-paru kiri (pulmo sinister) yang terdiri atas 2 lobus.

• Paru-paru tersusun oleh bronkiolus, alveolus, jaringan elastik, dan pembuluh darah. Bronkiolus tidak mempunyai tulang rawan,tetapi ronga bronkus masih bersilia dan dibagian ujungnya mempunyai epitelium berbentuk kubus bersilia.

• Setiap bronkiolus terminalis bercabang-cabang lagi menjadi bronkiolus respirasi, kemudian menjadi duktus alveolaris.

• Pada dinding duktus alveolaris mangandung gelembung-gelembung yang disebut alveolus.

D. Sistem PernafasanPernafasan atau ekspirasi adalah menghirup udara dari

luar yang mengandung O2 (oksigen) kedalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung CO2 (karbon dioksida) sebagai sisa dari oksidasi keluar tubuh.

Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia :Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 --> H2

+ CO2Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 -> Hb

+ O2Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O --->

H2 + CO2

Organ-Organ Pernafasan Pada Manusia

• Hidung• Faring• Laring/pangkal batang tenggorokan / kotak

suara• Trakea• Bronkus• Bronkeolus• Alveolus• Paru-paru

Fungsi Pernafasan

• Mengambil oksigen kemudian dibawa oleh darah keseluruh tubuh (sel-selnya) untuk mengadakan pembakaran.

• Mengeluarkan karbon dioksida yang terjadi sebagai sisa pembakaran, kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk dibuang (karena tidak berguna lagi oleh tubuh).

• dan melembabkan udara

Mekanisme Kerja Sistem Pernapasan

Inspirasi (menarik napas)Inspirasi adalah proses yang aktif, proses ini terjadi bila tekanan intra pulmonal (intra alveol) lebih rendah dari tekanan udara luar. Pada tekanan biasa, tekanan ini berkisar antara -1 mmHg sampai dengan -3 mmHg. Pada inspirasi dalam tekanan intra alveoli dapat mencapai -30 mmHg. Menurunnya tekanan intra pulmonal pada waktu inspirasi disebabkan oleh mengembangnya rongga toraks akibat kontraksi otot-otot inspirasi.

Ekspirasi (menghembus napas)Ekspirasi adalah proses yang pasif, proses ini berlangsung bila tekanan intra pulmonal lebih tinggi dari pada tekanan udara luar sehingga udara bergerak keluar paru. Meningkatnya tekanan di dalam rongga paru terjadi bila volume rongga paru mengecil akibat proses penguncupan yang disebabkan oleh daya elastis jaringan paru.

E. Inhalasi (inhalations)• Inhalasi adalah sediaan obat atau larutan atau

suspensi terdiri atas satu atau lebih bahan obat yang diberikan melalui saluran napas hidung atau mulut untuk memperoleh efek lokal atau sistemik.

• Inhalan terdiri atas satu atau kombinasi beberapa obat, yang karena bertekanan uap tinggi, dapat terbawa oleh aliran udara ke dalam saluran hidung dan memberikan efek. Wadah obat yang diberikan secara inhalasi disebut inhaler.

Aerosol• Aerosol adalah bentuk sediaan yang mengandung satu atau lebih zat

aktif dalam wadah kemas tekan, berisi propelan yang dapat memancarkan isinya, berupa kabut hingga habis, dapat di gunakan untuk obat dalam atau obat luar dengan menggunakan propelan yang cocok.

• Aerosol di dunia farmasi adalah bentuk sediaan yang diberi tekanan, mengandung satu atau lebih bahan aktif yang bila diaktifkan memancarkan butiran-butiran cairan atau bahan-bahan padat dalam media gas.

• Menurut FI IV, aerosol farmasetik adalah sediaan yang dikemas di bawah tekanan, mengandung zat aktif terapetik yang dilepas pada saat sistem katup yang sesuai ditekan.

• Ukuran partikel bahan aktif berkisar antara 10 sampai 50 m,

Keuntungan bentuk sediaan ini adalah :

• Onset yang cepat dalam memberikan aksinya• Tidak melalui mekanisme first-past effect• Menghindari terjadinya degradasi pada saluran gastrointestinal• Dosis yang rendah yang meminimalkan reaksi

sampingan/lanjutan• Rute alternative bila bahan aktif berinteraksi secara kimia

atau fisika dengan obat lain yang diberikan bersamaan.• Pilihan alternative bila terjadi penghambatan farmakokinetik

pada pemberian oral atau parenteral.• Mudah dibawa (baik untuk penanganan pada saat kondisi

pernafasan akut misalnya pada pasien ashma)• Tersegel baik dan meminimalkan oksidasi terhadap bahan

terapeutik dan kontaminasi mikroba.• Efektif untuk penanganan gangguan pernafasan.

Kelengkapan / komponen Aerosol

Wadah Wadah aerosol dapat digunakan bahan-bahan

berikut ini :• Kaleng timah berlapis baja• Aluminium• Kaca• Plastik

Propelan ( Pendorong) Konsentrat ( Zat Aktif) Katup / Valve Penyemprot/ Aktuator

Cara kerja aerosolAerosol bekerja dengan dasar sebagai berikut :• Jika suatu gas yang dicairkan berada dalam wadah yang tertutup, maka

sebagian dari gas tersebut akan menjadi uap dan sebagian lagi akan tetap cair. Dalam keadaan keseimbangan, fase uap naik, fase cair turun,.

• Komponen zat aktif dari obat dilarutkan / didispersikan dalam fase cair dari gas tersebut.

• Fase uap gas memberikan tekanan pada dinding dan permukaan fase cair.• Jika pada fase cair dimasukkan tabung yang pangkalnya melekat pada

katup dan hanya ujungnya yang masuk ke fase cair, maka karena tekanan uap tersebut, fase cair akan naik melalui tabung ke lubang katup.

• Jika tombol pembuka (akuator) ditekan, katup terbuka, fase cair didorong keluar selama akuator ditekan.

• Fase gas yang berkurang akan terisi kembali oleh fase cair yang menguap. • Fase cair yang keluar bersama zat aktif, karena titik didihnya terlampaui,

akan menguap diudara menyebabkan terjadinya bentuk semprotan (spray).

Sistem Aerosol • Sistem dua fase : Sistem aerosol yang paling sederhana, terdiri dari fase

cair yang mengandung propelan cair dan cairan pekat produk, serta fase gas. Space spray (Aerosol ruang) terdiri dari 2% hingga 20% bahan aktif dan

80% hingga 98% propelan. Ukuran partikel yang dihasilkan kurang dari 1 hingga 50 µm.

Surface Coating spray (Aerosol pelapis permukaan) merupakan produk konsentrat yang terdiri dari 20% hingga 75% bahan aktif dan 25% hingga 80% propelan. Ukuran partikel yang dihasilkan berkisar antara 50 hingga 200 µm.

• Sistem tiga fase : Sistem yang terdiri dari lapisan air-cairan propelan yang tidak bercampur, lapisan pekat produk yang sangat berair, serta gas. Sistem dua lapisan, pada system ini propelan cair, propelan gas dan

larutan bahan aktif akan membentuk tiga fase. Propelan cair dan air, tidak bercampur, propelan cair akan terpisah sebagai lapisan yang tidak bercampur.

Sistem foam/busa, terdiri dari sistem tiga fase dimana propelan cair tidak lebih dari 10% bobotnya, yang diemulsifikasikan dengan propelan.

Sistem gas bertekanan. (psia, pound per inci persegi) : Digunakan untuk produk padat, spray kering atau foam. Produk ini menggunakan gas inert seperti nitrogen, karbon dioksida, atau nitrogen oksida sebagai propelan.

Aerosol (MDI)• 3 tipe bentuk sediaan untuk saluran

pernafasan, yaitu : metered-dose Inhaler (MDIs), dry-powder Inhaler dan nebulizers.

• MDIs adalah sistem yang paling umum digunakan selama lebih dari 50 tahun.

• Volume produk biasanya 25-100 µm, yang dikemas dalam wadah kaleng kecil (canister).

Keuntungan

• Mudah dibawa (baik untuk penanganan pada saat kondisi pernafasan akut misalnya pada pasien atshma)

• Lebih murah• Tersegel baik dan meminimalkan oksidasi

terhadap bahan terapeutik dan kontaminasi mikroba.

• Efektif untuk penanganan gangguan pernafasan.

Kerugian :• MDI biasanya mengandung bahan obat

terdispersi dan masalah yang sering timbul berkaitan dengan stabilitas fisiknya.

• Seringnya obat menjadi kurang efektif.• Efikasi klinik biasanya tergantung pada

kemampuan pasien menggunakan MDI dengan baik dan benar.

Gambar : Aerosol (MDI)

Gambar : Cara Penggunaan Aerosol (MDI)

Dry Powder Inhalers (DPI)

• Bentuk sediaan untuk saluran pernafasan dimana serbuk yang mengandung bahan terapeutik di hisap/hirup kedalam saluran pernafasan. Aliran serbuk aktif saat dihirup oleh pasien dan penggunaan propelan tidak dibutuhkan.

Gambar : DPI

NEBULIZER• Nebulisasi meliputi penggunaan energi

(gas atau ultrasonik sistem) pada larutan bahan terapeutik dan menghasilkan tetesan-tetesan larutan , yang kemudian akan dihirup oleh pasien melalui masker.

• Nebulizer umumnya digunakan untuk penanganan kondisi akut atau pasien kesulitan untuk menggunakan bentuk sediaan saluran pernafasan lainnya.

Tahap Perjalanan Aerosol

1. Transit/penghirupana. Ukuran Partikel

• Penyebaranannya tergantung ukuran partikel• Partikel dengan koefisien difusi dan gravitasi rendah dapat

menembus bag paru lebih dalam• Tergantung juga pada mekanisme difusi udara inspirasi dan

ekspresib. Pernafasan dan Laju aliran udara

• Perjalanan nafas normal 12-15 daur/menit, volume inspirasi dan ekspirasi 500 ml

• ↑ laju inspirasi partikel ukuran besar ikut ke daerah transisi• ↓laju inspirasi, ↑ waktu tinggal partikel, ↑ retensi aerosol

c. Aliran gas (Laminer atau Turbulen)Aliran laminer (HK Poisseuille) : Jika ukuran tabung tetap maka

laju pengaliran berbading lurus dengan kekentalan

d. Kelembapan• Paru bagian dalam (kandungan air 44g/m3)• Aerosol kejenuhannya 34g/m3• Pertumbuhan partikel sebagai fungsi dari kelembaban• Perubahan ukuran partikel tergantung kelarutan

e. Suhu• Partikel bergerak suhu ↑ ke suhu ↓• Gerakan berbanding lurus dengan perubahan suhu dan diameter

partikelf. Tekanan

• Selama inspirasi tek paru turun 60-100 mmHg dibawah tek atmosfer• Pemakaian tek positif pada aerosol ↑ perbedaan tek hingga 4-22

mmHg

2. Penangkapan/depoCara Penahanan :a. Tumbukan karena kelembaban

• Terjadi pada permukaan hidung, pharyng dan trakea-bronkus• Tumbukan tidak tejadi dialveoli

b. Pengendapan karena gravitasi• Akhir bronkus ( laju pengaliran rendah)• Lebih besar jika debit inspirasi dan ekspirasi

= 0c. Difusi (gerakan brown)

• Timbul akibat tumbukan molekul gas dan partikel yang tersuspensi dalam udara• Pada bronchiolus terminalis dan alveoli• Ukuran partikel sub mikron (0,002- 0,5 μm)

Faktor yang mempengaruhi penahan /depo:

Anatomi dan fisiologi saluran nafas– Hambatan dan laju aliran udara berkurang– Kecepatan aliran udara besar pada daerah konduksi,

penahanan oleh tumbukan karena kelembaban– Semakin ke dalam kecepatan alir udara semakin kecil

atau = 0, maka penahanan terjadi karena gravitasi atau gerak brown

Faktor Fisika Kimia– Muatan partikel : Partikel yang bersifat bipolar

meneingkatkan terjadinya koagulasi sehingga meningkatkan depo (belum terbukti)

– Bobot jenis

3. Penahanan dan pembersihana. Partikel tertahan dipermukaan tempat depob. Aktivitas tergantung laju pelarutan dan difusic. Pembersihan dilakukan oleh mukosilia (100 jam)d. Tergantung sistem aerosol :• Larut dlm cairan biologis (penyerapan oleh mukosa

sal nafas)• Tidak larut cairan biologis (partikel tersimpan dalam

sal nafas bag bawah)4. Penyerapan

a. Hidung• Luas penyerapan 80 cm2, penyerapan terkecil dari

seluruh sal pernafasan bag atas• Zat yang diserap cepat (sulfur anorganik, amoniak)• Zat yang diserap lambat (histamin, nikotin, efedrin dll)

b. Mulut• Luas permukaan penyerapan mulut dan pharing 75 cm2• Sebagian dapat tertelan (masuk sal cerna)• Sebagian terserap melalui bukal• Diserap dengan baik (nitrogliserin, tetosteron, alkaloid)• Sedikit terserap (barbiturat, protein (insulin) dan heparin)

c. Trakea• Air / normal salin tidak terserap ditrakea• Bahan larut lemak tidak terserap (barbital, tiopental, striknin)• Aerosol suksinilkolin efek lebih lambat tapi lebih lama dibandingkan

dengan iv• Penisilin dengan penetesan menghasilkan kadar dalam darah 2x lebih

lama dari imd. Penyerapan di Bronkus

• Penelitian sulit (pemisahan daerah yang diteliti sulit dan adanya percabangan)

• Otot polos bronkus sangat peka terhadap senyawa iritan (aktivitas lokal)• Reseptor α pada pembuluh darah (vasokontriksi dan dekongesti mukosa

bronkus)• Reseptor β pada otot bronkus (relaksasi otot bronkus)

e. Penyerapan di Alveoler• Permukaan luas dan penuh kapiler (pertimbangkan

efek sistemik)• Mekanisme perlintasan tidak dapat ditetapkan

dengan pasti

f. Penyerapan di Saluran Cerna• Untuk partikel yang terhenti dipermukaan

hidung/mulut• Senyawa antara lain (isoprotenolol atau kromoglikat)• Jumlah total penyerapan sulit diramalkan

F. Keistimewaan Aerosol :• Beberapa keistimewaan aerosol farmasi yang dianggap

menguntungkan lebih dari bentuk sediaan lain adalah sebagai berikut :– Sebagian obat dapat dengan mudah diambil dari wadah tanpa sisanya

menjadi tercemar atau terpapar.– Berdasarkan pada wadah aerosol yang kedap udara, maka zat obat

terlindung dari pengaruh yang tidak diinginkan akibat O2 dan kelembapan udara.

– Pengobatan topikal dapat diberikan secara merata, melapisi kulit tanpa menyentuh daerah yang diobati.

– Dengan formula yang tepat dan pengontrolan katup, bentuk fisik dan ukuran partikel produk yang dipancarkan dapat diatur yang mungkin mempunyai andil dalam efektivitas obat; contohnya, kabut halus yang terkendali dari aerosol inhalasi.

– Penggunaan aerosol merupakan proses yang “bersih,” sedikit tidak memerlukan “pencucian” oleh pemakainya.

• Predisposisi/tahapanPenghirupan dan perpindahan zat aktif → setelah terjadi penghirupan dan zat aktif terjadi penangkapan depo, yang terjadi dengan adanya tumbukan dan pengendapan→sehingga partikel tersebut tertahan di penumpukan depo → terjadi absorbsi zat aktif → menimbulkan efek terapi• Faktor yang mempengaruhi Aerosol