SINTESIS MIKRO SELULOSA-POLI ASAM LAKTAT SEBAGAI

BAHAN ENKAPSULASI OBAT ANTITUBERKULOSIS

(Tesis)

Oleh

RIDHO NAHROWI

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

ABSTRACT

SYNTHESIS OF MICRO CELLULOSE-POLY LACTIC ACID LAKTAT

AS AN ENCAPSULATION AGENT OF ANTITUBERCULOSIS

MEDICINE

By

Ridho Nahrowi

Synthesis of cellulose-poly lactic acid (cellulose-PLA) has been conducted as an

encapsulation agent of antituberculosis medicine. The steps were isolation of

cellulose from cassava bagasse, synthesis of PLA, and synthesis of cellulose-PLA

using 3.5 M HCl solution and magnetic stirrer. The material was then analyzed

using Fourier Transform Infra Red (FTIR), Particles Size Analyzer (PSA),

Scanning Electron Microscope (SEM), and dissolution test. The uptake of

hydroxy (3446 to 3429 cm-1) and carbonyl (1757 to 1759 cm-1) indicated bond

between cellulose and PLA. Particle size distribution of cellulose-PLA was less

than PLA. The size distribution of PLA was 960-92780 nm while cellulose-PLA

was 100-17730 nm. Based on SEM image, rod like cellulose was entrapted in two

molecules of sheared PLA. Based on dissolution test, the optimum time of

cellulose-PLA-drug 0.3 % issolution was 12 hours, which dissolution value of

8.42 %.

Keywords: Cellulose, Poly Lactic Acid, Acid Hydrolysis, Tuberculosis,

Dissolution Test.

ABSTRAK SINTESIS MIKRO SELULOSA-POLI ASAM LAKTAT SEBAGAI BAHAN

ENKAPSULASI OBAT ANTITUBERKULOSIS

Oleh

Ridho Nahrowi Telah dilakukan sintesis selulosa-poli asam laktat (selulosa-PAL) sebagai bahan

enkapsulasi obat antituberkulosis. Tahap yang dilakukan adalah isolasi selulosa

dari onggok singkong, sintesis PAL, serta sintesis selulosa-PAL dengan

menggunakan larutan HCl 3,5 M dan menggunakan alat magnetic stirrer.

Material yang didapat kemudian dianalisis dengan menggunakan alat Fourier

Transform Infra Red (FTIR), Particles Size Analyzer (PSA), Scanning Electron

Microscope (SEM), dan uji disolusi. Adanya perngeseran serapan hidroksi (3446

ke 3429 cm-1) dan karbonil (1757 ke 1759 cm-1) menunjukkan bahwa telah terjadi

ikatan antara selulosa dan PAL. Distribusi ukuran partikel selulosa-PAL lebih

kecil daripada distribusi ukuran partikel PAL. Distribusi ukuran PAL sebesar 960-

92780 nm sedangkan distribusi ukuran selulosa-PAL sebesar 100-17730 nm.

Berdasarkan hasil analisis SEM, selulosa dengan morfologi batangan terjerat

dalam dua molekul PAL yang memiliki morfologi lembaran. Berdasarkan hasil

analisis uji disolusi, waktu optimum disolusi selulosa-PAL-obat 0,3 % adalah 12

jam, dengan nilai persen disolusi sebesar 8,42 %.

Kata Kunci : Selulosa, Poli Asam Laktat, Hidrolisis Asam, Tuberkulosis, Uji

disolusi

SINTESIS MIKRO SELULOSA-POLI ASAM LAKTAT SEBAGAI

BAHAN ENKAPSULASI OBAT ANTITUBERKULOSIS

Oleh

Ridho Nahrowi

Tesis

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

MAGISTER SAINS

Pada

Program Pascasarjana Magister Kimia

Fakultas matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung

PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Margamulya pada tanggal 8 Mei 1993,

sebagai anak pertama dari tiga bersaudara, dari Bapak Supingi dan

Ibu Mujiah. Penulis mulai menempuh pendidikan di TK PGRI 5

Sribasuki, lulus pada tahun 1999 dan melanjutkan pendidikan di

SD Negeri 1 Margamulya dan lulus pada tahun 2005. Kemudian penulis

melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 2 Batanghari dan selesai pada tahun 2008.

Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 1

Batanghari dan lulus pada tahun 2011. Pendidikan penulis dilanjutkan di Jurusan

Kimis FMIPA Universitas Lampung dan lulus pada tahun 2015. Setelah itu

penulis melanjutkan pendidikan di Program Pascasarjana Magister Kimia

Universitas Lampung dengan bidang ilmu kimia organik.

Selama menempuh pendidikan di kampus, penulis pernah mengikuti Seleksi

Tingkat Kopertis Wilayah II Olimpiade Nasional Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Perguruan Tinggi Negeri (ONMIPA-PT) bidang kimia pada

tahun 2014 dan lolos ke tahap Seleksi Tingkat Nasional Olimpiade Nasional

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Perguruan Tinggi Negeri (ONMIPA-

PT). Pengalaman organisasi penulis dimulai sejak menjadi Kader Muda Himaki

tahun 2011-2012. Penulis pernah menjadi Anggota Bidang Sains dan Penalaran

Ilmu Kimia (SPIK) Himaki FMIPA Unila tahun 2012-2013, Ketua Bidang Sains

dan Penalaran Ilmu Kimia (SPIK) Himaki FMIPA Unila tahun 2013-2014, dan

Kepala Departemen Pengembangan Sains dan Lingkungan Hidup (PSLH) BEM

FMIPA Unila tahun 2014-2015. Setelah menyelesaikan pendidikan S1, penulis

mengajar di SMK IT MUTIARA BANGSA BATANG HARI dan LBB GENIUS

SOLUTION sekampung.

Atas Rahmat Allah SWT.. kupersembahkan karya

Sederhana ini teruntuk...

Bapak dan Ibu tercinta yang telah memberikan do’a,

cinta, kasih sayang, dan bimbingan kepada ananda

selama ini

Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. dan semua Dosen

Jurusan Kimia yang telah membimbing dan mendidik

ananda selama menempuh pendidikan di kampus

Keluarga Magister kimia 2015 yang telah memberikan

dukungan dan motivasi kepada penulis

SANWACANA

Alhamdulillah tsummal hamdulillah, segala puji hanya bagi Allah, Rabb semesta

alam yang telah memberikan nikmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan tesis yang berjudul “Sintesis Mikro Selulosa-Poli Asam Laktat

sebagai Bahan Enkapsulasi Obat Antituberkulosis”. Bacaan Allahumma sholli

wasallim wabaarik ‘alaihi semoga tetap terlimpahkan kepada Nabi Muhammad

SAW yang memberikan syafa’atnya kepada seluruh umatnya di dunia dan di

akhirat, Aamiin.

Teriring do’a yang tulus, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-

besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku pembimbing I penulis

yang telah membimbing, mendidik, dan mengarahkan penulis dengan

kesabaran dan kasih sayang yang tulus sehingga tesis ini dapat terselesaikan.

Semoga barokah Allah selalu menyertai Beliau.

2. Bapak Irza Sukmana, M.T., Ph.D. selaku pembimbing II penulis yang telah

membimbing penulis dengan penuh kesabaran dan keikhlasan sehingga tesis

ini dapat terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan kebaikan.

3. Ibu Prof. Dr. Buhani, M.Si., Bapak Andi Setiawan Ph.D., dan ibu Dr. Ni Luh

Gede Ratna Juliasih, M.Si. selaku pembahas penulis yang telah memberikan

bimbingan, arahan, dan nasihat kepada penulis sehingga tesis ini dapat

terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan.

4. Bapak Prof. Warsito, S.Si., D.E.A., Ph.D. selaku dekan Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

5. Bapak Prof. Dr. Sudjarwo, M.S. selaku Direktur Pascasarjana Universitas

Lampung.

6. Mbak Wiwit, Pak Gani, Mbak Nora, Mbak Liza, Uni Kidas, Mas Nomo, dan

Pak Man.

7. Matur nembah nuwun dumateng Bapak Supingi dan Ibu Mujiah yang telah

membesarkan, merawat, dan mendidik penulis dengan segala cinta, kasih

sayang, dan kesabaran yang tulus, serta Adinda Farhanulmajid dan Nila

Rahmasari yang telah memberikan semangat, dukungan, dan keceriaan kepada

penulis, semoga barokah Allah selalu menyertai mereka.

8. Spesial teruntuk sahabat karibku kang Hanif Amrullah, Mbak Hapin Afriyani,

tante faradilla Syani, bang Rahmat Kurniawan, Irkham Bariklana, Wagiran,

Miftahur Rahman, dan Ari Susanto yang selalu memberikan nasihat serta

mengingatkan penulis dengan ketulusan hati dan kesabaran apabila penulis

melakukan kesalahan. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan.

9. Spesial juga untuk rekan rekan Magister Kimia 2015 Bu Ema Hermawati, Bu

Annisa, Bu Eka Apriawati, Bu Sion, Bu Arum Widiasmara, Bu Miranti Safitri,

Ria Dwi Yunita dan Endah Gegek yang telah memberikan dukungan dan

semangat kepada penulis.

10. Terimakasih juga kepada Babe Muhammad Nurissalam, Ibu Tati Fatimah, Ibu

Sri Murwatiningsih, dan mbak Endah wahyuningsih yang telah memberikan

motivasi, dukungan, dan semangat kepada penulis.

11. Tak lupa terimakasih juga kepada rekan-rekan ONMIPA 2014 mbak Julia

Muyas, kak Sudarman Rahman, Chairul Ihsan, dan Dea Fikyati.

12. Spesial juga untuk keluargaku tercinta kimia 2011 Ajeng Ayu Miranti, Ana

Febrianti W., Anggino Saputra, Aprilia Isma Denila, Arik Irawan, Asti Nurul

Aini, Ayu Berliana, Ayu Fitriani, Aziez Nur Dwiyansyah, Cindy Moyna Clara

L. A., Daniar Febriliani Pratiwi, Dewi Karlina, Dia Tamara, Endah Pratiwi,

Eva Dewi N. S., Fatimah Milasari, Fatma Maharani, Febri Windy Asmoro,

Frederica Geofanny T. S., Ivan Halomoan, J. Julianser Nicho, Jelita

Purnamasari S., Lewi Puji Lestari, Lusi Meliyana, Mardian Bagus S., Mega

Suci H., Melly Novita W., Melly Antika, M. Yusri Ahmadhani, Nico Mei

Chandra, Nira Dwi Puspita, Nopitasari, Pandegani Paratmadja, Ramos Vicher,

Rina Wijayanti, Rio Wicaksono, Sanjaya Yudha G., Umi fadilah, Uswatun

Hasanah, Vevi Aristiani, dan Yunia Hartina yang selalu memberikan

keceriaan dan kasih sayang kepada penulis. Semoga Allah membalasnya

dengan keberkahan.

13. Adik-adik bimbinganku Aul, Siti, Dona, Shela, Imah, dan adik bimbingan

2014.

14. Terimakasih juga teruntuk bapak Eko Sudarpriyanto, Bapak Suyanto, bapak

Sugiharto, dan keluarga besar SMK IT Mutiara Bangsa Batanghari sertan ibu

Herlin Faulina dan keluarga besar LBB Genius Solution Sekampung.

15. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini.

Akhir kata, penulis memohon maaf kepada semua pihak apabila tesis ini masih

terdapat kesalahan dan kekeliruan, semoga tesis ini dapat berguna dan bermanfaat

sebagaimana mestinya, Aamiin.

Bandar Lampung, Agustus 2017 Penulis Ridho Nahrowi

DAFTAR ISI

halaman

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ iv

1. PENDAHULUAN .................................................................................................... 1

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

B. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 4

C. Manfaat penelitian ..................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 5

A. Tuberkulosis .............................................................................................. 5

1. Transmisi Tuberkulosis kepada Manusia ............................................ 5

2. Gambaran Klinis Tuberkulosis ............................................................ 6

3. Pengobatan Tuberkulosis ..................................................................... 7

B. Selulosa-PAL ............................................................................................. 7

1. Selulosa ................................................................................................ 7

2. PAL .................................................................................................... 11

C. Karakterisasi ............................................................................................ 14

1. FTIR ................................................................................................... 14

2. PSA .................................................................................................... 15

3. SEM ................................................................................................... 17

4. Sistem Pelepasan Obat ....................................................................... 18

ii

III. METODOLOGI PENELITIAN...................................................................... 20

A. Waktu dan Tempat penelitian ................................................................. 20

B. Alat dan Bahan Penelitian ...................................................................... 20

C. Prosedur Penelitian ................................................................................. 21

1. Isolasi α-Selulosa dari Onggok Singkong......................................... 21

2. Sintesis Mikro PAL .......................................................................... 21

3. Sintesis Selulosa-PAL....................................................................... 22

4. Analisis FTIR Selulosa-PAL ............................................................ 22

5. Analisis PSA Selulosa-PAL.............................................................. 23

6. Analisis SEM Elulosa-PAL .............................................................. 23

7. Sintesis Mikrokapsul ........................................................................ 24

8. Uji Disolusi ....................................................................................... 24

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................... 26

A. Isolasi α-Selulosa dari Onggok Singkong .............................................. 26

B. Sintesis Mikro PAL dan Selulosa-PAL .................................................. 27

C. Analisis FTIR Selulosa-PAL .................................................................. 28

D. Analisis PSA Selulosa-PAL ................................................................... 30

E. Analisis SEM Selulosa-PAL ................................................................... 32

F. Uji Disolusi ............................................................................................. 35

V. SIMPULAN DAN SARAN ................................................................................. 38

...... A …Simpulan………………………………………………………………38

…...B…..Saran…………………………………………………………………39

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 40

LAMPIRAN .................................................................................................................. 44

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Struktur selulosa ................................................................................................ 8

2. Struktur PAL ................................................................................................... 11

3. Spektrum FTIR ............................................................................................... 29

4. Hasil analisis PSA ........................................................................................... 31

5. Hasil analisis SEM .......................................................................................... 33

6. Hasil uji disolusi .............................................................................................. 36

DAFTAR TABEL

Tabel halaman

Nilai bilangan gelombang selulosa-PAL ................................................................................. 16

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Tuberkulosis (TB) merupakan salah satu penyebab kematian tertinggi di dunia

setelah virus HIV. Pada tahun 2014, sebanyak 9,6 juta kasus TB baru terjadi di

seluruh dunia. Selain itu, sekitar 1,5 juta orang meninggal dunia karena TB

(World Health Organization, 2015). Jumlah ini diprediksi akan terus meningkat

pada setiap tahunnya sehingga kasus TB menjadi perhatian yang serius di seluruh

dunia. Salah satu penyebab masih tingginya angka kematian yang disebabkan

oleh TB adalah masih terdapatnya permasalahan dalam pengobatan TB.

Permasalahan utama dalam pengobatan TB adalah ketidakteraturan siklus hidup

TB. Pengobatan TB yang dilakukan secara berkelanjutan menyebabkan resistensi

bakteri terhadap obat yang diberikan. Artinya, semakin sering pemberian obat TB

terhadap pasien, maka bakteri tersebut akan semakin kebal dan semakin kuat

untuk hidup di dalam sel inang. Selain itu, pemberian dosis obat yang lebih tinggi

juga menyebabkan daya tahan hidup bakteri yang semakin kuat di dalam sel inang

(Rajesh et al., 2013). Oleh karena itu diperlukan terobosan baru dalam

pengobatan TB sehingga dapat menurunkan angka kematian yang disebabkan

oleh TB.

2

Selama hampir dua dekade terakhir, nanomaterial merupakan topik yang sedang

dikembangkan oleh para peneliti di seluruh dunia untuk berbagai aplikasi, salah

satunya adalah bidang farmasi. Penggunaan nanomaterial dalam bidang farmasi

memiliki beberapa keuntungan, diantaranya sebagai berikut : desain nanomaterial

dapat disesuaikan dengan kebutuhan obat secara individu, selain itu, nanomaterial

dapat digunakan sebagai kontrol pelepasan enkapsulasi obat, meningkatkan

kemanjuran terapi, dan mengurangi efek samping (Amirah et al., 2014). Senyawa

yang sering digunakan sebagai bahan nanomaterial adalah polimer alami yang

ketersediaannya sangat melimpah di alam, salah satunya adalah selulosa.

Selulosa merupakan salah satu jenis polisakarida yang keberadaannya banyak

digunakan untuk berbagai aplikasi karena memiliki beberapa keunggulan,

diantaranya tidak beracun, dapat diperbarui, dan memerlukan biaya yang murah

dalam pengolahannya (Guo et al., 2012). Selain itu, selulosa merupakan polimer

yang kuat dan kaku sehingga sangat berpotensi sebagai agen penguat biopolimer

(Rahman et al., 2014). Salah satu biopolimer sering digunakan dalam sistem

pelepasan obat dan dapat ditambahkan agen penguat adalah PAL.

Penggunaan PAL dalam sistem pelepasan obat karena senyawa ini merupakan

polimer biodegradabel yang secara in vitro memiliki biokompatibilitas dan

bioabsorbilitas yang sangat bagus (Jayakumar et al., 2010). Polimer ini memiliki

struktur poliester alifatik (Guo et al., 2012). Senyawa bahan aktif obat yang

terjerat dalam molekul PAL akan lebih sulit terdegradasi di dalam perjalanan

sehingga lebih efektif menuju target.

3

Rahman et al., (2014) telah melakukan sintesis nanokristal selulosa dari rami

menggunakan metode hidrolisis asam sulfat. Setelah itu ditambahkan PAL

menggunakan metode ekstrusi dan heat press molding. Karakterisasi yang

dilakukan meliputi kestabilan mekanik, kestabilan termal, morfologi, dan

bioaktivitas. Stabilitas termal dan kristalinitas komposit meningkat jika komposit

ditambahkan polimer PAL serta memiliki sifat antimikroba yang baik. Guo et al.,

(2012) juga telah melakukan sintesis kopolimer selulosa-PAL menggunakan

metode kopolimerisasi graft homogen ionik liquid 1-n-butyl-3-methylimidazolium

chloride (BmimCl). Berdasarkan uji bioaktivitas, nilai efisiensi meningkat dengan

bertambahnya rantai samping.

Berdasarkan gagasan di atas, penelitian ini melakukan sintesis selulosa-PAL yang

digunakan dalam teknologi enkapsulasi obat anti-TB. Tahapan-tahapan yang

akan dilakukan meliputi isolasi α-selulosa yang berasal dari onggok singkong

dengan menggunakan metode delignifikasi. Selanjutnya dilakukan sintesis

selulosa-PAL dengan menggabungkan metode mekanik menggunakan alat

magnetic stirer dan metode hidrolisis menggunakan larutan HCl 3,5 M. Analisis

yang akan dilakukan antara lain analisis FTIR , analisis PSA, analisis SEM, dan

uji disolusi.

B. Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah

1. Melakukan sintesis selulosa-PAL yang digunakan dalam teknologi

enkapsulasi obat anti-TB.

4

2. Melakukan karakterisasi selulosa-PAL yang digunakan dalam teknologi

enkapsulasi obat anti-TB.

3. Mengetahui efektivitas selulosa-PAL yang digunakan sebagai enkapsulasi

obat anti-TB.

C. Manfaat Penelitian Melalui penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi dari obat anti-TB,

membantu memecahkan permasalahan dalam bidang pengobatan TB, serta

mengurangi angka kematian yang disebabkan karena TB.

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tuberkulosis 1. Transmisi Tuberkulosis kepada Manusia Penyakit tuberkulosis disebabkan karena bakteri, yaitu Mycobacterium.

tuberculosis, Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum, Mycobacterium

microti dan Mycobacterium canetti. Mycobacterium. tuberculosis dapat masuk ke

dalam tubuh manusia melalui udara. Mycobacterium. Tuberculosis juga dapat

menyebar dari orang ke orang melalui droplet yang dikeluarkan oleh penderita

tuberkulosis dengan cara batuk, bersin, berbicara, dan bernyanyi. Droplet yang

berdiameter 1-5 µm dan mengandung 1-5 basil sangat mudah menginfeksi.

Kecilnya ukuran droplet ini memudahkannya untuk masuk ke ruang alveolar

dalam paru-paru, tempat dimana organisme bereplikasi. Satu kali batuk

menghasilkan 3000 droplet dan satu kali bersin menghasilkan jutaan droplet.

Dosis infeksi tuberkulosis adalah 1-10 basil.

Penularan biasanya terjadi di dalam ruangan gelap dan tidak ada ventilasi udara,

dimana droplet dapat berada dalam udara dalam jangka waktu lama. Sinar

matahari langsung dapat membunuh basil secara cepat, namun basil dapat

6

bertahan di ruangan gelap selama beberapa jam. Dalam sekali infeksi,

berkembangnya basil menjadi penyakit aktif tergantung imunitas masing-masing.

Dalam sistem imun normal, sekitar 10 % kasus akan berkembang menjadi

penyakit aktif. Orang dengan sistem imun yang lemah lebih rentan terhadap

penyakit TB dibandingkan dengan orang dengan sistem imun yang normal, sekitar

50-60 % penderita HIV akan terinfeksi TB yang akan menjadi penyakit aktif

(Departement of Health Republic of South Africa, 2014).

2. Gambaran Klinik Tuberkulosis Gambaran klinik penyakit TB paru-paru meliputi batuk kronis, mengeluarkan

dahak, kehilangan nafsu makan, kehilangan berat badan, dan berkeringat di

malam hari (Zumla et al., 2013). Setiap pasien yang memiliki gejala seperti di

atas harus dilakukan pemeriksaan. Tidak semua penderita TB mengalami batuk

sehingga diperlukan kewaspadaan, terutama kepada penderita HIV yang

mengalami gejala di atas. Riwayat kontak langsung dengan penderita TB

meningkatkan kemungkinan diagnosa dan gejala TB seperti kehilangan berat

badan. Beberapa pasien kemungkinan mengalami sesak nafas, nyeri dada karena

ketegangan otot, atau desir lokal karena tekanan luar pada bronkus yang

disebabkan oleh kelenjar getah bening (Departement of Health Republic of South

Africa, 2014).

7

3. Pengobatan Tuberkulosis Salah satu obat yang sering digunakan dalam pengobatan TB adalah rifampisin.

Keunggulan rifampisin yaitu sangat efektif dan tidak beracun. Rifampisin secara

in vitro dapat menghambat pertumbuhan bakteri Mycobacterium. Tuberculosis

dengan konsentrasi 0,005-0,02 µg/mL. Rifampisin dapat membentuk kompleks

enzim-obat yang stabil, menyebabkan penekanan inisiasi pembentukan rantai

dalam sintesis RNA. Secara spesifik, β subunit kompleks enzim merupakan situs

aktif obat (Asif, 2013) sehingga dapat menghambat transkripsi RNA dan translasi

protein.

Dalam pengobatan TB disarankan untuk melakukan kombinasi dengan obat

antibiotik yang lain karena Mycobacterium. Tuberculosis sangat mudah

membentuk resistensi dengan rifampisin. Resistensi yang ditimbulkan oleh TB-

rifsmpisin adalah mutasi genetik yang menyebabkan perubahan konformasi

sehingga mengurangi efektivitas rifampisin Efek samping yang ditimbulkan

antara lain anemia, pendarahan, dan demam (Kumar et al., 2012).

B. Selulosa-PAL 1. Selulosa Selulosa merupakan suatu polisakarida yang keberadaannya sangat melimpah dan

dapat diperbaharui. Sampai saat ini selulosa telah banyak digunakan sebagai

8

bahan baku di berbagai industri karena memiliki sifat-sifat yang unik seperti tidak

beracun, dapat didaur ulang, dan biaya yang digunakan cukup terjangkau. Selain

itu, kopolimerisasi selulosa dengan polimer lain menghasilkan polimer baru yang

memiliki sifat ampifilik sehingga lebih mudah untuk didegradasi. Dengan adanya

sifat baru tersebut, beberapa penelitian telah melakukan kopolimerisasi selulosa

dengan polimer lain, salah satunya untuk sistem pelepasan obat (Guo et al., 2012).

Adapun struktur dari selulosa disajikan pada Gambar 1.

Gambar1. Struktur selulosa (Rozialfi, 2010). Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah onggok singkong karena

memiliki beberapa keunggulan diantaranya kandungan lingnoselulosa dalam

onggok singkong sangat banyak, yaitu sebesar 34,45 % yang merupakan

kandungan terbanyak kedua setelah pati (Wijayanti et al., 2012). Selain itu,

potensi produksi singkong di Indonesia setiap tahunnya mengalami peningkatan.

Pada tahun 2008, produk singkong di Indonesia sebesar 20.794.929 ton (Hidayat,

2009), sedangkan pada tahun 2013 produk singkong di Indonesia meningkat

menjadi sebesar 23.936.921 ton (Ayuningsih et al., 2015). Produk singkong di

Indonesia diprediksi akan terus meningkat untuk memenuhi kebutuhan pati di

Indonesia. Oleh karena itu limbah onggok singkong yang dihasilkan di Indonesia

9

juga akan mengalami peningkatan setiap tahunnya. Selain itu penggunaan

onggok singkong sebagai bahan baku di berbagai bidang, khususnya sistem

pelepasan obat, akan mengurangi pencemaran lingkungan yang dihasilkan dari

onggok singkong.

Dalam limbah lignoselulosa terdapat tiga komponen utama, yaitu selulosa,

hemiselulosa, dan lignin. Proses isolasi selulosa dari limbah biomassa dapat

dilakukan dengan menggunakan beberapa metode, salah satunya adalah metode

delignifikasi. Metode tersebut memiliki lima tahapan, tahap pertama yaitu proses

degradasi hemiselulosa menggunakan larutan HNO3 3,5 % dengan katalis NaNO2.

Tahap kedua degradasi dengan menggunakan campuran larutan NaOH 2 % dan

larutan Na2SO3 2 %. Tahap ketiga pemutusan ikatan eter pada lignin

menggunakan larutan NaOCl 1,75 % sehingga selulosa yang didapatkan semakin

putih. Tahap keempat yaitu degradasi β-selulosa dan γ-selulosa menggunakan

larutan NaOH 17,5 %. Tahap terakhir adalah pemutihan menggunakan larutan

H2O2.

Metode delgnifikasi memiliki beberapa keunggulan, diantaranya bahan yang

digunakan sangat mudah dan terjangkau, prosesnya tidak terlalu sulit, serta kadar

selulosa yang dihasilkan sangat tinggi, yaitu sebesar 94,26 % (Nahrowi, 2015).

Disamping itu, Patraini (2013) telah melaporkan isolasi selulosa dari lignoselulosa

menggunakan metode delignifikasi dengan kadar selulosa yang diperoleh sebesar

97,04 %; hampir sama dengan kadar selulosa pada kapas komersial, yaitu sebesar

98,57 %.

10

Sintesis mikro selulosa dari selulosa memiliki beberapa tahapan. Tahap pertama

yaitu hidrolisis selulosa menggunakan asam sulfat. Ketika selulosa ditambahkan

larutan asam, ikatan glikosida pada selulosa akan terputus sehingga polimer akan

terpotong-potong menjadi oligomer bahkan menjadi monomer. Reaksi tersebut

akan lebih cepat jika suhu reaaksi dinaikkan hingga menjadi 50oC dan disertai

pengadukan menggunakan magnetic stirer. Konsentrasi asam sulfat optimum

yang digunakan sebesar 45 %. Apabila konsentrasi asam sulfat terlalu rendah,

maka asam tersebut kurang kuat menghidrolisis selulosa, sedangkan jika

konsentrasi selulosa terlalu tinggi, maka akan menyebabkan rusaknya struktur

selulosa hingga menjadi karbon yang berwarna hitam. Untuk memisahkan

selulosa dari larutan, maka dilakukan sentrifugasi selama 15 menit. Pemutusan

ikatan glikosida pada selulosa akan lebih sempurna jika dilakukan ultrasonikasi

dalam jangka waktu yang singkat sekitar lima menit. Pemisahan padatan

nanoselulosa dengan larutannya dapat dilakukan menggunakan pembekuan pada

suhu rendah atau menggunakan alat freeze-drying (Mandal and Chakrabarty,

2011).

Hal yang sama juga dilakukan oleh Teixeira et al (2009) yang melakukan

konversi selulosa menjadi mikro selulosa. Tahapan-tahapan yang dilakukan sama

dengan yang dilakukan oleh Mandal and Chakrabarty (2011). Penggunaan

metode tersebut untuk mendapatkan mikro selulosa memiliki beberapa

keuntungan, diantaranya alat yang digunakan sederhana, kondisi reaksi yang

mudah dicapai, dan asam sulfat yang digunakan sangat efektif untuk

menghidrolisis selulosa menjadi rantai-rantai pendek, sehingga metode tersebut

sangat cocok dan sesuai untuk mensintesis mikro selulosa dari selulosa.

11

2. PAL PolimerPAL merupakan poliester alifatik yang memiliki sifat biodegradable, yaitu

dapat terdegradasi atau hancur di dalam tubuh. Bahan ini telah banyak digunakan

untuk berbagai keperluan, salah satunya untuk agen pembawa obat di dalam tubuh

(Guo et al., 2012). Adapun struktur PAL disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur PAL (Garlotta, 2002). Secara in vivo, telah diketahui bahwa PAL memiliki kemampuan untuk mengikat

dan membawa obat menuju sel target melalui saluran transportasi serta

melepaskan obat tersebut sehingga obat dapat bekerja sesuai dengan fungsinya.

Setelah obat berada pada sel target, PAL dapat hancur dan dan dikeluarkan dari

dalam tubuh melalui sistem ekskresi. Keuntungan lain dari PAL adalah tidak

bersifar racun. Pada saat di dalam tubuh, PAL tidak mengganggu sistem

metabolisme yang ada sehingga PAL aman untuk digunakan sebagai agen

pembawa obat.

Penggunaan PAL dalam sistem pelepasan obat memiliki suatu kendala.

Tingginya kristalinitas dan hidrofilitas yang rendah menyebabkan kecepatan

degradasi PAL di dalam tubuh berjalan lambat. Apabila PAL terlalu lama di

12

dalam tubuh dan terakumulasi dalam jumlah tertentu, maka akan dapat

menyebabkan penyumbatan saluran di dalam tubuh seperti pembentukan batu

ginjal. Untuk mengantisipasi hal tersebut, dapat dilakukan proses kopolimerisasi

PAL dengan polimer lain. Kopolimerisasi PAL dengan polimer lain yang

hidrofilik menyebabkan struktur kopolimer semakin tidak teratur dan mudah

larut di dalam tubuh sehingga semakin mudah untuk didegrasasi dan dikeluarkan

dari dalam tubuh (Jayakumar et al., 2010). Interaksi antara obat dengan

kopolimer PAL merupakan interaksi elektrostatik yang bersifat sementara.

Interaksi tersebut tidak menyebabkan perubahan struktur obat dan bioaktivitas

obat dapat dipertahankan sesuai dengan fungsinya (Jeevitha and Kanchana, 2014).

Proses sintesis mikro PAL dari butiran PAL komersil secara prinsip sama dengan

sintesis mikro selulosa dari selulosa. Jayakumar et al (2010) telah melaporkan

sintesis mikro PAL dengan menggunakan pelarut diklorometana. Proses tersebut

dilakukan dengan mengkombinasikan antara proses mekanik dengan proses reaksi

kimia. Secara mekanik, pemutusan ikatan poliester dari PAL dilakukan

menggunakan magnetic stirer dan juga sonikasi. Disisi lain, pemutusan ikatan

poliester juga dapat dilakukan dengan reaksi hidrolisis dalam suasana asam.

Untuk mendapatkan serbuk mikro PAL dapat dilakukan dengan membekukan

larutan pada suhu rendah.

Jeevitha dan Kanchana (2014) telah melaporkan sintesis mikro PAL dengan

menggunakan proses mekanik. Padatan PAL dilarutkan dalam pelarut kemudian

dilakukan pengadukan menggunakan magnetic stirer dan alat sonikasi pada suhu

13

ruang. Mikro PAL dan pelarut dipisahkan menggunakan alat sentrifuse dengan

kecepatan sebesar 10000 rpm selama 30 menit.

Dalam beberapa tahun terakhir terdapat beberapa penelitian yang telah

melaporkan sintesis selulosa-PAL yang digunakan dalam sistem pelepasan obat.

Salah satunya adalah Rahman et al., (2014) yang melakukan sintesis selulosa-

PAL yang diaplikasikan dalam biomedis. Sedangkan Guo et al., (2012)

melakukan sintesis selulosa-PAL yang digunakan sebagai penjerat obat Paclitaxel.

Selain itu, Kumar et al., (2010) telah melakukan sintesis mikro kapsul turunan

selulosa yaitu etil selulosa dengan PAL yang digunakan dalam sistem pelepasan

obat. Berdasarkan hasil penelitian mereka, mikro material yang dihasilkan oleh

Guo et al., (2012) memiliki efisiensi enkapsulasi 90 %, sedangkan mikro material

yang dihasilkan oleh Kumar et al., (2010) memiliki efisiensi enkapsulasi sebesar

90 %.

Berdasarkan hasil penelitian di atas, reaksi kopolimerisasi selulosa-PAL dapat

dilakukan dan memiliki efisiensi dan efektivitas yang cukup besar apabila

digunakan dalam sistem pelepasan obat, sehingga selulosa-PAL yang disintesis

dalam penelitian ini secara teori dapat digunakan dalam sistem pelepasan obat TB.

Sintesis selulosa-PAL dilakukan dengan mengkombinasikan metode sintesis

mikro selulosa dan mikro PAL. Sintesis dilakukan dengan menggunakan proses

mekanik dan proses reaksi kimia. Selulosa dilarutkan dalam pelarut asam klorida

sedangkan PAL akan dilarutkan dalam pelarut kloroform. Kedua larutan tersebut

dicampurkan pada suhu 50oC sambil dilakukan pengadukan. Penggunaan HCl

sebagai pelarut memiliki keuntungan: selain menghidrolisis selulosa, larutan HCl

14

juga akan membantu hidrolisis PAL. Untuk mendapatkan padatan mikro partikel,

sampel diendapkan dengan menggunakan alat freeze drying.

C. Karakterisasi Untuk membuktikan sintesis selulosa-PAL yang digunakan dalam sistem

pelepasan obat, maka dilakukan beberapa karakterisasi. Beberapa karakterisasi

yang dilakukan antara lain analisis gugus fungsi, analisis ukuran partikel, analisis

morfologi permukaan, serta uji efisiensi dan pelepasan.

1. FTIR Spektrofotometer FTIR merupakan salah satu instrumen yang digunakan dalam

penentuan struktur molekul dengan megidentifikasi vibrasi ikatan dalam suatu

molekul. Jenis ikatan yang dapat diidentifikasi merupakan ikatan kovalen

sehingga spektrofotometer ini sering digunakan untuk mengidentifikasi molekul-

molekul organik misalnya alkohol, aldehid, keton, asam karboksilat, dan lain-lain.

Masing-masing gugus fungsi tersebut menunjukkan bilangan gelombang yang

berbeda-beda apabila diidentifikasi menggunakan spektrofotometer FTIR.

Selulosa merupakan suatu polimer yang mengandung gugus OH sedangkan PAL

merupakan suatu polimer yang mengandung gugud OH dan terbentuk melalui

ikatan poliester, sehingga salah satu cara untuk menentukan struktur polimer

tersebut adalah menggunakan spektrofotometer FTIR. Rahman et al., (2014)

15

melaporkan bahwa gugus fungsi OH pada selulosa teramati pada bilangan

gelombang 3369 cm-1, sedangkan vibrasi ulur C-H pada selulosa teramati pada

bilangan gelombang 2897 cm-1. Struktur tersebut diperkuat dengan adanya

vibrasi tekuk C-H yang teramati pada bilangan gelombang 1435-1253 cm-1.

Vibrasi pada bilangan gelombang 1751 cm-1 menunjukkan gugus karbonil yang

berasal dari ikatan poliester PAL. Selain itu, vibrasi C-H pada rantai utama PAL

teramati pada bilangan gelombang 2948 cm-1. Adanya rantai samping CH3

teramati pada bilangan gelombang 2996 dan 2877 cm-1. Pembentukan kopolimer

selulosa-PAL ditunjukkan dengan pergeseran bilangan gelombang dari 1751

menjadi 1761 cm-1 yang disebabkan karena terbentuknya ikatan hidrogen

intermolekular. Guo et al., (2012) juga melaporkan identifikasi kopolimer

selulosa-PAL menggunakan spektrofotometer FTIR. Adanya vibrasi pada

bilangan gelombang 1206, 1745, dan 2925 cm-1 menunjukkan vibrasi C-O-C,

uluran karbonil, dan uluran rantai samping metil pada PAL yang telah

terkopolimesisasi dengan selulosa. Untuk menguatkan data tersebut, pada proses

kopolimerisasi digunakan pelarut diklorometana untuk menghilangkan PAL yang

tidak terkopolimerisasi dengan selulosa. Nilai bilangan gelombang selulosa-PAL

disajikan pada Tabel 1

2. PSA Di dalam bidang farmasi dan obat-obatan, khususnya dalam bidang

nanoteknologi, ukuran partikel merupakan suatu parameter yang penting.

Besarnya partikel tersebut mempengaruhi kecepatan degradasi dan efektivitas

16

kerja obat tersebut. Besaran dari sebuah partikel yang sering diukur adalah

diameter karena biasanya partikel-partikel tersebut berbentuk seperti bola (Pabst

dan Gregorova, 2007).

Tabel 1. Nilai bilangan gelombang Selulosa-PAL

Molekul Gugus Fungsi Bilangan

Gelombang (cm-1) Referensi

Selulosa OH 3369 Rahman et al., (2014) C–H 2897 Rahman et al., (2014) 1435-1253 Rahman et al., (2014) PAL C=O 1751 Rahman et al., (2014) C–H 2948 Rahman et al., (2014) CH3 rantai

samping 2996 2877

Rahman et al., (2014)

Selulosa-PAL C=O 1761 Rahman et al., (2014) 1745 Guo et al., (2012) C–O–C 1206 Guo et al., (2012) CH3 rantai

samping 2925 Guo et al., (2012)

Partikel-partikel dalam sebuah padatan memiliki ukuran yang berbeda-beda.

Untuk mengetahui ukuran masing-masing partikel tersebut sangat sulit dan tidak

mungkin untuk dilakukan. Oleh karena itu, bahasa yang kita gunakan adalah

distribusi yang menyatakan rata-rata ukuran partikel secara keseluruhan.

Beberapa nilai yang menjelaskan tentang distribusi antara lain mean, median, dan

mode. Mean menyatakan nilai rata-rata dari distribusi ukuran partikel. Median

menyatakan distribusi yang membagi ukuran partikel menjadi dua, yaitu diatas

nilai tengah dan dibawah nilai tengah. Mode menyatakan ukuran partikel yang

sering muncul dalam distribusi. Beberapa teknik yang dilakukan untuk

17

mengetahui ukuran partikel antara lain difraksi laser, hamburan cahaya dinamis,

dan analisis gambar (Horiba, 2014).

Dalam sistem pelepasan obat, ukuran partikel sangat mempengaruhi kinerja dari

obat tersebut. Apabila ukuran obat terlalu besar, maka kecepatan degradasi obat

tersebut sangat lambat, akan tetapi apabila ukuran partikel terlalu kecil, maka

matriks pembawa obat tersebut akan masuk ke dalam sel dan mengendap di dalam

sel sehingga mengganggu siklus sel. Ukuran partikel matriks yang biasanya

dipakai sebagai pembawa obat sebesar100-400 nm. Semakin kecil ukuran

partikelnanomaterial, maka efisiensinya akan semakin menurun. Jayakumar et

al., (2010) telah melaporkan matriks pembawa obat anti-HIV dengan ukuran

partikel antara 100-350, obat tersebut memiliki efisiensi sebesar 75,4 %. Jeevitha

dan Kanchana (2014) telah melaporkan matriks pembawa obat dengan ukuran

partikel 127-253 nm, obat tersebut memiliki efisiensi sebesar 72,02 %.

3. SEM Instrumen SEM merupakan alat yang digunakan untuk melihat permukaan suatu

benda. Prinsip dari alat ini sama dengan mikroskop cahaya. Alat ini digunakan

untuk menutupi kelemahan dari mikroskop cahaya. Keunggulan dari alat ini

adalah kecepatan elektron yang sangat tinggi, panjang gelombang yang kecil, dan

memiliki resolusi yang cukup baik. Alat ini dapat digunakan untuk melihat benda

yang sangat kecil yaitu atom, sehingga dapat melihat morfologi permukaan dan

struktur dari suatu molekul, polimer, ataupun logam (Kaech, 2013).

18

Dalam sintesis suatu senyawa, alat SEM merupakan salah satu alat yang sering

digunakan untuk karakterisasi. Berdasarkan gambar SEM, dapat dilihat apakah

reaktan-reaktan telah tercampur dan bereaksi atau masing-masing reaktan

terkumpul membentuk gumpalan-gumpalan. Hal ini telah dilakukan oleh Rahman

et al., (2014) yang melakukan karakterisasi hasil sintesis selulosa-PAL

menggunakan alat SEM dengan perbesaran 200x. Berdasarkan gambar SEM,

selulosa dapat terdispersi secara seragam dalam matriks PAL. Selain itu, Kumar

et al., (2010) menjelaskan bahwa berdasarkan gambar SEM nanokapsul

etilselulosa-PAL memiliki bentuk seperti bola dan berpori, dengan demikian,

nanoselulosa dan nano PAL dapat terkopolimerisasi dan menghasilkan

keseragaman secara merata.

4. Sistem Pelepasan Obat Untuk meningkatkan terapi dari sebuah obat, dibuat sistem kontrol pelepasan.

Sistem kontrol pelepasan obat dilakukan untuk mengatur ledakan obat di luar

waktu yang ditentukan, membantu obat melewati halangan fisik, melindungi obat

dari eliminasi dini, mengarahkan obat menuju situs aktif dengan ledakan yang

minimum di bagian tubuh yang lain dan mengurangi frekuensi pemberian obat.

Memahami mekanisme kerja obat adalah hal yang penting dalam membuat sistem

kontrol pelepasan.

Salah satu mekanisme sistem kontrol pelepasan adalah disolusi. Disolusi meliputi

pepindahan obat dari fase padat menuju medium di sekitarnya. Kelarutan obat

19

merupakan sifat termodinamika dari obat dan medium, sedangkan kecepatan

disolusi merupakan sifat kinetik. Kecepatan disolusi akan meningkat dengan

kelarutan dan menurun dengan ukuran partikel (Siegal and Rathbone, 2012).

Ketika suatu obat ukuran partikelnya semakin kecil, menyebabkan kemungkinan

interaksi partikel dengan pelarut akan semakin besar sehingga obat tersebut akan

lebih mudah larut. Disamping itu, penurunan ukuran partikel akan meningkatkan

luas permukaan partikel tersebut sehingga meningkatkan kecepatan disolusinya

serta kinerja dan efisiensi obat tersebut akan lebih baik (Javadzadeh et al., 2015).

Pengujian disolusi obat dapat dilakukan secara kuantitatif dengan menggunakan

spektrofotometer UV-Vis. Medium yang digunakan adalah Phosphate Buffered

Saline (PBS) pada rentang pH tertentu sesuai dengan pH sel yang akan diuji.

Pengujian dilakukan pada interval waktu tertentu.

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan Juni 2016 sampai dengan bulan Mei 2017 di

Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Analisis FTIR dilakukan di Institut

Teknologi Bandung, analisis SEM dan PSA dilakukan di Laboratorium Terpadu

dan Sentra Inovasi Teknologi Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan Penelitian Alat-alat yang digunakan antara lain alat gelas, oven , neraca analitik, batang

pengaduk, magnetic stirrer, lemari asam, spektrofotometer FTIR PRESTIGE

SHIMADZU, PSA FRITSCH ANALYSETTE 22, dan SEM ZEISS EVO MA 10.

Bahan-bahan yang digunakan antara lain akuades onggok singkong, asam nitrat,

natrium nitrit, natrium hidroksida, natrium sulfit, natrium hipoklorit, hidrogen

peroksida, asam klorida, klorofrom, poli asam laktat, Phosphate Buffered Saline

(PBS), dan obat kemoterapi.

21

C. Prosedur Penelitian 1. Isolasi α-Selulosa dari Onggok Singkong Proses Isolasi α-Selulosa dilakukan dengan menggunakan metode delignifikasi

yang telah dilaporkan oleh Nahrowi (2015). Sebanyak 75 gram Onggok Singkong

dimasukkan ke dalam gelas beaker, ditambahkan 1 L HNO3 3,5 % dan 10 mg

NaNO2, dipanaskan pada suhu 90°C selama 2 jam, disaring, dan dicuci hingga

netral. Selanjutnya sampel direfluks dengan 750 ml larutan NaOH 2 % dan

Na2SO3 2 % pada suhu 50°C selama 1 jam, disaring dan dicuci hingga netral.

Kemudian sampel dididihkan dengan 250 ml larutan NaOCl 1,75 % selama 30

menit, disaring dan dicuci hingga netral. Setelah itu sampel dipanaskan dengan

500 ml larutan NaOH 17,5 % pada suhu 80°C selama 30 menit, disaring, dan

dicuci hingga netral. Tahap terakhir sampel diputihkan dengan H2O2 10 % pada

suhu 60°C dalam oven selama 1 jam. Langkah selanjutnya adalah sintesis nano-

PAL.

2. Sintesis Mikro PAL Sintesis nikro PAL dilakukan dengan cara sebanyak 5 gram PAL dilarutkan dalam

50 mL kloroform dan diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer selama 4

jam. Selanjutnya ditambahkan 50 mL etanol, dan diaduk dengan menggunakan

magnetic stirrer selama empat jam. Larutan dievaporasi dengan menggunakan

rotary evaporator hingga pelarutnya tersisa sedikit. Setelah itu ditambahkan 25

22

mL akuades dan diuapkan kembali untuk menghilangkan pelarut organik. Tahap

terakhir adalah pengeringan dengan menggunakan alat freeze-drying. Langkah

selanjutnya adalah sintesis selulosa-PAL.

3. Sintesis Selulosa-PAL Sintesis selulosa-PAL dilakukan dengan mengkombinasikan beberapa metode

yang telah dilaporkan oleh Jayakumar et al (2010), Jeevitha and Kanchana (2014),

serta Mandal and Chakrabarty (2011). Langkah pertama, sebanyak 1 gram

selulosa dilarutkan dalam 50 mL HCl konsentrasi 3,5 M dan diaduk dengan

menggunakan magnetic stirrer selama dua jam pada suhu 50°C. Selanjutnya,

sebanyak 5 gram PAL dalam 50 ml kloroform dan diaduk selama empat jam

dengan menggunakan magnetic stirrer. Larutan PAL kemudian ditambahkan 50

mL etanol dan dicampurkan dengan larutan selulosa dalam HCl. Campuran

selulosa dan PAL diaduk selama 4 jam pada suhu ruang lalu dimasukkan ke

dalam corong pisah untuk memisahkan pelarut kloroform. Tahap terakhir

selulosa-PAL dipisahkan dengan menggunakan kertas saring dan dikeringkan

menggunakan alat freeze-drying. Tahap berikunya sampel dianalisis dengan

menggunakan alat FTIR, PSA, SEM, serta uji disolusi.

4. Analisis FTIR Selulosa-PAL Alat FTIR yang digunakan adalah FTIR Prestige Shimadzu buatan Jepang.

Sebelum dilakukan analisis, alat FTIR disiapkan sampai alat siap untuk digunakan

23

dan dilakukan scan blank. Selanjutnya, sampel dimasukkan ke dalam alat dan

dilakukan scanning terhadap sampel dengan mengklik measurement sample.

Setelah itu dilakukan baseline dengan cara mengklik 1 lalu baseline lalu

multipoint, kemudian dilakukan smoothing. Pada puncak spektrum diberi peak

dengan mengklik manipulatin 1 kemudian klik peaktable, lakukan secukupnya

hingga mencapai number of point 12.

5. Analisis PSA Selulosa-PAL Nano-PAL, dan selulosa-PAL selanjutnya dikarakterisasi dengan menggunakan

alat PSA merk Fritsch dengan seri Analysette 22 untuk mengetahui distribusi

ukuran partikelnya. Sejumlah sampel dimasukkan ke dalam chamber yang telah

berisi air pada Wet Dispersion Unit hingga indikator menunjukkan angka 10-12

(berwarna hijau).

6. Analisis SEM Selulosa-PAL Analisis SEM dilakukan dengan menggunakan alat SEM ZEISS EVO MA 10.

Sebelum dilakukan analisis, sampel dipreparasi dengan cara dilapisi logam emas

agar sampel bersifat konduktor. Selanjutnya, sampel dimasukkan ke dalam

spesimen. Intensitas elektron yang ditembakkan terhadap sampel diatur dengan

menggunakan lensa objektif dan lensa kondensor. Pantulan elektron dari sampel

ditangkap oleh detektor dan ditampilkan oleh image display.

24

7. Sintesis Mikrokapsul Sebanyan 0,65 gram selulosa-PAL dilarutkan dalam 6 ml kloroform. Setelah itu

ditambahkan rifampisin sebanyak 0,0025 dan 0,005 gram dan ditambah 50 mL

polivinil alkohol 0,5 %. Selanjutnya campuran diaduk selama satu jam dan

didispersikan dalam 250 mL akuades. Kemudian campuran diaduk lagi selama

satu jam dan disaring. Padatan dikeringanginkan selama 24 jam dan dioven

selama satu jam (Nuryahati et al., 2008).

8. Uji Disolusi Pengujian disolusi obat dilakukan dengan cara melarutkan 0,2 gram mikrokapsul

ke dalam 500 mL larutan buffer pH 1,2 dan 7,4. Setelah itu setiap interval waktu

tiga jam diambil 5 mL dan diencerkan menjadi 25 mL. Kemudian konsentrasi

diukur dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang

244 nm (Hildayati, 2011). Nilai disolusi obat diukur dengan menggunakan rumus

di bawah ini :

%D =M x fp x V x

11000000

W x 100 %

Ket :

%D : persen disolusi

M : konsentrasi (ppm)

fp : faktor pengenceran

25

V : volume (mL)

W : massa mikrokapsul yang dipakai (gram)

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan

Adapun simpulan pada penelitian ini sebagai berikut :

1. Sintesis selulosa-PAL telah dilakukan dengan menggunakan metode mekanik dan

hidrolisis asam melalui mekanisme reaksi esterifikasi.

2. Adanya pergeseran bilangan gelombang hidroksi (3445-3429 cm-1) dan karbonil

(1757-1759cm-1) menunjukkan bahwa telah terjadi ikatan antara selulosa dengan

PAL.

3. Berdasarkan hasil analisis PSA, nanomaterial yang dihasilkan memiliki rentang

ukuran 100-17730 nm. kombinasi metode mekanik dan hidrolisis asam

meningkatkan efektivitas sintesis nanomaterial.

4. Berdasarkan analisis SEM, selulosa yang memiliku morfologi batangan terjerat dalam

dua lembaran partikel PAL.

5. Mikrokapsul yang bagus untuk digunakan dalam pengobatan TB adalah selulosa-

PAL-obat 0,3% dengan waktu disolusi optimum 12 jam. Pada pH 7,4 sekitar

8,42%obat telah terdisolusi.

39

B. Saran

Adapun saran untuk penelitian berikutnya adalah dilakukan sintesis selulosa-PAL

dengan memvariasikan berat selulosa dan PAL untuk meningkatkan kemampuan

farmatik selulosa-PAL yang digunakan dalam pengobatan penyakit TB. Selain

itu, disarankan untuk mengganti pelarut asam klorida dengan asam yang lebih

kuat sehingga dihasilkan material dengan ukuran nanometer.

40

DAFTAR PUSTAKA

Adapa, P.K., L.G. Tabil, G.J. Schoenau, T. Canam, and T. Dumonceaux. 2011. Quantitative Analysis of Lignocellulosic Components on Non-Treated and Steam Exploded Barley, Canola, Oat and Wheat Straw Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Journal of Agriculturzl Science and Technology. 1:177-188. Amirah, M.G., A.A. Amirul, Habibah, and A. Wahab. 2014. Formulation and Characterization of Rifampicin-Loaded (P93HB-co-4HB) Nanoparticles. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 6. Asif, M. 2013. Rifampicin and Their Analogs : A Development of Antitubercular Drugs. World Journal of Organic Chemistry. 1:14-19. Astuti, T.D. 2016. Pembuatan Nanoselulosa dari Limbah Padat Tapioka dengan Menggunakan Metode Hidrolisis Asam. (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung. Atyabi, F., M.E. Manesh, B. Darvishi, F.A. Ishkuh, E. Shahmoradi, A. Mohammadi, M. Javanbakht, and R. Dinarvand. 2016. Paclitaxel molecularly imprinted polymer-PEG-folate nanoparticles for targeting anticancer delivery: Characterization and cellular cytotoxicity. Mat Sci and Eng. 62:626-633. Ayuningsih, B., A. Putriani, dan A. Rochana. 2015. Pengaruh penambahan Molase pada Ensilase Kulit Singkong (Manihot Esculenta) terhadap Kecernaan Bahan Kering dan kecernaan Bahan Organik secara In Vitro. Jurnal Universitas Padjadjaran. Chow, W.S., R.Z. Khoo, and H. Ismail. 2016. Thermal and morphological Properties of Poly(lactic acid)/Nanocellulose Nanocomposites. Procedia Chemistry. 19:788-794. Departement Health republic of South Africa. 2014. National Tuberculosis Management Guidelines. Departement Health republic of South Africa. 120 pp.

41

Fonseca, C., S. Simoes, and R. Gaspar. 2002, Paclitaxel-loaded PLGA nanoparticles: preparation, physicochemical characterization and in vitro anti-tumoral activity. Journal of Control Released. 83:273-286. Garlotta, D. 2002. A literature Review of Poly(Lactic Acid). Journal of Polymer and the Environmental. 9. Guo, Y., X. Wang, X. Shu, Z. Sheng, and R.C. Sun. 2012. Self- Assembly and Pacitaxel Loading. Capacity of Cellulose-Graft-poly(lactide) Nanomicelles. Agricultural and Food Chemistry. 60:3900-3908. Hidayat, C. 2009. Peluang Penggunaan Kulit Singkong sebagai pakan Unggas. Seminar Nasional teknologi Peternakan dan Veteriner. Hildayati, A. 2011. Efisiensi Mikroenkapsulasi dan Uji Disolusi Ibuproven secara In Vitro dengan penyalut Polipaduan Poli(Asam Laktat) dan Polikaprolakton. (Skripsi). Universitas Indonesia. Depok. 66 pp. Horiba Instruments. 2014. A Guidebook to Partile Size Analysis. Horiba Instrument Inc. 32 pp. Jain, N.K., M. Nag, V. Gajbhiye, and P. Kesharwani. 2016. Transferrin functionalized chitosan-PEG nanoparticles for targeted delivery of paclitaxel to Cancer cells. Colloid and Surface B : Biointerfaced. 148:363- 370. Javadzadeh, Y., S.M. Dizaj, Z. Vazifehasl, and M. Mokhtarpor. 2015. Recystallization of Drugs. Intech. Jayakumar, R., A. Dev, N.S. Binulal, A. Anitha, S.V. Nair, T. Furuike, and H. Tamura. 2010. Preparation of Poly(Lactic Acid)/chitosan Nanoparticles for Anti-HIV Drug Delivery Application. Carbohydrate Polimers. 80:833- 838. Jeevitha, D. and Kanchana, A. 2014. Evaluation of Chytosan/Poly (Lactic Acid) Nanoparticles for the Delivery of Piceatannol, an Anti-cancer drug by Ionic Gelation Method. International Journal of Chemical, Environmental and Biological Sciences. 2. Kaech, A. 2013. An Introduction to electon Microscopy Instrumentation, Imaging, and Preparation. University of Zurich. 28 pp. Kumar, K.S., P.S. Kumar, V. Selvaraj, and M. Alagar. 2010. Drug Delivery Studies of Gold Nanoparticles Decorated Polylactic Acid-co-Ethyl Cellulose Nanocapsules. International Journal of Advanced Engineering Technology. 1:9-16.

42

Kumar, R., N. Shakya, G. Garg, and B. Agrawal. 2012. Chemotherapeutic Interventions Against Tuberculosis. Pharmaceuticals. 5:690-718. Laopaiboon, P., A. Thani, V. Leelavatcharamas, and L. Laopaiboon. 2009. Acid Hydrolysis of Sugarcane Baggase for Lactic Acid production. Bioresource Technology. Mandal, A. and Chakrabarty D. 2011. Isolation of Nanocellulose from Waste Sugarcane Bagasse (SCB) and its Characterization. Carbohydrate Polymers. 86:1291-1299. Nahrowi, R. 2015. Sintesis Karboksimetil Selulosa dari Tandan Kosong Sawit. (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung. 77 pp. Nurhayati, L., S.S. Achmadi, dan Sudaryanto. 2008. Aplikasi Poli(Asam Laktat) Mikrosfer Pengungkung Obat Rematik. Jurnal sains Materi Indonesia. 10:39-43. Pabst, W. and Gregorova E. 2007. Characterization of Particles and Particle Systems. ICT Prague. 53 pp. Pajak, A. W., R.C. Biskup, J. Sikorski, A. Henke, P. Ulanski, and M. Rosiak. 2007. Aqueous Solution of Hydrochloric Acid as Simple Solvent of Chitosan for Viscosity and Light-Scattering-Based Molecular Weight determination. Polish Chitin Society. Patraini, C.G. 2014. Pembuatan Selulosa Asetat dari α-Selulosa Tandan Kosong Sawit (TKS). (Skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung. 62 pp. Rahman, M.M., S. Afrin, P. Haque, M.M. Islam, M.S. Islam, and M.A. Gafur. 2014. Preparation and Characterization of Jute Cellulose Crystals- Reinforced Poly (L-Lactic Acid) Biocomposite for Biomedical Application. International Journal of Chemical Engineering. Rajesh, H., K. Bhavin, and P.S. Aboti. 2013. Development of Oral Sustained Released RifampicinLoaded Chitosan Nanoparticles by Design of Experiment. Journal of Drug Delivery. Rozialfi. 2010. Dilute Sulfuric Acid Pretreatment for Cellulose Recovery from Sawdust. Universiti Malaysia Pahang. Malaysia. Sarfaraz, M.D., D. Hiremath, and K.P.R. Chowdary. 2010. Formulation and Characterization of Rifampicin Microcapsules. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences. Siegel, R.A. and Rathbone, M.J. 2012. Overview of Controlled Release Mechanisms. Springer.

43

Siqueira, G., S.T. J. Lingua, D. Bras, S. Perez, and A. Dufresne. 2010. Morphological Investigation of Nanoparticles Obtained from Combined Mechanical Shearing, and Enzymatic and Acid Hydrolysis of Sisal Fibers. Cellulose. 17:1147-1158. Sulivan, E.M., R.J. Moon, and K. Kalaitzdou. 2015. Processing and Characterization of Cellulose Nanocrystals/Polylactic Acid Nanocomposite Silms. Materials. Szajnar, J., M. Stawarz, T. Wrobel, and W. Sebzda. 2014. Influence of Selected Parameters of Continous Casting in the Electromagnetic Field on the Distribution of Graphite and Properties of Grey Cast Iron. Archives of Metallurgy and Materials. Tadros, T.F. 2013. Emulsion Formulation and Stability. Wiley VCH Verlag GmbH. Teixeira, M.N.B., D. Pasquini, A.A.S. Curvelo, E. Corradini, M.N. Belgacem, and A. Dufresne. 2009. Cassava Bagasse Cellulose Nanofibrils Reinforced Thermoplastic Cassava Starch. Carbohydrate Polymers. 78:422-431. Wijayanti, D.K., C. Lestar., dan Mulyanto. 2012. Pengaruh Overliming pada Pembuatan Etanol dari Limbah Padat pabrik tepung Tapioka (Onggok) dengan Hidrolisis Asam dan Enzim. Jurnal Teknil Pomits. 1:1-3. World Health Organization. 2015. Global Tuberculosos Report. World Health Organization. 214 pp. Yang, H., R. Yan, H. Cen, D.H. Lee, and C. Zheng. 2007. Characteristics of Hemicellulose, Cellulose and Lignin Pyrolysis. Fuel. 86:1781-1788. Zumla, A., M. Raviglione, R. Hafiner, and C.F.V. Reyn. 2013. Curent Concepts Tuberculosis. The New England Journal of Medicine.