Gel

Created by :

Abdul Azis Murdiana

Dhanti Aulia Utari

Sarah Maulina

Rahmawati Ayu Saputri

Definisi Gel

Koagulasi sel liofil atau liofob menghasilkan endapan.

Bila keadaanya dibuat tepat, dapat terjadi zat cair yang ada diserap oleh zat padatnya.

Proses ini disebut gelasi.

Dan zat yang terjadi disebut gel.

Gel Emulsi Padat atau gel

Gel adalah emulsi dalam medium pendispersi zat padat, dapat juga dianggap sebagai hasil bentukkan dari penggumpalan sebagian sol cair.

Partikel-partikel sol akan bergabung untuk membentuk suatu rantai panjang pada proses penggumpalan ini.

Rantai tersebut akan saling bertaut sehingga membentuk suatu struktur padatan di mana medium pendispersi cair terperangkap dalam lubang-lubang struktur tersebut.

Sehingga, terbentuklah suatu massa berpori yang semi-padat dengan struktur gel.

Pembuatan gel

A. Pendinginan

Misal : Agar-agar , Gelatin , dan sebagainya yang dapat dibuat dari pendinginan larutan yang tidak terlalu encer.

B. Metatesa

Misal : Pembuatan silika gel

Na2SiO3 + 2HCl 2NaCl + H2SiO3 SiO2.nH2O (Gel)

C. Perubahan pelarut

Misal : larutan Ca Asetat dalam Air ditambah alkohol terjadi gel Ca Asetat.

Jenis-jenis GelAda dua jenis gel berdasarkan keelastisan, yaitu:

1. Gel elastis

Karena ikatan partikel pada rantai adalah adalah gaya tarik-menarik yang relatif tidak kuat, sehingga gel ini bersifat elastis. Gel elastis (Gel yang bersifat elastis), yaitu dapat berubah bentuk jika diberi gaya dan kembali ke bentuk awal jika gaya ditiadakan. Contoh adalah sabun dan gelatin.

2. Gel non-elastis

Karena ikatan pada rantai berupa ikatan kovalen yang cukup kuat, maka gel ini dapat bersifat non-elastis. Maksudnya adalah gel ini tidak memiliki sifat elastis, gel ini tidak akan berubah jika diberi suatu gaya. Salah satu contoh gel ini adalah gel silica yang dapat dibuat dengan reaksi kimia; menambahkan HCl pekat ke dalam larutan natrium silikat, sehingga molekul-molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel silika.

Jenis-jenis Gel Berdasarkan sifat fasa koloid :

Gel anorganik,  contoh : bentonit magma

Gel organik, pembentuk gel berupa polimer

Berdasarkan bentuk struktur gel:

Kumparan acak

Heliks

Batang

Bangunan kartu

Gambar. Bentonit magma

Jenis-jenis Gel

Berdasarkan sifat pelarut :

Hidrogel (pelarut air)

Hidrogel pada umumnya terbentuk oleh molekul polimer

hidrofilik yang saling sambung silang melalui ikatan kimia

atau gaya kohesi seperti interaksi ionik, ikatan hidrogen

atau interaksi hidrofobik. Contoh : bentonit magma,

gelatin

Organogel (pelarut bukan air/pelarut organik). Contoh :

plastibase (suatu polietilen dengan BM rendah yang

terlarut dalam minyak mineral dan didinginkan secara 

shock cooled), dan dispersi logam stearat dalam minyak.

Gambar. Hidrogel

Gambar. Plastibase

Xerogel.

Gel yang telah padat dengan konsentrasi pelarut yang rendah

diketahui sebagai xerogel. Xerogel sering dihasilkan oleh evaporasi

pelarut, sehingga sisa – sisa kerangka gel yang tertinggal. Kondisi ini

dapat dikembalikan pada keadaan semula dengan penambahan agen

yang mengimbibisi, dan mengembangkan matriks gel. Contoh :

gelatin kering, tragakan ribbons dan acacia tears, dan sellulosa

kering dan polystyrene.

Jenis-jenis Gel

Jenis-jenis Gel

Berdasarkan jenis fase terdispersi (FI IV, ansel):

Gel fase tunggal, terdiri dari makromolekul organik yang tersebar serba

sama dalam suatu cairan sedemikian hingga tidak terlihat adanya ikatan

antara molekul makro yang terdispersi dan cairan. Gel fase tunggal

dapat dibuat dari makromolekul sintetik (misal karbomer) atau dari gom

alam (misal tragakan). Molekul organik larut dalam fasa kontinu.

Gel sistem dua fasa, terbentuk jika masa gel terdiri dari jaringan partikel

kecil yang terpisah. Dalam sistem ini, jika ukuran partikel dari fase

terdispersi relatif besar, masa gel kadang-kadang dinyatakan sebagai

magma. Partikel anorganik tidak larut, hampir secara keseluruhan

terdispersi pada fasa kontinu.

Sifat Gel

1. Hidrasi

Gel non-elastis yang terdehidrasi tidak dapat diubah kembali ke bentuk awalanya, tetapi sebaliknya, gel elastis yang terdehidrasi dapat diubah kembali menjadi gel elastis dengan menambahkan zat cair.

2. Menggembung (swelling)

Gel elastis yang terdehidrasi sebagian akan menyerap air apabila dicelupkan ke dalam zat cair. Sehingga volum gel akan bertambah dan menggembung.

3. Sineresis

Gel anorganik akan mengerut bila dibiarkan dan diikuti penetesan pelarut, dan proses ini disebut sineresis.Sineresis disini merupakan Suatu proses yang terjadi akibat adanya kontraksi di dalam massa gel. Cairan yang terjerat akan keluar dan berada di atas permukaan gel.

4. Tiksotropi

Beberapa gel dapat diubah kembali menjadi sol cair apabila diberi agitasi atau diaduk. Sifat ini disebut tiksotropi. Contohnya adalah gel besi oksida, perak oksida, dsb.

Sifat Gel5 . Efek suhu

      Efek suhu mempengaruhi struktur gel. Gel dapat terbentuk melalui penurunan temperatur tapi dapat juga pembentukan gel terjadi setelah pemanasan hingga suhu tertentu. Polimer separti MC, HPMC, terlarut hanya pada air yang dingin membentuk larutan yang kental. Pada peningkatan suhu larutan tersebut membentuk gel. Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase yang disebabkan oleh pemanasan disebut thermogelation

6 . Efek elektrolit.

      Konsentrasi elektrolit yang sangat tinggi akan berpengaruh pada gel hidrofilik dimana ion berkompetisi secara efektif dengan koloid terhadap pelarut yang ada dan koloid digaramkan (melarut). Gel yang tidak terlalu hidrofilik dengan konsentrasi elektrolit kecil akan meningkatkan rigiditas gel dan mengurangi waktu untuk menyusun diri sesudah pemberian tekanan geser.

Contoh : Gel Na-alginat akan segera mengeras dengan adanya sejumlah konsentrasi ion kalsium yang disebabkan karena terjadinya pengendapan parsial dari alginat sebagai kalsium alginat yang tidak larut. 

Sifat Gel

7. Elastisitas dan rigiditas

      Sifat ini merupakan karakteristik dari gel gelatin agar dan nitroselulosa, selama transformasi dari bentuk sol menjadi gel terjadi peningkatan elastisitas dengan peningkatan konsentrasi pembentuk gel. Bentuk struktur gel resisten terhadap perubahan atau deformasi dan mempunyai aliran viskoelastik. Struktur gel dapat bermacam-macam tergantung dari komponen pembentuk gel.

6.   Rheologi

      Larutan pembentuk gel (gelling agent) dan dispersi padatan yang terflokulasi memberikan sifat aliran pseudoplastis yang khas, dan menunjukkan jalan aliran non – Newton yang dikarakterisasi oleh penurunan viskositas dan peningkatan laju aliran.

Kegunaan

Gel merupakan suatu sistem yang dapat diterima untuk pemberian oral, dalam bentuk sediaan yang tepat, atau sebagai kulit kapsul yang dibuat dari gelatin dan untuk bentuk sediaan obat long – acting yang diinjeksikan secara intramuskular.

Gelling agent biasa digunakan sebagai bahan pengikat pada granulasi tablet, bahan pelindung koloid pada suspensi, bahan pengental pada sediaan cairan oral, dan basis suppositoria.

Untuk kosmetik, gel telah digunakan dalam berbagai produk kosmetik, termasuk pada shampo, parfum, pasta gigi, dan kulit – dan sediaan perawatan rambut.

Gel dapat digunakan untuk obat yang diberikan secara topikal (non streril) atau dimasukkan ke dalam lubang tubuh atau mata (gel steril).

Keuntungan dan Kekurangan Sediaan Gel

Keuntungan sediaan gel :

Untuk hidrogel : efek pendinginan pada kulit saat digunakan;

penampilan sediaan yang jernih dan elegan; pada pemakaian di

kulit setelah kering meninggalkan film tembus pandang, elastis,

daya lekat tinggi yang tidak menyumbat pori sehingga

pernapasan pori tidak terganggu; mudah dicuci dengan air;

pelepasan obatnya baik; kemampuan penyebarannya pada kulit

baik.

Kekurangan sediaan gel :

Untuk hidrogel : harus menggunakan zat aktif yang larut di dalam air sehingga diperlukan penggunaan peningkat kelarutan seperti surfaktan agar gel tetap jernih pada berbagai perubahan temperatur, tetapi gel tersebut sangat mudah dicuci atau hilang ketika berkeringat, kandungan surfaktan yang tinggi dapat menyebabkan iritasi dan harga lebih mahal.

Penggunaan emolien golongan ester harus diminimalkan atau dihilangkan untuk mencapai kejernihan yang tinggi.

Untuk hidroalkoholik : gel dengan kandungan alkohol yang tinggi dapat menyebabkan pedih pada wajah dan mata, penampilan yang buruk pada kulit bila terkena pemaparan cahaya matahari, alkohol akan menguap dengan cepat dan meninggalkan film yang berpori atau pecah-pecah sehingga tidak semua area tertutupi atau kontak dengan zat aktif.

Keuntungan dan Kekurangan Sediaan Gel

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam formulasi

Penampilan gel : transparan atau berbentuk suspensi partikel koloid yang terdispersi, dimana dengan jumlah pelarut yang cukup banyak membentuk gel koloid yang mempunyai struktur  tiga dimensi.

Inkompatibilitas dapat terjadi dengan mencampur obat yang bersifat kationik pada kombinasi zat aktif, pengawet atau surfaktan dengan pembentuk gel yang bersifat anionik (terjadi inaktivasi atau pengendapan zat kationik tersebut).

Gelling agents yang dipilih harus bersifat inert, aman dan tidak bereaksi dengan komponen lain dalam formulasi.

Penggunaan polisakarida memerlukan penambahan pengawet sebab polisakarida bersifat rentan terhadap mikroba.

Viskositas sediaan gel yang tepat, sehingga saat disimpan bersifat solid tapi sifat soliditas tersebut mudah diubah dengan pengocokan sehingga mudah dioleskan saat penggunaan topikal.

Pemilihan komponen dalam formula yang tidak banyak menimbulkan perubahan viskositas saat disimpan di bawah temperatur yang tidak terkontrol.

Konsentrasi polimer sebagai gelling agents harus tepat sebab saat penyimpanan dapat terjadi penurunan konsentrasi polimer yang dapat menimbulkan syneresis (air mengambang diatas permukaan gel)

Pelarut yang digunakan tidak bersifat melarutkan gel, sebab bila  daya adhesi antar pelarut dan gel lebih besar dari daya kohesi antar gel maka sistem gel akan rusak

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam formulasi

Komponen Gel

Polimer (gel organik), gums alam, kargenan, tragakan, pektin.

Derivat selulosa

Polimer sintetis (Karbomer = karbopol)

Polietilen (gelling oil)

Koloid padat terdispersi

Surfaktan

Gellants lain

Polivinil alkohol

Clays (gel anorganik)

Produk produk gel

Mentega

Minyak rambut/pomade

Silika Gel

Kosmetik

Pewarnaa Kuku