MUCOADHESIVE DRUG DELIVERY SYSTEMS

Prepared By :

Adi Yugatama, S.Farm., Apt.

Jurusan Farmasi FKIK – UNSOED

2012

History

Formulasi sistem penghantaran obat mucoadhesif mulai diperkenalkan pada tahun 1947 ketika gom tragacanth dan serbuk adhesif dental yang mengandung penisilin untuk aplikasi kedokteran gigi.

Tahun 1950, Orahesif dan Orabase sebagai mukoadhseif untuk jaringan oral.

Awal tahun 1980-an, dilakukan penelitian dan pengembangan sediaan mukoadhesif secara terarah dan sistematis.

Definitions

Adhesi : gaya tarik-menarik antar molekul yang tidak sejenis atau keadaan dimana 2 permukaan yang diadakan bersama oleh gaya antarmuka, yang dapat terdiri dari gaya-gaya valensi, aksi atau keduanya saling terkait.

Bioadhesi : adhesi pada jaringan hidup. Mucoadhesi : adhesi pada lapisan mucus.

Bioadhesi

Untuk tujuan penghantaran obat, istilah bioadhesi menyiratkan pelengkap sistem pembawa obat menuju lokasi biologis spesifik.

Apabila tambahan perekat adalah sebuah lapisan mukus, maka fenomena ini disebut sebagai mukoadhesi.

Mukoadhesif adalah polimer sintetik atau alam yang berinteraksi dengan lapisan mukus yang menutupi permukaan epitelial-permukaan, dan molekul musin yang merupakan konstituen utama dari mukus.

Mukus

Mukus : sekresi kental jernih yang terutama terdiri dari air, elektrolit dan campuran beberapa glikoprotein yang terdiri dari sejumlah besar polisakharida yang berikatan dengan protein dalam jumlah sedikit.

Komposisi : Air (95%), Glikoprotein dan lipid (0,5-5%), Garam mineral (1%), dan Protein bebas (0,5-1%).

Fungsi : Proteksi, Barrier, Adhesion, Lubrication

Concept

Obat dapat disatukan dengan suatu polimer yang akan tertahan di membran mukosa, kemudian obat dapat berpindah masuk ke jaringan.

Mengurangi frekuensi pemberian hanya dengan dosis kecil dan menurunkan kecepatan eliminasinya.

Dapat menghindari first past metabolisme tidak seperti oral.

Pathway to Bypass

Pharmacological Response

Oral Delivery

Portal Circulation

Mechanism of Mucoadhesion

Step 1 (Contact Stage)

Tahap 1 melibatkan kontak yang rapat antara bioadhesif dan membran, baik dari permukaan bioadhesif yang memiliki pembasahan bagus, maupun dari pengembangan bioadhesif.

Step 2 (Consolidation Stage) Pada tahap 2, setelah diadakan kontak, penetrasi

bioadhesif ke dalam celah-celah permukaan jaringan atau antar rantai dari bioadhesif dengan mukus terjadi. Interaksi tersebut terdiri dari daya tarik dan daya tolak. Interaksi daya tarik muncul dari gaya Van der Waals, daya tarik elektrostatik, ikatan hidrogen, dan interaksi hidrofobik. Interaksi daya tolak terjadi karena tolakan elektrostatik dan tolakan sterik.

Untuk terjadi mukoadhesif, interaksi daya tarik harus lebih besar daripada tolak-menolak non-spesifik.

Mucoadhesion theories

Ada 7 teori tentang mucoadhesion :

1. Teori elektronik

2. Teori adsorpsi

3. Teori pembasahan

4. Teori difusi

5. Teori dehidrasi

6. Teori fracture

7. Teori mekanik

Teori Elektronik

Adanya perpindahan elektron diantara permukaan karena adanya perbedaan struktur elektrik yang dihasilkan antara kedua lapisan elektrik sehingga menimbulkan gaya tarik.

Teori Adsoprsi

Setelah kontak awal bahan adheren ke permukaan karena kekuatan aksi anatara atom di kedua permukaan lapisan, menghasilkan pembentukan ikatan yang terkait dengan keberadaan kekuatan intermolekuler, seperti ikatan hidrogen dan van der waals untuk interaksi perlekatan antara substrat permukaan.

Teori Pembasahan

Digunakan pada sistem cairan dimana terdapat afinitas pada permukaan untuk menyebar.

Afinitas ini dapat diukur dengan menggunakan berbagai cara seperti sudut kontak.

Menurunkan sudut kontak dapat meningkatkan afinitas.

Teori Difusi

Penetrasi antara Polimer dan Mucus. Menghasilkan ikatan adhesif semipermanen. Kekuatan adhesi meningkat dengan

meningkatnya penetrasi. Tergantung dari koefisien difusi 0,2-0,5 micro

meter.

Teori Dehidrasi

Pada teori dehidrasi, bahan yang bersifat gel pada saat berada di lingkungan cair, ketika kontak dengan mukus akan menyebabkan dehidrasi dari mukus karena adanya perbedaan tekanan osmotik.

Perbedaan gradien konsentrasi antara cairan dengan formulasi akan terjadi hingga tercapai keseimbangan osmotik.

Proses tersebut meningkatkan waktu kontak formulasi dengan membran mukus.

Teori Fracture

Teori ini menganalisi kekuatan yang diperlukan untuk memisahkan dua permukaan setelah terbentuk adhesi.

Teori ini terfokus pada kekuatan yang diperlukan untuk memisahkan suatu bagian, tidak mempertimbangkan penetrasi atau difusi dari rantai polimer.

Teori Mekanik

Menjelaskan tentang difusi cairan adhesif ke dalam mikro-cracks dan ketidakteraturan pada permukaan substrat dengan demikian pembentukan struktur yang saling menyambung dapat meningkatkan sifat adhesinya.

Factors Affecting Mucoadhesion Faktor terkait Polymer

1. Berat molekul polimer2. Konsentrasi polimer yang digunakan3. Fleksibilitas rantai polimer4. Faktor pengembangan5. Stereokimia dari polimer

Faktor terkait Lingkungan1. pH polimer-antarmuka substrat2. Kekuatan yang digunakan3. Waktu kontak

Faktor Fisiologi

1. Kondisi mukus2. Kondisi penyakit

Advantages of Mucoadhesive Drug Delivery

Memperlama waktu tinggal sediaan pada tempat absorpsi

Dengan meningkatnya waktu tinggal dapat meningkatkan absorpsi dan efikasi terapetik dari obat.

Absorpsi cepat karena supply darah besar dan kecepatan aliran darah baik.

Meningkatkan bioavailabilitas karena tidak adanya first pass metabolisme

Obat dilindungi dari degradasi pada lingkungan asam pada saluran pencernaan.

Meningkatkan kepatuhan pasien karena pemberian obat disukai.

Klasifikasi Polimer Mukoadhesif

Types of Mucoadhesion Formulations

Solid Mucoadhesive Formulations

1. Tablet

2. Inserts

3. Lozenges Semi-solid Mucoadhesive Formulations

1. Gel

2. Films Liquid Mucoadhesive Formulations

1. Cairan kental

2. Gel yang membentuk cairan

Targets for Mucoadhesive Formulations

Ocular Delivery Nasal Cavity Buccal Cavity Vaginal dan Rectum Gastrointestinal Delivery

Ocular Delivery

Zat aktif dengan cepat dihilangkan dari rongga mata dengan adanya pembentukan air mata dan refleks berkedip yang terus-menerus.

Ini mengakibatkan bioavailabilitas zat aktif dapat ditingkatkan dengan memasukkan atau menempelkan ke mata sehingga waktu tinggal obat meningkat.

Contoh : Pilogel®

Nasal Cavity

Lapisan mukosa hidung memiliki luas permukaan sekitar 150 – 200 cm2.

Waktu tinggal 15 – 30 menit. Contoh : Rhinocort®, Nasacort®, Beconase®

Buccal Cavity

Mukosa buccal mengacu pada bagian dalam pipi dan bibir.

Penghantaran obat melalui rongga buccal menghindari first pass metabolisme dan pemberiannya mudah.

Polimer bioadhesif dapat menahan sediaan sehingga berada pada lokasi absorpsi.

Contoh : Buccastem®

Action of Buccal Tablet

Vagina dan Rectum

MDDS mengurangi migrasi dari sistem penghantaran sehingga dapat meningkatkan efikasi terapetiknya.

Contoh : Crinone®, Anacal®

Gastrointestinal Delivery

Sistem pencernaan adalah tempat potensial untuk pengembangan formula Mucoadhesif.

Lapisan mukus pada sistem pencernaan memiliki ketebelan 40-50 μm.

Polimer mucoadhesif mengatur waktu transit pada sistem penghantaran.

Berbagai macam polimer mucoadhesif : chitosan, poly acrylic acid, poly methacrylic acid, sodium carboxymethyl cellulose.

Sediaan Mukoadhesif Komersial

Absorpsi Obat

Absorpsi obat adalah perpindahan obat dari tempat pemberian ke sirkulasi sistemik.

Passive diffusion Facilitated passive diffusion

Active transport Pinocytosis.

TERIMA KASIH