4363-12625-1-SM

Please download to get full document.

View again

of 10
4 views
PDF
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Document Description
tugas baru
Document Share
Document Transcript
  94  Jurnal Sains Materi Indonesia Vol. 15, No. 2, Januari 2014, hal, 94-102 KELARUTANDANSTABILITASKIMIAKOMPLEKSDIDANOSINDENGANNIKOTINAMIDATAUL-ARGININ FikriAlatas 1 ,SundaniN.Soewandhi 2 ,LucySasongko 2 danIsmunandar 3 1  Fakultas Farmasi, Univesitas Jenderal Achmad Yani Jl. Terusan Jenderal Sudirman, PO BOX 148 Cimahi, Bandung  2 Sekolah Farmasi - Institut Teknologi Bandung  Jl. Ganesha 10, Bandung 40132 3  Departemen Kimia, FMIPA - Institut Teknologi Bandung  Jl. Ganesha 10, Bandung 40132e-mail: fikrifaza@yahoo.co.id  Diterima: 5 Juni 2013 Diperbaiki: 1 Oktober 2013 Disetujui: 28 November 2013 ABSTRAK  KELARUTAN DAN STABILITAS KIMIA KOMPLEKS DIDANOSIN DENGAN NIKOTINAMID ATAUL-ARGININ . Didanosin (DDI) adalah obat anti  HIV   yang bekerja dengan menghambat enzim reverse transkriptase yang bertanggung jawab dalam replikasi virus  HIV  . Ketersediaan hayati DDI pada pemberian secara oral sangat buruk akibatterhidrolisis dalam suasana asam. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pembentukan kompleks antara DDIdengan NKT atau ARG terhadap kelarutan dan stabilitas kimia DDI. Kompleks DDI-NKT dibuat dengan metode  slurry menggunakan pelarut campuran etanol:air (7:3), sedangkan kompleks DDI-ARG dibuat dengan metode penguapan pelarutmenggunakan pelarut yang sama. Karakterisasi kompleks DDI-NKT dan DDI-ARG meliputi, analisis dengan mikroskop polarisasi, difraksi sinar-X serbuk, uji kelarutan, dan stabilitas kimia pada larutan dapar pH 1,2; 4,5 dan 6,8 di suhu 37 °C.Karakterisasi dengan mikroskop polarisasi dan difraksi sinar-X serbuk menunjukkan terbentuknya kompleks DDI-NKT danDDI-ARG. Kelarutan kompleks DDI-ARG dan DDI-NKT dalam air berturut-turut 1,86 dan 4,54 kali lipat dari kelarutanDDI murni. Hasil uji stabilitas kimia menunjukkan larutan kompleks DDI-NKT dan DDI-ARG mengalami degradasi lebihlambat daripada DDI murni pada pH 1,2; 4,5; dan 6,8 di suhu 37°C. Hubungan linier antara pH terhadap logaritma tetapanlaju degradasi (log k  obs ) menunjukkan, bahwa degradasi kompleks DDI-NKT, DDI-ARG, dan DDI pada pH 1,2 hingga 6,8dikatalisis oleh asam spesifik. Hasil penelitian dapat disimpulkan, bahwa pembentukan kompleks DDI-NKT dan DDI-ARGdapat meningkatkan kelarutan dan stabilitas kimia DDI. Katakunci  : DDI, Nikotinamid, L-arginin, Kelarutan, Stabilitas kimia ABSTRACT SOLUBILITY AND CHEMICAL STABILITY OF COMPLEXES BETWEEN DIDANOSINE ANDNICOTINAMIDEORL-ARGININE. Didanosine(DDI)isananti-  HIV  drugthatworksbyinhibitingthereversetranscriptaseenzymeresponsible for thereplication of the  HIV   virus. Oral bioavailabilityofDDI isverypoor dueto itshydrolyzed in acidicconditions. This aim of this study is to know influence of complex formation between DDI and nicotinamide (NKT) or l-arginine (ARG) on the solubility and chemical stability of DDI. Formation between DDI and two co-crystal former, i.e.nicotinamide (NKT) and L-arginine (ARG). DDI-NKT complex was prepared by slurry method using a solvent mixture of ethanol: water (7:3), while the DDI-ARG complex was prepared by solvent evaporation method using the same solvent.Characterization of DDI-NKT and DDI-ARG complexes includes analyzes by the polarization microscope, powder x-raydiffractometer, solubility testing, and chemical stability in pH 1.2; 4.5; and 6.8 buffer solutions at a temperature of 37°C.Characterization with polarization microscopy and PXRD showed the formation of DDI-NKT and DDI-ARG complexes.The solubility of DDI-NKT and DDI-ARG complexes in water were 4.54 and 1.86 times higher than pure DDI, respectively.The chemical stability test results showed the solution DDI-NKT and DDI-ARG complexes degraded more slowly than pureDDI at pH 1.2, 4.5, and 6.8 at 37°C. Linear relationship between the logarithm of pH on degradation rate constants (log k  obs )showed that the degradation DDI-NKT, DDI-ARG, and pure DDI at pH 1.2 to 6.8 catalyzed by specific-acid. It can be concluded, that the formation of DDI-NKT and DDI-ARG complexes can improve the solubility and chemical stabilityof DDI. Keywords : Didanosine, Nicotinamide, l-arginine, Solubility, ChemicalstabilityAkreditasi LIPI No.: 395/D/2012Tanggal 24 April 2012ISSN: 1411-1098 Homepage: http://jusami.batan.go.id  Jurnal Sains Materi Indonesia  95  Kelarutan dan Stabilitas Kimia Kompleks Didanosin dengan Nikotinamid atau L-Arginin (Fikri Alatas  ) PENDAHULUAN Didanosin(DDI)atau2',3'dideoxyinosineadalahanalog sintetis dideoksi purin nukleosida inosin yangdilaporkan dapat menghambat replikasi  Human ImmunodeficiencyVirus (  HIV  ).DDIbekerjadengancaramenghambatenzimreversetranscriptasedarivirus  HIV  .Obat ini disetujui oleh  US Food and Drug  Administration  untuk pengobatan orang dewasa dananak-anak yang berusia diatas 6 bulan [1]. DDI mudahmengalami degradasi dalam suasana asam. DDImengalamidegradasihidrolitikdalam larutanasam[2].Hipoksantin merupakan hasil urai utama darididanosin [3]. Konsekuensi akibat ketidakstabilanDDI di dalam saluran cerna ini menyebabkan bioavailabilitasnyasangatrendahsetelahpemberianoral,yaitu hanya 13% termasuk dalam sediaan tablet dapar dan tablet kunyah dengan antasida [4].Kristalisasi Bahan Aktif Farmasi (BAF)sebagai kristal multikomponen telah menjadi suatu pendekatan yang dapat diterima untuk menghasilkan bentuk dan sifat fisikokimia yang beragam, sepertikelarutan, stabilitas kimia, dan higroskopisitas [5].Konsep rekayasa kristal atau ko-kristalisasi yangditerapkan untuk obat-obatan menyediakan jalan baruuntuk penemuan yang lebih luas dari struktur multikomponen yang mengandung BAF denganmempertimbangkan kembali jenis molekul daninteraksi antarmolekul yang dapat digunakan untuk membentukko-kristal[6,7].Ko-kristal adalah material padat terbentuk daridua atau lebih komponen berbeda dengan rasiostoikiometrik pada suhu kamar yang terikat melaluiikatannonkovalen,biasanya ikatanhidrogen[8].Istilahko-kristaldalamterminologiilmufarmasetikasebelumnyadikenal dengan kompleks molekular atau kompleksintermolekular[9,10].Ko-kristalisasimemilikisejumlahkeunggulan dibandingkan dengan pembentukan garam.Ko-kristalisasi memiliki potensi untuk diterapkan padasemua BAF, termasuk asam, basa, dan molekul yangtidakterionisasi[9,11].Pembentukan ko-kristal farmasi pada beberapatahunterakhirinitelahmemperolehperhatianyanglebih besar sebagai cara untuk mengoptimalkan sifatfisikokimiabentuksediaanfarmasipadat[12].Ko-kristalfarmasi dapat meningkatan kelarutan, laju disolusi, bioavailabilitas, stabilitas fisik, stabilitas kimia,kompresibilitas,danhigroskopisitasdariBAF[13].Saatini pembentukan ko-kristal adalah metode yang sangatmenarikbagiindustrifarmasi.Perusahaanfarmasitertarik ko-kristal karena dua alasan utama. Pertama, sifatfisikokimia bahan aktif farmasi dapat dimodifikasisementara aktivitas farmakologi dari molekul-molekulobat tetap sama. Kedua, usia simpan BAF dapatdiperpanjang dengan menggunakan ko-kristal dalam produkfarmasi[14,15].Modifikasi bentuk padatan BAF denganmembentuk senyawa ko-kristal telah terbukti mampumeningkatkan kelarutan BAF. Pembentukan ko-kristalantara obat AMG 517 dengan dua turunan asamkarboksilat (asam benzoat dan asam sinamat) dan duaturunan amida (cinamamida dan benzamida) mampumeningkatkan laju disolusi dan ketersediaan hayatinya[16]. Kelarutan dan ketersediaan hayati antiimflamasimeloksikam ditingkat melalui pembentukan ko-kristaldengan beberapa turunan asam karboksilat [17]. Studidisolusimenunjukkanlajudisolusiko-kristalitrakonazol,suatu antifungi dengan kelarutan yang sangat rendahdenganasam1,4dikarboksilatmeningkat4-20kalilipatdariitrakonazolmurni[18].Kelarutanteofilinditingkatkanmelalui pembentukan ko-kristal dengan salah satuturunanpiridin karboksamid,yaitunikotinamid[13].Pembentukan ko-kristal tidak hanya dapatmeningkatkan kelarutan BAF, tetapi juga dapatmeningkatkan stabilitas kimia. Pembentukan ko-kristalkarbamazepin dengan sakarin mampu meningkatkanstabilitas kimia dan ketersediaan hayatinya [19].PeningkatanstabilitaskimiaBAFtidakhanyaterjadipadako-kristal antara obat dengansakarin,tetapijugaterjadiantara obatdenganbahanpembentukko-kristallainnya.Usiasimpanko-kristaltemozolomiddengannikotinamid,isonikotinamid, dan sakarin lebih panjang daripadatemozolomidmurni[20].Pembentukan ko-kristal tergantung pada gugusfungsional antara BAF dan  Cocrystal Former   ( CCF  )untuk memungkinkan terjadinya ikatan hidrogen. DDImerupakan analog purin yang strukturnya hampir miripdenganderivatxantin,sepertikafeindanteofilin.Derivatxantinmemilikicincinpirimidinyangbergabungdengancincin imidazol. Selain memiliki inti xantin, DDI jugamemiliki cincin dideoksiribosa. Keberadaan cincin primidin,imidazoldandideoksiribosamenyebabkanDDImemiliki beberapa akseptor ikatan hidrogen termasuk nitrogen aromatik (N arom ) dan karbonil pada cincinimidazoldanpirimidin, sertagugushidroksipadacincindideoksiribosa.StrukturkimiaDDImemiliki2donorikatanhidrogen dan 5 akseptor ikatan hidrogen. Asamkarboksilat dan amida memiliki donor ikatanhidrogen yangmudahuntuk berpartisipasi dalamikatanhidrogen. Gambar 1.  Struktur kimia (a) DDI, (b) NKT, dan (c) ARG  96  Jurnal Sains Materi Indonesia Vol. 15, No. 2, Januari 2014, hal, 94-102  Nikotinamid (NKT) telah banyak digunakansebagai CCF untuk pembentukan ko-kristal dengancelecoxib[21],teofilin(13),ibuprofen[22],CBZ[23,24],dan lamotrigin [25]. Adanya gugus amida padanikotinamid dapat membuka peluang terbentuknyaikatanhidrogen.NKTdanARGadalahbahan yangamanuntuk dikonsumsi manusia. Berdasarkan struktur kimianya, DDI (Gambar 1(a)) memiliki peluang besar untukmembentukko-kristaldenganNKT(Gambar1(b))danARG(Gambar1(c)).Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pembentukan kompleks antara DDI dengan NKT atau ARG terhadap kelarutan dan stabilitaskimianya. METODEPERCOBAANBahandanAlat DDI(HeteroDrugsLimited,India)pemberianPT.Kimia Farma, tbk, Indonesia, nikotinamid (Merck), l-arginin(Merck),hipoksantin(SigmaAldrich,Malaysia),etanol (Brataco), air suling, kalium dihidrogen fosfat,natriumhidroksida,asamhidroklorida,kaliumklorida,danasetonitril.Difraktometer sinar-X serbuk (PANanalyticalX’per Pro), mikroskop polarisasi (Olympus BX-500dilengkapi dengan kamera digital (Olympus SC30),Shimadzu HPLC System 10ADvp dengan kolomInertsil ODS-3 250 mm,  orbital shaker, Spektrofotometer UV(Shimadzu 1600PC), oven, dan penangas es. CaraKerja UjiKelarutanFasaDDIdalamLarutanNKT SejumlahtertentuDDIdimasukkankedalamvialyang berisi masing-masing 2 mLlarutan NKT 0,1- 8 Mdalampelarutairdan 0,5-5,5Mdalampelarutcampuranetanol:air (7:3). Kemudiandikocokpada orbitalshaker  .Setelah 24 jam disaring dan filtrat diencerkandan dianalisis secara spektrofotometri UV derivatif  pertama. Kurva kelarutan fasa dibuat denganmemplot konsentrasi DDI terlarut terhadap konsentrasilarutanNKT. UjiKelarutanFasaDDIdalamLarutanARG SejumlahtertentuDDIdimasukkankedalam vial  yangberisimasing-masing2mLlarutanARG0,1-1,1Mdalampelarutairdan0,05-0,2Mdalampelarutcampuranetanol:air (7:3). Kemudiandikocokpada orbitalshaker  .Setelah 24 jam disaring dan filtrat diencerkan dandianalisis secara spektrofotometri UV pada panjanggelombang250nm. Kurva kelarutanfasadibuatdenganmemplot konsentrasi DDI terlarut terhadap konsentrasilarutanL-arginin. Pembuatan Kompleks DDI dan NKT denganMetode Slurry Sebanyak 122 mg (1,0 mmol) nikotinamiddilarutkan dalam 2 mL campuran etanol-air (7:3)dalamvial10mL.Kemudiansebanyak236mgDDI(1,0mmol) didispersikan ke dalam larutannikotinamidtersebutdandiultrasonikselama15 menit.Dispersitersebutkemudiandikocokpada  orbitalshaker  selama 24 jam. kompleks yang terbentuk di saring dandikarakterisasi dengan difraksi sinar-X serbuk danmikroskoppolarisasi. Pembuatan Kompleks DDI dan ARG denganMetodePenguapanPelarut Campuran ekimolar DDI (118 mg) danl-arginin (91 mg) dilarutkan dalam 2 mL campuranetanol-air (7:3). Kemudian campuran dibiarkanmenguap pada suhu ruang hingga diperoleh padatankompleks. Kompleks yang terbentuk disaring dandikarakterisasi dengan difraksi sinar-X serbuk danmikroskoppolarisasi UjiKelarutanDalamAir  DDI dankompleksyangterbentuksetara dengan1000 mg dimasukkan ke dalam vial yang berisi 5 mL air suling, kemudian diputar menggunakan alat  orbital shaker   pada kecepatan150  rpm  selama 24 jam pada suhu ruang. Kemudiandisaring dan filtrat dianalisis kadarnya secarakromatograficairkinerjatinggi(KCKT). UjiStabilitasKimiadalamMediumLarutanDapar  pH 1,2, pH 4,5 dan pH 6,8 Sebanyak 100,0 mg DDI dan kompleksDDI-NKT dan DDI-ARG setara dengan 100,0 mgDDI masing-masing ditimbang dan dilarutkan dalammasing-masing dalam 10,0 mL larutan dapar HCl pH1,2, larutan dapar asetat pH 4,5, dan larutan dapar fosfat pH 6,8. Kemudian dimasukkan masing-masingsebanyak 1 mL ke dalam 6 buah  vial   10 mL danditutup rapat. Kemudian dipanaskan di oven bersuhu 37 °C.Pengambilan sampel dilakukan sebelum dan0,5menit,1menit, 2menit,5menit,dan8menit(pH1,2);1jam,2jam,5jam,10jamdan24jam(pH4,5);dan4hari,8 hari, 15 hari, 22 hari dan 32 hari (pH 6,8) setelah pemanasan.Sebanyak0,1mLsampelyangdiambilsegeradiencerkan dengan larutan dapar fosfat pH 7,0 hingga10,0 mL. Sampel yang telah diencerkan disimpan pada penangas es hingga dilakukan penetapan kadar DDItersisa. Kadar DDI pada tiap waktu pengambilandianalisis secara kromatografi cair kinerja tinggi.Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan.  97  Kelarutan dan Stabilitas Kimia Kompleks Didanosin dengan Nikotinamid atau L-Arginin (Fikri Alatas  ) PenetapanKadarDDISecaraKCKT Penetapan kadar DDI hasil pengujian kelarutandan stabilitas kimia dilakukan secara KCKTmenggunakan kolom Inertsil ODS-3 250 mm denganukuran partikel isi 5 µm, laju alir 1 mL/menit, detektor spektrofotometer UV panjang gelombang 250 nm, danvolumeinjeksi20µL.PemisahanoptimalantaraDDIdanhasil penguraian utamanya hipoksantin di peroleh padakomposisi fase gerak campuran larutan dapar fosfat pH7,0 dan asetonitril (98:2). Larutan kurva kalibrasi DDIdibuat dengan rentang konsentrasi 1-200 µg/mL. HASILDANPEMBAHASAN Pembentukansenyawakomplekmolekulardalamlarutantelahmenjadi fokuspenelitiandari Higuchidankawan-kawanditahun1950an[26,27,28]Istilahmolekulkompleks,solid-statekompleks,dansenyawamolekular telahdigunakandalamliteraturfarmasisejaktahun1950,sedangkan istilah ko-kristal baru digunakan pada tahun2000an.Pembentukankomplekmolekularatauko-kristaldapat dievaluasi melalui studi kelarutan BAF dalamlarutan ligan CCF. Kurva kelarutan fase adalah kurvakelarutan yang menggambarkan konsentrasi suatu zatterlarut di dalam variasi konsentrasi suatu larutan zatlain. Tipe kelarutan fase menurut Higuchi and ConnorsmeliputitipeA L, A P ,A  N, B S ,danB I sepertipadaGambar2.Padapenelitianinidilakukanterlebihdahuluujikelarutanfase bergunauntukmengetahuitipekurvakelarutandariDDI pada variasi konsentrasi NKT danARG, sehingga bisadijadikansalahsatuindikasiterjadinyapembentukanko-kristal. Gambar 2 . Tipe kurva kelarutan fase [29] Kurva kelarutan DDI dalam variasikonsentrasi ligan NKT dalam pelarut air dancampuran etanol-air (7:3) memperlihatkan tipekelarutan B s . Gambar 3 menunjukkan, bahwakelarutan DDI meningkat tajam pada konsentrasi NKT0,5-4 M dalam air. Pada rentang konsentrasi NKTtersebut terjadi pembentukan kompleks yangmemiliki kelarutan tinggi dalam air. Pada konsentrasi NKT 4,0-6,0 M mulai terjadi penurunan kelarutankompleks yang terbentuk. Peningkatan konsentrasi NKT berikutnya 6,0 M hingga 8,0 M menyebabkansemakinbanyaknyakompleksDDI-NKTyangterbentuk.HalyangsamajugaterjadipadavariasikonsentrasiNKTdalam pelarut campuran etanol-air (7:3), yaitumengikuti tipe kelarutan fase B s . Sehingga untuk membuat kompleks DDI-NKT ini dapat digunakanmetode  slurry.  Pada metode  slurry  ini, bahan NKTdilarutkan jenuh atau mendekati jenuh dalam pelarut yang digunakan dan sejumlah ekimolar bahanobat didispersikan dalam larutan CCF. Kompleksakan terbentuk setelah diultrasonikasi dan dikocok  beberapa waktu. Setelah terbentuk kompleks,kemudian disaring dan dikeringkan. Mekanisme pembentukan kompleks dengan teknik   slurry  berdasarkan jenuhnya pelarut oleh kedua komponendalam pelarut yang ditandai dengan menurunnyakelarutan DDI dengan bertambahnya konsentrasi ligan NKT dalam larutan. Semakin banyak NKT yangditambahkan maka akan semakin banyak padatankompleks yang terbentuk. Gambar 3 . Kurva kelarutan fase DDI dalam larutan NKT pada (-  -) pelarut air dan (-  -) campuran etanol-air (7:3) Tipe kelarutan fase yang berbeda ditunjukkan pada kurva kelarutan DDI dalam variasi konsentrasiligan ARG baik dalam pelarut air, maupun campuranetanol-air(7:3)padaGambar4.Tipefase kelarutanDDIdalam variasi konsentrasi ARG menunjukkan tipe A L .Pada tipe ini, kelarutan DDI meningkat linier dengan bertambahnya konsentrasi ARG. Persamaan linier  peningkatan kelarutan DDI dalam variasi konsentrasiARG dalam pelarut air dan campuran etanol-air (7:3) berturut-turut adalah  y=0,4356x+0,2362  dan  y=0,7157x+0,1291 .KompleksyangterbentukmemilikikelarutanyanglebihbesardaripadakelarutanDDImurnidalampelarutairdancampuranetanol-air(7:3).Sehinggauntuk membuat kompleks DDI-ARG dapat dilakukandengan metode penguapan pelarut. Pada metode ini,larutanbahanobatdanbahanpembentukkomplekspadakomposisi ekimolar dilarutkan dalam pelarut tertentu,kemudian diuapkan sehingga diperoleh padatankompleks. Kompleks yang terbentuk disaring dandikeringkan.Kompleks DDI-NKT dibuat dengan metode  slurry  dengan pelarut campuran etanol-air (7:3),
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks