E-ISSN 2406-9388 *mJurnal Farmasi dan llmuKefarmasian Indonesia

7 rVol. 3 No. 1Juli 2016A

in!T

f A Mi /f A

’ 4/#n

//%™Z/JZ//\

dir

fmJMrImfh

1 <

PENERBIT FAKULTAS FAUNIVERSITAS AIRLAN(

1ASI.Ail

Table of ContentsArticles

PDF1*6AieririycnV

Amek Setiya Budiatin, Junaidi Khotib, Didik Hasmono,Samirah -

PGf7-11H.-v.; E»SL is! C'dn H; :.-n R,yv.- r.>tv~].r

Achmad Fuad Hafid, Nike Puliansari, Nur Suci Lestan,Udya Tumewu, Abdul Rahman, Aty Widyawaruyanti

PDF•ÿ . .

Ni Putu Ayu Dewi Wijayanti, Dewi LPMK, Astuti KW, FitnNPE

12-16~>akan Pt-iar»:f Ft if As*»ta*

Pf)fI/.n.'. ( «iAktivit<ir. EV-rinhÿ.'rih.ir.-m FkMi.ÿk Fv«;

17-21

Wiwied Ekasan, Nindya Tresiana, Suciati Iryani, Tutik SnWahyuni, Heny Arwaty

. :

f'Garnma fVi.inoa'Man.'P Pada y.yi-v;: Avÿ DaerahAny Guntarti

22-26

A'" Vi u-:\. r - <Mii-i;;njr Ar:"

Agnes Nuniek Winanta, Dwi Setyawan, Siswandono -27-31

POP1- Hy ■■.ly l- ■']' Vrr.-,f

F- r '. ■��■’. K~ " t . •ÿ■' ■■ •- ■ ;• ■

■� ' « •’ » ; L .

Ninmg Sugihartmi, M Alif Fajn

32-38

POfl '

A ••-.-• - Si..;'' vir'ic Ac’dAgnes Nuniek Winanta, Dwi Setyawan, Siswandono -

27-31

ISSN: 2406-9388

Jumal Fannasi Dan Ihnu Kefarmasian Indonesia Vol. 3 No. I Juli 2016 1

Injektabel Komposit Hydroksiapatit-Gelatin sebagai Sistem Penghantaran Alcndronat

Aniek Setiya Budiatin*, Junaidi Khotib, Didik Hasmono, SamirahClinical Pharmacy Department, Faculty of Pharmacy Universitas Airlangga♦Corresponding author: anieksb@yahoo.co.id

AbstractBackground: Bisphosphonates, such as alendronate (ALE), have been known to be effective in thetreatment of bone cancer and osteoporosis. However, it has been reported that the systemicadministration of ALE causes a considerable side effect. Thus, the formulation injectable bone substitute(IBS) for local administration of ALE, which functions as drug delivery system ( DDS ) as well as fillingagent in osteoporosis-induced bone fracture, is needed. Objective: To establish the biodegradable andbiocompatible formulation for ALE in injectable form which supports the drug delivery system and acts asfilling agent in bone fracture. Methods: Hydroxyapatite (HA) was added to the mixture of gelatin andhydroxypropyl methyl cellulose (GEL-HPMC). ALE was added to the mixture and semisolid form wasprepared for granulation. The dried granule, as injectable matrix, war grinded and mixed withappropriate amount of Na2HP04. Results: Porosity of injectable form war higher than those of granuleform. Injectable semisolid form was produced by adding 0.8 mL NaiHPC>4 on each gram of granule with10-12 min setting time. MTT assay showed that matrix war biocompatible showed by more than 100%viability. In vitro dissolution study showed that ALE war slowly released in more than 20 days.Conclusions: The formula of IBS using HA-GEL-HPMC may act as an effective drug delivery system forlocal administration of ALE in bone fracture.Keywords: hydroxyapatite, gelatin, HPMC, alendronat, NarHPO4, DDS (Drug Delivery System)

AbstrakLatar belakang: Golongan bisfosfonat sebagai obat kelainan tulang sudah lama dipergunakan sepertikanker tulang dan osteoporis. Namun karcna efek samping dari obat tersebut maka dibuat formula lokaldalam bentuk injektabel yang berfungsi sebagai sistem penghantaran obat dan pengisi celah yangterbentuk dari fraktur akibat osteoporosis. Tujuan: untuk membuat formula dari hidroksiapatit (HA) dangelatin (GEL) sebagai penghantaran/pembawa obat (SPO) maupun pengisi tulang. Formula injektabelbersifat biodegradable dan biokompatibcl dan obat yang digunakan adalah alcndronat (ALE). Hidroksipropil Metil Sclulosa (HPMC) ditambahkan untuk memudahkan pembawa membentuk bahan setengahpadat. Metode: HA ditambahkan ke dalam campuran GEL-HPMC diaduk selajutnya di tambahkan ALEdan diaduk sampai membentuk massa yang tepat untuk dibuat granul. Granul kering digerus sebagaimatrik injektabel dan diencerkan dengan Na2HP04. Hasil: porositas (SEM) bentuk granul < bentuk hasilinjeksi, repasta dari matrik bentuk serbuk memerlukan NaÿHPO-i 0,8 ml/gram dan seting dalam waktu 10-12 mcnit. Matrik bersifat biokompatibcl dengan viabilitas >100% (MTT). Dari hasil uji disolusi in vitromenunjukkan bahwa ALE dapat dilepas secara perlahan dalam waktu > 20 hari. Kesimpulan: Formulainjektabel (TBS) HA-GEL-HPMC dapat berfungsi sebagai penghantaran ALE sccara lokal.Kata kunci: hidroksi apatit. Gelatin, HPMC, alendronat, Na:HP04. sistem penghantaran obat

sintesis (Aniek et al., 2014). Untuk memperbaiki sifatmekanik dan fisik BHA dikombinasi dengan gelatin(GEL) yang bersifat plastis, biodegradabel,biokompatibel. Komposit HA-GEL cocok digunakansebagai material pengganti tulang dengan tingkatbiokompatibilitas yang tinggi serta tidak toksiksetelah diuji secara in vitro selama 24 jam dengankomposisi 50% w/w hidroksiapatit (Askarzadeh,2004). Azami (2012) juga telah melakukan penelitianbahwa komposisi HA-GEL yang dapat digunakanadalah 40:60. Adanya penambahan gelatin bertujuan

PENDAHULUANKomposit seramik dan scaffold merupakan

material implan yang popular untuk gigi, orthopedikdan bedah plastik. Salah satu contoh seramik yangsering digunakan adalah hidroksiapatit (HA) sebagaibahan dasar dari rekayasa tulang. Bovinehydroxyapatite (BHA), merupakan seramik yangsangat sesuai sebagai matriks implan karena sifatnyamirip HA tulang manusia. Sebagai scaffold BHAbersifat biokompatibel karena memiliki sifatosteokonduktif yang tinggi bila dibanding HA

Jumal Farmasi Dan limn Kefannasiun Indonesia Vol. 3 No. 1 Juli 2016 2

meningkatkan adhesi osteoblast, migrasi danmincralisasi. Sciain itu, komposit HA-GELmemenuhi hampir semua sifat yang disyaratkan olehbone substitute, sesuai hasil uji in vitro, in vivo, fisisdan kimiawi (Azami el al., 2012, Aniek et at.,2014).

Pemberian secara lokal Alendronat dalam bentukinjectable bone subtitute (IBS) dari formula BHA-GEL-ALE diharapkan dapat meningkatkanefektivitas alendronat untuk menghambat aktivitasosteoklas dalam progresivitas osteoporosis sedangkanB HA-GEL dapat berfungsi sebagai pengisi tulang(Aniek et al, 2014). Penambahan HPMC dalamformula ini untuk mempermudah pembasahan serbukmembentuk masa injektabel setengah padat sehinggamudah mengalir masuk ke dalam celah-celah tulangyang porus sebagai pengisi tulang. Dalam penelitianini dilakukan pembuatan formula injektabel dengankomposisi BHA: GEL (20%)= 5:1 sebagai pembawaALE 10% dan HPMC 2% sebagai suspending agentserta NajHPOj untuk mempercepat setting dariformula.Selanjutnya dilakukan evaluasi karakteristikfisikokimia dari formula antara lain setting time,SEM dan disolusi formula.

homogen dan membentuk formula kalis. Selanjutnyadicetak menjadi granul dengan mes berukuran 1,0mm, dikeringkan dalam oven 40°C selama 24 jam.Untuk membentuk injectable bone substitute (IBS),granul yang sudah kering digerus ulang menjadiserbuk, selanjutnya ditambahkan larutan Na:HPO<2,5 %.

Kharakterisasi FisikokimiaSetting time. Proses pengujian dilakukan dengancara menambahkan NajHPOi 2,5 % pada 1,0 gramIBS sampai membentuk kondisi setengah padathingga dapat diinjeksikan melalui spuit injeksi.Volume NaiHPO-j 2,5% yang ditambahkan dan waktusetting dicatat.Uji SEM digunakan untuk melihat morfologipermukaan BHA-GEL-HPMC-ALE bentuk granul.hasil injeksi yang sudah setting sehingga dapatdiketahui ukuran pori pori yang terbentuk sebeluindan sctelah adanya proses perendaman. The samplecoated with carbon tip to examination.Uji kuantitatif kadar alendronate. Ditimbangserbuk formula injektabel 1 gram, selanjutnyadimasukkan dalam Erlenmeyer 100 ml.Ditambahkan aquades 10 ml divortek selama 10menit, tuang ke dalam labu ukur 100 ml dantambahkan campuran CUSO4 5H2O dan HNO3 0,1N,amati secara spektrofotometri (Koba et al.,2008)Uji toksisitas

Sel yang digunakan dalam penelitian ini adalahfibroblast BHK-21 ( Baby Hamster Kidney-21) karenasel tersebut memiliki kecepatan pertumbuhan tinggidan kemampuan memperbanyak diri serta integritassel tetap terjaga. Setelah proses inkubasi selama 24jam dilakukan pengamatan dengan Reader Elisa,menghasilkan nilai Optical Density (OD) danberdasarkan nilai tersebut diperolehViabilitas/pertumbuhan selpersamaan sebagai berikut:

BAHAN DAN METODEBahan

Bahan-bahan yang digunakan yaitu bubukhidroksiapatit tulang sapi (BHA) dari Bank JaringanRSUD Dr. Soetomo Surabaya, Gelatin (150 bloom)kulit sapi didapatkan dari Roussclot (Guangdong,China), Alendronat didapatkan dari Hetero Labs(India), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)didapatkan dari Sigma Aldrich H7509, bahan-bahanpembuat buffer fosfat yaitu NaCl, NaiHPOj,NaÿPOa (Sigma Aldrich), Aquades, Aquabides.

nilaidihitung denganPrcparasi pembuatan sanipcl injektabel

HPMC 2% (w/v) dibuat dengan cara HPMCdimasukkan ke dalam aquades bersuhu 90-100°C,masukkan GEL 20% (w/v) diaduk terns hingga suhuaquades 40°C. Perbandingan BHA dan Gelatin(GEL) adalah 5 : 1 (kering), lalu ditambahkan ALE10% selanjutnya diaduk hingga homogen. LarutanHPMC-GEL ditambahkan pada campuran BHA-ALEsedikit demi sedikit dan diaduk terns sampai

OD Pcrlakuan + OD Konlrol MediaX 100%Viabilitas Sel (%) =

OD Kontrul Sel + OD (Control Media

Disolusi Obat.Formula injectabel yang sudah setting/ kering

direndam dalam aquades sekitar 2 ml. Cuplikanaquades sebanyak 0,5 ml diambil setiap 24 jam

Jumal Farmasi Dim llmu Kcfanruisian Indonesia Vol. 3 No. I Juli 2016 3

hingga hari ke-21 untuk mengetahui banyaknyaalendronat yang terlepas < diiakukan penggantianaquades 0,5 ml dari setiap pengambilan. Hasilcuplikan disimpan dalam freezer pada suhu -40°Csainpai diiakukan analisis (Aniek el al., 2014).

«II IHASIL DAN PEMBAHASANFormula yang dipcroleh adalah BHA:GEL:HPMCyaitu 5:1:1 (kering) dan ALE 10%. Setting timesecara in vitro diiakukan pengamatan waktu formulamengeras setelah keluar dari spuit injcksi telihatsepertiTabel 1.

MA B

rMiTabcl 1. Volume cairan dan Setting Time

ABeratformula

LarutanNa2HP042,5% (ml)

SettingTime

(menit)

Hu 7No Hasil r-m*.■&Hampir

Cair f.'ÿ (gf1,00701 1,0 30 menit . .

1,0042 0.92 Lembek 15 menit10-12menit3 1,0100 0,8 Lembek

m Cm.Cepatkering1,0006 0,54 2-3 menit

Bcsar porositas sediaan menentukan kecepatan difusicairan ke dalam sediaan dan pelepasan obat. Makinbesar porositas, volume cairan yang berdifusi kedalam matrik akan meningkat dan obat yang terikatmatrik semakin cepat terlepas (Gambar 1)

Setting time diiakukan untuk mengetahui waktudibutuhkan komposit BHA-GEL-HPMC

Gambar 1. Sampel Bentuk Granul (A); Strukturpermukaan sampel dengan perbesaran 5.000 Xdengan range 10 pm (B); Perbesaran 30.000X denganrange 5 pm (C), angka-angka menunjukkan porositasdari sampel

Penambahan Na2HP04, 2,5% ditambahkansebagai pengencer dan juga sebagai larutan yangmempercepat setting time. Hasil penelitian (Tabel 1)menunjukkan formula yang baik adalah IBS dengan0,9 ml NaiHPO-t, 2,5% memerlukan waktu 15 menituntuk setting, waktu tersebut cukup untuk persiapaninjeksi formula pada celah dan penutupan dari bagianyang diinsisi.

Porositas yang tinggi menyebabkan cairanmudah masuk ke dalam formula (Gambar 1 danGambar 2). Ukuran pori pori dari granul lebih kecildibanding hasil injektabel hal ini disebabkan kerenakandungan air yang berbeda saat pembuatan dantekanan saat pencetakan formula. Porositas dari hasilIBS yang lebih besar sebagai scaffold memudahkansel sel sekitarnya untuk migrasi, proliferasi dandiferensiasi di dalamnya. Formula IBS yangmengandung alendronat bersifat tidak toksik/ amanterhadap sel di sekelilingnya terlihat dari hasi uji

yangdengan penambahan alendronat mcngalami prosessetting saat aplikasi sebagai injectable bone substitute(IBS). Formula injektabel selanjutnya disebut IBSberbentuk setengah padat sehingga mudah mengalirdari spuit injeksi untuk mengisi celah tulang akibatfraktur osteoporosis.

Jumal Farmasi Dan limn Kefantiasian Indonesia Vol. 3 No. I Juli 2016 4

(3-(4,5-dimetil-2-thiazolil)-2,5-diphenil-2-MTTtetrazoliumbromida Sistem pembawa obat (DDS)yaitu BHA-GEL maupun BHA-GEL-HPMCmenunjukkan prosen pertumbuhan sel fibroblastBHK-2I(Baby Hamster Kidney) lebih dari 100%, hal

Sedangkan viabilitas bahan aktif Alendronat jugabersifat biokompatibel yang menunjukkanpertumbuhan > 60% . Apabiia pertumbuhan sel >60% maka dinyatakan bahwa formula bersifat amanterhadap sel disekelilingnya (Spiclmann et al., 2006).Formulaini berarti bahwa bahan tersebut bersifat

biokompatibel terhadap lingkungan (Aniek el

al..2014).

BHA-GEL-HPMC-ALE bersifatbiokompatibel dan biodegradabel, hasil degradasidari formula dapat bersatu dan meningkatkanproliferasi scl di sekitamya.

Uji disolusi obat menunjukkan bahwa alendronatdapat dihantarkan oleh injectable hone substitute(IBS) dalam waktu yang ditentukan. Alendronat(ALE) yang terlepas pada hari pertama menunjukkanbahwa ALE yang teradsorpsi dipermukaan akansegera terlepas saat bersinggungan dengan fase cair.Pelepasan selanjutnya menurun, hal ini disebabkanadanya proses difusi cairan masuk ke dalam formulauntuk melarutkan ALE yang posisinya terikat/terdistribusi lebih dalam. Besarnya ALE yangterlepas sesuai dengan kecepatan difusi cairan,kelarutan ALE dalam pelarut dan difusi ALE ke luardari formula serta kckuatan GEL untuk mengembang,selanjutnya formula akan mengalami erosi. Gelatin(GEL) mempunyai kekuatan untuk menyerap cairansebanyak 10 kali beratnya (Hilliq et al., 2008),selanjutnyaterdegradasi. BHA merupakan garam kalsium fosfat,ALE akan terikat kuat oleh atom kalsium dalam

1

A

Aft

>1. ‘

'> C GEL akan mengembang dan

Gambar 2. Sampel setelah keluar dari spuit injeksidan mengering (A); Struktur permukaan sampel

dengan perbesaran 5.000 X dari range 10pm (B);Perbesaran 30.000X dengan range 5 pm (C), angka-

angka menunjukkan porositas dari sampel

jumlah terbatas, dengan penambahan GEL makaALE yang dapat ditambahkan dalam formula dapatmencapai 10% (Panzavolta et al., 2010). PenambahanHPMC akan mempercepat degradasi dari formula,karena sifatnya yang hidrofil sangat mudah menyerapcairan di sekelilingnya. Karena dalam formula inibahan-bahan yang digunakan bersifat biokompatibelmaka hasil degradasi akan bersatu dengan sel-seldisekilarnya untuk regenerasi sel. Sehingga dari ujidisolusi menunjukkan ALE dapat dilepas secarabertahap dalam waktu lama. Hasil uji yang diperolehselama 21 hari sampling digambarkan (Gambar 4)dalam grafik waktu vs jumlah ALE yang terlepasdari Sistem Penghantaran Obat menghasilkanpersamaan regresi Y = 0,1299 X + 0,3733 dan R2 =0,8146.

tso.oo

140.00

I 120.00

f 100.00

o 80.00

60.00340.00

20.00 x&i0.002 3 4 S 6 7 I 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Hari kf-

Gambar 3. Profil pelepasan ALE dari formula BHA-GEL-ALE-HPMC, bentuk granul

JuntaI Farmasi Dan limn Kefannasian Indonesia Vol. 3 No. I Juli 2016 5

KESIMPULANFormula injektabel (IBS) dengan komposisi BHA-GEL-HPMC dapat digunakan sebagai Sistempenhantaran obat dari alendronat.

Scaffolds, Wiley Interscience, Seoul, SouthKorea: 136-145.

Koba M, Koba K and Przyborowski. 2008.AplicationSpectrophotometry For Determination OfSome Bisphosphonates Drugs InPharmaceutical Fomiulativns, Acta PoloniaePharmaceutica-Drug Research, Vol 65 No 3pp 289-294.

Lui, P.P.Y., Lee. Y. W., Mok, T. Y„Cheuk, Y. C„and Chan, K. M., 2013, Alendronate ReducePeri-Tunnel Bone Loss and Enhanced Tendon

of Uv-Derivalive

UCAPAN TERIMAKASIH:Prof Dr M Zainuddin atas segala bimbingan danpemberi semangat serta Dr Ferdiansyah, dr.,Sp.OT(K) atas bimbingan dan pemberian BHA.

DAFTAR PUSTAKAAniek SB. M.Zainuddin, Junaidi Khotib. 2014.

Biocompatable Composite As GentamicinDelivery System for Osteomyelitis and BoneRegeneration, International Journal ofPharmacy and Pharmaceutical Sciencis. Vol6, Issue 3, p.223-226

Askarzadeh, K., Orang, F., and Moztarzadeh, F„2004, Fabrication and Characterization of aPorous Composite Scaffold Based on Gelatinand Hydroxyapatite for Bone TissueEngineering, Iranian Polymer Journal 14 (6),Tehran, Iran: 511-520.

Azami, M.. Tavakol, S., Samadikuchaksaraei, A.,Hashjin, M. S., Baheiraei, N., Kamali, M., danNourani, M. R., 2012, A PorousHydroxyapatite/Gelatin NanocompositeScaffold for Bone Tissue Repair: In Vitro andIn Vivo Evaluation, Journal of BiomaterialsScience, Tehran. Iran: 1-16.

Bohner, M., 2010, Design Of Ceramic-BasedCements and Putties for Bone GraftSubstitution, Woodhead Publishing Limited:Injectable Biomatcrial, Switzerland: 1-12.

Catterall, J. B. and Cawston. T. E„ 2002, Drugs inDevelopment: Bisphosphonatc andMetalloproteinase Inhibitors, ArthritisResearch and Therapy Vol. 5 No. I,Newcastle, United Kingdom: 12-24.

Fcrraz, M. P., Moteiro F. J. and Manuel, C. M., 2004,Hydroxyapatite Nanoparticles: A ReviewPreparation Methodologies, Journal ofApplied Biomatcrials and Mechanics 2004, 2,Portugal: 74-80.

Hajrawati, 2006, Sifat Fisik dan Kimia GelatinTulang Sapi dengan Perendanum AsamFlorida pada Konsentrasi dan LamaPerendaman yang Berbeda, Tesis, SekolahPascasaijana Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Kim, H. W„ Knowles, J. C. and Kim, H. E.. 2004,Hydroxyapatite and Gelatin Composite FoamProcess via Novel Freeze-Drying and Cross-linking for Use as Temporary Hard Tissue

Graft to Bone TunnelHealing in AnteriorCruciatum Ligament Reconstruction,European Cells and Materials Vol. 25 (2013).Hongkong: 78-96.

Park, J., 2008, Bioceramics: Properties,Characterization and Applications, SpringerBusiness uand Media, Iowa, USA.

Ratner, B. D., Hoffman, A. S„ Schoen, F. J. andLemons, J. E., 2004, Biomaterial Science: AnIntroduction to Materials in Medicine, SecondEdition, Elsevier Academic Press, San Diego,USA.

Spielmann Horst, Andrea Seiler, Susanne Bremer,Laras Hareng, Thomas Hartung, Hans Ahr,Elaine Faustmen, Ulla Hass. 2006. TheApplication of Three Validated in VitroEmbryotoxicity Test. ATLA 34, 527-538.

Warastuti, Y. dan Abbas, B., 2011, Sintesis danKarakterisasi Pasta Injectable Bone SubstituteIradiasi Berbasis Hidroksiapatit, Jumal IlmiahAplikasi Isotop dan Radiasi, Jakarta: 73-93.

Weiss. P., Gauthier, O.. Bouler, J. M.. Grimandi, G.and Daculsi, G. 2007. Injectable BoneSubstitute Using a Hydrophilic Polymer.Equipe INSERM Materiaux V. 1., France: 1-8