Kelarutan dan Urgensinya dalam Bidang Farmasi

farmasetika.com – Tentunya kalian pernah membuat teh ataupun kopi di rumah, bukan? Beberapa dari kalian mungkin menambahkan teh atau kopi tersebut dengan beberapa sendok gula. Ketika diaduk, gula yang ditambahkan lama-kelamaan akan tercampur dalam teh atau kopi dan kehilangan bentuk fisiknya. Hal tersebut adalah salah satu contoh kelarutan dalam kehidupan sehari-hari.

Apa Itu Kelarutan?

Kelarutan adalah keadaan suatu senyawa baik padat, cair, ataupun gas berada pada fase terlarut atau tercampur seluruhnya yang membentuk suatu larutan homogeny baru. Kelarutan juga dapat diartikan sebagai suatu besaran kuantitatif konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh pada suhu konstan, dan secara kualitatif dapat didefinisikan sebagai interaksi spontan dari dua zat atau lebih yang bertujuan membentuk disperse molecular. Dalam kelarutan juga dikenal istilah solvent (pelarut) dan solute (zat terlarut).

Berbicara mengenai kelarutan, akan erat kaitannya dengan pelarut. Pelarut zat dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu pelarut polar dan pelarut nonpolar. Salah satu prinsip kelarutan yang paling terkenal adalah like dissolve like. Maksud dari prinsip ini adalah pelarut akan melarutkan zat yang sifatnya sama seperti pelarut tersebut. Dalam hal ini berate pelarut polar akan cenderung lebih mudah melarutkan zat yang bersifat polar, dan sebaliknya. Contohnya adalah air dapat bercampur dengan alkohol, fenol, dan keton.

Ketika kalian mencoba untuk mencampurkan minyak ke dalam air, keduanya akan membentuk dua fase yang berbeda dan tidak akan pernah bisa tercampur atau larut. Mengapa hal tersebut bisa terjadi?

Hal tersebut merupakan salah satu contoh dari perbedaan kepolaran. Berdasarkan prinsip like dissolve like yang telah dipaparkan sebelumnya, pelarut polar akan melarutkan zat yang sifatnya polar juga. Seperti yang telah kita ketahui, air meupakan senyawa polar yang salah satu ujung molekulnya bermuatan positif, dan ujung lainnya bermuatan negative. Sementara minyak merupakan senyawa atau zat yang bersifat nonpolar. Perbedaan kepolaran ini menyebabkan kedua zat sulit untuk bercampur.

Dalam Farmakope Indonesia dikenal berbagai istilah perkiaran kelarutan seperti yang tertera pada gambar.

Urgensi Kelarutan dalam Farmasi

Kelarutan merupakan salah satu sifat yang memiliki peran penting dalam memprediksi sifat adsorbs obat dalam saluran cerna. Obat-obatan dengan tingkat kelarutan yang kecil dalam air tandanya memiliki kecepatan disolusi serta ketersediaan hayati yang rendah, di mana hal tersebut menjadi tahap penentu pada proses adsorbsi obat.

Selain itu, kelarutan juga memegang peran penting dalam bioaktivasi. Banyak obat khususnya yang memiliki standar tertutup memiliki kelarutan yang besar dalam lipid dan akan memperlihatkan bioaktivitas yang besar pula. Hubungan ini terlihat pada anestesi umum, local anestesi, anti bakteri agent, dan sebagainya.

80% Obat Baru Miliki Kelarutan dan Permeabilitas Tinggi

Saat ini hanya 80% dari obat baru yang memiliki kelarutan dan permeabilitas yang tinggi. Peningkatan kelarutan senyawa obat adalah salah satu tugas yang menantang dalam pengembangan obat. Hampir 40% dari senyawa kimia baru memiliki kelarutan yang buruk dalam air.

Umumnya, obat-obatan dengan tingkat kelarutan rendah akan memiliki permeabilitas yang baik sehingga sering digolongkan dalam kelas II menurut Biopharmaceutics Classification System (BCS). Efek negative dari obat yang memiliki kelarutan yang rendah yaitu penyerapan buruk, efektivitas obat menjadi berkurang, dan dosis pemberiannya juga akan semakin tinggi.

Lalu Bagaimana Cara Kita Meningkatkan Kelarutan Obat dalam Air?

Salah satu cara yang paling mudah dalam peningkatan kelarutan obat adalah dengan menambahkan surfaktan. Apasih surfaktan itu?

Surfaktan adalah zat yang ketika ditambahkan ke dalam cuatu larutan atau senyawa, akan menurunkan tegangan permukaan senyawa tersebut. Surfaktan memiliki dua gugus, yaitu gugus hidrofilik dan hidrofobik. Gugus hidrofilik akan berperan sebagai agen pembasah untuk menurunkan tegangan permukaan atau tegangan antar muka suatu zat yang sukar larut dalam air.

Penambahan surfaktan memiliki peranan penting dalam meningkatkan kelarutan zat yang sedikit larut dalam air dengan pembentukan misel. Molekul surfaktan membentuk misel dalam rentang konsentrasi tertentu yang disebut dengan critical misel concentration (CMC).

Cyclodextrin

Cyclodextrine merupakan salah satu surfaktan atau ekspien yang telah terbukti luas mampu meningkatkan kelarutan zat aktif obat dalam air secara optimal. Cyclodextrin tersusun atas residu glukosa yang bersifat hidrofobik dan bagian luarnya bersifat hidrofilik di mana sifat hidrofilik ini lebih dominan.

Salah satu jenis cyclodextrine yang umum digunakan adalah β-Cyclodextrin. Pada beberapa penelitian, β-Cyclodextrin telah terbukti mampu meningkatkan kelarutan zat aktif obat seperti itraconazole dan fosinopril sodium dalam air. Itraconazole adalah zat aktif obat yang berfungsi sebagai antifungi dan antiviral. Fosinopril sodium sendiri merupakan zat aktif yang berfungsi sebagai penghambat enzim pengonversi angiotensin. Peningkatan kelarutan tersebut karena terjadi inklusi kompleks di mana zat aktif berikatan dengan bagian hidrofobik eksipien, sehigga bagian hidrofilik dari eksipien akan berikatan dengan air.

Sumber/Referensi:

Battamishra, S. D dan R. K. Padhy. 2009. Estimation of Ibuprofen Solubilization in Cationic and Anionic Surfactan Media: Application of Micelle Binding Model. International Journal of Chem Tech Vol. 16(5): 426-430

Depkes RI. 1979. Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta: Depkes RI

Erizal, Z., A. Halim, S. N. Soewandhi, D. Setyawan. 2011. Peningkatan Laju Pelarutan Trimetoprim Melalui Metode Ko-Kristalisasi dengan Nikotinamida. Jurnal Farmasi Indonesia. Vol. 5(4): 205-212.

Kumar A., S. K. Sahoo, K. Padhee, P. S. Kochar, A. Sathapathy, N. 2011. Pathak. Review on Solubility Enhancement Techniques for Hydrophobic Drugs. Pharmacie Globale. Vol. 3(3): 1-7

Martin, A., J. Swarbick, A. Cammarata. 1990. Farmasi Fisik Dasar-Dasar Kimia Fisik dalam Ilmu Farmasetik. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Muchtaridi, A. Yanuar, S. Megantara, H. Purnomo. 2018. Kimia Medisinal Dasar-Dasar dalam Perancangan Obat. Jakarta: Prenadamedia Group.

Paneo, M. A., T. Rusdiana, D. Guzali. 2017. Pengaruh Penambahan Vitamin E-TPGS terhadap Peningkatan Kelarutan Obat. Farmaka. Vol. 15(15): 7.

Pramadita, W. 2017. Teknik Peningkatan Kelarutan Obat. Farmaka. Vol.14(2): 288-297.

Sharma D., M. Soni, S. Kumar, and G. D. Gupta. 2009. Solubility Enhancement—Eminent Role in Poorly Soluble Drugs. Research Journal of Pharmacy and Technology. Vol. 2(2): 220-224

Syofyan, T. A. Safari, R. Azhar. 2013. Pengaruh Kombinasi Surfaktan Natrium Lauryl Sulfat dan Benzalkonium Terhadap Kelarutan Ibuprofen.. Jurnal Sains dan teknologi Farmasi. Vol. 18(1): 69-74.