Bentuk Kristal dan Amort Zat Aktif Padatan Pengaruhi Stabilitas Obat

farmasetika.com – Senyawa obat terdiri dari tiga wujud materi zat yaitu, padat, cair dan gas.  Bentuk padatan suatu obat bila diteliti lebih lanjut memiliki bentuk amorf atau kristal.

Mengenal bentuk amorf

Amorf adalah zat padat yang tidak mempunyai struktur kristal yang dikenal dengan sebutan zat amorphous atau zat amorf (a:tidak,morf:bentuk).

Partikel-partikel dari zat amorf tersebut tidak mempunyai bentuk tertentu dan tidak permanen. Bentuk zat ini akan lebih cepat pada proses ketika absorpsi terjadi. Zat amorf memiliki kelarutan yang tinggi di banding dengan bentuk kristal.

Kelarutan yang lebih tinggi dari padatan amorf ini terjadi dikarenakan energi dan mobilitas molekul yang lebih tinggi dibandingkan dengan kristal. Namun di sisi lain, energi tinggi dan mobilitas molekul yang lebih tinggiini juga membuat padatan amorf tidak stabil secara fisik. Selama operasi dan / atau penyimpanan, bahan bentuk amorf cenderung untuk kembali ke dalam bentuk kristal metastabil.

Selain tidak memiliki struktur yang beraturan, susunan atom yang dimiliki zat amorf bersifat tidakpasti. Selain itu, gaya antar molekulnya pun tidakseragam. Zat amorf memiliki titik leleh dan titik didihyang tidak seragam, bentuk yang kurang kaku danbersifat isotropik, yang berarti zat amorf memilikikesamaan sifat ketika mendapatkan beban dari arah yang berbeda-beda.

Mengenal bentuk kristal

Kristal merupakan suatu padatan dimana atom, ion, atau molekul penyusunnya terkemas secara teratur dan mempunyai pola yang berulang secara tigadimensi. Secara umum, zat cair membentuk kristal ketika mengalami proses pemadatan. Pada kondisi ideal, hasilnya bisa berupa kristal tunggal, yang semua atom-atom dalam padatannya terpasang pada kisi atau struktur kristal yang sama, tapi, secara umum, kebanyakan kristal terbentuk secara simultan sehingga menghasilkan padatan polikristalin atau polimorf.

Selain memiliki struktur geometri yang teratur, susunan atom yang dimiliki kristalin tersusun dalamcara yang pasti dan sangat jelas terlihat. Kristalin jugamemiliki gaya antar molekul yang seragam.

Struktur kristal terjadi pada semua kelas material, dengan semua jenis ikatan kimia. Hampir semua ikatan logam ada pada keadaan polikristalin; logam amorf atau kristal tunggal harus diproduksi secara sintetisdengan kesulitan besar.

Kristal ikatan ion dapat terjadi lalu terbentuk ketika proses pemadatan garam, baik dari lelehan cairan maupun kondensasi larutan. Kristal ikatan kovalen juga sangat umum. Contohnya adalah intan, silika dan grafit. Material polimer umumnya akan membentuk bagian-bagian kristalin, namun panjang molekul-molekulnya biasanya mencegah pengkristalan menyeluruh. 

Gaya Van der Waals lemah juga dapat berperan dalam struktur kristal. Contohnya, jenis ikatan inilah yang menyatukan lapisan-lapisan berpola heksagonal pada grafit. Selain itu, kristalin memilikititik didih dan titik leleh yang tajam, bentuk yang kaku, dan bersifat anisotropik dimana zat kristalintidak memiliki kesamaan sifat ketika diberi beban dariarah yang berbeda-beda.

Polimorfisme obat

Suatu senyawa obat dapat memiliki sifat yang mampu berubah selama masa penyimpanan yang cukup lama atau dapat muncul dalam modifikasi yang berlainan Polimorfisme adalah kemampuan suatusenyawa mengkristalisasi dalam bentuk lebih dari satujenis kristalin dengan perbedaan kisi internal dapatmenyebabkan perubahan stabilitas kimia, sifatpengolahan, dan ketersediaan hayati., perubahantersebut dapat disebabkan oleh beberapa faktor salah satunya adalah lingkungan.

Polimorfisme senyawa merupakan perubahan senyawa menjadi Kristal dalambentuk lebih dari satu kristalin. Dalam berbagaipenelitian, jenis polimorf terutama polimorf yang metastabil menunjukkan sifat kelarutan yang lebih baik daripada bentuk polimorfik stabil. Namun, keuntungan kelarutan bentuk metastabil biasanya tidak dapat dipastikan dibandingkan dengan bentuk amorf seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Polimorf diketahui menimbulkan perbedaan yang signifikan dalam sifat fisikokimia senyawa, misalnya, titik leleh, kepadatan, morfologi, kelarutan dan warna.

Hal ini pada dapat berdampak pada stabilitas (fisik dan kimia), bioavailabilitas dan kestabilan selama manufaktur maupun setelah distribusi. Dalam kasus lain, sebuah polimorf tidak diinginkan bahkan bisa menjadi racun. Selain polimorf, bentuk kristal lain seperti garam dan ko-kristal telah menarik minat dari akademisi farmasi karena bentuk potensinya untuk mengatasi kelarutan air yang buruk tanpa berdampak pada stabilitasnya. Perubahan senyawa menjadi bentukpolimorf yang tidak diinginkan bahkan bisa menjadizat yang berbahaya bahkan beracun. Masalah yang terkait dengan polimorfisme terkadang dapat diatasidengan penambahan eksipien yang memperlambattransformasi, missal metilselulosa untuk novobiosin(antibiotik yang telah dilaporkan memiliki perbedaansignifikan efek terapeutik antara amorf dan kristalin)

Stabilitas obat ditinjau dari bentuk padatan

Dalam proses pembuatan obat, harus diketahui terlebih dahulu bentuk dari bahan aktif yang akandigunakan, karena senyawa padat dapat memiliki berbagai bentuk kristal yang berbeda. Sehingga skrining kristalisasi dari zat aktif harus dilakukansecara ekstensif untuk mengetahui danmengidentifikasi bentuk-bentuk potensial  stabil danmetastabil yang tedapat dalam zat aktif.

Tantangan lain dalam praktek skrining polimorfisme adalah untuk mengidentifikasi proses isolasi dari berbagai bentuk yang dapat ditingkatkan dengan cara tertentu untuk menghasilkan polimorf yang dipilih atau cocrystals.

Identifikasi kristalisasi merupakan hal yang penting dilakukan untuk menunjang pengembangan obat dan apabila pada saat pemilihan bentuk padatan terjadi kekeliruan atau kesalahan maka akan berpengaruh terhadap bentuk kestabilan dari sediaan farmasi yang akan dihasilkan.

Kristalinitas dan struktur internal kristal bahan aktif dapat mempengaruhi sifatfisikokimia dan fisikomekanik, mulai dari sifat aliransampai stabilitas kimia. Kebiasaan kristal (crystal habit) mendeskripsikan penampilan luar Kristal (bentuk plat, spatula jarum, tabular, dan prismatik), sedangkanstruktur internal dideskripsikan dengan susunanmolekuler.

Perubahan struktur internal akanmenyebabkan perubahan kebiasaan kristal, sedangkanperubahan kimia seperti konversi suatu garam menjadiasam bebas akan menyebabkan perubahan strukturinternal maupun kebiasaan kristal.

Oleh karena itu, struktur internal dari bahan obat harus diverifikasi dan kebiasaan kristal dideskripsikan dalam bidang farmasi saat ini, lebih banyak obat yang terdapat dalam bentuk padatan Kristal, padatan Kristal lebih dipilih dalampemilihan bentuk Kristal dalam sediaan obat dikarenakan sifat stabilitas Kristal yang baik dan padasaat senyawa dalam bentuk Kristal akan lebih mudah dalam penanganan pengembangan obat dan padatanKristal bisa dalam beberapa bentuk yakni polimorf, solvat atau hidrat.

Pemilihan padatan dalam bentuk Kristal lebih banyak dibandingkan dalam bentuk amorf kecuali dinyatakan dengan maksud tertentu sesuai dengan tujuan dan bentuk sediaan.

Sumber :

Pharmaceutical Technology, Volume 40, Issue 3, pg 32–35,http://www.pharmtech.com/polymorph-screening-identification-relevant-crystalline-forms (diakses padatanggal 19 Juni 2018)

Chairunnisa, P. S dan Yoga. W. W. Karakterisasi Kristal Bahan Padat Aktif Farmasi. Farmaka. Vol. 14. No. 1

Penulis : Hilma Awalia Rahmah dan Rizqa Nurul Aulia, Fakultas Farmasi, Universitas Padjadajran