Peran Penting Biodegradable Polimer dalam Sistem Penghantaran Obat

Majalah Farmasetika – Polimer biodegradable adalah polimer yang dapat terurai melalui reaksi hidrolisis enzimatik di dalam tubuh. Polimer ini telah banyak dimanfaatkan dalam bidang farmasi untuk formulasi obat dengan tujuan penghantaran dan pelepasan obat yang terkontrol. Polimer ini terdiri dari dua jenis berdasarkan sumbernya.

Masing-masing polimer mempunyai karakteristik yang berbeda. Formulasi obat dengan menggunakan polimer dapat melepaskan dan menghantarkan obat melalui berbagai proses, diantaranya adalah proses erosi. Pengaplikasian polimer biodegradable ini banyak menarik perhatian karena sifatnya yang unik. Oleh karena itu, pada artikel ini dijelaskan mengenai polimer biodegradable serta pengaplikasiannya dalam bidang farmasi.

Polimer yang dapat terurai secara hayati telah benar-benar merevolusi pengiriman obat yang lebih terkontrol dan aplikasi biomaterial untuk implan dan rekayasa jaringan. Dengan bantuan polimer yang dapat terurai secara hayati, 169.170 dokter dapat secara spesifik mengontrol lokasi pelepasan obat untuk mengobati penyakit arteri koroner melalui pengiriman molekul kecil tradisional dan sekarang terapi gen (Kwon et al, 2007).

Polimer memiliki mekanisme pelepasan obat melalui proses difusi, osmosis, degradasi polimer dan bioerosi. Biodegradable polimer mengalami pembelahan ikatan hidrolitik untuk membentuk produk degradasi yang larut dalam air yang dapat larut dalam lingkungan berair, mengakibatkan erosi polimer.

Dalam konteks ini, degradasi merupakan fenomena kimiawi dan erosi meliputi fenomena fisik, seperti pembubaran dan difusi. Degradasi polimer adalah kuncinya rute erosi. Erosi polimer jauh lebih kompleks daripada degradasi, karena itu tergantung pada banyak proses lain, seperti degradasi, pembengkakan, pelarutan dan difusi oligomer dan monomer, dan perubahan morfologi (Engineer et al, 2011).

Proses erosi terdiri dari dua mekanisme, yaitu bulk erosi dan erosi pada permukaan. Untuk bulk erosi jika terjadi dapat menyebabkan banyak saluran difusi obat keluar dari sistem polimerik dan akibatnya profil rilis yang tidak dapat diprediksi atau tidak diinginkan dapat diperoleh, seperti efek burst (pelepasan yang cepat). Oleh karena itu, obat-obatan dengan jendela terapi yang sempit tidak boleh digunakan dengan polimer yang mengalami erosi bulk. Sebaliknya, erosi permukaan polimer sistem pengiriman obat dapat menampilkan hampir nol kinetika pelepasan pesanan, dan jika rilis terjadi terutama melalui difusi obat di dekat permukaan, kemudian kira-kira konstan tingkat rilis dapat dicapai (Tsung et al, 2012).

Aplikasi Polimer Biodegradable

Biodegradable polimer memiliki sifat menurunkan cairan biologis dengan pelepasan progresif obat terlarut atau terdispersi.

Ada bermacam-macam pendekatan pemberian obat baru dikembangkan dalam pengiriman obat dengan pendekatan berbasis polimer. Keamanan hayati dan biokompatibilitas adalah karakteristik penting yang dibutuhkan untuk penggunaan polimer di bidang farmasi formulasi dan dalam pemberian obat baru.

Aplikasi polimer biodegradable sekarang ini telah banyak dikembangkan, mulai dari bentuk mikropartikel, nanopartikel, penargetan aktif maupun penargetan pasif. Pengembangan obat sekarang ini banyak menggunakan polimer karena keuntungan pelepasan yang lebih dapat dikontrol, sehingganya untuk terapi-terapi yang membutuhkan konsumsi obat dengan frekuensi yang tinggi dapat dialihkan dengan memformulasikan obat menggunakan polimer, sehingga frekuensi pemberiannya akan menurun. Selain itu, dengan menggunakan polimer seperti polisakarida, mampu menghantarkan obat spesifik pada lokasi target, karena kemampuannya yang dapat melepaskan obat pada pH rendah (pH jaringan yang tidak normal seperti kanker).Untuk contoh aplikasi dari polimer ini ada kitosan yang merupakan polimer alami yang banyak terdapat dialam ini sudah banyak dimanfaatkan dalam bidang farmasi, diantaranya untuk mikrosfer dan mikrokapsul, penghantaran vaksin, penghantaran DNA, adsorben logam berat, dan lain sebagainya. Selain sebagai eksipien, kitosan juga memiliki aktivitas farmakologi, yaitu sebagai agen antimikroba, antioksidan dan lain sebagainya (Husni et al, 2020).

Selain kitosan, selulosa juga telah diformulasikan dalam bentuk obat dengan merk dagang Retisert® yang merupakan gabungan dari polimer selulosa, PVA, dan magnesium stearate, yang dimanfaatkan sebagai obat uveitis non-infeksi (Stewart et al, 2018). Bentuk sediaan pasaran dari kolagen dengan nama CollaRx® yang berisi gentamisin untuk terapi diabetes ulser, waktu pelepasannya 7 hari dengan bentuk surgical implant.

Aplikasi lainnya untuk polimer biodegradable adalah polimer sintesis yang banyak diaplikasikan untuk sediaan kontrasepsi seperti polimer PLA seperti Lupron Depot® dengan bentuk mikropartikel yang digunakan untuk penanganan kanker prostat dengan durasi 1,3 dan 4 bulan. selain itu ada Atridox® yang digunakan untuk peridonitis kronis untuk dewasa dengan lama pelepasan 7 hari dalam bentuk implan.

Untuk polimer PLGA telah ada beberapa produk dipasaran menggunakan polimer ini, diantaranya Eligand® (1,3,4 dan 6 bulan) yang merupakan bentuk sediaan in situ implant, Zoladex® (pelepasan 3 bulan) untuk kanker prostat dengan bentuk implant, Arestin® (peepasan 3 minggu) untuk penanganan periodontitis dalam bentuk mikropartikel, dan Risperdal® (pelepasan 2 minggu) untuk skizofrenia dalam bentuk mikropartikel. Semua produk yang menggunakan polimer biodegradable menawarkan pelepasan terkontrol obat ke lokasi target dimana pelepasannya diatur untuk mendapatkan pelepasan yang lambat hingga berbulan-bulan atau mungkin bertahun-tahun, sehingga mampu mengurangi frekuensi pemberian dan meningkatkan kepatuhan pasien (Stewart et al, 2018).

Kesimpulan

Polimer biodegradable merupakan polimer yang dapat dihancurkan (didegradasi) oleh tubuh sehingga keberadaannya akan hilang dari tubuh seiring waktu baik melalui reaksi hidrolisis enzimatik. Polimer ini terdiri dari dua jenis berdasarkan sumbernya, yaitu polimer alami dan sintesis. Polimer biodegradable mampu mengontrol pelepasan obat danmampu menargetkan obat ke situs yang diinginkan. Kemampuannya mengontrol pelepasan berdasarkan mekanisme pelepasan obat yang secara perlahan dengan proses erosi pada permukaan polimer, sehingga proses difusi obat akan terjadi secara perlahan. Oleh karena itu, formulasi dengan menggunakan polimer masih banyak dikembangkan hingga saat ini untuk meningkatkan efektivitas obat.

Daftar pustaka

Aoki, K., & Saito, N. (2020). Biodegradable polymers as drug delivery systems for bone regeneration. Pharmaceutics, 12(2), 95.

Daniels, A. U., Chang, M. K., Andriano, K. P., & Heller, J. (1990). Mechanical properties of biodegradable polymers and composites proposed for internal fixation of bone. Journal of applied biomaterials, 1(1), 57-78.

Engineer, C., Parikh, J., & Raval, A. (2011). Review on hydrolytic degradation behavior of biodegradable polymers from controlled drug delivery system.Trends in Biomaterials & Artificial Organs, 25(2).

George, A., Shah, P. A., & Shrivastav, P. S. (2019). Natural biodegradable polymers based nano-formulations for drug delivery: A review.International journal of pharmaceutics, 561, 244-264.

Husni, P., Junaedi, J., & Gozali, D. (2020). Potensi Kitosan Bersumber dari Limbah Cangkang Rajungan (Portunus pelagicus) dalam Bidang Farmasi.Majalah Farmasetika, 5(1), 32-38.

Jeong, B., Choi, Y. K., Bae, Y. H., Zentner, G., & Kim, S. W. (1999). New biodegradable polymers for injectable drug delivery systems. Journal of Controlled Release, 62(1- 2), 109-114.

Kwon, G. S., & Furgeson, D. Y. (2007). Biodegradable polymers for drug delivery systems. In Biomedical polymers (pp. 83-110). Woodhead Publishing.

Stewart, S. A., Domínguez-Robles, J., Donnelly, R. F., & Larrañeta, E. (2018). Implantable polymeric drug delivery devices: Classification, manufacture, materials, and clinical applications. Polymers, 10(12), 1379.

Tsung, J., & Burgess, D. J. (2012). Biodegradable polymers in drug delivery systems. In Fundamentals and Applications of Controlled Release Drug Delivery (pp. 107- 123). Springer, Boston, MA.Vroman, I., & Tighzert, L. (2009). Biodegradable polymers. Materials, 2(2), 307-344.