Perkembangan Sistem Penghantaran Obat berbasis Polimer Biodegradabel di Indonesia

Majalah Farmasetika – Polimer baru terus dikembangkan untuk aplikasi terapeutik baru. Pada saat yang sama, berbagai polimer baru dan termodifikasi yang menghasilkan degradasi spesifik dan pelepasan obat diidentifikasi dan dievaluasi. Polimer biodegradable memiliki aplikasi yang mendalam dalam penghantaran obat. Untuk mencapai penghantaran obat yang berkelanjutan dan terkontrol, polimer ini dimodifikasi untuk mengembangkan pembawa obat seperti nanopartikel, mikropartikel, mikrosfer, dan perangkat matriks. Pada tulisan ini, bahasan akan berfokus pada pengantar eksplisit untuk berbagai polimer biodegradable, sifat dan parameter karakteristiknya, serta aplikasi farmasi dalam penghantaran obat yang menjanjikan.

Polimer Biodegradable

Polimer biodegradable adalah polimer yang dapat terurai dalam waktu terbatas setelah ditempatkan di dalam tubuh dan dirancang untuk memberikan dukungan sementara. Polimer biodegradable banyak digunakan dalam perangkat biomedis dan aplikasi rekayasa jaringan, dengan perkiraan konsumsi tahunan sebesar 68 juta kilogram. Polimer biodegradable dapat berupa senyawa alami atau sintetis. Penggunaan polimer sintetik dibandingkan bahan alami menawarkan beberapa keuntungan. Pertama, polimer sintetik dapat disintesis menggunakan metode berulang untuk menghasilkan polimer yang sama, dengan komposisi yang persis sama setiap saat. Ketersediaannya tidak terbatas dan dapat diproduksi dengan sifat fisik, kimia, dan mekanik yang berbeda yang dapat dimodifikasi sesuai dengan aplikasinya.

Jenis Polimer Biodegradable yang banyak Digunakan

Polimer sintetik biodegradable yang paling umum digunakan meliputi golongan poliester seperti poli asam laktat (PLA) dan poli asam glikolat (PGA) dan kopolimernya seperti PGLA. Mereka telah dipelajari secara luas dan dijelaskan dalam literatur dan memiliki banyak aplikasi termasuk jahitan yang dapat diserap, perangkat fiksasi bedah dan perangkat penghantaran obat. Polimer biodegradable lain yang biasa digunakan termasuk polydioxanone, yang terutama digunakan sebagai bahan jahitan dan dipasarkan dengan nama Ethicon. Sebagian besar sel dan sistem penghantaran obat yang dikembangkan dibuat menggunakan polimer biodegradable. Mengontrol pelepasan molekul biologis aktif adalah kepentingan utama dalam rekayasa jaringan; Perbaikan dan regenerasi jaringan adalah proses yang kompleks dan membutuhkan sejumlah besar faktor pertumbuhan dan hormon terkait. Dengan demikian, sistem penghantaran yang dapat memastikan pelepasan terkontrol dari faktor-faktor ini sangat penting untuk keberhasilan rekayasa jaringan. Berbagai kemajuan dalam pengembangan polimer biodegradable sangat terlihat dalam aplikasinya dalam penghantaran obat, di mana pengembangan sistem baru sebagian besar memungkinkan kemajuan dalam ilmu polimer.

Keuntungan dan Kerugian Polimer Biodegradabel dalam Penghantaran Obat

Penggunaan polimer biodegradable menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan dengan bahan lainnya. Keuntungan utamanya termasuk kemampuan untuk mengontrol sifat mekanik, tingkat degradasi, dan kemampuan untuk mendesain bentuk yang berbeda. Keuntungan utama dari polimer yang dapat terbiodegradasi adalah kemampuannya untuk terurai mengurangi kebutuhan untuk prosedur pengangkatan selanjutnya, yang menghemat waktu dan uang. Di sisi lain, pembentukan produk degradasi juga dapat menimbulkan masalah. Penelitian yang dilakukan oleh Taylor dkk. melaporkan bahwa produk degradasi PLA dan PGA sangat beracun bila terakumulasi. Ini karena produk pemecahannya bersifat asam. Hasilnya dapat berupa konsentrasi asam lokal yang tinggi, yang dapat memicu respons peradangan lokal yang tidak diinginkan. Permasalahan yang timbul akan menjadi lebih besar ketika implan yang lebih besar digunakan, seperti pada banyak aplikasi ortopedi. Penggunaan polimer biodegradabel ini juga bisa rumit dan mahal untuk disintesis dan diproses, terutama jika diperlukan modifikasi lebih lanjut. Keterbatasan utama polimer biodegradable yang umum digunakan seperti asam α-hidroksi dan polidioksana adalah terlalu kaku dan tidak cocok untuk deformasi reversibel. Selain itu, mereka tidak menyerupai sifat fisik jaringan lunak manusia. Penggunaannya dapat menyebabkan iritasi, peradangan dan pembentukan jaringan parut; sehingga mencegah perangkat dari berintegrasi ke dalam tubuh. Dengan demikian, keberhasilan mereka dalam aplikasi rekayasa jaringan masih terbatas.

Aplikasi Sistem Penghantaran Obat Berbasis Polimer Biodegradabel

Ilmu polimer telah menjadi andalan dalam pengembangan sistem penghantaran obat baru dalam beberapa dekade terakhir. Bahan polimer banyak digunakan dalam penghantaran obat karena telah dipelajari secara ekstensif dan terbukti biokompatibel, tidak beracun, dan memiliki sifat mekanik dan tingkat degradasi yang dapat diatur. Sistem polimer juga dapat memberikan perlindungan untuk obat yang mencegah kontak dengan lingkungan fisiologis. Dengan demikian, mereka meningkatkan stabilitas obat dan meningkatkan bioavailabilitasnya. Oleh karena itu, pemilihan polimer adalah salah satu pertimbangan terpenting.

Salah satu contoh sistem penghantaran obat polimerik yang telah berhasil dikembangkan dan beredar di pasaran adalah Norplant®, alat intrauterin yang dapat ditanamkan, yang juga telah menjadi salah satu sistem pengiriman obat pertama yang banyak digunakan dalam praktik klinis, termasuk di Indonesia. Namun, ini adalah sistem yang tidak dapat terdegradasi dan oleh karena itu memerlukan operasi pengangkatan setelah obat tersebut bekerja. Penggunaan klinisnya menurun dan dihentikan di Inggris dan AS. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh masalah pengangkatan, termasuk kemungkinan komplikasi selama pemulihan, risiko infeksi, dan ketidaknyamanan pasien.

Penggunaan polimer biodegradable adalah pilihan yang jauh lebih menarik, karena tidak perlu operasi pengangkatan setelah obat mulai bekerja. Banyak polimer biodegradable telah dipelajari untuk penghantaran obat dan berperan dalam pelepasan terkontrol obat. Poliester alifatik seperti poli(asam laktat), poli(asam glikolat), poli(laktida-ko-glikolida), poli(dekalakton) dan poli(ε-kaprolakton) telah menjadi subjek penelitian yang paling luas. Banyak polimer biodegradable telah berhasil disiapkan menjadi berbagai perangkat penghantaran obat, termasuk mikrosfer, mikrokapsul, dan nanopartikel. Polimer dapat digunakan untuk pengiriman obat dalam beberapa cara, termasuk sistem kontrol difusi, perangkat kontrol pembengkakan dan partikel. sistem seperti konjugat obat-polimer. Studi ini menyelidiki sistem penghantaran yang dikontrol secara kimia di mana obat didispersikan dalam matriks polimer biodegradable dan dilepaskan setelah degradasi jaringan ikatan silang. Di antara banyak aplikasinya, produk implantasi berbasis polimer biodegradable menjadi salah satu produk yang berhasil dikembangkan dan dikomersialisasikan, contoh produknya yang banyak digunakan di Indonesia, adalah Capronor®. Capronor® adalah sistem polimer biodegradable untuk pengiriman steroid kontrasepsi subdermal yang berkelanjutan. Capronor®, kontrasepsi subdermal kapsul tunggal,  selain bersifat biodegradable, produk ini juga mampu melepaskan levonorgestrel sebagai zat aktifnya selama periode 12 hingga 18 bulan. Dengan demikian, selain kemudahan yang didapat tanpa perlu pengangkatan produk pasca penggunaan, juga memberikan efektivitas yang cukup untuk kebutuhan jangka panjang.

Kesimpulan

Polimer biodegradable adalah bahan yang menjanjikan untuk pengembangan sistem penghantaran obat baru dengan keunggulan biodegradabilitas dan biokompatibilitas. Selama dekade terakhir, berbagai sistem pengiriman obat polimer biodegradable telah dikembangkan untuk berbagai aplikasi seperti imobilisasi enzim, pengiriman obat terkontrol, pengiriman gen, pengiriman spesifik lokasi, pengiriman obat antikanker, dan pengiriman vaksin. Tidak seperti polimer non-biodegradable, polimer biodegradable memiliki sifat abrasif yang sangat baik yang terurai menjadi puing-puing kecil yang dapat dengan mudah dikeluarkan dari tubuh. Namun, masih ada ruang untuk penelitian tentang polimer biodegradable untuk aplikasi biomedis lanjutan. Memanipulasi pola degradasi polimer membutuhkan waktu sehingga tidak ada produk beracun yang dihasilkan setelah degradasi di dalam tubuh. Penelitian lebih lanjut di bidang ini dapat mengarah pada pengembangan sistem penghantaran obat yang optimal.

Pustaka

Kiran Dhaliwal, Priya Dosanjh. Biodegradable Polymers and their Role in Drug Delivery Systems. Biomed J Sci & Tech Res 11(1)-2018.BJSTR. MS.ID.002056. DOI: 10.26717/ BJSTR.2018.11.002056.

Darney PD, Monroe SE, Klaisle CM, Alvarado A. Clinical evaluation of the Capronor contraceptive implant: preliminary report. Am J Obstet Gynecol. 1989 May;160(5 Pt 2):1292-5. doi: 10.1016/s0002-9378(89)80015-8. PMID: 2497647.

Shiv Kumar Prajapati, Ankit Jain, Aakanchha Jain, Sourabh Jain. Biodegradable polymers and constructs: A novel approach in drug delivery. European Polymer Journal, Volume 120, 2019. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.08.018.

Penulis : Cecep Suhandi, Program Magister Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran, Konsentrasi Farmasetika dan Biofarmasetika