Potensi Teknologi Mikroenkapsulasi dalam Pengembangan Obat Herbal di Indonesia

Artikel Terkait

Sistem Penghantaran Obat Terkontrol untuk Mengatasi Tingkat Kepatuhan Pasien

3 hari ago

Teknologi Penghantaran Obat Terkontrol, Solusi Jitu Atasi Permasalahan Penghantaran Obat Per Oral

30 April 2024

Mengenal Teknologi Mikroenkapsulasi, Sistem Penghantaran Obat yang Menjanjikan

14 April 2023

Majalah Farmasetika – Mikroenkapsulasi adalah salah satu teknologi yang digunakan dalam sistem penghantaran obat. Mikroenkapsulasi memberikan beberapa kelebihan yang menarik seperti mengatasi keterbatasan sifat fisikokimia senyawa, perlindungan terhadap senyawa aktif serta pelepasan terkontrol. Beberapa hal tersebut memberikan kemudahan dalam proses formulasi obat dan tentunya membuka potensi pengembangan bagi senyawa-senyawa yang kurang stabil serta memiliki kelarutan yang buruk seperti sebagian besar senyawa bahan alam. Artikel ini akan membahas mengenai aspek umum tentang mikroenkapsulasi sebagai sistem penghantaran obat serta potensi dan pengembangan mikroenkapsulasi pada senyawa herbal di Indonesia.

MIKROENKAPSULASI

Mikroenkapsulasi adalah salah satu teknologi sistem penghantaran obat yang memiliki prinsip kerja dengan cara menyalut senyawa menggunakan polimer dalam ukuran mikro untuk berbagai tujuan tertentu. Tujuan dilakukan teknik mikroenkapsulasi dalam sistem penghantaran obat adalah sebagai berikut:

1. Mengatasi keterbatasan sifat fisikokimia senyawa

Teknik mikroenkapsulasi dapat berperan dalam mengatasi atau memodifikasi karakteristik sifat fisikokimia senyawa yang kurang menguntungkan dan umumnya menjadi salah satu faktor penyebab obat tidak bekerja secara efektif dalam tubuh. contohnya antara lain seperti, kelarutan senyawa yang buruk, mudah menguap, reaktif, higroskopis, dan lainnya.

2. Perlindungan terhadap senyawa

Teknik mikroenkapsulasi juga memiliki peran untuk melindungi senyawa produk dari terjadinya proses degradasi akibat faktor eksternal atau lingkungan seperti, oksidasi, cahaya, suhu, dan kelembapan yang dapat merusak senyawa bersifat labil. Selain itu, teknik mikroenkapsulasi juga dapat melindungi senyawa dari kondisi yang buruk misalnya pada kondisi pH tertentu serta melindungi dari serangan sistem imun dalam tubuh.

3. Pelepasan terkontrol

Teknik mikroenkapsulasi juga dapat dimanfaatkan untuk membuat sistem pelepasan terkontrol, dimana obat dapat didesain untuk lepas dengan berbagai tujuan baik untuk targeted delivery, extended therapeutic effect, serta meningkatkan waktu paruh dari obat [1].

Komposisi yang digunakan dalam pembuatan teknologi mikroenkapsulasi terbagi menjadi dua yaitu bahan pelapis (coating material) dan bahan inti (core material). Pada bagian coating material umumnya banyak digunakan bahan polimer. Dalam memilih polimer, perlu dikaji kembali sesuai dengan tujuan dilakukan mikroenkapsulasi sehingga dapat memenuhi dan melengkapi kriteria dari tujuan dilakukan mikroenkapsulasi. Hal-hal lainnya yang perlu diperhatikan juga dalam memilih polimer adalah sifat biokompatibel, non-reaktif dengan core material serta bersifat inert. Core material umumnya diaplikasikan untuk tujuan tertentu serta terbentuk dalam keadaan padat atau cairan droplet dan dispersi. Komposisi dari core material dapat beragam sehingga desain dapat dilakukan lebih fleksibel sesuai dengan pengembangan yang diharapkan [2].

Metode preparasi dan pembuatan mikroenkapsulasi dapat dibagi menjadi beberapa proses yakni sebagai berikut:

1. Complex Coacervation

Kapsul terbentuk dari interaksi ionik dua polimer bermuatan berlawanan, umumnya muatan positif pada molekul protein dan makromolekul anionik. Aplikasi penggunaan pada industri farmasi dan makanan untuk enkapsulasi senyawa bioaktif. Contoh pembawa seperti, gelatin/gom arab, alginat/ polylysine, gelatin/karboksilmetilselulosa, albumin/gom arab, dll.

2. Simple Coacervation

Terbentuk dari polimer yang larut dalam larutan protein gelatin melalui interaksi hidrofobik. Aplikasi penggunaan pada sel bakteri seperti yogurt. Contoh pembawa seperti, polimer yang tidak mengandung pelarut atau lebih mudah larut dalam air (misalnya, gelatin atau etilselulosa).

3. Phase Inversion Precipitation

Proses de-mixing dimana larutan polimer yang awalnya homogen diubah dari keadaan cair menjadi keadaan padat terkontrol. Aplikasi penggunaan pada nanoemulsi dari produk herbal. Contoh pembawa seperti, polimer (polysulfone), non-pelarut, dan pelarut.

4. Centrifugal Extrusion

Proses koekstrusi cairan menggunakan nozzles yang terdiri dari lubang konsentris yang terletak di lingkar luar silinder yang berputar. Aplikasi penggunaan pada bahan makanan dan mikroenkapsulasi bakteri probiotik. Contoh pembawa seperti, gelatin, sodium alginat, karagenan, pati, dan turunan selulosa.

5. Interfacial Polymerization

Polimerisasi kondensasi terjadi pada antarmuka antara larutan cair yang mengandung satu monomer dan larutan organik yang mengandung monomer kedua. Aplikasi penggunaan pada enkapsulasi minyak essensial untuk kesehatan dan industri kosmetika. Contoh pembawa seperti, membran poliamida komposit film tipis.

6. Spray Drying

Berdasarkan atomisasi campuran zat aktif dan lipid yang dicairkan. Bahan tersebut disimpan dalam ruang dingin di mana droplet yang kontak dengan udara dingin memadat untuk membentuk mikropartikel lipid padat yang menahan dan melindungi zat aktif. Aplikasi pengguanaan pada senyawa aktif seperti asam askorbat. Contoh pembawa seperti, pati termodifikasi, maltodekstrin, gom arab [3].

POTENSI TEKNOLOGI MIKROENKAPSULASI

Pada pembahasan sebelumnya telah diketahui bahwa teknik mikroenkapsulasi dapat melindungi senyawa aktif dari berbagai kondisi (oksidasi, cahaya, suhu, dll) dan juga membantu mengatasi keterbatasan sifat fisikokimia senyawa. Hal ini tentunya membuka potensi penelitian menggunakan teknik mikroenkapsulasi dalam bidang sistem penghantaran obat secara lebih luas. Salah satu potensinya dapat terlihat dalam pemanfaatan teknik mikroenkapsulasi pada bahan ekstrak herbal.

Pada bahan ekstrak herbal banyak faktor yang mempengaruhi sifat fisikokimia dari senyawa yang digunakan dan umumnya ekstrak herbal bersifat kurang stabil dan memiliki kelarutan yang rendah sehingga menjadi tantangan bagi para peneliti dalam mendesain sediaan. Enkapsulasi merupakan metode yang tepat untuk melindungi bahan ekstrak herbal yang sensitif dan tidak stabil. Keuntungan utama penggunaan teknik mikroenkapsulasi pada tanaman meliputi formulasi herbal yang baru, menurunkan efek toksisitas, kelarutan yang lebih baik, peningkatan bioavailabilitas, perlindungan dari degradasi, kontrol pelepasan obat, peningkatan stabilitas, dan efisiensi terapi yang lebih baik. Berdasarkan potensi tersebut maka hal ini dapat menjadi peluang di Indonesia untuk melakukan penelitian menggunakan teknik mikroenkapsulasi pada ekstrak bahan alam [3].

PERKEMBANGAN MIKROENKAPSULASI DI INDONESIA

Saat ini di Indonesia masih belum terdapat produk obat berbasis mikroenkapsulasi yang secara resmi dipasarkan baik senyawa bersifat sintetis atau pun bahan alam. Namun, berbagai penelitian telah dilakukan dalam mengembangkan teknologi mikroenkapsulasi di Indonesia. Berikut merupakan aplikasi dari teknologi mikroenkapsulasi di Indonesia:

Tabel 1. Aplikasi Teknologi Mikroenkapsulasi di Indonesia

Ekstrak	Metode Pembuatan	Tujuan Aplikasi	Ref
Ekstrak biji jinten hitam (Nigella sativa Linn.)	Spray drying method	Memperoleh ekstrak kering untuk diformulasi menjadi berbagai sediaan farmasi.	[4]
Ekstrak daun kenikir (Cosmos caudatus K.) – Senyawa Fenolik	Spray drying method	Melindungi senyawa fenolik dan mempelajari rasio bahan inti dan bahan penyalut dan suhu inlet spray dryer terhadap karakteristik mikrokapsul.	[5]
Ekstrak rimpang temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.)	Coaservation method dan spray drying method	Menutupi rasa pahit, bau aromatik yang tajam serta meningkatkan lama penyimpanan.	[6]
Ekstrak kulit melinjo (Gnetum gnemon L.)	Freeze drying method	Mempelajari aktivitas antihiperurisemia ekstrak kulit melinjo yang telah dibuat sediaan mikroenkapsulasi.	[7]
Ekstrak pegagan-kumis kucing-sambiloto	Metode ultrasonikasi tipe cleaning bath	Meningkatkan efektivitas mikropartikel formula ekstrak pegagan-kumis kucing-sambiloto sebagai Angiotensin I Converting Enzyme (ACE) secara in vitro	[8]

TANTANGAN

Teknologi mikroenkapsulasi memang memiliki potensi yang besar dalam pengembangannya sebagai sistem penghantaran obat untuk produk obat herbal namun teknik mikroenkapsulasi ini masih perlu dikaji lebih lanjut khususnya apabila dilakukan pengembangan pada skala produksi dan komersil. Maka perlu dilakukan kolaborasi antara institusi penelitian, industri farmasi, dan regulator sehingga dapat membawa inovasi ini ke pasar dan meningkatkan kebermanfaatannya bagi masyarakat.

KESIMPULAN

Teknologi mikroenkapsulasi bertujuan untuk mengatasi keterbatasan sifat fisikokimia senyawa, perlindungan terhadap senyawa, dan pelepasan terkontrol. Teknologi mikroenkapsulasi memiliki potensi yang luas sebagai sistem penghantaran obat salah satunya dapat dimanfaatkan pada perkembangan formulasi bahan herbal. Perkembangan mikroenkapsulasi di Indonesia pun sudah banyak diteliti terkait potensinya pada ekstrak herbal dan masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dalam pemanfaatannya pada skala yang lebih besar.

 

DAFTAR PUSTAKA

1. Tomaro-Duchesneau, C., Saha, S., Malhotra, M., Kahouli, I., Prakash, S. Microencapsulation for the Therapeutic Delivery of Drugs, Live Mammalian and Bacterial Cells, and Other Biopharmaceutics: Current Status and Future Directions. Journal of Pharmaceutics. 2013. doi: 10.1155/2013/103527.
2. Singh, M.N., Hemant, K.S.Y., Ram, M., Shivakumar, H.G. Microencapsulation: A Promising Technique for Controlled Drug Delivery. Research in Pharmaceutical Sciences. 2010. 5(2):65-77.
3. Mejia-Argueta, E.L., Santillan-Benitez, J.G., Flores-Merino, M.V., Cervantes-Rebolledo, C. Herbal Extracts and Essential Oils Microencapsulation Studies for Different Applications. Journal of Herbmed Pharmacology. 2021. 10(3):289-295.
4. Sugindro, Mardliyati, E., Djajadisastra, J. Pembuatan dan Mikroenkapsulasi Ekstrak Etanol Biji Jinten Hitam Pahit (Nigella Sativa). Majalah Ilmu Kefarmasian. 2008. 5(2):57-66.
5. Siregar, T.M., Kristanti, C. Mikroenkapsulasi Senyawa Fenolik Ekstrak Daun Kenikir (Cosmos caudatus). Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. 2019. 8(1):31-37.
6. Nugraheni, A., Yunarto, N., Sulistyaningrum, N. Optimasi Formula Mikroenkapsulasi Ekstrak Rimpang Temulawak (Curcuma xanthorrhiza ) dengan Penyalut Berbasis Air. Jurnal Kefarmasian Indonesia. 2015. 5(2):98-106.
7. Adhityasmara, D., Advistasari, Y.D., Nugraheni, B. Aktivitas Antihiperurisemia Mikroenkapsulasi Ekstrak Kulit Melinjo (Gnetum gnemon) secara In Vitro. Parapemikir: Jurnal Ilmiah Farmasi. 2020. 9(1):1-6.
8. Ismarani, Pradono, D.I., Darusman, L.K. Mikroenkapsulasi Ekstrak Formula Pegagan-Kumis Kucing-Sambiloto sebagai Inhibitor Angiotensi 1 Converting Enzyme secara In Vitro. CEFARS: Jurnal Agribisnis dan Pengembangan Wilayah. 2011. 3(1):11-24.