1

ASPEK TEORI PELINTASAN MEMBRAN

I M. A. GELGEL WIRASUTA

Pendahuluan

Membran

Biologis Sintesis

Membran dapat berupa fase padat, setengah padat / cair, dengan ukuran

tertentu, tidak tercampur denganlingkungan sekitarnya dan umumnya

dipisahkan oleh fase cair

Biofarmasetik

Sebagai model dalam mempelajari:1. pendekatan membran biologik pada studi

penyerapan2. kompleks atau interaksi antara zat aktif dan

bahan tambahan,3. proses pelepasan dan pelarutan

Membran Sintetik

1. Membran polimer berpori (membranheterogen)

2. Membran polimer tak berpori(membran homogen)

3. Membran lipida tak berpori

1. Membran Polimer berpori

Disebut juga:Membran dialisisMembran semipermeabel

Hanya molekul dengan ukuran samadengan / lebih kecil dengan pori membrandapat melintas dan tanpa melarut dengansenyawa penyusun membranLaju transpor tergantung pada:

Ukuran poriSifat molekulKomposisi dan kekentalan larutan di kedua sisimembran

1. Membran Polimer berpori

Dalam uji pelepasan zat aktif darisediaan semi solid → membran inidapat berperan sebagai sawarpemisah sediaan dengan cairansekitarnya

Dlm uji diperlukan untuk mengatasikesulitan yang disebabkan olehperubahan yang cepat dari luaspermukaan sediaan yang kontak denganlarutan uji

1. Membran Polimer berpori

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam studifenomena perlintasan guna menghindarikesalahan dalam pengambilan kesimpulan:

Penyerapan di membran atau pembentukankompleksSifat pembagian membranPeruraian dan kerusakan zat aktif di dalam porimembranKonsentrasi di sekitar reseptor „keadaan hilang“

Contoh membran polimerberpori lihat buku hal 215 danUji pelepasan invitro hal 216

2

2. Membran polimer tak berpori

Transpor terjadi karena kelarutan dandifusi molekul pada permukaan membrandan adanya peresapanKelebihan membran ini adalah

Impermeabel terhadap ion-ion tertentu darilarutan dapar yang digunakan dalam uji(membran SILASTIC ® )Impermeabel terhadap molekul-molekul kecil(air dan molekul ion) tetapi meloloskan molekulnon-ionik dan ionik ber-BM tinggi (membranNILON)

3. Membran Lipid Tak BerporiTerdiri dari suport mekanik inert berfungsisebagai penyangga integritas membrandan kandungan fase lipida danposfolipidanyaDigunakan untuk meniru sifat membranbiologis sehingga memungkinkanterjadinya transpor pasif melintasimembran karena keterlarutan bahan obatdalam bahan penyusun dinding sel

Contoh membran ini lihatbuku hal 219

ASPEK TEORI TRANSPOR TRANSMEMBRAN

Bahasan dibatasi hanya pada aspek umumproses transpor transmembran-biologisdan faktor yang berpengaruh terhadap lajutranspor-transmembran tersebut

Penerapan hukum FICK pada membranFaktor yang berpengaruh dalam difusipasif

Faktor di luar membranFaktor di dalam membranFaktor di luar dan di dalam membran

Penerapan Hkm FICK padamembran

Tahapan transpor transmembran-sintetik:Proses difusi zat aktif menuju permukaan yangkontak dengan membranProses pengangkutan

Penstabilan gradien konsentrasi molekul yangmelintasi membran → sehingga difusiberlangsung secara homogen dan tetapDifusi konstan → perbedaan konsentrasi tidakberubah sebagai fungsi waktu (hipotesa: interaksi zat aktif-pelarut dan pelarut-pelaruttidak berpengaruh pada aliran zat aktif)

Difusi Hkm FICK I : ( )h

CrCdADdtdQJ −

=='

Pada membran berpori: D‘ = fungsi koefisiendifusi linarut dalam air, kerumitan

„turtuositas“, dan luas permukaan pori.Pada sebagian besar membran biologis,

biofarmasetis, D‘ tergantung padakonsentrasi zat aktif.

HKM FICK I

J = fluks atau jumlah Q linarut yang melintasi membran setiap satuan waktu tA = luas permukaan efektif membranCd & Cr = konsentrasi pada permukaan, berturutan dalam kompartemen awal „Cd“dan dalam reseptor (konsentrasi rendah „r“)h = tebal membranD‘ = tetapan dialisa atau koefisien permeabilitas

( )h

CrCdADdtdQJ −== '

Bila Cd & Cr berubah menurut fungsi waktudan volume larutan (V) disetiap sisi membran

K = kefiesien partisi membran air Dengan merajah data percobaan koefisien (-D‘AK/2,3Vh) dapat dihitung, → tetapan ini secara keseluruhanmenggambarkan sifat membran dan zat aktif

( ) tetapanthV

AKDCrCdLog +−

=−..,

'32

Hkm FICK hanya berlaku pada larutanyang sangat encer dan tanpa adanyainteraksi zat aktif - pelarut

3

Faktor-faktor yang mempengaruhiDifusi Pasif

Bahasan dibatasi pada senyawa yang tidak terionkan, tanpapembicaraan gradien elektrokimia, osmotik dan termik yangberpengaruh pada proses trasnpor

Faktor di luar membran:Konsentrasi:

∆ C merupakan daya dorong dlm difusi pasifBila ∆ C = 0 → dC/dt = 0, maka selama percobaankonsentrasi dalam reseptor mendekati nol.Keadaan pengenceran tak terbatas menyebabkan prosesperubahan mengikuti orde ke nol, hal ini tercapai apabilatelah tercapai keadaan setimbang

Kekentalan:Peningkatan konsentrasi akan meningkatkan kekentalanpelarut →menghambat difusi

Suhu

Kenaikan suhu menyebabkan kenaikan koefisien difusi

RTEa

eDoD −= .

Faktor-faktor yang mempengaruhiDifusi Pasif

Faktor di dalam membran (berhubunganlangsung dengan karakteristik membran)

Porositas: kemudahan transpor ditentukanoleh:

Ukuran pori membran dan molekul yang melintasKomposisi dan kekentalan pelarut

Kerumitan „turtuositas“: menyatakan ketidakteraturan dari ukuran pori, panjang dan bentukkanal pori yang menyebabkan panjang poritidak sesuai dengan tebal membran

Faktor-faktor yang mempengaruhiDifusi Pasif

Faktor di luar dan di dalam membran:Kesalingtergantungan antara membran danlarutan di luar membran terutama padakelarutan relatif zat aktif dan waktu laten

Koefisien antara membran dan fase luar– K= Cm/Ca → sering dinyatakan dalam koefisien

permeabilitas– Cm & Ca: konsentrasi zat aktif dalam membran dan air

Waktu laten– Adalah waktu (periode waktu) yang diperlukan zat aktif

yang pertamakali mencapai reseptor (menembusmembran).

– Mencerminkan penahanan zat aktif dalam membran–