sistem padat (s1 umm) baru-1.ppt
Post on 15-Jan-2016
445 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
WAWASANAN DAN KONSEPFARMASI FISIKA
Achmad Radjaram
Bagian FarmasetikaFakultas Farmasi Universitas Airlangga
PERKEMBANGAN DAN APLIKASIFARMASI FISIKA
ASPEK : KIMIA FISIKA BIOLOGI
FARMASI FISIKA
FARMASI FISIKA
TEKNOLOGIFARMASI
• PADAT• LIKUIDA• SEMISOLID
SISTEMPENGHANTARANOBAT
TEKNOLOGIPENGHANTARAN OBAT
EFEKTIVITAS
• BIOFARMASETIK• FARMAKOKINETIK• FARMAKOTERAPI
SEDIAAN FARMASI
MEMAHAMI KONSEP FORMULASI DAN PENGHANTARAN OBAT
3
TEKNOLOGI DAN PENGHANTARAN OBAT
BAHAN OBAT SEDIAAN PENGHANTARAN TARGET TERAPI
FARMASI FISIKA
Ilmu yang mempelajari aspek kimia fisika dan biologi sebagai dasar pengembangan penghantaran obat.
Peran farmasi fisika adalah untuk mendisain sediaan farmasi.
ASPEK : Fisika kimia dan biologi
Bahan obat : Molekul Partikel Sistem kristal
Sediaan obat: - padat, cair, semi solid
- sistem dispersi : molekul, koloid, emulsi, suspensi
Sistem penghantaran obat Efek terapi
SISTEM ?OBAT
SEDIAAN CAIR
BENTUK SEDIAAN OBAT
SEDIAAN PADAT
LAJU DISOLUSI OBAT
PROSES PELEPASAN OBAT
SEDIAAN STERIL
SEDIAAN TOPIKAL
10
SISTEM TARGET
12
13
MANUFAKTUR INDUSTRI
14
FENOMENA PELANGI
15
FARMASI FISIKA_____________________________________________
POKOK BAHASAN :
1. SISTEM ZAT PADAT
2. FENOMENA KELARUTAN DAN DISTRIBUSI
3. DISOLUSI
4. MIKROMERITIKA
5. FENOMENA ANTAR MUKA
6. REOLOGI
7. SISTEM SUSPENSI
8. SISTEM EMULSI
9. KINETIKA DAN STABILITAS
10. SISTEM DUA KOMPONEN
16
FARMASI FISIKA
SISTEM ZAT PADATKARAKTERISTIK BAHAN DAN ASPEK KRISTALOGRAFI
Achmad Radjaram
Bagian FarmasetikaFakultas Farmasi Universitas Airlangga
17
SISTEM ZAT PADATASPEK KRISTALOGRAFI
TUJUAN :Memberi Jawaban terhadap pemilihan bahan baku obat
----------------------------------------------------------------------
• Mengapa pengetahuan tentang sistem zat padat penting untuk pemilihan bahan baku obat ?
• Bagaimana pengaruh sifat bahan obat terhadap mutu sediaan obat ?
• Bagaimana memilih bahan obat yang dapat dimanufaktur secara efisien?
• Apa yang dimaksud dengan struktur kristal – Modifikasi kristal dan polikristalin ?
PUSTAKAMartin A N. et al, 1993, Physical Pharmacy 4th Ed Lea & Febiger, Philadelphia.Byrin S R et al, 2000, Solid State Chemistry of Drug, 2nd Ed SSCC Inc West Lebosette IndianaCraig DQM, 2005, Polymorphism in the Pharmaceutical Industry, Hilfiker R, Wiley-VCH GmbH 8 Co KGA WhemheimMullin J.W. 2001 Crystallization, 4th Ed British Lebrary Cat Pub Data. Oxford
ZAT PADATFARMASI
kim
ia
JejaringMolekul
Amorf
KristalinZatKinerja
Bentuk Sediaan
Teknologi
Efektifitas
Mut
u
ProblemManufaktu
r
Analisis
KRISTALSistem
Definisi
KonstitusiBAF
Kisi Kristal
Sistem Kristal
Kisi Bravais
Struktur
KristalografiBidangIndeks Miller (hkl)
Arah kristal[uvw]
Isotropi
AnisotropiPseudopolimorfi
Hidrat
SolvatPolimorf
EnantitropMonotrop
Modifi
kasi
Habit Kristal
Kri
stalis
asi
BentukEksternal
PolikristalinCacat
Kristal nyata
MIND MAPS : PETA KONSEP BAF
19
ASPEK KRISTALOGRAFI ZAT PADAT________________________________________1. SUSUNAN ATOM ATAU MOLEKUL DALAM ZAT PADAT 1.1. KRISTALIN 2.1. AMORF 3.1. SEMIKRISTALIN
2. STRUKTUR KRISTALIN 2.1. SISTEM KRISTALIN 2.2. PARAMETER KISI 2.3. INDEKS MILLER (h.k.l.) 2.4. ARAH KRISTAL 2.5. HABIT KRISTAL 2.6. POLIMORFI 2.7. CACAT KRISTAL
3. PEMANFAATAN SIFAT KRISTALSTANDAR FARMAKOPE – BAHAN BAKU OBAT.
20
ASPEK KRISTALOGRAFI ZAT PADAT
BAHAN OBAT DAPAT BERUPA AGREGAT PADAT ATAU CAIR,
TERGANTUNG DARI GAYA INTERAKSI PASANGAN ATOM, ION
ATAU MOLEKUL YANG MEMBENTUK STRUKTUR BAHAN TERSEBUT
MATERI – ENERGI PADAT, CAIR DAN GAS
1. SUSUNAN ATOM ATAU MOLEKUL DALAM ZAT PADAT
1.1. KRISTALIN ZAT PADAT YANG SUSUNAN ATOM ATAU MOLEKULNYA TERTATASECARA TERATUR DENGAN POLA BERULANG DALAM RUANG TIGA DIMENSI
SIFAT :• KETERATURAN TINGGI – STRUKTUR KRISTALIN• GETARAN ENERGI TERMIS ATOM MINIMUM• JARAK ANTAR ATOM ATAU MOLEKUL () RAPAT• TITIK LEBUR TAJAM
21
KRISTAL
22
ENERGI INTERAKSI MOLEKUL
r
E
0
+
rO FoE : MINIMUM (FAMAKSIMUM)Eo : ENERGI IKATANFo : FA FR
r: JARAK ANTAR MOLEKUL
-
E.
PO
TEN
SIA
L
23
1.2. AMORF
___________________________________________ZAT PADAT YANG SUSUNAN ATOM ATAU MOLEKULNYA TIDAK TERATUR
SIFAT :• JARAK ANTAR ATOM ATAU MOLEKULNYA RELATIF BESAR ( r)• SISTEM TIDAK TERATUR• TITIK LEBUR TIDAK JELAS
r
r : RELATIF BESAR
24
1.3. SEMI KRISTALIN
SEBAGIAN BERBENTUK KRISTALIN DAN SEBAGIAN AMORF
• UMUMNYA TERDAPAT PADA BAHAN POLIMER DENGAN IKATAN HIDROGEN DAN van der Waals ANTAR MOLEKUL YANG DIPENGA-RUHI OLEH PARAMETER PANJANG RANTAI (BM), STRUKTUR CABANG, JUMLAH DAN JARAK ANTAR CABANG.
CONTOH : AVICEL : SELULOSE MIKROKRISTALIN
BAG. KRISTALIN : DAYA SERAP KECIL DAN GETAS
BAG. AMORF : DAYA SERAP TINGGI MENGEMBANG TITIK LEBUR TIDAK JELAS
25
BAHAN BAKU LAKTOSA
26
STRUKTUR ZAT PADAT________________________________________
27
STRUKTUR BAHAN PADAT
SENYAWA KIMIA
STRUKTUR
INTERNAL
STRUKTUR EKSTERNA
L
HABIT KRISTAL
AMORF
KRISTAL
IDEAL
REAL MODIFIKASI
• KRISTAL TUNGGAL• KISI TUNGGAL• SISTEM KRISTAL
• POLIKRISTAL• CACAT KRISTAL - TITIK - GARIS - BIDANG - PENGOTORAN
• POLIMORF - MONOTROPI - ENANTIOTROPI• PSEUDO POLIMORF - SOLVAT - HIDRAT
• INDEKS MILLER - BIDANG KRISTAL (h k l)• ARAH KRISTAL (u, v, w) - ISOTROPI - ANISOTROPI
28
BIDANG KRISTAL SENYAWA ASETOSAL
29
UNIT SEL - KRISTAL
________________________________________
KRISTALIN
Atom menempati posisi tetap
Setiap kisi dibatasi oleh atom-atom
KRISTAL SIMETRI
Translasi periodik ke arah 3 ruang
a a
a = ao : periode/jarak identitas
Kisi Satu Dimensional
b
b
Kisi Dua Dimensional
Kisi Tiga Dimensional
/Kisi Ruang/Sel Elementer
a ab
c
a ≠ b ≠ c : anisotrop
a = b = c : isotrop
31
2. STRUKTUR KRISTAL2.1. SISTEM KRISTAL PANJANG SUMBU : a, b, c SUDUT KRISTAL : , ,
ZC
b
a
y
x
• STRUKTUR KRISTAL : TERTENTU DAN TERATUR• SEL SATUAN : BAGIAN TERKECIL DARI KRISTAL• KISI RUANG : DIGAMBARKAN SEBAGAI POLA TITIK-TITIK DARI SUSUNAN ATOM ATAU MOLEKUL DALAM KRISTAL
32
2.2. PARAMETER KISI (TETAPAN KISI)
SUMBU KRISTALOGRAFI : PANJANG SISI (a, b, c) SUDUT KRISTAL (, , )
BERDASARKAN BANGUN KISI KRISTALNYA DAPAT DISUSUN 7 SISTEM KRISTAL DAN 14 KISI BRAVAIS
33
KRISTAL BRAVIS_______________________________________
34
BIDANG KRISTAL
2.3. INDEKS MILLER (h. k. l)
__________________________________________
INDEKS MILLER ADALAH KEBALIKAN DARI FRAKSI POTONGAN BIDANG DENGAN SUMBU KRISTALOGRAFI.
INDEKS MILLER
36
PENENTUAN INDEKS MILLER (hkl)_______________________________________
37
38
ENERGI BIDANG KRISTAL_________________________________________
39
2.4. ARAH KRISTAL
__________________________________________
u.v.w. : SUMBU UTAMA DARI x,y DAN z UNTUK ARAH YANG SEJAJAR MEMPUNYAI
INDEKS YANG SAMA
INDEKS : BERDASARKAN DIMENSI SEL SATUAN
ARAH KRISTAL : MENYATAKAN GARIS DARI TITIK ASAL O, 0, 0 MELALUI PUSAT SEL SATUAN DAN KELUAR MELALUI SUDUT UJUNG TANPA MENGHIRAUKAN SISTEM KRISTAL
ISOTROPI : SIFAT KRISTAL YANG SIFAT FISIKNYA TIDAK TERGANTUNG PADA ARAH KRISTAL
CONTOH : KRISTAL KUBUS DAN AMORF
ANISOTROPI : SIFAT FISIKNYA TERGANTUNG PADA ARAH KRISTAL
40
ARAH KRISTAL [uvw]_________________________________________
41
SIFAT ISOTROPI DAN ANISOTROPI
____________________________________________________
ISOTROPI ANISOTROPI BESARAN SKALAR BESARAN VEKTORAL_____________________________________________________________
MASSA (BOBOT) KEKERASAN DENSITAS (BJ) DEFORMASI
HANTARAN
MATERI :
CAIRAN KRISTALIN AMORF KRISTAL KUBUS____________________________________________________________
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI:
1. KONDISI SUPERSATURASI
2. KECEPATAN PENDINGINAN & TINGKAT PENGADUKAN
Naftalen dalam etanol/metanol (cepat pipih; lambat kompak)
3. SIFAT BAHAN PELARUT (KEPOLARAN)
4. CO-SOLUTE, CO-SOLVENT, ION ASING
NaCl H2OH
2O + urea
DEFINISI :
PERBEDAAN PENAMPAKAN BENTUK EKSTERNAL (LUAR) KRISTAL, TETAPI STRUKTUR INTERNALNYA (SEL SATUAN) SAMA.
• LAJU PERTUMBUHAN KRISTAL YANG BERBEDA
43
PERTUMBUHAN KRISTAL
_____________________________________
TABULAR
BILAH
PRIS
MATI
K
PIPIH
Anhedra
l/allo
triom
orfik
Euhedral/idiomorfik
45
2.5 POLIMORF_________________________________________________DEFINISI :SUATU SENYAWA ORGANIK YANG DAPAT BERADA DALAM BERBAGAI BENTUK KRISTAL DAN ENERGI YANG BERLAINAN.
ALLOTROPI :KEMAMPUAN SUATU UNSUR MEMBENTUK DUA ATAU LEBIH SUSUNAN KISI KRISTAL YANG BERBEDA (FOSFOR, BELERANG, KARBON)
PENAMAAN :MODIFIKASI : I, II, ……. I = = A = BENTUK STABIL
, B, …… II = = B = BENTUK METASTABIL
A, B, ……..
PERBEDAAN :PARAMETER KISI KRISTAL
•ENERGI INTERNAL : TITIK LEBUR, KELARUTAN•SIFAT FISIKA KIMIA, KEKERASAN, B.J. DEFORMASI
46
MODIFIKASI POLIMORF :
__________________________________________
• MONOTROPI
PERUBAHAN TERJADI SECARA IRREVERSIBEL YANG BERLANGSUNG SATU ARAH DARI BENTUK METASTABIL KE BENTUK STABIL
MOD. II MOD. I
• ANANTIOTROP
PERUBAHAN TERJADI SECARA REVERSIBEL () PADA SUHU DAN TEKANAN TERTENTU
MOD. I MOD. II
47
ENANTIOTROP
I ⇋ II
MONOTROP
II I
48
CONTOH FENOMENA POLIMORFISME
49
POLIMORF SPIRONOLAKTON
_________________________________________
50
PROFIL DISOLUSI :
TRANSPORMASI B A
WAKTU
B
A
GAMB. : PROFIL DISOLUSI POLIMORFA : BENTUK STABILB : BENTUK METASTABIL
KA
DA
R T
ER
LAR
UT
51
MASALAH POLIMORFISME :• STABILITAS FISIK TRANSPORMASI DARI BENTUK METASTABIL KE BENTUK STABIL (STABILITAS TERMODINAMIK) - PROSES MANUFAKTUR : PENGGILINGAN, PENGERINGAN, GRANULASI, KOMPRESI, DISPERSI - PENYIMPANAN
ANALITIK POLIMORFI ATAU PSEUDO POLIMORFI
MANFAAT• BIOAVAIBILITAS : KELARUTAN, DISOLUSI
ANALISIS :•KRISTALOGRAFI : DIFRAKSI SINAR-X•KALORIMETRI : DSC, DTA, DTG•KRISTALOGRAFI OPTIK : MIKROSKOP POLARISASI•SPEKTROSKOPI : IR
52
PSEUDO POLIMORF (POLIMORF SEMU)
___________________________________________________
SUATU SENYAWA HIDRAT ATAU SOLVAT YANG MEMBENTUK STRUKTUR KRISTAL SELAMA PROSES REKRISTALISASI
INTERAKSI : MOLEKUL OBAT – SOLVEN
SOLVEN : HIDRAT ATAU SOLVAT (ETANOL, ASETON, CHCL3, DLL.)
CONTOH :• KAFEIN HIDRAT TEOFILIN HIDRAT
• BIS (SALISILALDEHID) – ETILENDIAMIN COBALT – CHCL3
53
KAFFEIN HIDRAT_________________________________________
54
NICLOSAMID SOLVAT
MONOHIDRAT
SOLVAT THF
SOLVAT TEG
55
2.7. KRISTAL REAL (POLI KRISTALIN)
___________________________________________________
KRISTAL REAL ATAU KRISTAL NYATA MERUPAKAN POLIKRISTALIN YANG TIDAK SEMPURNA KARENA ADANYA DEFEK ATAU CACAT KRISTAL.
∙ CACAT TITIK : KEKOSONGAN DAN INTERSTISI∙ CACAT GARIS : DISLOKASI∙ CACAT BIDANG : RUANG TIGA DIMENSI∙ PENGOTORAN : RUANG SUBTITUSI DAN INTERSTISI
KRISTAL IDEAL :
KRISTAL IDEAL ADALAH KRISTAL TANPA CACAT, KRISTAL TUNGGAL YANG SEMPURNA PENEMPATAN KISI-KISI KRISTALNYA
∙ SUKAR DIDAPAT
∙ KRISTAL UMUMNYA SELALU MEMPUNYAI CACAT DENGAN SIFAT-SIFAT HANTARAN DANKELARUTAN SANGAT DIPENGARUHI ADANYA CACAT.
CACAT KRISTAL1.CACAT FRENKELEkstra atom/sisipan atom2. CACAT SCHOTTKYKehilangan atom/kosong
Akibat mekanisme nukleasi dan pertumbuhan kristal
Dislokasi = konsentrasi titik cacat terorganisasi deformasi plastis padatan
Dislocation=1. Edge D2. Screw D
57
CACAT BIDANG
58
PEMANFAATAN SIFAT KRISTAL
● PEMILIHAN BAHAN BAKU OBAT - KRISTALIN, AMORF, POLIMORF, HIDRAT DAN SOLVAT
› BIOAVAILABILITAS POLIMORF : STABILITAS FISIK YANG LAMA
(KHLORAMFENIKOL PALMITAT : ) ANHIDRAT : KELARUTAN LEBIH BESAR (AMPICILLIN)
SOLVAT : LEBIH CEPAT LARUT (FLUOROKORTISON ASETAT)
AMORF : LAJU DISOLUSI MENINGKAT (NOVOBIOSIN : 10 X)
KRISTAL STABIL : BENTUK AMORF TIDAK STABIL (IN AKTIF : PENICILIN G)
› TABLETASI. - DAYA ALIR : BENTUK KRISTAL HABIT ASETOSAL - KOMPRESIBILITAS : KUBUS, AMORF (ISOTROPI)
EKSIPIEN : DIREK KOMPRESI
› STABILITAS : KONDISI UNIT PROSES DAN PENYIMPANAN
BAHAN BAKU FARMASIBAHAN BAKU FARMASI
BENTUK : GANGGUAN KISI KRISTAL (CACAT)BENTUK : GANGGUAN KISI KRISTAL (CACAT)
PROSES : - KRISTALISASIPROSES : - KRISTALISASI - PENGGILINGAN- PENGGILINGAN - SPRAY-DRYING- SPRAY-DRYING - PRESIPITASI- PRESIPITASI
HASIL : PERUBAHAN SIFAT BAHANHASIL : PERUBAHAN SIFAT BAHAN - SIFAT KOMPAKSI- SIFAT KOMPAKSI - SIFAT ALIRAN- SIFAT ALIRAN - UKURAN-BENTUK-PERMUKAAN- UKURAN-BENTUK-PERMUKAAN - DISOLUSI / KELARUTAN- DISOLUSI / KELARUTAN
KRISTAL REAL KRISTAL REAL VARIASI KUALITAS BAHAN BAKU VARIASI KUALITAS BAHAN BAKU (BATCH)(BATCH)
59
60
MODIFIKASI KRISTAL AMPISILIN
Mikroskop PolarisasiMikroskop Polarisasi
top related