Difusi dan disolusi

Arif budimanPERTUKARAN GAS DI ALVEOLI

Termasuk difusi pasif

Subtansi bergerak karena adanya gradien konsentrasi menuju konsentrasi yang lebih rendah.

O2 berpindah dari alveoli (konsentrasi O2 tinggi) ke dalam darah (konsentrasi O2 rendah, peristiwa ini terjadi terus menerus untuk memenuhi kebutuhan oksigen dalam tubuh) Sebaliknya dengan CO2....the PROCESS of DIFFUSION

Molecule migration from region of high to low concentration

Brownian movement of solute molecule

Achieve equilibrium stateDIFUSI PASIF

Garis putus-putus adalah membran yang permiabel terhadap ion atau molekul yang digambarkan sebagai RED DOTS.

Awalnya semua titik-titik berada dalam membran, setelah beberapa waktu terjadi proses difusi dengan keluarnya red dots dari membran dengan adanya perbedaan konsentrasi.

Ketika konsentrasi didalam dan diluar membran sama, proses difusi pasif akan berhenti. Kadang-kadang titik-titik merah masihtetap berdifusi keluar atau masuk membran, tapi selisih yang keluar atau masuk adalah 0.RATE of DIFFUSION

Gas > liquid > solid

Jarak antar molekul dalam cairan lebih pendekdibandingkan dalam gas.

Tubrukan lebih sering terjadi

Perpindahan menjadi berkurang.

Dengan demikian difusi akan melambat

DIFUSI Proses transfer massa molekul zat yang berkaitan

dengan perbedaan konsentrasi.

(a) Membran homogen tanpa pori

(b) Membran dari bahan padat denganpori-pori lurus

(c) Membran selulose.

6Hukum Fick-1

Sejumlah M benda yang mengalir melalui satuanpenampang melintang (S) dalam waktu (t) dikenal sebagai aliran (J)

J dMS dt

Aliran juga berbanding lurus denganperbedaan konsentrasi (dC/dx)

dCJ DdxHukum Fick-2

Perubahan konsentrasi terhadap waktu dalam daerah tertentu adalah sebanding dengan perubahan dalam perbedaan konsentrasi pada titik itu dalam sistem tersebut.

STEADY STATE DIFFUSION

Suatu bentuk sediaan dengan aktivitas konstan mungkintidak menunjukkan proses keadaan masa tunak dari waktu pelepasan awal.

Karena tahap awal itu merupakan keadaannonsteady-state.

Selanjutnya, laju difusi konstan, kurva menjadi benar-benar garis lurus dan sistem berada pada keadaan masa tunak (steady-state)

Molekul akan bergerak dari kompartemen donorke kompartemen reseptorDalam sistem ini, larutan dalam kompartemen reseptor dipindahkan dan diganti secara terus menerus dengan mengganti pelarut agar konsentrasi selalu rendah Sink ConditionKondisi Kuasi Stasioner

Berdasarkan diagram kuasi stasioner,

J = D C1-C2 h

C1 C2K = =Cd Cr

Pada sink condition , Cr ~ 0

dM

dt

DSK (Cd-Cr) =h

dM =dt

PSCdP = ? (cm/detik) Dibuat kurva antara Cd dan t untuk mendapatkan P

2 eD 0z 2

dM

C C J

D 1 2 S dt

h

K C1 Cd

C2 Cr

K : Koefisienpartisi

dM dt

DSK Cd Cr h

1kondisi sink : Cr 0

dM dt

DSKCd h

PSCdM PSCd t

P DKh

cm/sek

P : Koefisienpermeabilitas

3Difusi Multilapis:

Gbr. Passage of a drug on the skins surface through a lipid layer, h1 and a hydrous layer, h2 and into the deeper layers of the dermis. The curve of concentration against distance changes sharply at the two boundaries because the two partition coefficients have values other than unity.

14

Pi

Di Ki

/ hi

dan

Ri 1/ Pi

hi

/Di Ki

P : permeabilitas;

R : hambatan

(tahanan)

pada difusi;

LD : koefisien difusi; K

: koefisien distribusi.

P D1 K1 D2 K 2 h1 D2 K 2

h2 D1 K1waktu

lag sampai masa tunak

2

(steady state) :

2

h1 h1

h

2 D 6D K 2D K D 2D K 6D K

h2 h1

h2

t 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2

h1 / D1 K1 h2

/ D2 K 2

Jika

Koefisien partisi

kedua

lapis

sama,

lalu

suku

h/D

yang

satu

lainnya;

Sistem kulit

dua

lapis :

t L h

2 / 611 D15DISOLUSI

Obat mengalami proses disintegrasi, deagregasi, dandisolusi sebelum obat siap diabsorpsi

Secara umum tahapannya adalah:

Disintegrasi dan deagregasi diikuti oleh pelepasanzat aktif

Disolusi zat aktif dalam permukaan air

Absorpsi melalui membran saluran cerna ke sirkulasi sistemikProses Perjalanan Obat ke dalam Tubuh

Tablet atau Kapsul

Disolusi

Disintegrasi

Granul atauAgregat

Obat dalam larutan(invitro atau invivo)

Absorpsi

(invivo)

Obat dalam darah, cairan tubuh, dan jaringan lain

Deagregasi

Partikel-partikel halus

DisolusiDisolusi

Merujuk pada proses dimana suatu fase padat (misalnya tablet atau serbuk) menuju fase larutan.

Disolusi obat adalah proses molekul obat yang dibebaskan dari fase padat dan memasuki fase larutan

Jika tetap dalam fase padat walaupun dalamfase larutan hasilnya suatu suspensi.DISOLUSI adalah suatu ukuran yang menyatakanbanyaknya suatu zat terlarut dalam pelarut tertentu tiapsatuan waktu. Di dalam disolusi diperhatikan terutamakecepatan berubahnya obat dalam bentuk sediaan padatmenjadi bentuk larutan molekular.

Penentuan jumlah zat aktif yang terlarut dalamberbagai waktu akan memberi informasi tentang :Kecepatan disolusi zat aktif dari sediaan padatJumlah maksimal zat aktif yang akan larutKinetika kecepatan disolusiKECEPATAN DISOLUSI

Persamaan Noyes-Whitney

=dM DS

dt h

(Cs-C)

dC DS =

(Cs-C)dt Vh

Pada kondisi sink, C jauh lebih kecil daripada Cs;

dMdt =

DSCs

h

K = D/hSuatu granul obat seberat 0,55 g dan luas permukaannya 0,28 m2 (0,28x104 cm2) dilarutkan dalam 500 ml air pada suhu kamar. Setelah menit pertama, 0,76 g terlarut. Jika kelarutan obat Cs =15 mg/ml. Hitung k !

Kondisi sink:

dM k S Cdt s

760 mg60 sek

k 0,28104 cm2 15 mg/cm3k 3,02104

cm/sek

Kondisi nonsink: Setelah 1 menit obat terlarut = 760 mg/500 ml = 1,5 mg/cm3

dM k S Cdt s

C

760 mg60 sek

k 0,28 104

cm2 15 mg/cm 3

1,5 mg/cm 3 k 3,35 104

cm/sek

Jika tebal lapisan difusi h pada percobaan diatas = 5x10-3 cm. Hitung D

k Dh

D 3,35 104

cm/sek 5 10-3

cm 1,68 106

cm2 / sek.

21Uji Disolusi

Obat-obat berbentuk padat yang dikonsumsi secara oralharus dilakukan uji disolusi Uji disolusi (in vitro) dilakukan untuk mengukur jumlah zat aktifyang terdisolusi dalam media cair yang diketahui volumenya pada suatu waktu tertentu dan alat tertentu Uji disolusi Uji disolusi intrinsik Penetapan zat yang terdisolusi dalam suatu sistem yang luas penampangnya dibuat konstan (untuk zat aktif) Uji disolusi nyata Untuk uji disolusi zat aktif dalam sediaan(Contoh: tablet) Keranjang DayungUji disolusi IntrinsikUji disolusi intrinsik (hakiki) adalah penetapan zat yang terdisolusi dalam suatu sistem yang luas permukaannya dibuat selalu konstan.

UJI DISOLUSI INTRINSIK

Uji disolusi intrinsik (hakiki) adalah penetapan zat yang terdisolusi dalam suatu sistem yang luas permukaannya dibuat selalu konstan.

Media disolusi

zat aktif yang dimampatkan

UJI DISOLUSI NYATA

Adalah metode yang digunakan oleh farmakope untuk menetapkan kecepatan disolusi zat aktif dari sediaannya (tablet atau kapsul). Uji disolusi nyata adalah jumlah zat aktif yang terdisolusi dalam satu waktu tertentu.

Dalam hal ini luas permukaan zat (S) berubah dengan waktu. Tablet yang tidak berdesintegrasi menunjukan pengurangan luas permukaan sejak uji disolusi dimulai.

Tipe 1 Tipe 2

Disolusi Tablet, Kapsul, dan Granul

Gbr. Dissolution apparatus. (a) Hansen paddle equipment for granules and tablets. (b)Research design to ensure a constant surface area of tablet or compacted powder asthe drug dissolves and diffuses out of the dosage form.

26

27

28

29

Gb. 20. Profil disolusi noretindron asetat dalam berbagai media danmetode30

Gb.21. Profil disolusi teofilin dalam kapsul gelatin lunak dalam berbagaimedia. 31Faktor yang mempengaruhi disolusiobat

1. Sifat fisikokimia

Bentuk ion dan anion

Ukuran partikel

Bentuk kristal

Kompleks obat

2. Faktor formulasi

3. Faktor fisiologi manusiaBentik ion dan anion

Garam elektrolit lemah lebih larut air dibandingkan dengan asam atau basa lemah, sehingga disolusi nya lebih cepat

Obat yang basa lemah akan lebih cepat terdisolusi di lambung daibandingkan dengan di usus begitu pula sebaliknya. Ukuran partikelsemakin kecil semakin cepat terdisolusi Bentuk kristal

obat dalam bentuk kristal lebih lambat dibandingkan dengan amorf karena lebih banyak energi yang diperlukan untuk memecahkan kristal Kompleks obat

pembentukan kompleks lebih cepat terdisolusi tetapi kadang tidak efisien pada absorpsi karena ukuran molekul besarKRITERIA SEDIAAN TABLETYANG DIUJI DISOLUSI

Mengandung zat aktif yang digunakan untuk pengobatan penyakit gawat. Mengandung zat aktif yang jarak terapinya relatif kecil(LD50/ED50). Mengandung zat aktif yang sulit atau tidak larut (asamlemah, basa lemah, neutral, dan amfoter) Mengandung zat aktif yang dapat berubah menjadibentuk tidak larut dalam cairan pencernaan. zat aktif dari tablet bersalut perlu diuji disolusinya.FAKTOR-FAKTOR LANGSUNG YANGMEMPENGARUHI UJI DISOLUSI IN-VITRO

Pengadukan (Semakin besar intensitas pengadukan makin cepat laju disolusi) Ukuran partikel (ukuran partikel kecil luas penampang besar laju disolusi meningkat) Polimorfisa ( perbedaan polimorfisa (bentuk kristal) menyebabkanperbedaan kelarutan) Pengaruh Udara atau Gas Yang Terlarut Dalam Media Pemasangan Alat Disolusi Sifat media disolusi pH media disolusi Untuk zat aktif bersifat asam lemah (HA) akan lebih mudah larut/terdisolusi pada suasana basa karena akan berada dalam bentuk terionisasinya Untuk aktif yang bersifat basa lemah akan lebih mudah larut pada suasana asam (dalambentuk terionisasi) Suhu Viskositas Komposisi mediaAbsorpsi(Difusi dalam Sistem Biologis)

Absorpsi obat dalam saluran cerna(Gastrointestinal) Lambung-Usus Absorpsi pada GIT juga terjadi melalui mekanisme difusi pasif (melintasi sel-sel dinding saluran cerna liofilik)

Obat-obatan biasanya berupa asam atau basalemah yang proses absorpsinya sangat dipengaruhi oleh keadaan ionisasi

Bentuk tidak terionisasi merupakan bentuk yang mudah melewati penghalang biologik (liofilik) Contoh: Asam lemah (HA) bisa menjadi 2 bentuk yaitu bentuk tidak terionisasi (HA, dalam suasana asam) dan bentuk terionisasi (A- dalam suasana basa )Absorpsi(Difusi dalam Sistem Biologis)

Absorpsi Perkutan

Disolusi zat aktif dalam pembawanya,

Difusi zat aktif yang telah terlarut dari pembawanya ke permukaan kulit

Penetrasi obat ke dalam lapisan kulit terutama stratum corneum. Lapisan kulit teratas terdiri dari sel-sel kulit mati danlemak merupakan rate limiting step dalam absorpsi perkutan

Difusi proses acak atom, molekul, koloid, dan partikel kasar dan juga anggota populasi hidup berdifusi dan menyebar seiring waktu.

Termasuk: difusi dan penyebaran spora oleh angin, distribusi telur ikan dalam laut, migrasi kura-kura, faktor difusi dalam pembuatan rumah burung, kerumunan serangga atau kelompok ikan.

Gbr. Ventilation of a prairie dogs burrow by action of the wind.

39