1 2 sistem zat padat farmasi fisik

5,244 views

Published on

farmasi fisik materi sistem zat padat

Published in: Education
0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
5,244
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
255
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

1 2 sistem zat padat farmasi fisik

  1. 1. 1 WAWASANAN DAN KONSEP FARMASI FISIKA Achmad Radjaram Departemen Farmasetika Fakultas Farmasi Universitas Airlangga
  2. 2. FARMASI FISIKA KONSEP KIMIA FISIKA FARMASI FISIKA TEKNOLOGI FARMASI • PADAT • LIKUIDA • SEMISOLID PENGHANTARAN OBAT (DDS) • KONVENSIONAL • INKONVENSIONAL EFEKTIVITAS • BIOFARMASI • FARMAKOKINETIK • FARMAKOLOGI • FARMAKOTERAPI
  3. 3. 3 KONSEP BAHAN OBAT  SEDIAAN  PENGHANTARAN  TARGET TERAPI FARMASI FISIKA Farmasi fisika adalah: prinsip-prinsip kimia fisika untuk mengungkapkan atau memahami fenomena proses dalam sistem farmasetika. Peran farmasi fisika adalah untuk menjawab permasalahan formulasi. ASPEK : Studi sistem dan sifat  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
  4. 4. SAINS TEKNOLOGI FARMASI FISIKA PRODUK FARMASI Konsep Farmasi Fisika Menjelaskan dan mengungkapkan terjadinya fenomena fisik dan kimia dari suatu sistem sebagai prediksi, perumusan dan desain sediaan obat Fenomena Fisik dari suatu sistem yang membentuk Sediaan Farmasi  Bagaimana dapat diketahui dan dipahami terjadinya suatu fenomena fisik dari sistem tersebut?  Fenomena adalah suatu obyek yang tampak dari suatu sistem  Apa yang menyebabkan terjadinya fenomena tersebut?  Bagaimana realitasnya?  Konsep dasar untuk pengembangan formulasi4
  5. 5. DDS Konvensional Non Konvensional Sifat Molekul Partikel Kumpulan partikel Teknologi Farmasi Formulasi Manufaktur Bahan baku Alam Sintesis Tumbuhan Hewan Kimia fisika MIND MAPS: Konsep Farmasi Fisika untuk Pengembangan Produk obat QA : Aman-khasiat-Aseptabel MM: Proses validasi-kontinus-kepuasan Material Sains Optimasi Zat Aktif
  6. 6. Model for Absorption
  7. 7. 7 MANUFAKTUR INDUSTRI PROFESI DI INDUSTRI FARMASI
  8. 8. 8 FARMASI FISIKA POKOK BAHASAN : 1. SISTEM ZAT PADAT 2. FENOMENA KELARUTAN DAN DISTRIBUSI 3. DISOLUSI 4. KINETIKA DAN STABILITAS 5. FENOMENA ANTAR MUKA 6. REOLOGI 7. SISTEM DISPERSI  SISTEM SUSPENSI  SISTEM EMULSI 8. MIKROMERITIKA 9. SISTEM DUA KOMPONEN
  9. 9. 9 FENOMENA PENAMPAKAN
  10. 10. OTAK SEBAGAI PROSESOR
  11. 11. 11 FENOMENA PELANGI
  12. 12. 12 FARMASI FISIKA SISTEM ZAT PADAT KARAKTERISTIK BAHAN DAN ASPEK KRISTALOGRAFI Achmad Radjaram Departemen Farmasetika Fakultas Farmasi Universitas Airlangga
  13. 13. 13 SISTEM ZAT PADAT ASPEK 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 ? PUSTAKA Martin 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 Indiana Craig DQM, 2005, Polymorphism in the Pharmaceutical Industry, Hilfiker R, Wiley-VCH GmbH 8 Co KGA Whemheim Mullin J.W. 2001 Crystallization, 4th Ed British Lebrary Cat Pub Data. Oxford
  14. 14. 14 KRISTALIN
  15. 15. BAHAN BAKU MILLING GRANULATING DRYING COMPACTING INDUSTRI BAHAN BAKU STORAGE
  16. 16. 16 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 KRISTAL STANDAR FARMAKOPE – BAHAN BAKU OBAT.
  17. 17. 17 BAHAN PADAT MOLEKUL  SUSUNAN KISI  KRISTAL JENIS : • KRISTALIN • POLIMORF • PEUDO POLIMORF : SENYAWA HIDRAT SOLVAT • AMORF • SEMI KRISTALIN • HABIT KRISTAL SIFAT FISIKA KIMIA • KEMURNIAN • STABILITAS • KELARUTAN DISOLUSI • HIGROSKOPISITAS • TITIK LEBUR
  18. 18. 18 SIFAT FISIKA MEKANIK • UKURAN-BENTUK-DISTRIBUSI PARTIKEL • SIFAT PERMUKAAN • BOBOT JENIS • SIFAT ALIRAN • SIFAT KOMPRESI-DEFORMASI SIFAT ABSORPSI • KOEFISIEN PARTISI TRANSPOR OBAT MELALUI MEMBRAN • pka : ABSORPSI : - UNIONIK - LIPOFIL • LAJU DISOLUSI TAHAP PENENTU PROSES ABSORPSI
  19. 19. 19 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 TERTATA SECARA TERATUR DALAM RUANG TIGA DIMENSI SIFAT : • KETERATURAN TINGGI – STRUKTUR KRISTALIN • GETARAN ENERGI TERMIS ATOM MINIMUM • JARAK ANTAR ATOM ATAU MOLEKUL () RAPAT • TITIK LEBUR TAJAM
  20. 20. 20 ENERGI INTERAKSI MOLEKUL r E 0 + rO Fo E : MINIMUM (FAMAKSIMUM) Eo : ENERGI IKATAN Fo : FA  FR r: JARAK ANTAR MOLEKUL -
  21. 21. 21 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
  22. 22. 22 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 SIFAT : BAG. KRISTALIN : DAYA SERAP KECIL DAN GETAS BAG. AMORF : DAYA SERAP TINGGI MENGEMBANG TITIK LEBUR TIDAK JELAS
  23. 23. 23 BAHAN BAKU LAKTOSA
  24. 24. 24 STRUKTUR ZAT PADAT
  25. 25. 25 UNIT SEL - KRISTAL
  26. 26. 26 STRUKTUR BAHAN PADAT SENYAWA KIMIA STRUKTUR INTERNAL STRUKTUR EKSTERNAL HABIT KRISTALAMORF 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
  27. 27. 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 a b c a ≠ b ≠ c : anisotrop a = b = c : isotrop
  28. 28. 29 2. STRUKTUR KRISTAL 2.1. SISTEM KRISTAL PANJANG SUMBU : a, b, c SUDUT KRISTAL : , ,  Z C  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
  29. 29. 30 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 2.3. INDEKS MILLER (h. k. l) INDEKS MILLER ADALAH KEBALIKAN DARI FRAKSI POTONGAN BIDANG DENGAN SUMBU KRISTALOGRAFI. CONTOH : SUATU BIDANG MEMOTONG SUMBU a, b, c FRAKSI POTONGAN : 1/h, 1/k, 1/l = a/h, b/k, c/l PANJANG SUMBU : 4a, 8a, 3a PANJANG POTONGANB : 2a, 6a, 3a FRAKSI POTONGAN : 2/4 : 6/8 : 3/3 1/2 : 3/4 : 1 h k l : 2. 4/3. 1 (6, 4, 3) FRAKSI POTONGAN INDEKS MILLER  0 - T.2
  30. 30. 31 SISTEM KRISTAL
  31. 31. 32 KRISTAL BRAVIS
  32. 32. 33 BIDANG KRISTAL
  33. 33. 34 BIDANG KRISTAL SENYAWA ASETOSAL
  34. 34. 35 INDEKS MILLER
  35. 35. 36 PENENTUAN INDEKS MILLER (hkl)
  36. 36. 37 ENERGI BIDANG KRISTAL
  37. 37. 38 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
  38. 38. 39 ARAH KRISTAL [uvw]
  39. 39. 40 SIFAT ISOTROPI DAN ANISOTROPI ---------------------------------------------------------------------------- ISOTROPI ANISOTROPI BESARAN SKALAR BESARAN VEKTORAL _____________________________________________________________  MASSA (BOBOT)  KEKERASAN  DENSITAS (BJ)  DEFORMASI  HANTARAN MATERI :  CAIRAN KRISTALIN  AMORF  KRISTAL KUBUS ____________________________________________________________
  40. 40. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI: 1. KONDISI SUPERSATURASI (y/x = k. ∆Gn) y/x = rasio panjang:lebar; k = koef.proporsionalitas; G = tingkat supersaturasi (molekul/1000 ml pelarut) dan n = bilangan (> 1) 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 DEFINISI : PERBEDAAN PENAMPAKAN BENTUK EKSTERNAL (LUAR) KRISTAL, TETAPI STRUKTUR INTERNALNYA (SEL SATUAN) SAMA. • LAJU PERTUMBUHAN KRISTAL YANG BERBEDA
  41. 41. 42 PERTUMBUHAN KRISTAL
  42. 42. 43 REKRISTALISASI KRISTALISASI DENGAN PELARUTAN LEWAT JENUH  NUKLEASI  PERTUMBUHAN PERMUKAAN PARTIKEL ab Diagram Ostwald-Miers 1. Inti Submikroskopik 2. Pertumbuhan Kristal x1x2x3 x6 x5 T4 x4 IIIII C1 C2 C3 C4 I T3 T2 T1 x7 x8
  43. 43. HABIT DAN KRISTAL NYATA Inti-  Permukaan asing Larutan induk ka dan kb kecil a b c ka = kb = kc ka kecil
  44. 44. TABULAR
  45. 45. 46 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. 46. 47 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. 47. 48 ENANTIOTROP I ⇋ II MONOTROP II  I
  48. 48. 49 Log S = -  H / 2,303 R 1/T Log P = -  H / 2,303 R 1/T
  49. 49. 50
  50. 50. 51 BENTUK KRISTAL POLIMORF SPIRONOLAKTON
  51. 51. 52 POLIMORF CARBAMAZEPIN BENTUK I, II, III DAN IV
  52. 52. 53 PROFIL DISOLUSI : TRANSPORMASI B  A WAKTU B A GAMB. : PROFIL DISOLUSI POLIMORF A : BENTUK STABIL B : BENTUK METASTABIL
  53. 53. 54 MASALAH : • 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
  54. 54. 55 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
  55. 55. 56 KAFFEIN HIDRAT
  56. 56. 57 STRUKTUR KRISTAL NICLOSAMID MONOHIDRAT SOLVAT THF SOLVAT TEG
  57. 57. 58 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.
  58. 58. CACAT KRISTAL 1. CACAT FRENKEL Ekstra atom/sisipan atom 2. CACAT SCHOTTKY Kehilangan atom/kosong Akibat mekanisme nukleasi dan pertumbuhan kristal Dislokasi = konsentrasi titik cacat terorganisasi  deformasi plastis padatan Dislocation= 1. Edge D 2. Screw D
  59. 59. 60 CACAT BIDANG
  60. 60. 61 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
  61. 61. 62 MODIFIKASI KRISTAL AMPISILIN
  62. 62. 63 STANDAR FARMAKOPE MONOGRAFI BAHAN BAKU OBAT ∙ DEFINISI : NAMA SENYAWA ∙ STANDAR KEMURNIAN ∙ SIFAT FISIK ∙ UJI VERIFIKASI IDENTITAS ∙ UJI BATAS KONTAMINASI DEKOMPOSISI ∙ PROSEDUR KUANTITATIF RESMI ∙ TETAPAN FISIK ∙ EVALUASI KUANTITAIF KEMURNIAN ∙ INFORMASI TAMBAHAN - KONDISI PENYIMPANAN DAN PENGEMASAN - ETIKET - DOSIS - PERINGATAN FARMAKOPE INDONESIA IV USP XXIII
  63. 63. BAHAN BAKU FARMASI BENTUK : GANGGUAN KISI KRISTAL (CACAT) PROSES : - KRISTALISASI - PENGGILINGAN - SPRAY-DRYING - PRESIPITASI HASIL : PERUBAHAN SIFAT BAHAN - SIFAT KOMPAKSI - SIFAT ALIRAN - UKURAN-BENTUK-PERMUKAAN - DISOLUSI / KELARUTAN KRISTAL REAL  VARIASI KUALITAS BAHAN BAKU (BATCH)64
  64. 64. SIFAT KRISTALOGRAFI  DENSITAS KRISTAL  HABIT KRISTAL  KEKERASAN KRISTAL  STRUKTUR / SISTEM KRISTAL  POLIMORF, BENTUK SOLVAT DAN HIDRAT  PEMBASAHAN (ENERGI PERMUKAAN) SIFAT MEKANIK  DEFORMASI : ELASTIS, PLASTIS, RAPUH  TEGANGAN PATAH  KEKERASAN TEKUK  RELAKSASI TEGANG / REGANG  TEKANAN YIELD – MODULUS YOUNG 65
  65. 65. Mikroskop Polarisasi

×