Uji suspensi nanopartikel kitosan-natrium tripolifosfat sebagai obat luka pada kelinci menunjukkan bahwa suspensi nanopartikel kitosan mempercepat penyembuhan luka dengan luka yang diberikan suspensi sembuh lebih cepat dalam 12 hari dibandingkan luka tanpa suspensi yang masih mengalami inflamasi dan epidermis tidak normal.
1. Uji Suspensi Nanopartikel Kitosan-
Natrium Tripolifosfat sebagai Obat
Luka pada Kelinci (Oryctolagus
cuniculus)
Program Studi Sarjana Farmasi
Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
Medan
2019
Maulana Sakti (151501234)
Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Hakim Bangun,
Apt.
3. Latar Belakang
• Nanopartikel didefinisikan sebagai partikel
dengan ukuran berkisar antara 10-1000 nm
(Sahoo dan Labhasetwar, 2003).
• Salah satu contoh dari polimer alam yang
umum digunakan dalam formulasi nanopartikel
adalah kitosan. Kitosan adalah polimer alami
yang paling melimpah setelah selulosa
(Grumezescu, 2016; Cota-Arriola dkk., 2013).
4. Latar Belakang (Lanjutan)
• Kitosan diketahui memiliki efek antibakteri dan
dapat mempercepat penyembuhan luka
(Jennings dan Bumgardner, 2017).
• Berdasarkan Dutta dkk., (2004) kitosan dapat
meningkatkan efek penyembuhan luka sampai
dengan 30 persen.
5. Latar Belakang (Lanjutan)
• Penelitian yang berhubungan dengan kitosan sebagai
obat luka telah dilakukan oleh beberapa peneliti:
Ueno dkk., 1999 dan
Okamoto dkk., 1995
Efek serat dan granul kitosan pada luka
insisi anjing
Okamoto dkk., 2003 Efek serbuk kitin dan kitosan terhadap
pembekuan darah
Zhang dkk, 2013 Efek kitosan terhadap pembentukan
serat fibrin dan pembekuan darah
Okamoto dkk., 1995 Suspensi kitosan sebagai obat luka dan
antibakteri
Jin dkk., 2007; Alsarra dkk., 2009; dan
Ribeiro dkk., 2009
Kitosan (serbuk; hidrogel) memiliki efek
positif dalam penyembuhan luka bakar
Peluso dkk., 1994 dan
Kojima dkk., 2004
Larutan kitosan dalam asam asetat
menunjukkan efek kemotaksis terhadap
sel darah putih
6. Latar Belakang (Lanjutan)
• Penelitian tentang suspensi nanopartikel
kitosan-natrium tripolifosfat sebagai agen
antibakteri telah dilakukan oleh Bangun dkk.,
(2018).
• Berdasarkan penelitian tersebut telah dibuat
suspensi nanopartikel kitosan-natrium
tripolifosfat sebagai agen antibakteri dan telah
didapat formula dari suspensi nanopartikel
kitosan-natrium tripolifosfat dengan aktivitas
antibakteri yang optimal.
7. Rumusan Masalah & Hipotesis
• Apakah terdapat perbedaan kecepatan
penyembuhan luka antara luka yang diberikan
suspensi nanopartikel kitosan dengan luka
yang tidak diberikan suspensi nanopartikel
kitosan?
• Terdapat perbedaan kecepatan penyembuhan
luka antara luka yang diberikan suspensi
nanopartikel kitosan dengan luka yang tidak
diberikan suspensi nanopartikel kitosan.
8. Tujuan & Manfaat Penelitian
• Mengetahui perbedaan kecepatan
penyembuhan luka antara luka yang diberikan
suspensi nanopartikel kitosan dengan luka
yang tidak diberikan suspensi nanopartikel
kitosan.
• Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat
memberikan informasi ilmiah dalam
pengembangan nanopartikel kitosan yang
mempunyai efek penyembuhan luka.
10. Metodologi Penelitian
• Eksperimental
• Dilakukan di Laboratorium Farmasi Fisik,
Laboratorium Penelitian, dan Animal House
1. Pembuatan Suspensi Nanopartikel Kitosan-
Natrium Tripolifosfat
2. Pengujian Ukuran Partikel
3. Uji Penyembuhan Luka pada Kelinci
13. Uji Penyembuhan Luka pada Kelinci
• Digunakan kelinci jantan dengan BB ±2kg
• Diaklimatisasi selama seminggu
• Ditempatkan pada kandang terpisah
• Digunakan pakan dan air minum yang sama
untuk semua kelinci selama masa percobaan
• Diujikan pada 6 ekor kelinci yang masing-
masing kelinci dibuat 2 luka, satu luka
diberikan suspensi nanopartikel dan satu luka
lagi tidak diberikan suspensi nanopartikel
14. Uji Penyembuhan Luka pada Kelinci
(Lanjutan)
• Luka insisi pada kelinci dibuat dengan cara
memotong kulit ± 1 × 1 cm pada bagian
punggung kelinci yang telah dicukur.
• Bagian yang luka tersebut diberikan 3 tetes
suspensi nanopartikel kitosan-natrium
tripolifosfat sehari sekali selama masa
percobaan, menggunakan pipet tetes yang
sama.
15. Uji Penyembuhan Luka pada Kelinci
(Lanjutan)
• Pengamatan dilakukan setiap hari dengan
mengukur luas luka menggunakan penggaris,
mengamati kekeringan luka, peradangan, dan
ada tidaknya nanah.
• Pengamatan dinyatakan selesai ketika luka
yang diberikan suspensi nanopartikel kitosan
telah sembuh.
• Luka dinyatakan sembuh apabila hasil insisi
sudah menutup rapat, mengering, dan luas
luka sudah nol.
• Selanjutnya dilakukan pengujian histologi.
18. Pembuatan Suspensi Nanopartikel
• Suspensi nanopartikel kitosan dibuat dengan
metode gelasi ionik.
• Melibatkan interaksi antara gugus amina pada
kitosan yang bermuatan positif dengan natrium
tripolifosfat yang bermuatan negatif.
kitosan NaTPP
Nanopartikel Kitosan-NaTPP
23. Pengamatan Kekeringan Luka
• Luka yang diberikan suspensi nanopartikel
kitosan natrium-tripolifosfat lebih cepat
mengering dibandingkan dengan luka yang
tidak diberikan suspensi nanopartikel kitosan-
natrium tripolifosfat.
Keterangan:
- = tidak ada
+ = sedikit
++ = banyak
+++ = sangat banyak
a = dengan suspensi
nanopartikel
Kitosan-NaTPP
b = tanpa suspensi
nanopartikel
Kitosan-NaTPP
24. Pengamatan Peradangan
• Peradangan pada luka yang diamati secara
kasat mata hanya terjadi pada luka yang tidak
diberikan suspensi nanopartikel kitosan-
natrium tripolifosfat.
Keterangan:
- = tidak ada
+ = sedikit
++ = banyak
+++ = sangat banyak
a = dengan suspensi
nanopartikel
Kitosan-NaTPP
b = tanpa suspensi
nanopartikel
Kitosan-NaTPP
25. Pengamatan Infeksi (Ada Tidaknya Nanah)
• Tidak terdapat nanah pada luka baik yang
diberikan suspensi nanopartikel kitosan-
natrium tripolifosfat maupun yang tidak
diberikan suspensi nanopartikel kitosan-
natrium tripolifosfat.
Keterangan:
- = tidak ada
+ = sedikit
++ = banyak
+++ = sangat banyak
a = dengan suspensi
nanopartikel
Kitosan-NaTPP
b = tanpa suspensi
nanopartikel
Kitosan-NaTPP
26. Pengamatan
Penyembuha
n Luka
a. Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
b. Kelinci yang tidak
diberikan suspensi
nanopartikel kitosan
Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan lebih cepat
sembuh dibandingkan
dengan kelinci yang tidak
diberikan suspense
nanopartikel kitosan.
27. Pengamatan
Penyembuha
n Luka
a. Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
b. Kelinci yang tidak
diberikan suspensi
nanopartikel kitosan
Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan lebih cepat
sembuh dibandingkan
dengan kelinci yang tidak
diberikan suspense
nanopartikel kitosan.
28. Pengamatan
Penyembuha
n Luka
a. Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
b. Kelinci yang tidak
diberikan suspensi
nanopartikel kitosan
Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan lebih cepat
sembuh dibandingkan
dengan kelinci yang tidak
diberikan suspense
nanopartikel kitosan.
30. Pengamatan
Histologi
Pada luka yang tidak diberikan
suspensi nanopartikel kitosan
masih terjadi inflamasi dan
epidermis belum kembali ke
bentuk normal.
a. Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
b. Kelinci yang tidak
diberikan suspensi
nanopartikel kitosan
1. Epidermis
2. Dermis
3. Inflamasi
31. Pengamatan
Pada luka yang tidak diberikan
suspensi nanopartikel kitosan
masih terjadi inflamasi dan
epidermis belum kembali ke
bentuk normal.
a. Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
b. Kelinci yang tidak
diberikan suspensi
nanopartikel kitosan
1. Epidermis
2. Dermis
3. Inflamasi
32. Pengamatan
Pada luka Kelinci 5 yang tidak
diberikan suspensi nanopartikel
kitosan sudah mulai memasuki
tahap proliferasi, inflamasi sudah
berkurang, namun epidermis
belum kembali normal.
a. Kelinci yang diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
b. Kelinci yang tidak diberikan
suspensi nanopartikel
kitosan
1. Epidermis
2. Dermis
3. Inflamasi
34. Peran Kitosan dalam
Penyembuhan Luka
• Pada tahapan koagulasi, kitosan sebagai faktor
kemotaksis berperan dalam stimulasi pembekuan
darah dengan berinteraksi dengan sel darah
merah, trombosit, fibrin, dan fibrinogen (Zhang
dkk., 2013; Okamoto dkk., 2003).
• Pada tahapan inflamasi, kitosan menunjukkan efek
sebagai faktor kemotaksis dengan menstimulasi
migrasi sel neutrofil dan makrofag ke daerah
terjadinya luka (Kojima dkk., 2004; Ueno dkk., 1999;
Peluso dkk., 1994).
• Kitosan juga meningkatkan sintesis, pemadatan,
dan penyusunan serat kolagen oleh sel-sel
fibroblas pada tahapan proliferasi (Howling dkk.,
2001).
35. Peran Kitosan
dalam
Penyembuhan
Luka
Kitosan yang diketahui
merupakan akselerator
penyembuhan luka
yang baik, berperan
dalam 3 dari 5 tahapan
penyembuhan luka.
Kitosan berperan dalam
tahapan koagulasi,
inflamasi, dan
proliferasi.
(Dai dkk., 2011)
36. Peran Kitosan dalam
Penyembuhan Luka (Lanjutan)
• Telah dilakukan preparasi dan evaluasi suspensi
nanopartikel kitosan sebagai agen antibakteri
oleh Bangun dkk., (2018).
• Selain sebagai agen kemotaksis untuk
mempercepat migrasi sel dan mempersingkat
proses penyembuhan luka secara keseluruhan,
kitosan juga membantu mengkondisikan luka
bebas dari bakteri.
• Efek-efek ini yang membuat kitosan dapat
dijadikan sebagai obat luka.
39. Kesimpulan
• Suspensi nanopartikel kitosan memiliki efek
penyembuhan luka dengan menunjukkan
aktivitas penyembuhan luka yang lebih cepat
pada luka kelinci yang diberikan suspensi
nanopartikel kitosan dibandingkan dengan luka
yang tidak diberikan suspensi nanopartikel
kitosan.
• Luka yang diberikan suspensi nanopartikel
kitosan sembuh pada hari ke-12, sedangkan
pada luka yang tidak diberikan suspensi
nanopartikel kitosan masih memiliki luas luka
0,65 cm2 pada hari ke-12. Dihitung dari rata-
rata penyembuhan luka pada 6 ekor kelinci
percobaan.
Namun belum ada yang secara spesifik menggunakan suspensi nanopartikel kitosan sebagai obat luka.
Ueno dan Okamoto juga membuat beberapa insisi pada satu ekor hewan percobaan.
Melanjutkan skripsi sebelumnya yang berjudul Pembuatan dan Evaluasi Suspensi Nanopartikel Kitosan-Natrium Tripolifosfat sebagai Antibakteri, pada penelitian ini dilakukan uji suspensi nanopartikel Kitosan-NaTPP sebagai obat luka pada kelinci.
Adanya perbedaan kecepatan penyembuhan luka menunjukkan potensi suspensi nanopartikel kitosan sebagai obat luka.
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah dalam pengembangan sediaan nanopartikel sebagai obat luka.
Dilakukan di Laboratorium Farmasi Fisik, Laboratorium Penelitian, dan Animal House Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Larutan Kitosan 0,25% b/v
Larutan Natrium Tripolifosfat 0,1% b/v
Perbandingan kitosan : natrium tripolifosfat = 2 : 1
Asam Asetat 1% dalam Aquadest (v/v)
Metode ini disebut dengan metode gelasi ionik
Dilakukan di Laboratorium Nanomedisin Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Kelinci dibeli dari Toko Rabbity Medan, di Jalan Jamin Ginting.
Merupakan yang biasa memasok kelinci untuk praktikum.
Alasan digunakan 6 kelinci adalah menggunakan Resource Equation Method, karena hanya mencari perbedaan antara kelompok sampel.
Nilai E yang diperolehh 10, dengan syarat 10-20.
E = ( 6 * 2 ) – 2
E = 10
Full-thickness (Okamoto, 1995)
Alasan diberikan 3 tetes karena telah cukup untuk menutupi seluruh permukaan luka namun tidak merembes dan tumpah.
Penggunaan pipet tetes yang sama untuk semua kelinci agar menghindari perbedaan jumlah pemberian suspensi nanopartikel.
Penggaris yang digunakan adalah penggaris yang sama selama penelitian dan memiliki skala cm.
Alasan menggunakan 1 kelinci untuk 2 luka adalah berdasarkan prinsip Replacement, Reduction, dan Refinement (dengan penggunaan obat bius) dan juga menghindari perbedaan kemampuan penyembuhan luka pada kelinci yang berbeda.
Seperti yang dilakukan oleh Calvo dan Bangun. Gelasi ionik dianggap cara yang mudah dan sederhana juga tidak menghasilkan limbah ().
Hal ini terjadi pada gugus amina pada unit glukosamin karena adanya interaksi penyusunan (self-assembly) kitosan terhadap molekul yang memliki muatan berbeda. Kitosan yang merupakan kation akan berinteraksi melakukan ikatan silang dengan polianion mengasilkan kompleks nanopartikel kitosan.
Interaksi antara kitosan sebagai kation dan polianionnya yang dalam hal ini adalah natrium tripolifosfat bergantung pada kekuatan ionik dan pH larutan. Kitosan bermuatan lebih positif pada pH dibawah 4 dan menjadi semakin netral pada pH diatas 9. Kompleksasi antara kitosan dan natrium tripolifosfat dan densitas ikatan silang yang dihasilkan sangat bergantung pada pH larutan secara keseluruan, oleh karena itu disarankan preparasi nanopartikel kitosan dilakukan pada pH berkisar antara 3-5.5 (Nasti, 2008).
Sebagai polisakarida alami, kitosan diketahui memiliki banyak manfaat. Kitosan dengan derajat deasetilasi tinggi sekitar 97,5% diketahui memiliki aktivitas antimikroba yang lebih baik dibandingkan dengan kitosan yang derajat deasetilasinya sekitar 83,7% (Ahmed dan Ikram, 2017).
Hal ini sesuai dengan yang diperoleh dalam Bangun dkk., (2018) dengan ukuran partikel sebesar 238 nm. Hasil yang sama juga diperoleh dalam Calvo dkk., (1997) yang menyatakan bahwa formulasi dengan konsentrasi kitosan 1-1,42 mg/ml dan natrium tripolifosfat 0,21-0,28 mg/ml menghasilkan ukuran partikel berkisar antara 268-336 nm. Konsentrasi suspensi nanopartikel pada penelitian ini adalah.
1,67 mg/ml (Kitosan)
0,33 mg/ml (NaTPP)
Ditandai dengan adanya kemerahan di sekitar luka dan pembengkakan, meskipun hanya sedikit.
Terjadinya peradangan berdasarkan Porth, (2015) ditandai dengan 5 hal utama berikut yaitu, rubor (kemerahan), calor (peningkatan suhu), tumor (pembengkakan), dolor (rasa sakit), dan function laesa (hilangnya fungsi). Tanda yang dapat diamati secara makroskopis pada luka yaitu kemerahan dan pembengkakan. Inflamasi adalah hal yang esensial dalam penyembuhan luka, namun inflamasi yang terjadi dalam waktu lebih lama dari yang dibutuhkan atau secara berkelanjutan dapat bersifat merugikan.
Lingkungan setiap hari dibersihkan, alat untuk insisi bersih, dan bukan infeksi induksi.
Luka yang diberikan suspensi nanopartikel kitosan-natrium tripolifosfat sembuh pada hari ke-12, sedangkan luka yang tidak diberikan suspensi nanopartikel kitosan-natrium tripolifosfat masih memiliki luas 0,65 cm2 pada hari ke-12. Hal ini membuktikan bahwa terdapat efek penyembuhan luka dari suspensi nanopartikel kitosan natrium-tripolifosfat.dan menunjukkan potensi suspensi nanopartikel kitosan-natrium tripolifosfat sebagai obat luka.
Inflamasi merupakan bagian dari proses penyembuhan luka, terjadi sebelum tahap proliferasi dan angiogenesis.
Inflamasi merupakan bagian dari proses penyembuhan luka, terjadi sebelum tahap proliferasi dan angiogenesis.
Inflamasi merupakan bagian dari proses penyembuhan luka, terjadi sebelum tahap proliferasi dan angiogenesis. Ditandai dengan keberadaan sel-sel darah putih di sekitar luka.
Inflamasi merupakan bagian dari proses penyembuhan luka, terjadi sebelum tahap proliferasi dan angiogenesis.
Epitelisasi (pembentukan jaringan epidermis baru/pengganti) terjadi pada tahap proliferasi.
Chitosan is being used as a wound-healing accelerator in veterinary medicine. To our knowledge, chitosan enhances the functions of inflammatory cells such as polymorphonuclear leukocytes (PMN) (phagocytosis, production of osteopontin and leukotriene B4), macrophages (phagocytosis, production of interleukin (IL)-1, transforming growth factor b1 and platelet derived growth factor), and fibroblasts (production of IL-8). As a result, chitosan promotes granulation and organization, therefore chitosan is beneficial for the large open wounds of animals (Ueno, 2001).
Inflamasi merupakan bagian dari proses penyembuhan luka, terjadi sebelum tahap proliferasi dan angiogenesis.
CS, as a cationic natural polymer, has been used widely as an antimicrobial agent for preventing and treating infectious disease. It is due to its intrinsic antimicrobial properties and its ability to deliver the antimicrobial compound to the infected area (Dai et al., 2011; Kong et al., 2010).
Membuat sediaan kitosan menjadi ukuran nano akan meningkatkan keuntungan sediaan kitosan (efektivitas dan jumlah).
Kitosan juga bersifat mukoadhesif karena memiliki gugus -OH dan -NH2 yang memungkinkan rantai polisakarida berinteraksi dengan musin melalui elektrostatis dan ikatan hidrogen (Ahmed dan Ikram, 2017).
Selain itu, kitosan juga bersifat antibakteri. Selain sebagai agen kemotaksis untuk mempercepat migrasi sel dan mempersingkat proses penyembuhan luka secara keseluruhan kitosan juga membantu mengkondisikan luka bebas dari bakteri. Efek-efek ini yang membuat kitosan dapat dijadikan sebagai obat luka.
Review dari Mihai dkk menunjukkan juga hal yang sama yaitu nanopartikel kitosan memiliki sifat/properties selain sebagai antibakteri juga menstimulasi penyembuhan luka.
Hasil dari Uji Suspensi Nanopartikel Kitosan-Natrium Tripolifosfat sebagai Obat Luka pada Kelinci (Oryctolagus cuniculus) adalah positif dan suspensi nanopartikel kitosan dapat dijadikan sebagai obat luka.