Biofarmasetika mempelajari hubungan antara sifat fisika kimia obat, bentuk sediaan, dan rute pemberian yang mempengaruhi kecepatan dan derajat absorpsi obat. Faktor-faktor seperti kelarutan, hidrofilisitas, bentuk garam, dan polimorfisme mempengaruhi proses disolusi dan absorpsi obat. Uji biofarmasetika penting untuk memprediksi bioavailabilitas dan memilih formulasi terbaik.

1. BIOPHARMACEUTICS
[Biofarmasetika]
Taofik Rusdiana, Ph.D.

2. In curriculum book
 Biopharmacy (2 sks)
◦ is not biology pharmacy in the meaning of phytochemistry,
medicinal plant, pharmacognosy, natural product, etc.
 The term “Biopharmaceutics” was firstly proposed in 1960
by G. Levy. Selanjutnya 1961 mejadi nama resmi mata
kuliah di UCSP. John G. Wagner published officially the
review dealing with absoprtion aspects of drug delivery
system, yang disusun dalam istilah baru
“Biopharmaceutics” [L. Benet, 1973]
 Therefore , the term of “Biopharmaceutics”
(biofarmasetika) is more appropiate to be used than the
term of “biopharmacy” (biofarmasi)

3. istilah
 France : Biophamacie or biogalenika
 English : Biopharmaceutics (G. Levy,
J.G Wagner)
 Indonesia : Biofarmasetika

4. INTRODUCTION
T. Rusdiana, 2018
Disiplin ilmu persilangan antara product oriented dan
clinic/patient oriented
• Studi
formulasi dan
teknologi
Bentuk
sediaan
Farmasetika
• BIOFARMASETIK
A
PREDISPOSISI
- BABE
• Studi in vivo
(ADME)
PK-PD-PGx

5. OBAT DAN RESPON KLINIK
+
-

6. OBAT DAN RESPON KLINIK
OBAT
(produk
Obat)
TUBUH
Interaksi Obat-
Tubuh

7. Leslie Z Bennet, 1973, Biopharmaceutics as a Basis for the Design of Drug
Products in Drug Design, Vol. IV, p. 1-32, Academic Press.

9. 3 fase perjalanan obat
Fase Farmakodinamik
Fase Farmakokinetik
Fase (Bio) farmasetik

10. I. Biopharmaceutics
Phase
Biofarmasetik

11. FASE FARMAKODINAMIK
Profil
Kronologis
adanya
mediator aktif
di biofase
intensitas, waktu
laten, aksi
farmakologi atau
biokimiawi
,
Respon Klinik
Fase Farmakodinamik suatu obat di dalam tubuh

12. Faktor fisio-patologis yang berpengaruh pada
fase farmakokinetik dan farmakodinamik suatu
obat di dalam tubuh (Wagner)
 Keturunan
 Jenis Kelamin
 Umur
 Morfologi
 Farmakogenetik
 kronofarmakolo
gi
 PH air kemih
 Aliran air kemih
 Aliran darah
 Lingkungan
 Keadaan
Patologi
 Efek non
spesifik
 Plasebo
 Posisi Tubuh
 Aktivitas
Relatif
 Keadaan Gizi
 Kehamilan
 Menopause
 Suhu

13. Parameter Fase farmakodinamik nasib suatu
obat di dalam tubuh (Wagner)
 Konsentrasi dalam
biofase
 Interaksi bahan aktif-
reseptor
 Fenomena kompetitif
 Mekanisme Kerja
 Aksi Kimia dalam tubuh
 Toksikologi
 Keadaan lingkungan
 Efek psikologis
 Ketetapan diagnose
 Penyakit yang diderita
 Remisi spotan
 Interaksi obat
Parameter
Farmakologi
Parameter Klinik

14. FASE FARMAKOKINETIK
Jaringan
Biofase Aktif
Tempat
Pemberian
Protein Plasma
Metabolisme
dan Ekskresi
Fase
“Aquous”
DiISTRIBUSI
(PENYEBARAN)
ABSORPSI/
PENYERAPAN
ELIMINASI
(PENIADAAN)

16.  ADME: is an acronym in
pharmacokinetics and pharmacology for
absorption, distribution, metabolism, and
excretion, and describes the disposition
of a pharmaceutical compound within an
organism.
 Pharmacokinetics: The study and
characterization of the time course
(kinetics) of drug absorption, distribution,
metabolism and elimination (ADME).

17.  Absorption: is the process of a substance
entering the body.
 Distribution: is the dispersion of
substances throughout the fluids and
tissues of the body.
 Metabolism: is the irreversible
transformation of parent compounds into
daughter metabolites.
 Excretion: is the elimination of the
substances from the body.

20.  Bioavailability: The rate and extent
of drug absorption.
 Bioavailable dose: The fraction of an
administered dose of a particular drug
that reaches the systemic circulation
intact.
 Plasma level-time curve:

21.  The plasma level-time curve is
generated by measuring the drug
concentration in plasma samples
taken at various time intervals after a
drug product is administered.
 The concentration of drug in each
plasma sample is plotted against the
corresponding time at which the
plasma sample was removed.

22. The plasma level-time curve
Pharmacodynamic (PD)
response
Pharmacokinetics (PK)
response

23.  Drug Product Performance Parameters:
1- Minimum effective concentration (MEC): The
minimum concentration of drug needed at the
receptors to produce the desired pharmacologic
effect.
2- Minimum toxic concentration (MTC): The drug
concentration needed to just produce a toxic effect.
3- Onset time: The time required for the drug to reach
the MEC.
4- Duration of action: The difference between the
onset time and the time for the drug to decline back to
the MEC.

24. (Cont.):
5- The time of peak plasma level: The time
of maximum drug concentration in the
plasma and is proportional to the rate of
drug absorption.
6- The peak plasma level: The maximum
drug concentration, usually related to the
dose and the rate constants for absorption
and elimination of the drug.
7- Area under the curve: It is related to the
amount of drug absorbed systemically.

25. DISTRIBUSI :
 proses yang rumit, sulit difahami, penelitian
masih jarang dan sulit, tetapi sangat penting
terkait biofase zat aktif yang menentukan
aktivitas biologis/farmakologis.
 Recently : Biodsitribution study dg teknik in
vivo animal imaging (PET hewan)
 Point2 yg dikaji :
◦ Koefisien partisi zat aktif dalam pelarut
air/organik
◦ Ikatan protein plasma
◦ Perhitungan intensitas aliran darah suatu organ
 Distribusi obat tergantung pada
kesetimbagan laju masuk dan laju eliminasi
 Perlu penelitian PK (waktu paruh, dst)

26. METABOLISME
 Proses metabolisme mengubah zat
aktif lebih polar dan lebih larut dalam
air sehingga dapat dieliminasikan
 Metabolit dapat lebih aktif atau tidak
aktif dibandingkan zat aktifnya
 Pro Drug

27. FASE BIOFARMASETIK
 Mulai saat pemberian obat hingga
terjadinya penyerapan
 Tgt pada cara pemberian dan bentuk
sediaan -- yg berperan dalam
proses predisposisi obat

29. LIBERASI
 Tahap pemecahan
 Tahap peluruhan

30. DISOLUSI
 Tahap yang terjadi setelah tahap
pelepasan (liberasi) zat aktif ketika
kontak dengan medium dalam tubuh
sehingga terjadi dispersi molekular
dalam air.
 Proses ini harus terjadi mendahului
proses absorpsi.
 Sediaan berupa larutan zat aktif dalam
minyak, tidak serta merta dapat
langsung diabsoprsi, tetapi ada proses
ekstraksi, terbentuk endapan, bersifat
amorf, kemudian melarut.

31. ABSORPSI
 Merupakan bagian fase biofarmasetik
dan awal fase farmakokinetik.
 Tergantung kpd :
◦ Sifat fisiko-kimia zat aktif
◦ Keadaan sebelumnya (fase
biofarmasetik)
 Terjadi setelah proses pelepasan dan
disolusi

32. Bioavailabilitas (Ketersediaan
Hayati)
 Laju penyerapan dan jumlah yang
diserap pada fase disposisi obat
dalam tubuh
 Profil bioavailabilitas : profil
keberadaan obat dalam darah sebagai
fungsi dari waktu
 Konsep BA-BE.

33. Penelitian Biofarmasetika :
 Interaksi antara formulasi dan
teknologi suatu bentuk sediaan
dengan menentukan sifat fisiko kimia
dari obat jadi
 Interaksi antara zat aktif dan organ
tubuh, yang menentukan profl BA (KH)

34. Definisi dan ruang lingkup
 Biofarmasetika: Ilmu yang mempelajari
bagaimana (menguji) hubungan saling
terkait antara sifat fisika-kimia obat
(physicochemical properties of the drug),
bentuk sediaan (dosage forms) dan rute
pemberian (routes of administration)
mempengaruhi kecepatan dan derajat
absoprsi obat.
 Biofarmasetika melibatkan faktor-faktor
yang mempengaruhi:
1) Stabilitas obat di dalam produk;
2) Kecepatan pelepasan obat;
3) Kecepatan disolusi obat pada tempat absorpsi

35. Physicochemical properties
 Solubility (pKa/pKb, pH))
 Particle size
 Polimorphism (kristal/amorf)
 Hygroscopicity
 Partition coeffficient
 Excipient interaction
 etc

36. Route of adminstration
 Oral
 Rektal
 Transdermal
 Nasal
 Ophtalmic
 Injeksi intravena
 Injeksi intramuskular
 dll

37. Drug dosage form
 Solid (tablet, capsul, dll)
 Semisolid (gel, krim, suppositoria, dll)
 Liquid (sirup, dll)
 Gas (sediaan inhalasi)

40. (Fredrik Johansson and Ronnie Paterson, Drug Absorption studies, 2008)

41. Pharmaceutic Factors Affecting
Drug Bioavailability
Considerations in the design of a drug
product that will deliver active drug with
the desired bioavailability characteristics
include
 (1) the type of drug product (eg, solution,
suspension, suppository),
 (2) the nature of the excipients in the
drug product,
 (3) the physicochemical properties of the
drug molecule, and
 (4) the route of drug administration

42. Disintegration (Waktu hancur)
 Proses dan Uji disintegrasi
diperuntukkan bagi bentuk sediaan
padat oral, lepas cepat
 Diuji sesuai standar yg ditetapkan
oleh Farmakope (FI, USP)
 Produk obat padat yg dikecualikan
:
◦ Troches (pil),
◦ tablet kunyah
◦ tablet sustained released (prolonged

43.  Proses disintergrasi (hancur), tidak mecerminkan
disolusi sempurna dari suatu tablet/obat.
 Complete disintegration is defined by the USP as
"that state in which any residue of the tablet,
except fragments of insoluble coating, remaining
on the screen of the test apparatus in the soft
mass have no palpably firm core."
 Waktu hancur dinyatakan sempurna menurut
Farmakope adalah keadaan dimana sisa sediaan
tablet pada kasa alat uji berupa masa lunak yang
tidak mempunyai inti yang jelas (kecuali penyalut
tidak larut air) .

45. Dissolution and Solubility
 Dissolution is the process by which a
solid drug substance becomes dissolved
in a solvent.
 Solubility is the mass of solute that
dissolves in a specific mass or volume of
solvent at a given temperature (eg, 1 g
of NaCl dissolves in 2.786 mL of water at
25°C).
 Solubility is a static property; wheareas
dissolution is a dynamic property.
 In biologic systems, drug dissolution in
an aqueous medium is an important prior
condition for systemic absorption.

46.  The rate at which drugs with poor
aqueous solubility dissolve from an
intact or disintegrated solid dosage
form in the gastrointestinal tract often
controls the rate of systemic
absorption of the drug.
 Thus, dissolution tests may be used to
predict bioavailability and may be
used to discriminate formulation
factors that affect drug bioavailability.

47. ASPEK BIOFARMASETIKA DARI OBAT DAN PRODUK
 Prinsip-prinsip Fisika-kimia
 Prinsip-prinsip Biologis/Fisiologi
 Prinsip-prinsip Formulasi
 Prinsip-prinsip Farmakokinetik
(parameter2 bioavailabilitas)

48. ASPEK BIOFARMASETIKA DARI OBAT DAN PRODUK
1. PRINSIP FISIKOKIMIA:
1.1. KELARUTAN (SOLUBILITY)
Kelarutan adalah suatu parameter termodinamik yang didefinisikan
sebagai banyaknya materi (obat) yang dapat terlarut dalam suatu
solven pada kesetimbangan
Kelarutan berkaitan dengan disolusi (pelarutan) yaitu laju larutnya
suatu zat dalam satuan waktu dalam seperangkat kondisi.
Kelarutan merupakan parameter biofarmasetik kritik untuk
pemberian oral, karena obat harus larut dalam cairan lambung
sebelum diabsorpsi.

49. Pelarutan dari suatu partikel obat padat di dalam suatu pelarut.
C
S
Konsentrasi obat di dalam lapisan “stagnant layer” diam, dan
C = Konsentrasi obat di dalam pelarut.

51. 1.2 HIDROFILISITAS/LIPOFILISITAS
Koefisien partisi atau distribusi dari suatu obat merupakan
suatu ukuran relatif dari kecenderungan senyawa untuk
berbagi antara solven hidrofil dan lipofil, dan ini
mengindikasikan sifat hidrofilik/lipofilik material tersebut .
Lipofilisitas penting dalam biofarmasetik karena sifat tersebut
berefek terhadap partisi pada membran biologis dan
karenanya mempengaruhi permeabilitas melalui membran
yaitu berikatan atau berdistribusi pada jaringan in vivo

53. 1.3. BENTUK GARAM DAN POLIMORF
Senyawa obat dapat berada dalam beragam bentuk,
termasuk garam, solvat, hidrat, polimorf atau amorf.
Bentuk padatan akan mempengaruhi sifat zat padat tersebut
antara lain kelarutan, laju disolusi, stabilitas, higroskopisitas,
dan juga memberi dampak pada proses manufaktur dan
kinerja klinis.
Bentuk garam dapat dipilih, yang mempunyai kelarutan lebih
besar, dan ini akan memperbaiki laju disolusi dari zat aktif.

54. Comparison of mean blood serum levels after the administration at
chloramphenicol palmilate suspensions using varying ratios of the stable
() and the metastable () polymorphs. M, 100%  polymorph; N. 25:75
 : ; 0, 50:50  : ; P, 75:25  : ; L, 100%  polymorph. (Reproduced
from Aguiar et at 1976, with permission.)

55. The dissolution behaviour for erythromycin as anhydrate,
monohydrate and dihydrate, showing a progressively faster
dissolution rate as the level ol hydrate is increased.

56. The dissolulion of theophylline monohydrate rising to an equilibrium
solubility, compared with that for theophylline anhidrous which forms a
supersaturated solution with a peak twice that of the dissolving hydrate,
before crystallizing to the true equilibrium solubility.

57. 1.4. STABILITAS
Stabilitas kimia dari obat amat penting untuk
menghindarkan implikasi aktivitas farmakologik
dan/atau toksikologik.
Profil stabilitas pH juga penting dari perspektif
fisiologik dengan pertimbangan rentang nilai pH yang
terjadi in vivo, khususnya dalam saluran cerna.
Stabilitas fisik mengacu pada perubahan senyawa
obat padat yaitu termasuk transisi polimorfik,
solvatasi/desolvatasi.
Ditingkat produk stabilitas menyangkut integritas sifat
mekanis (kekerasan, friabilitas, swelling) dan
perubahan pada tampilan produk.

59. 1.5. SIFAT PARTIKEL DAN SERBUK
Sifat ruah (curah) serbuk farmasetis termasuk ukuran
partikel, kerapatan, aliran, wettability, dan luas
permukaan. Beberapa sifat tersebut penting dari
pandangan proses pabrikasi (manufaktur), misalnya
kerapatan dan aliran, sedangkan sifat lainnya dapat
berpengaruh kuat pada laju disolusi produk obat
(ukuran partikel, wettability, dan luas permukaan.

61. Rerata kadar plasma fenasetin dari 6 sukarelawan
dewasa setelah diberikan dosis 1,5 g fenasetin.

65. 1. 6. IONISASI DAN
pKa
Tetapan ionisasi merupakan sifat fundamental dari senyawa
kimia yang berpengaruh terhadap sifat fisikokimia di atas.
Adanya grup terionisasi menjadikan efek hubungan kelarutan
 pH, dan ini dapat digunakan untuk memanipulasi sifat fisik
dan perilaku biologik dari obat.
Bagi senyawa yang terionkan, kelarutannya dalam air lebih
besar daripada yang tak terionisasi disebabkan oleh polaritas
yang lebih tinggi diberikan grup fungsional terionisasi
tersebut.

66. Persamaan Henderson – Hasselbalch:
 
 
 
 
 pKapH
HA
A
asam
garam 

 10:LEMAHASAM
 
 
 
 
 pKapH
RNH
RNH
garam
basa 

 10:LEMAHBASA
3
2
Terion][Tak
[Terion]
log apKpH

67. Asam salisilat pKa=3,0, dalam plasma pH 7,4 akan berada
lebih banyak sebagai bagian terion yang larut dalam air.
4
a
102,51
Tak terion
Terion
Tak terion
Terion
log3,07,4
Tak terion
Terion
logpKpH


Di dalam lambung, pH 1,2, maka asam salisilat mempunyai
rasio:
2
a
101,58
Tak terion
Terion
Tak terion
Terion
log3,01,2
Tak terion
Terion
logpKpH




68. Asam bervalensi 1
Basa bervalensi 1
 pKapH
ut SS 
 101
 pHpKa
ut SS 
 101

69. Acids Bases
Acetylsalicylic acid
Barbital
Benzylpenicillrn
Boric acid
Dicoumarol
Phenobarbital
Phenytoin
Sulfanilamide
Theophylline
Thiopental
Tolbutamide
Warfarin
3.5
7.9
2.8
9.2
5.7
7.4
8.3
10.4
9.0
7.6
5.5
4.8
Amphetamine
Apomorphine
Atropine
Caffeine
Chlordiazepoxide
Cocaine
Codeine
Guanethidine
Morphine
Procaine
Quinine
Reserpine
9.8
7,0
9.7
0.8
4.6
8.5
7,9
11,8
7,9
9,0
8,4
6,6
NILAI pKa BEBERAPA OBAT ASAM DAN BASA

72. Pengaruh lubrikan Mg-stearat terhadap absorpsi obat:
= 0,5%,= 1,0%, = 5,0%

73. References
 Aiache, J.M., Devissaguet, J.Ph., Guyot-
Herman, A.M., 1993, Galenica 2-
Biopharmacie, Terjemahan Widji Soeratri dan
Nanizar Zaman-Joenoes, Airlangga University
Press, Surabaya.
 Dissolution, bioavailability &
bioequivalence, Hamed Mahmmoud Abdou,
1984.
 Applied Biopharmaceutics &
Pharmacokinetics, Sixth Edition, by Leon
Shargel, Andrew Yu and Susanna Wu-Pong

75. Lectures
◦ Taofik Rusdiana, M.Si., Ph.D., Apt.
◦ Dr. Iyan Sopyan, M.Si, Apt.
◦ Patihul Husni, M.Si., Apt.
◦ Norisca Aliza P., M.Si., Apt.
schedules : Senin : 10.00-11.50 (E)
Selasa : 08.00 – 09.50 (B)
Rabu : 10.00-11.40 (A)
Kamis : 08.00-09.40 (C) & 10.00-11.40 (D)
L2.304-6 FFUP

77. Benet was a Founder and first President of the AAPS