Aplikasi Emulsi dan Surfaktan dalam Biologis dan Medis

Aplikasi Biologis dan Medis

Latar Belakang

Emulsi, foam, dan suspensi dapat ditemukan dalam biologi dan kedokteran. Selain itu, tubuh manusia sendiri mengandung jenis-jenis suspensi, emulsi, dan kadang-kadang foam. Contoh di Tabel 1.

Emulsi Darah

Vesikel, vakuola

Obat-obatan terenkapsulasi dalam emulsi

O/W

W/W, W/W/W

O/W,W/O,W/O/W

Foam Foam gastrointestinal

Foam spermicidal

G/W

G/W

Suspensi Obat-obatan terenkapsulasi dalam polimer

Suspensi obat biodegradable

Suspensi diagnostik

S/W

S/W

S/W

 

Darah mengandung plasma yang merupakan larutan protein dalam air yang terdispersikan menjadi beberapa jenis sel atau partikel, contoh eritrosit atau sel darah merah yang membawa oxygen ke seluruh tubuh, leukosit atau sel darah putih yang memerangi infeksi, dan platelet yang memainkan peranan penting dalam koagulasi darah dan penyembuhan luka.

Salah satu bentuk micelle adalah laminar. Ujung micelle bersifat liofobik terhadap solven, ia dapat membentuk struktur bola disebut vesikel. Vesikel bersifat sperikal dan memiliki satu atau lebih bilayer surfaktan yang mengelilingi kantong internal liquid. Vesikel multi-lamellar memiliki bola concentric vesikel uni-lamellar, tiap lamellar terpisahkan satu sama lain oleh lapisan solven. Bilayer benar-benar tipis dan distabilkan molekul seperti phospholipids, kolesterol, atau surfaktan lain. Vesikel yang dibuat dari fosfolipid bilayer disebut liposome. Liposome dapat dibuat dengan mendispersikan fosfolipid ke air dan mengaduk dengan ultrasonic.

Dalam vesikel unilamellar terdapat lapisan sperikal tunggal micelle lamellar mengelilingi inti solven. Vesikel uni lamellar terse but cenderung memiliki diameter 30-100 nm, jauh lebih besar daripada ukuran normal micelle. Vesikel memiliki waktu hidup harian hingga bulanan. Vesikel dapat berukuran sama dengan sel hidup.

Vakuola adalah vesikel besar yang digunakan di sel tumbuhan untuk menyimpan nutrien, metabolit, dan produk sisa, serta menjaga bentuk dan struktur sel.

Contoh-contoh lain:

  • surfaktan dalam paru-paru terdiri dari fosfolipid dan protein penting untuk menjaga tegangan muka rendah pada interface udara-cair alveolar
  • foam pada usus yang menyebabkan salah cerna, sakit, atau dyspepsia
  • penisilin dikemas dalam suspensi pada larutan polimer dalam air
  • enkapsulasi obat dalam karier mikroskopik atau submikroskopik

Penghambat mikroenkapsulasi adalah:

  • membran cair seperti pada vesikel, di mana pelepasan zat kimia dikontrol oleh difusi dan disolusi
  • film polimer, di mana pelepasan zat kimia dikontrol oleh ketebalan dinding dan sifat pori pada film atau oleh biodegradasi
  • emulsi atau emulsi ganda, di mana pelapasan zat kimia dikontrol oleh difusi dan coalescence

 

Vesicle Carrier

Vesikel dan liposom dapat ditransfer ke seluruh tubuh karena ukurannya sama dengan sel hidup. Pertukaran liquid dapat sangat lambat dan membran menjadi permselective untuk spesies tertentu. Maka, membran bilayer dapat membentuk batas permeabilitas yang memungkinkan vesikel atau liposom untuk enkapsulasi hidrofilik, hidrofobik, dan surfaktan, terutama spesies hidrofobik pada inti hidrokarbon bilayer, dan spesies hidrofilik dalam lapisan air. vesikel dapat digunakan untuk mendistribusikan obat dengan spesies aktif yang melarutkan farmokologi, dan mengendalikan pelepasan obat, degradasi, dan bioavailability.

Liposom digunakan baik untuk kosmetik dan farmasi. Contohnya, penggunaan liposom untuk membawa obat ke lokasi spesifik adalah pada lotion/krim untuk penyakit kulit, liposom membawa agen seperti anestetik, retinoid, dan kortikosteroid melalui stratum corneum dan melepaskan pada konsentrasi yang sesuai.

Kekurangan liposom adalah instabilitas yang diinduksi obat, kebocoran obat, dan waktu hidup yang terbatas. Karier liposom juga lebih rumit untuk membentuk dan menjaga emulsinya, dan rentan kerusakan bilayer.

Pelapisan Polimer

Karier obat koloidal berbasis polimer meliputi micelle polimer, nano dan mikropartikel, atau partikel terlapisi, dan hidrogel. Dikembangkan untuk vaksin dan obat antikanker.

Cara membuat pelapisan polimer adalah interfacial polymerization dan complex coacervation.

Complex coacervation meliputi separasi fase yang dihasilkan oleh pembentukan kompleks antara polyelectrolyte yang bermuatan berlawanan. Pada pH di bawah poin isoelektrik, gelatin yang bersifat positif digunakan secara luas di complex coacervation dengan spesies  anionik seperti gum Arab, pektin, dan alginat. Contohnya adalah melindungi vitamin dari oksidasi.

Contoh lain adalah enkapsulasi obat dalam pelapisan polimer biodegradabel, biokompatibel, dan non-antigenik. Ukuran harus dikontrol untuk menghindari penyumbatan kapiler

Karier Emulsi

Beberapa jenis emulsi dapat diformulasikan untuk kompatibel dengan cairan tubuh, untuk melarutkan dan mendistribusikan agen spesifik seperti obat, dan melepaskan secara terkontrol. Contohnya emulsi W/O dapat digunakan untuk injeksi intramuskuler berisi vaksin, karena vaksin dalam larutan air menahan difusi dari titik injeksi pada cairan tubuh sekeliling. Emulsi O/W dapat digunakan untuk injeksi nutrien, obat lipofilik, dan vitamin.

Contoh lain adalah emulsi ganda, W/O/W, untuk mentransportasikan obat hidrofilik seperti vaksin, vitamin, enzim, dan hormon. Emulsi ganda memungkinkan pelepasan secara perlahan obat, dan mekanisme pelepasan bergantung waktu dapat divariasikan dengan menyesuaikan stabilitas emulsi.

Mikroemulsi yang memiliki diameter droplet sangat kecil, menyediakan spesies ukuran cukup kecil untuk ditransportasikan melalui pembuluh kapiler terkecil. Kapsul micellar tersebut dilepaskan dari plasma beberapa jam setelah injeksi ke dalam pembuluh darah.

Mikroemulsi memiliki sifat inheren stabilitas terhadap makroemulsi. Tetapi, mikroemulsi dapat kehilangan stabilitas selama penyimpanan dan penanganan karena degradasi kimia konstituennya, atau karena perubahan yang menginduksi sifat krusial stabilitas, seperti pH, suhu, air, pengenceran dengan air atau elektrolit.

Kemampuan untuk enkapsulasi bahan aktif dalam emulsi, foam, dan suspensi, sangat penting dalam industri farmasi dan kosmetik, misalnya krim dan lotion.

Emulsi obat dalam lipid adalah emulsi O/W yang kompatibel dengan darah dan kemudian dapat digunakan untuk injeksi ke dalam pembuluh darah untuk memasukkan nutrisi, obat lipofilik, dan vitamin. Penggunaan emulsi ini dapat menghindari penggunaan solven organik yang dihubungkan dengan rasa sakit saat injeksi, dapat mengurangi atau mencegah kehilangan agen aktif akibat adsorpsi, dan dapat melepaskan obat ke target organ.

Koloid dalam Diagnostik

Beberapa aplikasi dispersi koloid dibuat dalam area diagnostik medik. Partikel polimer dengan pelapisan permukaan spesifik dapat dikembangkan untuk sistem uji diagnostik spesifik. Contohnya dalam diagnosis meningitis, ketika antigen berinteraksi dengan antibodi, partikel latex teraglutinasi dan dapat diamati di bawah mikroskop.

Dalam endoskopi gastrointestinal foam, karena dapat menghalangi pandangan, dapat menggunakan antifoaming atau defoaming agent.

Terdapat pula aplikasi diagnostik baru untuk dispersi droplet atau partikel skala nano. Contoh, nanopartikel emas dapat berikatan dengan oligonucleotide yang mampu mengikat polinucleotida target yang berhubungan dengan penyakit tertentu. Dispersi ini akan berubaha warna dari merah menjadi biru, yaitu warna dispersi partikel emas dalam kedekatan satu sama lain, sehingga menyediakan uji diagnostik yang dapat diamati.

 

 

 

Ikutan Komentar Yukkk...

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s