SISTEM ZAT

PADAT

Farmasi Universitas Gunadarma

2018

SISTEM ZAT PADAT

DAFTAR PUSTAKA

– Attwood, D. 2008. Physical Pharmacy. London: Pharmaceutical Press.

– 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 LebosetteIndiana

– 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

– Lachman, et al. 1986. The Theory and Practice of Industrial Pharmacy. 3rd Edition.

SISTEM ZAT PADAT

TUJUAN : Dapat memberikan jawaban terhadappemilihan bahan baku obat dalam proses manufaktur

Mengetahui pengaruh sifat bahan obat terhadap mutusediaan obat

Memilih bahan obat yang dapat dimanufaktur secaraefisien

Problem dalam Farmasetika

Industribahan baku

Bahan baku Milling Granulating

Drying Compacting Storage

BAHAN PADATAN

Molekul → Susunan Kisi → Kristal

– Jenis :

• Kristalin

• Amorf

• Polimorf

• Pseudo polimorf : senyawa hidrat solvat

• Semi kristalin

• Habit Kristal

– Sifat fisika kimia :

• Kemurnian

• Stabilitas

• Disolusi

• Higroskopisitas

• Titik lebur

– Sifat fisika mekanik :

• Ukuran, bentuk, distribusi partikel

• Sifat permukaan

• Bobot jenis

• Sifat aliran

• Sifat kompresi – deformasi

– Sifat absorpsi :

• Koefisien partisi

• pKa: Absorpsi → Unionik, lipofilik

• Laju disolusi

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 (∆r) rapat

• Titik lebur tinggi

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

SEMI KRISTALIN

– Sebagian berbentuk kristalin dan sebagian amorf

– Umumnya terdapat pada bahan polimer dengan ikatan hidrogen dan van der waals antar molekul yang dipengaruhi oleh parameter panjang rantai (bm), struktur cabang, jumlah dan jarak antar cabang.

– Contoh : avicel : selulose mikrokristalin

– Sifat :

• Bag. kristalin : daya serap kecil dan rapuh

• Bag. amorf : daya serap tinggi mengembang, titik lebur tidak jelas

STRUKTUR ZAT PADAT

Semakin besar ukuranpartikel, maka semakin kecilluas permukaannya

UNIT SEL KRISTAL

Habit Kristal

– Perbedaan penampakan bentuk eksternal (luar) Kristal tetapi bentuk internalnya (sel satuan) sama.

– Disebabkan laju pertumbuhan Kristal yang berbeda.

– Faktor-faktor yang mempengaruhi:

1. KONDISI SUPERSATURASI (y/x = k. ΔGn)

y/x = rasio panjang:lebar; k = koef.proporsionalitas; G = tingkat supersaturasi (molekul/1000 ml pelarut) dann = 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

POLIMORF

– 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 = α = A = bentuk stabil

α, β, …… II = β = b = bentuk metastabil

A, B, ……

– Perbedaan :

Parameter kisi kristal

• Energi internal : titik lebur, kelarutan

• Sifat fisika kimia, kekerasan, berat jenis deformasi

MODIFIKASI POLIMORF

– Monotropi

Perubahan terjadi secara irreversibel yang berlangsung satu arah dari bentuk metastabil ke

bentuk stabil

modifikasi II →modifikasi I

– Enantiotropi

Perubahan terjadi secara reversibel pada suhu dan tekanan tertentu

modifikasi I ↔ modifikasi II

EnantiotropI ↔ II

MonotropII → I

Log S = - ∆ H / 2,303 R 1/TLog P = - ∆ H / 2,303 R 1/T

Contoh : Spironolacton

Bentuk Kristal Bentuk Polimorf

Permasalahan

– Stabilitas fisik

Transformasi 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

Pseudo Polimorf

– 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

Contoh : Kafein hidrat

Kristal Real (Polikristalin)

– 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.

Pemanfaatan Sifat Kristal

– PEMILIHAN BAHAN BAKU OBAT

› BIOAVAILABILITAS

– POLIMORF : Stabilitas fisik yang lama (khloramfenikol palmitat β)

– 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

Kelebihan dan Kekurangan

– Bentuk amorf, akan lebih cepat pada saat proses absorbsi berlangsung.

– Kelarutan yang lebih tinggi dari padatan amorf dikarenakan energi dan mobilitas

molekul yang lebih tinggi dibandingkan dengan kristal.

– Namun, energi tinggi dan mobilitas molekul juga membuat padatan amorf tidak stabil

secara fisik. Selama proses manufaktur dan / atau penyimpanan, bahan bentuk amorf

cenderung untuk kembali ke dalam bentuk kristal metastabil.

– Polimorf terutama polimorf metastabil sering menunjukkan kelarutan yang

lebih baik daripada bentuk polimorfik stabil.

– Polimorf diketahui menimbulkan perbedaan yang signifikan dalam sifat

fisikokimia senyawa, misalnya, titik leleh, kepadatan, morfologi, kelarutan dan

warna. Hal ini dapat berdampak pada stabilitas (fisik dan kimia), bioavailabilitas

dan kestabilan selama manufaktur maupun setelah distribusi.

– Polimorf yang tidak diinginkan dapat menjadi racun