TEKNOLOGI LIPOSOM

TEKNOLOGI LIPOSOM

Nur Aji, S. Farm., Apt dan Linda Wijaya, S. Farm., Apt

Email : nuraji090689@gmail.com & lindawijaya3590@yahoo.com

Fakultas Farmasi Program Magister Farmasi

Universitas Pancasila

         2013           

ABSTRAK Liposom umumnya digunakan dalam aplikasi dermal sebagai sistem pelindung untuk bahan-bahan aktif dan sebagai bahan yang bersifat melembabkan. Liposom merupakan pembawa berbentuk bulat yang terdiri dari fosfolipid dengan inti berair (aqueous core). Baik bahan aktif lipofilik atau hidrofilik dapat dimasukkan dalam pembawa ini. Liposom juga memiliki kemampuan untuk berpenetrasi ke dalam kulit, membawa bahan aktif menuju situs target di mana molekul-molekul aktif akan dilepaskan. Liposom yang digunakan sebagai seperti pembawa untuk sediaan kulit harus berukuran kecil, unilamellar dan dilengkapi dengan membran yang fleksibel. Kata kunci : Liposom

1.      PENDAHULUAN

Liposom atau gelembung lemak adalah partikel koloid dapat dibuat dengan turunan molekul, fosfolipid baik dari sumber alam  maupun sintetsis kimia ¹. Pada tahun 1960an dan 1970an, berbagai metoda pembuatan liposom dikembangkan untuk mempelajari proses biologis membran dan ikatan membran protein. Pada tahun 1970an telah diusulkan sebagai pembawa obat untuk modifikasi indeks terapeutik obat dengan mengurangi toksisitas atau meningkatkan efikasi (atau keduanya) obat induk. Banyak kemajuan penelitian liposom pada akhir 1980an dan awal 1990an, termasuk pemahaman secara terinci polimorfisme lemak. Mekanisme fisiologis disposisi liposom in vivo dan lemak-obat dan interaksi protein lemak ².

Saat ini formulasi sedaan perawatan kulit harus memenuhi standar yang tinggi dalam memberikan efek atau manfaat, di mana kosmetik yang dapat memperlihatkan  manfaat yang nyata akan lebih disukai, hal ini dikarenakan konsumen jaman sekarang memiliki pemahaman akan kosmetik melebihi konsumen di masa lalu. Pengalaman dan pemahaman tentang kosmetik membuat konsumen mengharapkan dan menuntut kinerja nyata dari produk mereka . Untuk memastikan efektivitas formulasi kosmetik , bahan-bahan aktif harus dapat mencapai situs target , sebagian besar ke dalam epidermis . Penetrasi zat melalui kulit dibatasi oleh penghalang alami yaitu stratum korneum. Bahan kimia yang umumnya meningkatkan fluiditas lipid dalam stratum korneum (sc) dapat digunakan untuk meningkatkan penetrasi ke dalam stratum korneum.⁸

2.      DEFINISI LIPOSOM

Liposom merupakan suatu  struktur bola tertutup yang tersusun dari lipid bilayer, yang menyertakan bagian pelarut berair  dari lingkungan  ke dalam bagian interior/ inti liposom. Ukuran liposom bermula dari range 20 nm sampai beberapa10 mikrometer dan dapat terdiri dari satu lapisan (Unilamellar vesicle)  atau beberapa lapisan membran  (Multilamellar vesikel) yang masing -masing dengan ketebalan 4 nm. Liposom  memiliki  sifat unik karena karakter ampifilik dari lipid yang membuat liposom cocok digunakan sebagai sistem penghantaran obat ^3,4 . Walaupun kandungan lemak dapat bervariasi, banyak formulasi yang digunakan produk sintesis fosfolipid alami, terutama fosfotidilkolin. Sebuah gambar skematis dari liposom ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Bentuk Skematik Liposom ³

3.      KLASIFIKASI LIPOSOM

Liposom secara umum diklasifikasikan berdasarkan lapisan (Lamelaritas), ukuran , muatan dan fungsinya. Secara khas lesitin murni yang disuspensikan dalam air membentuk liposom dengan lingkaran bilayer (Lamelae) dimana setiap lapisan dipisahkan dari lapisan baerikutnya oleh fase air yang kemudian disebut multilamellar vesicles (MLV). Jika vesikel kecil terperangkap di dalam vesikel besar kompleks tersebut dinamakan multivesicular vesicles (MVV). Liposom yang hanya terdiri dari satu lapis bilayer  dinamakan unilamellar vesicles. Liposom unilamellar vesicle dengan diameter 20 nm-100 nm dinamakan small unilamellar vesicles (SUV). Unilamellar vesicles  dengan ukuran 100-1000 nm dinamakan large unilamellar vesicles (LUV). LUV dengan ukuran lebih dari 1000 nm dinamakan giant unilalellar vesicles (GUV). Macam  bentuk liposom dapat dilihat pada Gambar 2.

Konvensional liposom merupakan bentuk yang paling umum, yang terbuat dari fosfolipid dengan muatan terenkapsulasi pada bagian internal berair. Liposom yang dilapis dengan beberapa protein, atau polimer seperti polietilen glikol, biasa disebut sebagai liposom tersembunyi. Liposom dengan muatan kationik pada permukaannya dinamakan kationik liposom. Unilamellar liposome yang disusun dari fospsfolipid khusus seperti glycospingolipids yang merupakan bagian dari ganglion (Atau modifikasi headgroups lainnya) yang digunakan untuk berikatan dengan sel tertentu, jenis liposom yang demikian dinamakan liposom tertarget⁵.

(a)(b)

(c) 

Gambar 2. Macam bentuk liposom. (a) small unilamellar vesicles (SUV), (b) large unilamellar vesicles (LUV), multilamellar vesicles (MLV) ⁵.

4.      LIPID PADA LIPOSOM

Posfolipid (PL) banyak ditemukan dalam membrane sel sebagai komponen penyusun, yang mana komponen penting digunakan dalam formulasi liposom. PL tersusun atas dua asam lemak yang di hubungkan melalui gugus polar terhadap gliserol Tabel 1 ⁴.

 Tabel 1. Pengaruh Pergantisn gugu R_1, R₂ dan R₃ PL Terhadap sifat membran dan functional atribut lipid².

Sifat Fisika Lipid

PL merupakan contoh khas dari ampifil. Ampifil merupakan klas molekul organik yang mengandung bagian polar dan non-polar. Bagian –bagian molekul ini berorientasi sendiri berdasarka pada interaksi hidrofibik dan hidrofiliknya dalam pelarut polar dan nonpolar bagian hidrofilik lipid biasanya mengarah ke bagian air dan bagian hid rofobik sebaliknya. Jika molekul lipid memiliki kepala polar yang lebih besar dan ekor yang lebih kecil molekul tersebut cenderung membentuk struktur dengan jari- jari lengkungan yang lebih besar seperti misel. Jika  molekul memiliki ukuran kepla sama dengan ekor, molekul tersebut cenderung membentuk dua lapais dan silinder. Karakteristik liposom ditentukan oleh sifat permukaan dan membrane seperti muatan permukaan, interaksi stearik, dan kekakuan membran⁶. Struktur fosfolipid yang paling umum ditun jukan pada Tabel 2. 

Tabel 2. Hubungan Bentuk Geometris Ampifil dengan Pembentukan Geometris Misel atau Liposom⁵

Diantara sifat termodinamik lipid yang paling penting adalah suhu transisi fase, Tc, dan enthaplpi yang terkait⁶.  Lemak lapis ganda dan membran liposom menunjukkan orde yang baik atau fase gel di bawah temperature transisi fase lemak (Tc) dan kelainan atau fase aliran atas Tc. Transisi fase lemak diukur dan diekspresikan sebagai Tc, temperature pada mana proporsi yang seimbang adanya dua fase. Pada temperature yang berhubungan dengan Tc, kebocoran liposom yang maksimum diamati. Sifat fase membran liposom menentukan permeabilitas, agregasi, ikatan protein dan untuk mengurangi derajat, fusi liposom. Karena berbagai Tc tergantung pada panjang dan asal (jenuh atau tidak jenuh) rantai asam lemak (tabel 1), fluiditas lemak lapis ganda dapat dikendalikan oleh seleksi dan kombinasi lemak. Misalnya penggabungan kolesterol pada konsentrasi yang rendah ke dalam lapisan ganda menyebabkan meningkatnya permeabilitas trans membran, dimana penggabungan jumlah yang banyak (> 30 mol%) kolesterol dapat menghilangkan fase transisi dan menurunkan permeabilitas membran pada temperatur > Tc² (Gambar 3).

         

Gambar 3. Fase  transisi dari fosfolipid vesikel (liposom)

Sifat Kimia Lipid

Liposom yang hanya terdiri dari lipid netral menunjukan kecenderungan besar untuk beragregasi sehingga tidak umum disintesis. Lipid anionik mencakup fosfatidiserin, fosfatidilgliserol dan fosfatidilinositol yang terdapat secara alami. Lipid senyawa lainnya seperti ion zwiter pada pH fisiologis, dan meliputi lesitin, sfignomielin, dan fosfatidiletanolamin. Akan tetapi banyak dari lipid alami ini mengalami suhu transisi fase utama yang rendah. Oleh sebab itu lipid- lipid tersebut membentuk vesikel yang bocor. Stabilitas alami juga dapat ditingkatkan dengan hidrogenasi (yakni penghilangan ikatan rangkap). Parameter yang dapat menjelaskan secara kuantiatatif tingkat hidrogenasi adalah dengan bilangan iodium⁶.   

5.      PEMBUATAN LIPOSOM

Ada beberapa metode yang umum digunakan dalam produksi liposom, yaitu :

a.      Metode Dispersi Mekanik

1       Lipid film hidration

Preparasi lipid untik dihidrasi

Ketika mempersiapkan liposom dengan mencampur  lipid, lipid pertamakali harus dilarutkan dan dicampur di dalam pelarut organic untuk menjamin homogenitas dari campuran lipid. Biasanya  proses ini dilakukan menggunakan kloroform atau campuran kloroform methanol. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh larutan lipid  yang jernih. Secara khas larutan lipid disiapkan dengan konsentasi 10-20 mg lipid/ ml dalam pelarut organic atau konsentrasi bisa lebih jika kelarutan lipid memungkinkan. Pertama larutan lipid yang  pelarutnya di hilangkan atau di uapkan sehingga menghasilkan lapisan film. Sisa pelarut harus di uapkan menggunakan nitrogen kering atau uap argon.  Film lipid yang sudah benar- benar kering di simpan di vial atau wadah yang dilengkapi pompa vakum, dipompa semalam. Film lipid yang kering dapat diangkat dari pompa vakum, wadah  tempat film lipid ditutup rapat dan disimpan dalam pembeku hingga siap untuk dihidrasi.

Gambar 4. Persiapan liposom menggunakan teknik Thin layer evaporated.

Hidrasi  film lipid :

Hidrasi film lipid kering merupakan cara yang simple untuk menambahkan medium ber air pada lipid kering.  Temperature proses penghidrasian  harus diatas temperature fase transisi dari lipid. Setelah penambahan media penghidraasi suspense lipid harus dijaga temperaturnya diatas Tc  selama proses penghidrasian. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan rotary evaporsai tanpa divakum. Media  penghidrasi pada umumnya sangat menentukan dalam pembentuka vesikel lipid. Penghidrasi yang cocok yaitu aqua destilata, larutan buffer, laline, dan larutan non elektrolit seperti  larutan gula (dekstrosa dan sukrosa 10 %).

Sizing of lipid suspension.

Sonikasi : biasanya digunakan untuk memproduksi Small Unilamelar Vesicles (SUV)dengan range diameter 15-50 nm. Instrumentasi yanfg paling umum untuk proses sonifikasi yaitu “bath and probe tip sonicators”.     

        

Gambar 5. Sizing of Liposome by sonication

French Preassure Cell Method.

Metode ini melibatkan ekstrusi MLV pada 20.000 psi pada 4 ° C. Metode ini memiliki beberapa keunggulan dibandingkan metode sonikasi. Yaitu metode ini sederhana, cepat dan reproduksibel. Liposom yang dihasilkan agak lebih besar dari SUV sonicated. Kelemahan dari metode ini adalah bahwa suhu sulit untuk mencapai dan volume kerja yang relatif kecil (Maksimal sekitar 50 mL).

Gambar 6. Pembuatan liposom menggunakan French Preassure Cell Method.

  

bb .      Metode Dispersi Pelarut

Ether Injection Method

Suatu larutan lipid dilarutkan dalam dietil eter atau campuran eter : metanol  perlahan-lahan disuntikkan ke larutan atau bahan  bahan yang akan dienkapsulasi pada 55-65 ° C atau di bawah tekanan yang dikurangi. Selanjutnya eter dihilangkan bawah vakum mengarah ke pembentukan liposom. Kelemahan utama dari Metode adalah populasi heterogen (70-190 nm) dan memerlukan  suhu tinggi.

Ethanol Injection Method

Sebuah larutan  lipid-etanol dengan cepat disuntikkan ke ke larutan penyangga.  MLVs akan segera terbentuk. Kelemahan  metode ini adalah bahwa populasi heterogen (30-110 nm), liposom sangat encer, sangat sulit untuk menghapus semua etanol karena bentuk azeotrop dengan air dan kemungkinan berbagai makromolekul biologis aktif untuk diinaktivasi karena adanya etanol.

Gambar 7. Pembuatan liposom metode etanol injeksi dan eter injeksi.

c .       Reverse Phase Evaporation Method

Pertama  emulsi air dalam minyak dibentuk oleh  sonikasi sistem fase dua yaitu fase air (larutan Buffer) dan fase minyak  yaitu  fosfolipid dalam pelarut organik (dietileter atau isopropylether atau campuran isopropil eter kloroform). Pelarut organik  dihilangkan di bawah tekanan rendah, mengakibatkan pembentukan gel kental.  liposom terbentuk ketika sisa pelarut dihilangkan oleh rotary evaporator  pada kondisi vakum. Dengan metode ini diperoleh efisiensi  enkapsulasi yang cukup tinggi, hingga 65% dapat dalam media dengan kekuatan ion rendah misalnya 0,01 M NaCl.

Gambar 8.  Pembuatan liposom Reverse Phase Evaporation Method

d.      Detergen dialysis : menggunakan detergen yang cocok sepeti oktil glikosoda, untuk melarutkan lipid kering kedalam larutan buffer diperlukan proses dialysis untuk menghilangkan deterjen⁵.

PUSTAKA

1.      Lasic. DD. Novel Applications of Liposomes. Elsevier Science. 1998. S0167-7799(98)01220-7: 307.

2.      Jufri, Mahadi. Arah dan Perkembangan Liposom Drug Delivery System. Majalah Ilmu Kefamasian. 2004. Vol. 1 No. 2 ISSN:1693-9883 : 59.

3.      Bergstrand, Nill. Liposomes for Drug Delivery. 2003. ISBN 91-554-5592-:7

4.      Naderkhani, Elenaz. Investigation And Optimization Of Liposome Formulation For Use As Drug Carrier For The Anticancer Agent Camptothecin [Thesis]. Department of Pharmacy Faculty of Health Sciences University of Tromsø. 2011: 6

5.      Rosen, Mayer R. Delivery System Handbook for Personal Care and Cosmetic Products: Technology, Aplication and Formulation.USE.2005:286- 

6.      Sinko, Patrick J, et. al. Farmasi Fisika dan Ilmu Farmasetika. Ed. 5. New Jersey.2003 : 779

7.      J.S. Dua, Prof. A. C. Rana, Dr. A. K. Bhandari. International Journal of Pharmaceutical Studies and Research. LIPOSOME: METHODS OF PREPARATION AND APPLICATIONS

8. http://www.sopharcos.com/pdf/flexible-liposomes-for-topical-application-in-cosmetics.pdf diunggah tanggal 14 oktober 2013.

9.      Dua, J.S et. al. Liposome : Methods of Preparation and Aplication. 2012. B-ISSN 2229-4619: 2