Optimasi Formula Nanopartikel Piroksikam dengan Metode Evaporative Antisolvent Precipitation

TUTI SRI SUHESTI, Prof. Dr. Achmad Fudholi, DEA., Apt.; Dr. rer. nat. Ronny Martien, M.Si.; Prof. Dr. Sudibyo Martono, M.S., Apt

2018 | Disertasi | S3 Ilmu Farmasi

Teknologi nanopartikel merupakan salah satu teknologi sediaan farmasi yang dikembangkan untuk meningkatkan bioavailabilitas obat. Formulasi nanopartikel diharapkan dapat meningkatkan laju disolusi dan bioavailabilitas terutama untuk obat-obat/zat aktif yang bersifat sukar larut dalam air. Piroksikam merupakan obat analgesik anti-inflamasi nonsteroid (AINS), golongan BCS II dengan lipofilisitas yang tinggi, kelarutan dalam air rendah dan bobot molekul (BM) yang tinggi. Kelarutan piroksikam yang rendah merupakan masalah utama dalam pengembangan formulasi. Laju pelarutan merupakan tahap penentu dalam bioavailabilitas obat sehingga berbagai teknik formulasi dikembangkan, untuk meningkatkan bioavailabilitas piroksikam. Nanopartikel piroksikam dibuat menggunakan metode evaporative anti solvent precipitation. Optimasi formula nanopartikel dilakukan melalui pendekatan SLD (Simplex Lattice Design) dengan tiga variabel yaitu PVP K-30, kitosan dan STPP. Formula optimum dievaluasi berdasarkan parameter ukuran partikel, IPD (Indeks polidispersitas), zeta potensial dan %EE (Entrapment Efficiency), menggunakan aplikasi program Design Expert 7.1.5. Studi in vitro partikel nanopiroksikam dianalisis morfologinya dengan scanning electron microscope (SEM), ukuran, distribusi ukuran partikel dan zeta potensial menggunakan particle size analyzer (PSA). Nanopartikel piroksikam hasil optimasi dikarakterisasi menggunakan FTIR, DSC, dan X-ray. Studi bioavailabilitas nanopartikel piroksikam dilakukan terhadap tikus jantan galur Wistar dengan membandingkan parameter farmakokinetik (Cmax, Tmax, AUC) nanopiroksikam dengan sediaan unmodified dan branded piroksikam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa formula optimum nanopartikel piroksikam diperoleh pada rentang kombinasi jumlah bahan kitosan (28,3-46,4%) - PVP K30 (21,0-41,4%) -STPP (20,1-44,1%). Pada formula dengan perbandingan jumlah bahan kitosan - PVP K30 - STPP (33,3:33,3:33,3%) diperoleh partikel nanopiroksikam dengan diameter rata-rata 365,56 nm; IPD 0,379; zeta potensial 19,8 mV dan EE 53,79%. Data karakterisasi partikel nanopiroksikam diperoleh padatan amorf (XRD dan DSC) dan tidak menunjukkan terbentuknya senyawa baru (FTIR). Hasil uji disolusi menunjukkan bahwa sediaan nanopiroksikam memberikan pelepasan obat yang lebih besar dibandingkan sediaan unmodified dan branded piroksikam, dengan C60= 89,95% dan Td= 12,18 menit. Mekanisme disolusi mengikuti model Weibull dengan kurva berbentuk eksponensial. Hasil uji in vivo menunjukkan bahwa bioavailabilitas nanopiroksikam memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan sediaan unmodified dan piroksikam pembanding (Cp max= 10,09 µg/mL; T max= 121,28 menit dan AUC = 280,695 µg.menit/mL).

Piroxicam (Prx) is a non steroidal anti inflammatory drug, used as analgesic and therapy in acute or long-term treatment of arthritis. Prx has the characteristics of high lipophilicity, included in the class of drugs (BCS II) with a critical point on the issue of drug dissolution. Low solubility is a major problem in the development of drug formulation. Pharmaceutical nanotechnology is employed to improve poor aqueous solubility of drug compounds which have limited in the oral bioavailability. Nanoparticle technology reduced particle size of piroxicam, proved to increase solubility, dissolution rate and drug bioavailability. Piroxicam nanoparticles were prepared by experimental design (Simplex Lattice) to study the effects of formulation, using an evaporative anti-solvent precipitation method. Optimization of nanoparticle formulation using chitosan, PVP K-30, and STPP in combination or singly. The optimum formula was evaluated based on particle size (Zav), polydispersity index (PI), potential zeta (ZP) and entrapment efficiency (% EE). The physical characteristic of nanopiroxicam were analyzed by using scanning electron microscope (SEM) and particle size analyzer (PSA). Nanoprx were characterized using FTIR, DSC, and X-ray. The oral pharmacokinetics of piroksikam was evaluated by conducting oral bioavailability study in male Wistar rats. The results showed that the optimum of nanoprx was obtained with the proportion of chitosan:PVP:STPP in range ratio chitosan (28,3-46,4%) - PVP K30 (21,0-41,4%) - STPP (20,1-44,1%).In the ratio for (33,3:33,3:33,3%). Nanoprx appear as spherical shapes, amorphous form crystals with Zav 365.56 nm; IPD 0.379; potential zeta 19.8 mV and EE 53.79%. FTIR characterization of nanoprx showed that no new chemical compounds in them. Nanoprx formulations improved solubility and dissolution rate of piroxicam. The dissolution rate of the nanoparticles was markedly enhanced by reducing the particle size. Dissolution parameter (C5 and C60) of nanoprx showed that the values were greater than commercial prx drugs and unmodified Prx, respectively. Weibull model is the best release models of nanoprx. The pharmacokinetic parameters of Cp max, T max and AUC values of piroxicam formulation were Cmax=10.09 µg/mL; Tmax=121,28 minutes and AUC =280,695 ug.minutes/mL, respectively. The values indicating that nanopiroxicam bioavailability is better than unmodified and branded piroxicam.

Kata Kunci : nanoparticles, piroxicam, evaporative antisolvent precipitation, dissolution