FORMULASI DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL INSULIN MENGGUNAKAN POLIMER KITOSAN BOBOT MOLEKUL RENDAH DAN PEKTIN DENGAN METODE GELASI IONIK

NUR SAADAH DAUD, Dr.rer.nat.Ronny Martien, M.Si

2015 | Tesis | S2 Ilmu Farmasi

Formulasi dan Karakterisasi Nanopartikel Insulin Menggunakan Polimer Kitosan Bobot Molekul Rendah dan Pektin dengan Metode Gelas Ionik Aplikasi insulin secara oral sebagai alternatif pemberian injeksi insulin, menghadapi kendala degradasi oleh enzim protease dan permeabilitas insulin yang buruk pada saluran gastrointestinal. Salah satu solusi yang ditawarkan adalah formulasi insulin menjadi bentuk nanopartikel. Pada penelitian ini, nanopartikel insulin akan diformulasi menggunakan kombinasi biopolimer kitosan bobot molekul rendah dan pektin. Studi ini bertujuan untuk memperoleh formula optimum nanopartikel insulin yang dapat digunakan sebagai alternatif terapi bagi para penderita diabetes mellitus. Pembuatan nanopartikel insulin dilakukan dengan metode Ionic Gelation memanfaatkan interaksi polielektrolit antara (-NH3+) kitosan dan (-COO-) pektin membentuk nanopartikel yang kompak dan muatan yang stabil. Optimasi formula dilakukan menggunakan Rancangan Faktorial 22 dengan perangkat lunak Design Expert versi 7.15. Konsentrasi dan pH pektin dijadikan sebagai faktor, sedangkan efisiensi enkapsulasi, ukuran partikel dan indeks polidispersitas digunakan sebagai respon. Pada formula optimum yang diperoleh dilakukan evaluasi lanjutan berupa penentuan zeta potensial, morfologi partikel, profil spektra FT-IR dan uji pelepasan insulin secara in vitro. Komposisi formula optimum dengan konsentrasi kitosan 0,05% dan pektin 0,4% (pH 5,0) memiliki rata-rata efisiensi enkapsulasi 63,59% ekivalen BSA, ukuran partikel 228,3 nm, indeks polidispersitas 0,354, zeta potensial 49,40 mV, partikel berbentuk bulat dan berwarna gelap, gelasi ionik antar polimer yang telah dikonfirmasi dengan spektrofotometer FT-IR dan profil pelepasan mengikuti model kinetika Korsmeyer-Peppas dengan mekanisme pelepasan difusi Fickian pada media buffer HCl pH 1,2 (n = 0,363) dan (n = 0,318) pada buffer PBS pH 6,8 yang dianalisis dengan program DDSolver.

Formulation and Characterization of Insulin Nanoparticle Using Low Molecular Weight Chitosan and Pectin Polymers with Ionic Gelation Method Applications insulin orally as an alternative to insulin injections, encounter obstacles such as degradation by protease enzymes and insulin poor permeability in the gastrointestinal tract. One solution offered is insulin formulation into the nanoparticles form. In this study, nanoparticle formulation of insulin used polymers combination of low molecular weight chitosan and pectin. The aim of this study was to obtain the optimum formula of insulin nanoparticles that can be used as an alternative therapy for patient with diabetes mellitus. Preparation of insulin nanoparticles was carried out by ionic gelation method utilizing polyelectrolyte interaction between (-NH3+) of chitosan and (-COO-) of pectin to form nanoparticles that are compact and stable charge. Formula optimization was performed using Factorial Design 22 with Design Expert version 7.1.5 software. Concentration and pH of the pectin were used as factors, while the entrapment efficiency, particle size and polydispersity index were used as responses. The optimum formula was further evaluated like zeta potential, particle morphology, profile spectra of FT-IR and in vitro release study. The obtained optimum formula consist of chitosan of 0.05% and 0.4% pectin (pH 5.0) with the mean entrapment efficiency of 63,59% BSA equivalent, particle size of 228,3 nm, polydispersity index of 0,354, zeta potential 49,40 mV, particle round and dark, ionic gelation was confirmed by FT-IR spectrophotometer and the release profile following the kinetics Korsmeyer-Peppas models with Fickian diffusion release mechanism on media HCl buffer pH 1,2 (n = 0,363) and (n = 0,318) on PBS buffer pH 6,8 were analyzed by DDSolver program.

Kata Kunci : nanopartikel, insulin, kitosan, pektin, gelasi ionik / nanoparticle, insulin, chitosan, pectin, ionic gelation