TRANSFERSOME: SISTEM PENGHANTARAN OBAT TOPIKAL DAN TRANSDERMAL Dian Ermawati Abstrak Kulit merupakan target utama sekaligus bertindak sebagai penghalang utama untuk penghantaran obat topikal dan transdermal. Hambatan utama dalam menghantarkan obat dengan topikal dan transdermal adalah ada di dalam kulit yaitu bagian stratum korneum. Hal ini karena rendahnya kecepatan difusi obat melewati stratum korneum. Beberapa metoda telah dikembangkan untuk menaikkan permeasi dari obat. Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah formulasi obat dengan transferome. Transfersome diaplikasikan dengan metode non oklusif pada kulit. Dengan transfersome obat dapat berpermeasi melalui daerah lamela lipid stratum korneum, hal ini disebabkan adanya hidrasi atau tekanan osmotik di dalam kulit. Transfersome dapat berubah bentuk kembali dan melalui celah yang sempit tanpa kehilangan bentuk dan ukuran. Transfersome dapat sebagai pembawa untuk obat yang berbobot molekul rendah maupun tinggi. Contoh obat-obat yang dapat diformulasikan dalam transfersome adalah analgesik, albumin, insulin dan obat herbal. Kata kunci : kulit, transfersome, topikal, transdermal Pendahuluan Pemberian obat dengan melalui rute topikal untuk terapi lokal dari penyakit kulit telah lama digunakan, tetapi penggunaan penghantaran transdermal untuk aksi sistemik relatif baru dan sangat cepat berkembang. Penelitian dibidang formulasi untuk sistem penghantaran transdermal saat ini sangat cepat berkembang, hal ini disebabkan beberapa keuntungan pemberian secara transdermal dibanding pemberian oral. Keuntungan transdermal antara lain: a. Dapat menghilangkan fluktuasi yang muncul pada absorpsi di gastro-intestinal, Dapat menaikkan bioavailabilitas dari obat karena dengan mengunakan penghantaran transdermal maka bahan aktif akan masuk langsung ke dalam sistem sirkulasi melalui kulit dan menghindari hepatic first pass effect, b. Memberikan input obat yang konstan dan terkontrol dan menurunkan variasi kadar plasma obat, c. Meningkatkan kepatuhan pasien karena pemberian yang lebih mudah, resiko minimal dari trauma sakit atau kerusakan jaringan. Hambatan utama dari penghantaran obat transdermal dan topikal adalah rendahnya penetrasi melalui kulit. Kulit mempunyai tiga lapisan yaitu epidermis, dermis, dan hipodermis (jaringan subkutan). Epidemis merupakan bagian teratas atau lapisan epithelial dari kulit. Epidermis berfungsi sebagai barier fisik, mencegah hilangnya air dari tubuh, dan mencegah masuknya senyawa dan organism ke dalam tubuh. Ketebalan epidermis sangat beragam tergantung dari bagian tubuh. Epidermis terdiri dari lapisan squamous epithelium yang berari tersusun atas lapisan sel pipih. Stratum Korneum merupakan lapisan paling atas dari epidermis. Stratum korneum (SC) merupakan halangan pertama dari penghantaran transdermal, dimana SC terdiri atas korneosit yang terbenam didalam matriks lipid interselular yang terdiri atas ceramid, asam lemak bebas dan kolesterol. Ketebalan kira kira 10 um dalam keadaan kering. Beberapa pendekatan telah digunakan untuk menembus penghalang tersebut dan memperbaiki penghantaran obat melalui transdermal. Beberapa tehnik tersebut antara lain penetration enhancer, sistem supesaturasi, vesikel, iontophoresis, elektroporasi, sonoforesis,microneedles, dan lain lain. Idealnya Obat-obat yang dapat diberikan melalui rute transdermal harus memliki karakteristik sebagai berikut bobot molekular rendah (<500 Da), lipofilisitas dan aktivitas 180
farmakologis tinggi, efektif pada dosis rendah: 5-10 mg/hari (antihipertensi, agen antiangina, analgesicm steroid dan kontrasepsi)9 Pada sistem penghantaran transdermal dan topikal untuk menaikkan penetrasi dari obat dapat digunakan sistem vesikular seperti liposom, transfersome, etosom.Liposom biokompatibel dan mampu bergabung baik obat hidrofilik maupun lipofilik, liposom telah diteliti untuk obat parenteral dan sispem pembawa antigen dan sistem penghantaran obat transdermal. Meskipun memperbaiki dalam penghantaran obat transdermal, liposom konvensional ternyata tidak efisien dalam penghantaran transdermal dalam menembus kulit karena tidak berpeneterasi lebih dalam ke kulit. Sehingga saat ini dikembangkan novel elastic vesicle yang bisa menembus lebih mudah dan lebih dalam yaitu transfersome.4 Istilah Transfersome merupakan konsep yang dikenalkan tahun 1991 oeh Gregor Cevs.Setelah itu bermunculan penelitian di bidang ini dengan nama fleksibel vesikel, etosom dan lain-lain. Istilah transfersome didaftarkan namanya oleh perusahaan Jerman IDEA AG dan digunakan untuk obat yang penghantarannya menggunakan teknologi tersebut. Transfersome artinya membawa berasal dari bahasa latin trasferre yang artinya membawa menembus dan Yunani a soma yang artinya tubuh. Transfersome adalah vesikel buatan dan mirip dengan vesikel sel alami. Sehingga cocok untuk penghantaran obat terkontrol dan tertarget.8 Transfersome artinya adalah tetesan lipid bilayer yang memiliki kemampuan deformabiliti dimana mampu membuat penetrasi yang mudah melalui pori yang lebih kecil dibandingkan ukuran droplet itu sendiri. Ketika diaplikasikan ke dalam kulit, pembawa mencari dan mengeksploitasi jalur hidrofilik atau pori diantara sel di dalam kulit, dimana cukup terbuka dan membiarkan vesikel masuk bersama muatan obatnya, mengubah bentuk dirinya dengan ekstrim tanpa kehilang integritas bentuk vesikularnya. Transersome berpeneterasi ke dalam SC baik dengan intraseluler atau transeluler. Fleksibilitas dari membran transfersom diperoleh karena pencampuran yang sesuai atara komponen aktif dalam ratio yang tepat. Fleksibilatas dari transfersome meminimalkan resio vesikel pecah di dalam kulit dan membiarkan transfersome mengikuti gradien air alami melewati epidermis ketika diaplikasikan kondisi nonoklusif. Dosis Transfersome diaplikasikan perunit area, dibandingkan jumlah total obat yang digunakan.Transfersome melindungi obat dari degradasi metabolisme dan bertindak sebagai depot melepaskan isinya perlahan lahan.8
[Sumber : Prajapati,et al,2011] Gambar 2.5. (a) Vesikel liposom konvensional,(b) Vesikel transfersomes
181
Transfersome dapat menekan melalui pori kecil di dalam subkutan yang lebih kecil dibanding ukuran vesikelnya. Transfersome dapat digunakan pada penghantaran obat dengan bobot molekul rendah atau tinggi. Jumlah dan kedalaman vesikel elastik tergantung pada tipe pembawa, total masssa yang diaplikasikan, efisiensi penjerapan dan kondisi aplikasi seperti pretreatment oklusif dari vesikel dan durasi serta jumlah aplikasi. Transfersome memperpanjang pelepasan dan menunjukkan aktivitas biologi yang lebih baik dibanding dengan liposom konvensional dan ointment.4 Kulit memiliki pori kecil sekitar (20-40 nm) sehingga membatasi molekul untuk melewati interselular. Untuk mengatasi masalah ini, Cevc mengembangkan sistem liposom dengan agregat deformabel yang disebut Transfersomes® . Karena deformabiliti tinggi (fleksibiliti), Transfersomes® menekan pori di dalam SC kurang lebih satu sepersepuluh dari diameter liposom. Sehingga, kenaikan ukuran sampai 200-300 nm dapat berpenetrasi ke kulit. Studi menunjukkan bahwa Transfersomes® lebih efektif dibandingakan liposom konvensional atau ointment dalam berpenetrasi ke dalam kulit.1,4
[Sumber : Prajapati,et al,2011] Gambar 2. Diagram skema rute penetrasi vesikel Formulasi transfersomes Transfersomes berisi fosfolipid, surfaktan 10-25 %, alkohol (etanol, metanol) 3-10% sebagai pelarut, dan buffer fosfat saline (pH 6,5 – 7) digunakan sebagai medum hidrasi. Umumnya fosfolipid yang digunakan adalah fosfatidilkolin (fosfatidilkolin kedelai, fosfatidilkolin telur, dipalmitil fostatidilkolin, dan lain lain). Surfaktan yaitu Sodium cholate, Span 80, Tween 80, asam oleat, dipotasium glycyrrhizinate digunakan sebagai edge activator. Surfaktan bertanggungjawab sebagai bahan peningkat fleksibilatas atau elastisitas untuk transfersomes. Sodium cholate dan sodium deoxycholate menghasilkan vesikel dengan ukuran yang lebih kecil dengan potensial zeta yang lebih positif dibanding tween 80.9,10 Tabel 1. Contoh bahan penyusun transfersome dan kegunaannya Golongan Contoh Kegunaan Fosfolipid Soya phosphatidyl choline,egg phosphatidyl Komponen pembentuk choline,dipalmitoyl phosphatidyl choline vesikel Surfaktan Sod.cholate,Sod.deoxycholate,Tween-80,Span-80 Untuk menghasilkan fleksibilitas Alkohol Ethanol,methanol Sebagai pelarut Dapar Saline phosphate buffer (pH 6.4) Sebagai medium hidrasi 182
Cara Pembuatan transfersome10 1. Vortexing-sonication metode Pada metode vortexing-sonication, campuran lipid (fosfatidilkolin, EA dan agen terapetik) dicampur kedalam bufer phosptat dan divortek sehingga membentuk suspensi seperti susu. Suspensi disonikasi kemudian diekstrusi melalui membran polikarbonat. 2. Metode evaporation –sonication Meliputi pelarutan dari fosfatidilkoline dan EA didalam campuran kloroform dan metanol (2:1,v/v), diikuti dengan pengangkatan solvent organik menggunakan evaporasi rotary dibawah tekanan . Film yang terdeposit dihidrasi dengan larutan agen terapetik pada fase aqueous yang sesuai dan diputar selama satu jam pada suhu ruang. Vesikel yang dihasilkan dibiarkan mengembang selam 2 jam pada suhu ruang, diikuti dengan 30 menit sonikasi di dalam wadah sonikasi untuk menurunkan volume. Ekstrusi dari vesikel kemudian terjadi melalui membran polikarbonat 450 dan 220 nm, vesikel yang dihasilkan disimpan pada suhu 40 oC. Hasil menunjukkan dari perbandingan kedua metode dengan formula yang sama adalah metode Rotary evaporation –sonication menghasilkan penjerapan obat yang lebih banyak dibandingkan dengan metode vortexing-sonication. Karakterisasi Secara umum pengujian untuk karakterisasi transfersome adalah sebagai berikut : 1. Efisiensi Penjerapan Salah satu contoh cara untuk mengukur efisiensi penjerapan ini adalah pertama dengan mengukur obat yang tidak terjerap menggunakan metode sentrifugasi kolom mini (minicolumn centrifugation method). Setelah sentrifugasi, vesikel dirusak menggunakan 0.1% Triton X-100 atau 50% n-propanolol dan kemudian dilnjutkan dengan teknik analisa untuk mengukur obat yang terjerap. 2. Ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel Diameter vesikel dapat ditentukan dengan menggunakan photon correlation spectroscopy (PCS) atau metode dynamic light scattering (DLS). Sampel disiapkan dalam air terdestilasi, disaring melalui saringan membran 0.2 mm dan diencerkan dengan filtered saline dan dialnjutkan dengan pengukuran diameter vesikel menggunakan kedua metode tadi. 3. Pengukuran derajat deformabilitas atau permeabilitas Pada transfersome, pengukuran permeabilitas merupakan salah satu parameter penting dan unik dalam karakterisasinya. Pengukuran deformabilitas dilakukan terhadap air murni sebagai standar. Preparasi transfersome dalam jumlah besar dilewatkan melalui pori-pori yang diketahui ukurannnya (melalui saringan mikrofilter yang berbeda-beda berbentuk seperti sandwich dengan diameter pori antara 500 nm dan 400 nm, tergantng pada suspensi transfersome awal). Ukuran partikel dan distribusi ukurannya dicatat setelah masing-masing melalui DLS. 4. Pelepasan Obat secara In vitro Informasi dari studi in-vitro digunakan untuk mengoptimalkan formulasi sebelum studi in vivo dengan biaya lebih mahal dilakukan. Untuk menentukan pelepasan obat secara in vitro, digunakan metode sel difusi atau dialisis dan sampel yang diambil pada waktu yang berbeda kemudian dideteksi dengan berbagai teknik analisis (UV, KCKT, HPTLC). Mekanisme penetrasi9,11 Transfersome dapat mengatasi masalah penetrasi dengan menyempitkan ukurannya melalui intacelular pada stratum korneum. Mekanisme bagaimana bahan aktif yang 183
dimasukkan ke dalam transfersome kemudian dapat melewati kulit belum diketahui dengan baik. Ada dua mekanisme yang diajukan: 1. Transfesome bertindak sebagai sistem pembawa obat, dimana vesikel yang masuk ke dalam stratum korneum membawa serta molekul obat ke dalam kulit 2. Transfersome bertindak sebagai penetration enhancer , dimana akan merusak lipid interseluler dari stratum korneum, dan memfasilitasi penetrasi molekul obat dan melewati stratum korneum. Cevc and coworker mengusulkan mekanisme pertama, hal ini diduga bahwa transfersome berpenetrasi karena gradient hidrasi transdermal, dimana hal tersebut merupakan kondisi yang normal di dalam kulit. Kemudian karena adanya gradien hidrasi transdermal, dapat melintasi epidermis dan masuk ke dalam lapisan yang lebih dalam atau bahkan sampai sirkulasi sistemik. Hidrasi atau tekanan osmoses terlibat dalam transpor transfersomes di dalam stratum korneum. Karena kekurangan sumber energi internal, transfersome mengikuti gradien energi yang sudah ada, seperti gradien aktivitas air transepidermal untuk transportasi. Kemampuan kulit mengontrol kehilangan air membantu dalam membangun perbedaan pergerakan air diantara bagian yang mudah diakses dari epidermis (75 % berisi air) dan hampir stratum korneum yang kering (15 % berisi air), menuju pembentukan gradien aktivitas air. Udara disekitar kulit berkontribusi kepada stabilitas gradien dengan bertindak sebagi sink yang ideal untuk molekul air bahkan dalam kondisi kehilangan air transdermal yang tinggi. Aplikasi Transfersome 1. Penghantaran insulin : Transfersome dapat digunakan untuk menghantarkan obat berbobot molekul besar seperti insulin. Insulin umumnya diberikan melalui rute subkutan, dimana hal ini biasanya tidak terlalu menyenangkan bagi pasien. Enkapsulasi insulin ke dalam transfersome (transfersulin) dapat mengatasi maslah ini. Transfersulin yang diaplikasikan ke kulit dapat menunjukkan efek hiplogikemik setelah 90 sampai 180 menit, tergantung dari komposisi pembawa spesifiknya.3 2. Penghantaran protein dan peptida Protein dan peptida umumnya mempunyai bobot molekul yang besar dan bersifat hidrofilik sehingga sulit sekali untuk bisa berpenetrasi kedalam sirkulasi sistemik, ketika diberikan secara oral akan terdegrasi di dalam saluran gastro-intestinal.Oleh karena itu peptida dan protein sering diberikan melalui injeksi. Banyak pendekatan dikembangkan untuk memperbaiki masalah tersebut. Bioavailabilitas dari transfersome mirip dengan yang dihasilkan dari injeksi subkutan. Serum albumin manusia atau gap junction protein yang dienkapsulasi ke dalam transfersom menunjukkan keefektifan dalam menghasilkan respon imun ketika dihantarkan melalui rute transdermal.12,13 3. Penghantaran NSAID NSAID umumnya memiliki efek samping pada saluran gastro-intestinal. Selain itu ketika diberikan per oral, data farmakokinetik menunjukkan absorbsi natrium Diklofenak 100%, tetapi karena metabolisme lintas pertama, hanya 50 % dosis yang terabsorbsi secara sistemik . Untuk mengatasi masalah ini dikembangkan sistem penghantaran transfersome. Selain Diklofenak, studi ini juga dilakukan pada Ketotifen. Ketoprofen di dalam transfersome mendapatkan persetujuan untuk diedarkan di pasar oleh Swiss Regulatory agency (Swiss Medic) pada tahun 2007, merk dagang dari Ketoprofen tersebut adalah Diractin.
184
4. Penghantaran untuk obat herbal Ekstrak kurkumin yang dimasukkan ke dalam transfersome dan dibuat sediaan krim memiliki efikasi yang lebih tinggi dibandingkan kurkumin yang dimasukkan ke dalam liposom konvensional ataupun etosom. Ekstrak kurkuma yang dimasukkan ke dalam vesikel nano akan memperbaiki penetrasi ke dalam kulit dimana akan dihasilkan perbaikan pada kulit seperti hidrasi kulit dan kandungan sebum yang meningkat.5 Ekstrak Punica granatum juga menunjukkan efek fotoprotektif yang lebih baik bila dibandingkan dengan krim konvensional. Efek fotoprotektif juga dilakukan dengan studi biokimia. Karakteristik kulit seperti viskoelastisitas, hidrasi kulit, kandungan sebum dapat diperbaiki.6 Kesimpulan Transfersome dapat menjadi solusi untuk memperbaiki penetrasi obat melalui kulit baik topikal maupun transdermal. Transfersome merupakan vesikel elastik yang dapat membawa molekul obat yang kecil maupun besar, hidrofilik atatupun hidrofob. Mekanisme penetrasi transfersome karena adanya gradient hidrasi transdermal. Daftar Pustaka Cevc G., Transfersomes : Innovative Transdermal Drug Carriers in Modified Release Drug Delivery Technology , Ratbone M (editor). 2002.Marcel Dekker,New York Cevc, G. (1996). Transfersomes, liposomes and other lipid suspensions on the skin:permeation enhancement, vesicle penetration, and transdermal drug delivery. Crit Rev. Ther. Drug Carrier Syst.13,257-388 Cevc ., et al.(1998). Ulraflexible vesicles, Transfersomes, have an extremely low pore penetration resistance and transport therapeutic amounts of insulin accross the intac mammalian skin. Biochimica et Biophysica Acta 1368,201-215 Choi M.J, Maibach H.I, (2005). Elastic vesicles as topical/transderma drug delivery systems. International Journal of Cosmetic Science, 27,211-221 Kaur C.D.,Saraf S.,(2011)Topical vesicular formulations of Curcuma longa extract on recuperating the ultraviolet radiation-damaged skin. Journal of Cosmetic Dermatology,.10.260265 Kaur C.D, Saraf S., (2011). Photoprotective herbal extract load nanovesicular creams inhibiting ultraviolet radiations induced photoaging. International of Drug Delivery ,3, 699-711 Kumar A.,Pathak K, Bali V.,(2012) Ultra-adaptable nanovesicular systems: a carrier for systemic delivery of therapeutic agents. Drug Discovery Today Volume 17, Numbers 21/22 Prajapati TS, Patel CG., Patel CN.. Transfersomes: A Vesicular Carrier System for Transderma Drug Delivery. Asian Journal of Biochemical and Pharmaceutical Research Issue 2 (Vol 1) 2011 Pirvu C.D, Hlevca C., Ortan A., Prisada R., (2010). Elastic Vesicles as drug carriers through the skin. Farmacia, Vol 58,2
185
Zaafarany G., Awad G.A, Holayel S., Mortada ND, (2010).Role of edge activator ans surface charge in developing ultradefrmable vesicles with enhanced skin delivery. International Journal of Pharmaceutics. 397164-172 Elsayed M., Abdallah O., Naggar V., Khalafallah.(2006).Deformable liposomes and ethosomes:mechanism of enhanced skin delivery.International Journal of pharmaceutics 322,60-66 M. Trotta, E. Peira, M. E. Carlotti and M. Gallarate.,( 2004) International Journal of Pharmaceutics., 270, 119. E. I. Maghraby, G. M. Williams and B. W. Barry., (2000) International Journal of Pharmaceutics., 204, 159.
186
