- Definisi Gel
Gel adalah sistem padat atau setengah padat dari paling sedikit 2 (dua) konstituen yang terdiri dari massa seperti pagar yang rapat dan diisi oleh cairan. Gel terdiri dari dua fase kontinu yang saling berpenetrasi. Fase yang satu berupa padatan, tersusun dari partikel –partikel yang sangat tidak simetris dengan luas permukaan besar; sedang yang lain adalah cairan. (Martin, 1993).
- Pembagian Gel menurut tipe dan macamnya
- Menurut Lieberman
| Klasifikasi | Definisi | Contoh |
| Anorganik | Biasanya terdiri dari sistem 2 fase | Gel Aluminium Hidroksida dan Bentonit Magma |
| Organik | Biasanya terdiri dari 1 fase | Karbopol dan Tragakan |
| Hidrogel | Sistemnya termasuk dalam organik, anorganik hidrogel, dan gom | Pasta pektin, Jelly tragakan, metilselulosa, dan gel bentonit |
| Organogel | Sistemnya termasuk dalam basis sabun yang bersifat polar dan nonionik | Petrolatum, Aluminium stearat, carbowax |
- Menurut Martin
| No | Klasifikasi | Contoh |
| 1 | Organogel | |
| Petrolatum,gel minyak mineral-polietilen | |
| Lard, minyak nabati terhidrogenasi, minyak teobroma | |
| Aluminium stearat, gel minyak mineral | |
| Basis Carbowax, salep polietilen glikol | |
| 2 | Hidrogel | |
| Pasta pektin, jelly tragakan | |
| Gel Bentonit, gel koloid magnesium aluminium silikat |
1 Konsep Dasar Gel
Macam-macam polimer yang digunakan dibagi menjadi 2 yaitu
Polimer alam
Yang termasuk dalam polimer alam adalah
Alginat
Polisakarida ini mengandung banyak proporsi dari D-manuronat dan asam L-glukoronat. Meskipun banyak garam alginate yang tersedia secara komersial, sodium alginat yang paling banyak digunakan.
Karaginan
Karaginan adalah variable campuran dari sodium, kalium, ammonium, kalsium, dan magnesium sulfat. Tipe-tipe dari kopolimer yang utama ditandai dengan kappa-, iota-, dan lambda-karagenan. Semua karaginan bersifat anionik. Gel dengan kappa-karagenan cenderung mudah patah, dapat diperkuat dengan adanya ion kalium; gel dengan iota-karagenan mempunyai sifat elastik.
Tragakan
Tragakan adalah getah dari astragalus gummifer Labillardiere. Tragakan merupakan material kompleks uatama dari asam polisakarida yang mengandung kalsium, magnesium dan kalium.
Pektin
Pektin adalah polisakarida yang diekstraksi dari dalam kulit jeruk atau apel, yang dapat digunakan sebagai sediaan farmasetika (gel). Gel ini dibentuk pada pH asam dalam larutan yang mengandung kalsium dan bahan-bahan lain yang didehidrasikan sebagai gom.
Xanthan Gom
Xanthan Gom didapatkan dari fermentasi bakteri dan banyak digunakan sebagai emulgator dalam suspensi dan emulsi pada konsentrasi dibawah 0,5%.
Gellan Gom
Gellan gom adalah polisakarida lain yang didapatkan dari fermentasi. Kekuatan gel dapat dilihat dari konsentrasi gom dan kandungan ioniknya.
Guar gum
Guar gum adalah non ionic polisakarida turunan dari seeds. Larutan guar dapat membentuk cross linking denga beberapa polivalen kation untuk membentuk gel. Mekanismenya melibatkan pembentukan kelat antara rantai polimer yang berbeda. Kelemahan dari gel ini adalah residu tidak larut dari tanaman.
Gum yang lain
Gelatin umumnya digunakan sebagai pembentuk gel dalam industir makanan dan dalam industri farmasi. Agar dapat digunakan untuk membuat gel yang kuat.
Chitosan
Chitosan adalah biopolymer alam yang berasal dari cangkang luar Crutacean. Kitin diekstraksi dan dideasetilasi parsial untuk memproduksi chitosan. Tidak seperti kebanyakan gum, chitosan membawa muatan positif, (pada pH di bawah 6,5). Gel yang kuat dihasilkan dari interaksi dengan polisakarida seperti alginate.
Polimer akrilat
Carbomer 934P adalah nama salah satu kelompok polimer akrilat yang memiliki cross link dengan eter polialkenil. Digunakan sebagai thickening agent. Carbomer membentuk gel pada konsentrasi 0,5%. Dalam medium berair, polimer yang dipasarkan dalam bentuk asam bebas, mula mula terdispersi secara seragam. Setelah tidak ada udara yang terjebak, gel dinetralkan dengan basa yang cocok. Muatan negative pada sepanjang rantai polimer menyebabkan polimer tersebut menjadi terurai dan mengembang. Dalam sistem berair, basa sederhana anorganik, seperti sodium, ammonium, atau potassium hidroksida atau garam basa seperti sodium carbonat dapat digunakan. pH dapat diatur pada nilai yang netral; sifat gel dapat dirusak oleh netralisasi yang tidak cukup atau nilai pH yang berlebih. Amina tertentu seperti TEA biasanya digunakan dalam produk kosmetik.
Faktor – factor yang mempengaruhi fleksibilitas dan simetri rantai serta kekuatan polimer antara lain:
1) Berat molekul dan distribusi berat molekul
2) Struktur kimia dari polimer, sifat atom dan ikatan-ikatan dalam struktur utama, misalnya konfigurasi stereoregular dari rantai atom dan adanya cincin atau ikatan rangkap dalam rantai, pada polaritas, frekuensi dan ukuran substituent atau gugus samping
Stabilitas Gel
Struktur gel merupakan hasil dari interaksi partikel-partikel dan rintangan molecular. Pergerakan partikel partikel gel secara acak dapat menyebabkan kerusakan dan reformasi ikatan. Pada aliran rendah, material bersifat elastic karena ikatan antar partikelnya kuat. Pada saat terjadi peningkatan tegangan, struktur akan termodifikasi dengan adanya kerusakan dan reformasi ikatan(Liebermann, 1996).
Mekanisme stabilitas gel adalah terbentuknya rantai polimer akibat terbasahinya gelling agent, rantai polimer tersebut akan cross –linking yang membentuk ruangan untuk menjebak zat aktif.
Gel dapat membentuk struktur house of card, di mana bagian dalam hingga pinggir sistem gel membentuk jaringan tiga dimensi dari partikel yang seluruhnya dalam bentuk cairan. Interaksi antara partikel-partikelnya sangat lemah. Larutan dari gelling agent dan disperse dari padatan yang sudah terflokulasi cenderung mempunyai sifat pseudoplastik, yang menunjukkan sifat/ karakter dari aliran non-Newtonian (Liebermann, 1996).
Formulasi gel yang tidak stabil di bawah keadaan normal menunjukkan perubahan irreversible pada sifat rheologinya. Contoh gel yang tidak stabil adalah gel yang mengalami pemisahan terhadap fase cair (syneresis) dan terhadap fase padatnya (sedimentasi), gel yang kehilangan viskositas atau konsistensinya (terjadi perubahan dari semisolid ke liquid)
Fenomena Ketidakstabilan Gel
Mekanisme ketidakstabilan dalam gel dibagi menjadi 2, yaitu syneresis dan swelling.
Syneresis
Pada fenomena ini, jika suatu gel didiamkan selama beberapa saat, maka gel tersebut seringkali akan mengerut secara alamiah dan cairan pembawa yang terjebak dalam matriks keluar/lepas dari matriks. Syneresis dapat diamati pada jelly yang sering kita makan sehari-hari atau gelatin pencuci mulut. Istilah bleeding yang biasanya, tidak karena adanya kontraksi seperti pada syneresis namun terlebih dapat dikarenakan struktur gel yang kurang (Martin, 1993).
Swelling
Fenomena ini merupakan mekanisme dimana gel dapat menyerap cairan dari system sehingga volume pada gel dapat bertambah dan airnya akan terperangkap dalam matriks yang terbentuk pada gel. Swelling merupakan kebalikan dari fenomena syneresis dimana terjadi penyerapan cairan oleh suatu gel dengan diikuti oleh peninfkatan volume. Gel juga dapat menyerap sejumlah cairan tanpa peningkatan volume yang dpaat diukur, ini disebut imbibisi. Cairan-cairan yang dapat mengakibatkan penggembungan adalah cairan-cairan yang dapat mensolvasi suatu gel (Martin, 1993).
Formulasi Gel
Carbomer 1%
TEA 2%
Gliserin 25%
PG 5%
Metil Paraben 0,2%
Etanol 13,354%
Aquadest 53,416%
Zat aktif 0,03%
Carbomer
Berfungsi sebagai gelling agent yang dapat meningkatkan viskositas dari gel. Carbomer berperan dalam sediaan topical emulsi tipe O/W. Konsentrasi yang digunakan sebagai gelling agent adalah 0,5-2,0%.
TEA
Berfungsi sebagai agen pengemulsi, dimana dengan adanya gliserin (asam lemak) akan bereaksi dengan membentuk sabun anionic dengan pH sekitar 8 yang bersifat stabil dalam tipe emulsi O/W.
Gliserin
Berfungsi sebagai humektan dan emollient. Konsentrasi gliserin yang digunakan sebagai humektan dan emollient berkisar kurang dari 30%. Gliserin bersifat higroskopis. Campuran antara gliserin, etanol, dan propilen glikol bersifat stabil secara kimia. Gliserin akan meleleh pada suhu 200C. gliserin didapatkan dari minyak dan lemak sebagai produk dalam pembuatan sabun dan asam lemak.
Propilen glikol
Berfungsi sebagai humektan dan pelarut. Propilen glikol bersifat larut dalam air. Propilen glikol stabil secara kimia dalam campuran dengan etanol, gliserin, dan air.
Metil paraben
Berfungsi sebagai pengawet antimikroba. Efektifitas dari metil paraben sebagai bahan pengawet akan semakin meningkat dengan adanya propilen glikol. Konsentrasi metil paraben yang digunakan dalam sediaan topical adalah 0,02-0,3%.
Etanol
Berfungsi sebagai bahan pengawaet antimikroba, disinfektan, dan pelarut. Etanol bersifat larut dalam air dan gliserin. Pada formula ini, etanol berfungsi sebagai pengawet antimikroba dimana konsentrasinya adalah lebih dari 10%.
Aquadest
Berfungsi sebagai fase luar atau medium dispers.
0 komentar:
Posting Komentar