Emulsi

Emulsi adalah…

• dispersi koloidal 2 cairan yang tidak bercampur karena perbedaan kepolaran.
• globul terdispersi makromolekul (dengan ukuran 100-100.000 µm) dalam medium pendispersi.

Tahap penentu pembentukan emulsi:

• Tahap pemisahan: disrupsi dan distruksi. Ruahan menjadi globul ditentukan oleh waktu dan kecepatan pengadukkan. Pengadukkan dengan kecepatan tinggi menggunakan ultraturax → sudah pecah (sudah opak seperti susu dan kecepatan diturunkan) → masuk ke dalam tahap stabilisasi.
• Tahap stabilisasi: mekanisme kerja emulgator.

Faktor yang harus diperhatikan dalam proses emulsifikasi:

1. Polidispersi globul sferis → tergantung dari pengadukkan fasa terdispersi.
2. Enersi antar muka 2 cairan yang tidak bercampur menyebabkan ketidakstabilan sehingga usaha enersi antar muka minimum.
3. Stabilisator pada antar muka.
4. Bahan peningkat viskositas → dapat mengurangi kecepatan penggabungan globul terdispersi.
5. Dibentuk 2 fase stabilisasi dengan fase ketiga adalah emulgator atau multi emulsi (o/w/o, w/o/w)

Tujuan Pembentukan Emulsi:

1. Meningkatkan kelarutan
2. Meningkatkan stabilitas
3. Memperbaiki penampilan
4. Menutupi rasa tidak enak
5. Efek obat diperlambat

Faktor yang Mempengaruhi Proses Emulsifikasi:

• Tegangan permukaan 2 fase cair, karena adanya perbedaan polaritas dan zat cair tersebut.
• Energi bebas permukaan: dapat membentuk koalescen, yaitu penggabungan globul.
• Emulgator: film antar muka, tolak menolak muatan, dan repulsi sterik untuk emulgator muatan.

Mekanisme Stabilisasi Emulsi:

1. Emulgator surfaktan: membentuk lapisan film monolayer pada antar muka globul. Macam2 surfaktan: surfaktan kationik, anionik, nonionik (Span dan Tween), dan zwitter ion. Surfaktan harus dipanaskan karena akan meningkatkan asosiasi globul dan menurunkan viskositas fase terdispersi sehingga lebih mudah terbentuk.
2. Emulgator koloid hidrofil: membentuk lapisan film multilayer pada antar muka globul dan dapat meningkatkan viskositas. Contoh koloid hidrofil: gelatin, agar-agar, tragakan, karagenan, gom arab, dan Na-alginat. Koloid hidrofil harus dikembangkan terlebih dahulu. Lapisan film multilayer terbentuk karena adanya air sehingga terbentuk crosslink/struktur 3 dimensi di sekitar globul karena adanya ikatan hidrogen sehingga dapat menjerat air. Selulosa jika digunakan sebagai koloid hidrofil, hati-hati terhadap valensi tinggi karena dapat merusak lapisan multilayer sehingga terbentuk koalescen. Koalescen adalah ukuran lapisannya berkurang karena emulgatornya berkurang.
3. Emulgator partikel halus: membentuk lapisan monolayer pada antar muka globul karena kemampuan partikel halus teradsorpsi pada permukaan. Kekuatan stabilisator pada emulgator partikel halus sangat lemah, tergantung dari keruahan minyak. Tidak terbentuk lapisan multilayer dikarenakan partikel halus teradsorpsi pada permukaan globul. Contoh yang sering digunakan adalah veegum, bentonit, dan PGA. Veegum dan bentonit harus ditambahkan dengan air panas lalu dikocok dengan blender dengan kecepatan tinggi agar partikel dapat dipecah sehingga air bisa berpenetrasi ke dalamnya. PGA dikembangkannya tidak boleh dengan di blender karena nanti polimernya akan terpecah-pecah. Apabila terpecah makan akan tidak dapat membentuk crosslink antar polimer tersebut.

Tegangan permukaan yang tinggi distabilkan oleh emulgator. Hal ini diperlukan agar partikel tidak bergabung. Jika partikel bergabung, maka dosis tidak merata.

Pengadukkan dapat mendispersikan fase terdispersi. Hal ini disebabkan karena memberikan energi kinetika yang dapat menyebabkan fase terdisperdi terpecah menjadi globul-globul kecil.

Untuk membuat antasid tidak disarankan menggunakan koloid hidrofil sebagai suspending agent, karena kapasitas penetralannya asamnya tidak sempurna. Antasid digunakan untuk menetralkan asam lambung akibat gastritis dengan mengadsorpsi asam lambung. Karena mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi sehingga kapasitas penurunanya menurun.

Formulasi Dalam Emulsi:

1. Fasa terdispersi
2. Fasa pendispersi
3. Komponen aditif

Ketiga faktor di atas menentukan:

• Pembentukan emulsi. Parameter fisikanya adalah: panas, waktu pengadukkan, dan kecepatan pengadukkan. Parameter kimianya: stabilitas kimia (pH) dan penguraian (toksisitas).
• Pertimbangan formula, tergantung dari konsistensi/viskositas dan rheologi. Pemilihan fasa minyak dilihat faktor-faktor yang mempengaruhinya, misalnya konsistensi, rasa, dan koefisien partisi zat aktif dengan aditif.

Penentuan koefisien partisi adalah memakai air-oktanol lalu ditambahkan zat kemudian kocok sekian menit. Lalu tentukan konsentrasi fasa minyak dan fasa air. Koefisien partisi = [pada minyak]/[pada air]

Aditif dalam sediaan emulsi:

1. Pengawet, misalnya propil paraben (tidak larut baik dalam air) dan metil paraben.
2. Antioksidan
3. Emulgator
4. Flavour

M/A atau A/M, dasar pemilihannya adalah misalnya A/M diperlukan dosis yang besar. Hal ini dikarenakan dilepaskannya sedikit-sedikit. Contoh A/M adalah TPN (Total Parenteral Nutrition). Tipe A/M lebih viskos daripada M/A.

Bentuk ketidakstabilan emulsi:

1. Flokulasi: dikarenakan emulgator kurang, lapisan pelindung tidak menutupi semua bagian globul sehingga 2 globul bersatu membentuk aggregat.
2. Koalescens: dikarenakan hilangnya lapisan film dan globul semakin besar dan bersatu.
3. Kriming: dikarenakan adanya pengaruh gravitasi sehingga terjadi pemekatan di permukaan dan di dasar.
4. Inversi fasa: dikarenakan adanya perubahan viskositas.
5. Breaking/demulsifikasi: pecah akibat hilangnya lapisan film karena pengaruh suhu.

Mikroemulsi: dispersi cair-cair dalam bentuk miselar dengan ukuran partikel 10-100 nm. Dalam mikroemulsi terjadi solubilisasi miselar dimana misel-misel bergabung dan membutuhkan konsentrasi surfaktan yang tinggi.

Faktor yang harus diperhatikan dalam mikroemulsi:

1. Luas permukaan partikel terdispersi: memepengaruhi enersi antar muka.
2. Stabilita fisik dan pembentukan sistem yang spontan.
3. Derajat solubilisasi: misel surfaktan, globul emulsi, dan solubilisasi yang terjadi.
4. Kinetika solubilisasi tergantung dari derajat solubilisasi dan transisi misel surfaktan dan globul emulsi.
5. Pengaruh temperatur dan komposisi mikroemulsi.

Mikroemulsi: partikel lebih kecil, luas permukaan lebih besar tetapi karena adanya konsentrasi surfaktan dan co-surfaktan yang tinggi menyebabkan partikel terselimuti secara rapat sehingga lebih stabil daripada emulsi biasa dan tidak memerlukan pengocokkan yang kuat. Co-surfaktan diperlukan untuk menurunkan hidrofilisitas fase air. Contoh co-surfaktan: etoksidiglikol, poligliseril 6-dioleat, poligliseril 6-isostearat, poligliseril 3-diisostearat.

Sifat mikroemulsi:

• Ukuran partikel 10-100 nm
• Stabil
• Sederhana
• Ada kekuatan solubilisasi
• Ada peningkat aktivitas
• Penampilan: cair dan transparan.

Contoh formula:

• Gliserin
• Trietanolamin
• Mg-alumunium silikat
• Metil paraben
• Air

Pada mikroemulsi, fase minyak memakai yang viskositasnya rendah. Hal ini dikarenakan agar densitasnya tidak naik sehingga mudah dicampur dan tidak kriming.

Emulgel: sediaan emulsi yang fase airnya ditingkatkan viskositasnya dengan menambahkan gelling agent.

Emulgel mikroemulsi lebih sulit pembuatannya karena konsentrasi surfaktan dan co-surfaktan yang tinggi menyebabkan air sulit berpenetrasi.

Formulasi emulsi dengan rasio fase air-minyak:

• untuk menilai potensial termodinamika dalam sistem 2 fasa pada T&P konstan adalah energi bebas Gibbs → berhubungan dengan HLB.
• perubahan spontan akan terjadi karena adanya reduksi energi bebas (ΔG < 0)
• Komposisi tergantung dari 1 komponen independen dalam sistem 2 fasa.