Optimasi Nilai HLB Kombinasi Surfaktan dan Konsentrasi Isopropil Miristat pada Mikroemulsi Kafein

Abstract

Paparan radiasi sinar UV dapat mempercepat photoaging pada kulit dan memicu terbentuknya sel kanker melanoma (Herman & Herman, 2013). Radiasi UV B dapat menyebabkan mutagenesis pada DNA, mengubah sinyal transduksi intraseluler, dan memicu aktivitas faktor transkripsi untuk membentuk sel-sel kanker (Ma et al., 2015). Kafein merupakan senyawa golongan alkaloid bersifat antioksidan dan dapat mencegah terbentuknya sel kanker akibat radiasi sinar Ultraviolet B (UV B) dengan menginduksi apoptosis pada sel karotinosit yang rusak akibat radiasi sinar UV (Han et al., 2011). Kafein banyak ditambahkan pada sediaan kosmetik, namun sifat hidrofilik yang terlalu tinggi (log P = -0.07) sehingga sulit menembus stratum korneum yang bersifat lipofilik (Puglia et al., 2014). Kafein harus diformulasi untuk meningkatkan kemampuan penetrasi menembus kulit menjadi lebih baik. Sistem penghantaran obat secara topikal dapat meningkatkan efektivitas terapi, bioavailabilitas obat, dan mencegah efek samping saat pemberian oral (Shakeel et al., 2008). Mikroemulsi merupakan salah satu sistem penghantaran obat yang berpotensi untuk meningkatkan penetrasi obat dalam menembus epidermis kulit (Fanun, 2009) dengan ukuran partikel kecil yaitu sekitar 10–140 nm (Muzaffar et al., 2013). Mikroemulsi merupakan sediaan yang stabil secara termodinamika dengan sistem pembawa obat koloidal yang tersusun atas fase minyak, fase air, dan surfaktan atau kosurfaktan (Schwarz et al., 2012). Surfaktan merupakan komponen penting mikroemulsi, sehingga jenis, komposisi, dan nilai HLB surfaktan yang digunakan mempengaruhi karakteristik dan stabilitas mikroemulsi yang terbentuk (Agrawal et al., 2012). Usaha untuk meningkatkan kemampuan penetrasi sediaan mikroemulsi dilakukan dengan menambahkan Chemical Penetration Enhancer (CPE). Isopropil Miristat (IPM) merupakan salah satu jenis CPE golongan ester asam lemak yang memenuhi persyaratan keamanan dan memiliki efektivtas yang baik (Schroeter et al., 2015). Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh nilai HLB kombinasi surfaktan dan konsentrasi IPM terhadap stabilitas dan kemampuan penetrasi mikroemulsi kafein. Stabilitas mikroemulsi secara kuantitatif diukur melalui nilai pergeseran viskositas dan pH sebelum dan sesudah uji stabilitas, sedangkan kemampuan penetrasi sediaan dapat dilihat dari nilai fluks penetrasi. Penelitian ini menggunakan metode desain faktorial dengan dua faktor yaitu nilai HLB campuran surfaktan (tween 80 dan span 80) dan konsentrasi IPM. Respon yang akan diamati adalah nilai pergeseran viskositas, pergeseran pH, dan nilai fluks. Formula optimum mikroemulsi kafein didapatkan dengan analisis faktor dan respon menggunakan aplikasi Design Expert 9.0. Penelitian ini akan dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: (1) penentuan formula mikroemulsi kafein, (2) pembuatan mikroemulsi kafein, (3) uji stabilitas dan uji penetrasi mikroemulsi kafein, (4) penentuan formula optimum dengan menggunakan aplikasi Design Expert 9.0, (5) pembuatan formula mikroemulsi optimum, (6) uji karakteristik formula optimum mikroemulsi kafein meliputi: pH, viskositas, analisis fase, bobot jenis, morfologi partikel, ukuran partikel, distribusi partikel, dan zeta potensial. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan, faktor nilai HLB kombinasi memberikan pengaruh yang signifikan terhadap stabilitas dan kemampuan penetrasi. Nilai HLB yang semakin tinggi akan menurunkan nilai pergeseran pH, viskositas, dan nilai fluks penetrasi mikroemulsi. Faktor konsentrasi IPM memberikan pengaruh yang signifikan pada kemampuan penetrasi. Konsentrasi IPM yang semakin tinggi menurunkan nilai pergeseran viskositas dan pH, serta meningkatkan fluks penetrasi. Interaksi antara kedua faktor dapat meningkatkan pergeseran viskositas, namun dapat menurunkan pergeseran pH dan nilai fluks obat. Analisis menggunakan aplikasi Design Expert 9.0 menghasilkan formula optimum mikroemulsi kafein yang memiliki nilai HLB kombinasi surfaktan 14,22 dan konsentrasi IPM 10%. Komposisi formula optimum terdiri dari 1% kafein, 10% benzil alkohol, 32.45% tween 80, 2,55 % span 80, dan 44% akuades. Karakteristik formula optimum mikroemulsi kafein yang dihasilkan adalah tipe mikroemulsi minyak dalam air (M/A), pH 5,84, bobot jenis 1,030 g/ml, dan viskositas 1,07 dPas. Karakteristik fisik mikroemulsi kafein memiliki droplet berbentuk sferis, ukuran partikel rata-rata 43 nm, bersifat monodispersi dengan indeks polidispersi sebesar 0,572, dan nilai zeta potensial –0,2 mV.