Materi Sediaan Gel Farmasi (Teori dan Penjelasan Lengkap)

Sediaan Gel – Jika kamu mencari referensi mengenai sediaan gel untuk praktikum farmasetika, ataupun menyelesaikan makalah atau laporan praktikum, maka kamu sudah berada di halaman yang tepat.

Di halaman ini kita akan membahas secara lengkap salah satu sediaan farmasi semi solid, yaitu sediaan gel. Ada pengertian, keuntungan dan kerugian, sifat dan karakteristik, hal-hal yang harus diperhatikan dalam formulasi hingga bagaimana penyimpanannya.

Simak ulasan lengkapnya di bawah ini.

Pengertian Sediaan Gel

Gel umumnya merupakan suatu sediaan semi padat yang, jernih, tembus cahaya, dan mengandung zat aktif, merupakan dispersi koloid mempunyai kekuatan yang disebabkan oleh jaringan yang saling berikatan pada fase terdispersi (Ansel, 1989).

Zat zat pembentuk gel digunakan sebagai pengikat dalam granulasi, koloid pelindung dalam suspensi, pengental untuk sediaan oral dan sebagai basis supositoria. Secara luas sediaan gel banyak digunakan pada produk obat obatan, kosmetik dan makanan juga pada beberapa proses industri. Pada kosmetik yaitu sebagai sediaan untuk perawatan kulit, sampo, sediaan pewangi dan pasta gigi (Herdiana, 2007).

Makromolekul pada sediaan gel disebarkan keseluruh cairan sampai tidak terlihat ada batas diantaranya, disebut dengan gel satu fase. Jika masa gel terdiri dari kelompok kelompok partikel kecil yang berbeda, maka gel ini dikelompokkan dalam sistem dua fase (Ansel, 1989).

Polimer polimer yang biasa digunakan untuk membuat gel-gel farmasetik meliputi gom alam tragakan, pektin, karagen, agar, asam alginat, serta bahan bahan sintetis dan semisintetis seperti metil selulosa, hidroksietilselulosa, karboksimetilselulosa, clan karbopol yang merupakan polimer vinil sintetis dengan gugus karboksil yang terionisasi. Gel dibuat dengan proses peleburan, atau diperlukan suatu prosedur khusus berkenaan dengan sifat mengembang dari gel (Lachman., dkk, 1994).

Gel umumnya merupakan suatu sediaan semipadat yang jernih, tembus cahaya dan mengandung zat aktif, merupakan dispersi koloid mempunyai kekuatan yang disebabkan oleh jaringan yang saling berikatan pada fase terdispersi (Ansel, 1989). Gel adalah sediaan bermassa lembek, berupa suspensi yang dibuat dari zarah kecil.

Senyawa anorganik atau makromolekul senyawa organik, masing masing terbungkus dan saling terserap oleh cairan (Formularium Nasional, hal 315). Gel adalah sediaan bermassa lembek, berupa suspensi yang dibuat dari zarah kecil senyawa anorganik atau makromolekul senyawa organik, masing masing terbungkus dan saling terserap oleh cairan (Formularium Nasional, hal 315)

Sediaan gel (dari bahasa Latin gelu = membeku, dingin, es atau gelatus = membeku) adalah campuran koloidal antara dua zat berbeda fase: padat dan cair. Penampilan gel seperti zat padat yang lunak dan kenyal (seperti jelly), namun pada rentang suhu tertentu dapat berperilaku seperti fluida (mengalir). Berdasarkan berat, kebanyakan gel seharusnya tergolong zat cair, namun mereka juga memiliki sifat seperti benda padat. Contoh gel adalah gelatin, agar agar, dan gel rambut.

Biasanya gel memiliki sifat tiksotropi (Ing.: thyxotropy) : menjadi cairan ketika digoyang, tetapi kembali memadat ketika dibiarkan tenang. Beberapa gel juga menunjukkan gejala histeresis.

Dengan mengganti cairan dengan gas dimungkinkan pula untuk membentuk aerogel (‘gel udara’), yang merupakan bahan dengan sifat-sifat yang khusus, seperti massa jenis rendah, luas permukaan yang sangat besar, dan isolator panas yang sangat baik.

Seiring dengan semakin berkembangnya sains dan teknologi, perkembangan di dunia farmasi pun tak mau ketinggalan. Semakin hari semakin banyak kebutuhan, terutama untuk menunjang penampilan. Berbagai macam bentuk sediaan farmasi, baik itu liquid, solid dan semisolid telah dikembangkan oleh ahli farmasi dan industri.

Pernahkah kamu merasa bahwa sediaan krim dan lotion lebih banyak di pasaran daripada sediaan gel?

Salah satu sediaan yang dikembangkan oleh para ahli saat ini adalah gel, berikut merupakan definisi gel menurut beberapa sumber :

• Farmakope Indonesia edisi IV : Gel kadang kadang disebut jeli, merupakan sistem semipadat terdiri dari suspensi yang dibuat dari partikel anorganik yang kecil atau molekul organik yang besar, terpenetrasi oleh suatu cairan.
• Formularium Nasional : Gel adalah sediaan bermassa lembek, berupa suspensi yang dibuat dari zarah kecil senyawa anorganik atau makromolekul senyawa organik, masing masing terbungkus dan saling terserap oleh cairan.
• Ansel : Gel didefinisikan sebagai suatu sistem setengah padat yang terdiri dari suatu disperse yang tersusun baik dari partikel anorganik yang terkecil atau molekul organik yang besar dan saling diresapi cairan.

Kegunaan Sediaan Gel

1. Untuk kosmetik, gel digunakan pada shampo, parfum, pasta gigi, dan kulit dan sediaan perawatan rambut.
2. Gel dapat digunakan untuk obat yang diberikan secara topikal (non streril) atau dimasukkan kedalam lubang tubuh atau mata (gel steril) (FI IV, hal 8)
3. Gelling agent biasa digunakan sebagai bahan pengikat pada granulasi tablet bahan pelindung koloid dan suspensi, bahan pengental ada sediaan cairan oral dan basis suppositoria.

Kegunaan (Lachman,1989. Pharmaceuitical Dosage System. Dysperse system. Volume 2, hal 495 496)

Gel merupakan suatu sistem yang dapat diterima untuk pemberian oral, dalam bentuk sediaan yang tepat, atau sebagai kulit kapsul yang dibuat dari gelatin dan untuk bentuk sediaan obat long acting yang diinjeksikan secara intramuskular.

Gelling agent biasa digunakan sebagai bahan pengikat pada granulasi tablet, bahan pelindung koloid pada suspensi, bahan pengental pada sediaan cairan oral, dan basis suppositoria.

Untuk kosmetik, gel telah digunakan dalam berbagai produk kosmetik, termasuk pada shampo, parfum, pasta gigi, dan kulit dan sediaan perawatan rambut.

Gel dapat digunakan untuk obat yang diberikan secara topikal (non streril) atau dimasukkan ke dalam lubang tubuh atau mata (gel steril) (Fl IV, hal 8).

Keuntungan, Kerugian, dan Kekurangan Sediaan Gel

Keuntungan sediaan gel

Beberapa keuntungan sediaan gel (Voigt, 1994). Adalah sebagai berikut:

• Kemampuan penyebarannya baik pada kulit
• Efek dingin, yang dijelaskan melalui penguapan lambat dari kulit
• Tidak ada penghambatan fungsi rambut secara fisiologis
• Kemudahan pencuciannya dengan air yang baik

Untuk Hidrogel : efek pendinginan pada kulit saat digunakan penampilan sediaan yang jernih dan elegan, pada pemakaian di kulit setelah kering meninggalkan film tembus pandang, eiastic, daya lekat tinggi yang tidak menyumbat pori sehingga pernafasan pori tidak terganggu, mudah dicuci dengan air, pelepasan obatnya baik, kemampuan penyebarannya pada kulit baik.

Kerugian sediaan gel

Untuk hidrogei : harus menggunakan zat aktif yang larut di dalam air sehingga diperlukan penggunaan peningkat kelarutan seperti surfaktan agar gel tetap jernih pada berbagai perubahan temperatur, tetapi gel tersebut sangat mudah dicuci atau hilang ketika berkeringat, kandungan surfaktan yang tinggi dapat menyebabkan iritasi dan harga lebih mahal.

Kekurangan sediaan gel

Untuk hidroalkaholik : gel dengan kandungan alkohol yang tinggi dapat menyebabkan pedih pada mata, penampilan yang buruk pada kulit bila terkena pemaparan cahaya matahari, alkohol akan menguap dengan cepat dan meninggalkan film yang berpori atau pecah pecah sehingga tidak semua area tertutupi atau kontak dengan zat aktif.

Pengolongan Berdasarkan Sifat Fase Koloid

• Gel anorganik, contoh : bentonit magma
• Gel organik, pembentuk gel berupa polimer

Berdasarkan sifat pelarut :

• Hidrogel (pelarut air)

Hidrogel pada umumnya terbentuk oleh molekul polimer hidrofilik yang saling sambung silang melalui ikatan kimia atau gaya kohesi seperti interaksi ionik, ikatan hidrogen atau interaksi hidrofobik.

Hidrogel mempunyai biokompatibilitas yang tinggi sebab hidrogel mempunyai tegangan permukaan yang rendah dengan cairan biologi dan jaringan sehingga meminimalkan kekuatan adsorbsi protein dan adhesi sel; hidrogel menstimulasi sifat hidrodinamik dari gel biological, sel dan jaringan dengan berbagai cara; hidrogel bersifat lembut/lunak, elastis sehingga meminimalkan iritasi karena friksi atau mekanik pada jaringan sekitarnya.

Kekurangan hidrogel yaitu memiliki kekuatan mekanik dan kekerasan yang rendah setelah mengembang. Contoh: bentonit magma, gelatin

Organogel (pelarut bukan air/pelarut organik). Contoh: plastibase (suatu polietilen dengan BM rendah yang terlarut dalam minyak mineral dan didinginkan secara shock cooled), dan dispersi logam stearat dalam minyak.

• Xerogel

Gel yang telah padat dengan konsentrasi pelarut yang rendah diketahui sebagai xerogel. Xerogel sering dihasilkan oleh evaporasi pelarut, sehingga sisa sisa kerangka gel yang tertinggal. Kondisi ini dapat dikembalikan pada keadaan semula dengan penambahan agen yang mengimbibisi, dan mengembangkan matriks gel.

Contoh : gelatin kering, tragakan ribbons dan acacia tears, dan sellulosa kering dan polystyrene.

Berdasarkan bentuk struktur gel :

• Kumparan acak
• Heliks
• Batang
• Bangunan kartu

Berdasarkan jenis fase terdispersi (FI IV, ansel) :

Gel fase tunggal, terdiri dari makromolekul organik yang tersebar serba sama dalam suatu cairan sedemikian hingga tidak terlihat adanya ikatan antara molekul makro yang terdispersi dan cairan. Gel fase tunggal dapat dibuat dari makromolekul sintetik (misal karbomer) atau dari gom alam (misal tragakan). Molekul organik larut dalam fasa kontinu.

Gel sistem dua fasa, terbentuk jika masa gel terdiri dari jaringan partikel kecil yang terpisah. Dalam sistem ini, jika ukuran partikel dari fase terdispersi relatif besar, masa gel kadang kadang dinyatakan sebagai magma. Partikel anorganik tidak larut, hampir secara keseluruhan terdispersi pada fasa kontinu.

1. Zat pembentuk gel yang ideal untuk sediaan farmasi dan kosmetik ialah inert, aman dan tidak bereaksi dengan komponen lain
2. Pemilihan bahan pembentuk gel harus dapat memberikan bentuk padatan yang baik selama penyimpanan tapi dapat rusak segera ketika sediaan diberikan kekuatan atau daya yang disebabkan oleh pengocokan dalam botol, pemerasan tube, atau selama penggunaan topikal. Karakteristik gel harus disesuaikan dengan tujuan penggunaan sediaan yang diharapkan.
3. Penggunaan bahan pembentuk gel yang konsentrasinya sangat tinggi atau BM besar dapat menghasilkan gel yang sulit untuk dikeluarkan atau digunakan).
4. Gel dapat terbentuk melalui penurunan temperatur, tapi dapat juga pembentukan gel terjadi setelah pemanasan hingga suhu tertentu. Contoh polimer seperti MC, HPMC dapat terlarut hanya pada air yang dingin yang akan membentuk larutan yang kental dan pada peningkatan suhu larutan tersebut akan membentuk gel.
5. Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase yang disebabkan oleh pemanasan disebut thermogelationl anorganik tidak larut, hampir secara keseluruhan terdispersi pada fasa kontiniu.

Sifat dan Karakteristik Gel

Sifat dan karakteristik gel (disperse system) adalah sebagai berikut :

1. Swelling

Gel dapat mengembang karena komponen pembentuk gel dapat mengabsorbsi larutan sehingga terjadi pertambahan volume. Pelarut akan berpenetrasi di antara matriks gel dan terjadi interaksi antara pelarut dengan gel.

Pengembangan gel kurang sempurna bila terjadi ikatan silang antar polimer di dalam matriks gel yang dapat menyebabkan kelarutan komponen gel berkurang.

2. Sineresis.

Suatu proses yang terjadi akibat adanya kontraksi di dalam massa gel. Cairan yang terjerat akan keluar dan berada di atas permukaan gel. Pada waktu pembentukan gel terjadi tekanan yang elastis, sehingga terbentuk massa gel yang tegar.

Mekanisme terjadinya kontraksi berhubungan dengan fase relaksasi akibat adanya tekanan elastis pada saat terbentuknya gel. Adanya perubahan pada ketegaran gel akan mengakibatkan jarak antar matriks berubah, sehingga memungkinkan cairan bergerak menuju permukaan. Sineresis dapat terjadi pada hidrogel maupun organogel.

3. Efek suhu

Efek suhu mempengaruhi struktur gel. Gel dapat terbentuk melalui penurunan temperatur tapi dapat juga pembentukan gel terjadi setelah pemanasan hingga suhu tertentu. Polimer separti MC, HPMC, terlarut hanya pada air yang dingin membentuk larutan yang kental.

Pada peningkatan suhu larutan tersebut membentuk gel. Fenomena pembentukan gel atau pemisahan fase yang disebabkan oleh pemanasan disebut thermogelation.

4. Efek elektrolit

Konsentrasi elektrolit yang sangat tinggi akan berpengaruh pada gel hidrofilik dimana ion berkompetisi secara efektif dengan koloid terhadap pelarut yang ada dan koloid digaramkan (melarut), Gel yang tidak terlalu hidrofilik dengan konsentrasi elektrolit kecil akan meningkatkan rigiditas gel dan mengurangi waktu untuk menyusun diri sesudah pemberian tekanan geser.

Gel Na alginat akan segera mengeras dengan adanya sejumlah konsentrasi ion kalsium yang disebabkan karena terjadinya pengendapan parsial dari alginat sebagai kalsium alginat yang tidak larut.

5. Elastisitas dan rigiditas

Sifat ini merupakan karakteristik dari gel gelatin agar dan nitroselulosa, selama transformasi dari bentuk 501 menjadi gel terjadi peningkatan elastisitas dengan peningkatan konsentrasi pembentuk gel.

Bentuk struktur gel resisten terhadap perubahan atau deformasi dan mempunyai aliran viskoelastik. Struktur gel dapat bermacam macam tergantung dari komponen pembentuk gel.

6. Rheologi

Larutan pembentuk gel (gelling agent) dan dispersi padatan yang terflokulasi memberikan sifat aliran pseudoplastis yang khas, dan menunjukkan jalan aliran non Newton yang dikarakterisasi oleh penurunan viskositas dan peningkatan laju aliran.

Teori Pembentukan Gel

Menurut Fardiaz (1989) sifat pembentukan gel bervariasi dari satu jenis hidrokoloid ke hidrokoloid yang lainnya tergantung pada jenisnya. Gel mungkin mengandung 99,9% air tetapi mempunyai sifat lebih khas seperti padatan, khususnya sifat elastisitas (elasticity) dan kekakuan (rigidity).

Gelasi atau pembentukan gel merupakan fenomena yang menarik dan sangat kompleks, namun sampai saat ini masih banyak hal hal yang belum diketahui tentang mekanismenya. Pada prinsipnya pembentukan gel hidrokoloid terjadi karena adanya pembentukan jala atau jaringan tiga dimensi oleh molekul primer yang terentang pada seluruh volume gel yang terbentuk dengan merangkap sejumlah air di dalamnya.

Terjadi ikatan silang pada polimer polimer yang terdiri dari molekul rantai panjang dalam jumlah yang cukup maka akan terbentuk bangunan tiga dimensi yang kontinyu sehingga molekul pelarut akan terjebak diantaranya, terjadi immobilisasimolekul pelarut dan terbentuk struktur yang kaku dan tegar yang tahan terhadap gaya maupun tekanan tertentu.

Gelasi merupakan fenomena yang melibatkan penggabungan,atau terjadinya ikatan silang antar arantai rantai polimer. Ada tiga teori yang dapat digunakan untuk menjelaskan pembentukan gel dan mendapat banyak dukungan dari para ahli kimia koloid, yaitu :

a. Teori adsorpsi pelarut

Teori ini menyatakan bahwa gel terjadi sebagai akibat adsorpsi molekul pelarut oleh partikel terlarut selama pendinginan yaitu dalam bentuk pembesaran molekul akibat pelapisan zat terlarut oleh molekul molekul pelarut.

Pembesaran partikel terjadi terus menerus sehingga molekul zat telarut yang telah membesar bersinggungan dan tumpang tindih melingkari satu sama lain sehingga seluruh sistem menjadi tetap dan kaku. Adsorpsi zat pelarut akan meningkat dengan makin rendahnya suhu.

b. Teori jaringan tiga dimensi

Teori ini hampir sama dengan teori yang dikemukakan oleh Oakenfull clan Tobolsky. Teori ini menyatakan bahwa kemampuan senyawa senyawa untuk mengadakan gelasi disebabkan oleh terbentuknya struktur berserat atau terjadinya reaksi di dalam molekul itu serat.

Selama pendinginan serat tersebut membentuk jaringan tiga dimensi. Ikatan yang menentukan dalam jaringan tiga dimensi kemungkinan merupakan ikatan primer dari gugusan fungsional dan ikatan sekunder yang terdiri dari ikatan hidrogen atau dapat juga terjadi antara gugus alkil.

Tipe ikatan yang terdapat dalam jaringan tiga dimensi akan menentukan tipe gel yang dihasilkan.

c. Teori orientasi partikel

Teori ini menyatakan bahwa pada sisi tertentu terdapat kecenderungan bagi partikel terlarut dan solven untuk berorientasi dalam konfigurasi yang tertentu melalui pengaruh gaya dengan jangkauan yang panjang, seperti yang terjadi pada kristal.

Mekanisme pembentukan gel dapat berbeda beda tergantung pada jenis bahan pembentuknya. Diantaranya yang paling berbeda dalam hal jenis dan sifat sifatnya adalah gel yang dibentuk oleh gelatin, suatu jenis protein dan gel yang dibentuk oleh polisakarida.

Kebanyakan hidrokoloid adalah polisakarida. Polisakarida yang memiliki empat tipe struktur yang berbeda yaitu linear, bercabang tunggal, linier berselang, dan tipe semak akan menghasilkan viskositas larutan yang tergantung pada ukuran molekul, bentuk molekul, dan muatannya.

Jika molekul memiliki muatan yang dihasilkan dari ionisasi gugus tertentu seperti karboksil, maka pengaruh muatan sangat besar. Gaya tolak menolak Coulomb dari muatan muatan negatif yang tersebar sepanjang molekul polisakarida cenderung meluruskan molekul (polimer), yang menghasilkan larutan dengan viskositas tinggi.

Polisakarida linier dengan berat molekul yang sama dengan polisakarida tipe semak, akan mempunyai viskositas yang lebih besar dalam larutannya sebab girasi atau perputar‘an gerak polimer struktur linier meliputi daerah yang lebih luas dan volume yang lebih besar.

Hal ini akan menyebabkan gesekan antar molekul lebih mudah terjadi sehingga lebih meningkatkan gaya gesek dan viskositas larutan, dibandingkan dengan polimer yang memiliki tingkat percabangan yang tinggi. Namun hal ini tidak terjadi pada polimer linier yang tidak bermuatan yang cenderung membentuk larutan yang tidak stabil.

Dasar Gel

Dasar gel yang umum digunakan adalah :

1. Dasar gel hidrofobik

Dasar gel hidrofobik umumnya terdiri dari partikel partikel anorganik, bila ditambahkan ke dalam fase pendispersi, hanya sedikit sekali interaksi antara kedua fase. Berbeda dengan bahan hidrofilik, bahan hidrofobik tidak secara spontan menyebar, tetapi harus dirangsang dengan prosedur yang khusus (Ansel, 1989).

2. Dasar gel hidrofilik

Dasar gel hidrofilik umumnya terdiri dari molekul molekul organik yang besar dan dapat dilarutkan atau disatukan dengan molekul dari fase pendispersi. istilah hidrofilik berarti suka pada pelarut. Umumnya daya tarik menarik pada pelarut dari bahan bahan hidrofilik kebalikan dari tidak adanya daya tarik menarik dari bahan hidrofobik.

Sistem koloid hidrofilik biasanya lebih mudah untuk dibuat dan memiliki stabilitas yang lebih besar (Ansel, 1989). Gel hidrofilik umummnya mengandung komponen bahan pengembang, air, humektan dan bahan pengawet (Voigt, 1994).

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Gel

Ada banyak faktor yang mempengaruhi pembentukan gel hidrokoloid, faktor faktor ini dapat berdiri sendiri atau berhubungan satu sama lain sehingga memberikan pengaruh yang sangat kompleks.

Di antara faktor faktor tersebut yang paling menonjol adalah konsentrasi, suhu, pH,dan adanya ion atau komponen aktif lainnya.

a. Pengaruh konsentrasi

Konsentrasi hidrokoloid sangat berpengaruh terhadap kekentalan larutannya. Pada konsentrasi yang rendah larutan hidrokoloid biasanya akan bersifat sebagai aliran Newtonian dengan meningkatnya kosentrasi maka sifat alirannya akan berubah menjadi non Newtonian.

Hampir semua hidrokoloid memiliki kekentalan yang tinggi pada konsentrasi yang sangat rendah antara 1 5% kecuali pada gum arab yang sifat Newtoniannya tetap dipertahankan sampai dengan konsentrasi 40%.

b. Pengaruh suhu

Pada beberapa hidrokoloid suhu akan menyebabkan penurunan kekentalan, karena itu kenaikan suhu dapat mengubah sifat aliran yang semula non Newtonian menjadi Newtonian.

c. Pengaruh pH

Hidrokoloid pada umumnya akan membentuk gel dengan baik pada kisaran pH tertentu. Hal ini ditunjukkan oleh terjadinya peningkatan kekentalan dengan meningkatnya pH hingga mencapai titik tertentu dan kemudian akan makin menurun bila pH terus ditingkatkan.

d. Pengaruh ion

Beberapa jenis hidrokoloid membutuhkan ion ion logam tertentu untuk membentuk gelnya, karena pembentukan gel tersebut melibatkan pembentukan jembatan melalui ion ionselektif.

e. Pengaruh komponen aktif lainnya

Sifat fungsional beberapa jenis hidrokoloid dapat dipengaruhi oleh adanya hidrokoloid lain. Pengaruh ini dapat bersifat negatif dalam arti sifat fungsional makin berkurang dengan adanya hidrokoloid lain ataupun bersifat positif karena adanya pengaruh sinergis antara hidrokoloid hidrokoloid yang bergabung.

Zat Tambahan pada Sediaan Gel

• Komponen gel
• Zat aktif/berkhasiat
• Gelling Agent

Sejumlah polimer digunakan dalam pembentukan struktur yaitu gum arab, turunan selulosa, dan karbomer. Kebanyakan dari sistem tersebut berfungsi dalam media air, selain itu ada yang membentuk gel dalam cairan nonpolar.

Beberapa partikel padat koloidal dapat berperilaku sebagai pembentuk gel karena terjadinya flokulasi partikel. Konsentrasi yang tinggi dari beberapa surfaktan nonionik dapat digunakan untuk menghasilkan gel yang jernih di dalam sistem yang mengandung sampai 15% minyak mineral.

1. Adalah substansi hidrokoloid yang memberi konsistensi tiksotropi pada gel
2. Dikenal juga sebagai ‘solidiflers’ atau ‘stabilizer’ dan ‘thickening agent’
3. > larut dalam air dingin daripada air panas
4. Metilselulose dan polaxamer kelarutan > air dingin, bentonit, gelatin, Na CMC
5. > larut dalam air panas
6. Gelling agent perlu neutralizer setelah dibasahi dalam medium pendispersi
7. Digunakan dengan konsentrasi 0,5-10%
8. Kebanyakan perlu waktu 24 48 jam untuk terhidrasi sempurna serta mencapai viskositas dan kejernihan maksimum
9. Obat dapat ditambahkan sebelum gel terbentuk jika adanya obat tidak mempengaruhi pembentukan gel. Viskositas berkisar 1000-100.000 cps

Contoh:

Tragacanth

• Polisakarida komplek alami dengan variasi sifat reologi dan kualitas mikrobiologinya
• Diperoleh dari getah tanaman genus Astragalus
• Viskos, tidak berbau, tidak berwarna
• Konsentrasi yang diperlukan 5%
• Perlu dibasahi dengan etanol atau gliserin sebelum didispersi dalam air
• Digunakan untuk treatmen luka bakar topikal
• Bersifat asam dan memiliki BM 840.000
• Berfungsi sebagai ‘demulscent’ dan ‘suspending agent’

Fenugreek Mucilage

• Diekstrakdengan multiple maserasi biji jinten hitam
• Mengandung polisakarida galaktomanan
• Larut lambat dalam air, cepat dalam air panas membentuk larutan koloidal viskous
• Ceiling concentration 2,5-3,5

Turunan Selulosa
Hidroksi propil metilselulose (HPMC)

HPMC merupakan turunan dari metal selulosa yang memiliki ciri-ciri serbuk atau butiran putih, tidak memiliki bau dan rasa. Sangat sukar larut dalam eter, etanol atau aseton. Dapat mudah larut dalam air panas dan akan segera menggumpal dan membentuk koloid.

Mampu menjaga penguapan air sehingga secara luas banyak digunakan dalam aplikasi produk kosmetik dan aplikasi lainnya (Anonim, 2006; Rowe., dkk, 2005).

Metilselulosa

• Larut dalam air dingin tapi tidak larut dalam air panas
• Nonionik dan stabil dalam spektrum pH luas
• Non toksik
• Kompatibel dengan air, alkohol (70%), dan propilenglikol (50%)
• Kejernihan, hidrasi, dan viskositas maksimum tercapai jika gel didinginkan 0-I0° C selama 1 jam
• Merk pasarannya Methocel HG dan Methocel MC

Hidroksietilselulosa

• Membentuk lapisan oklusif ketika diaplikasikan ke kulit dan dibiarkan kering
• pH 5,5 8,5
• Larut dalam air dingin dan panas
• Pendispersian lebih mudah dengan bantuan pengadukan pada suhu 20-25° C kemudian dipanaskan hingga 60-70°C

Hidroksipropilselulosa

• Terhidrasi dan swelling dalam air
• Gel yang terbentuk lebih encer
• pH 5,5 8,5
• Larut dalam air dingin< 38°C membentuk koloidal halus dan jernih, suhu 40-45°C presipitasi
• Larut dalam pelarut organic dingin maupun panas (exzetanol)
• Gel stabil pada pH 6 8, pada pH rendah dan asam akan terhidrolisis dan viskositas menurun, demikian juga kenaikan suhu hingga 45 C juga menurunkan viskositas

Hidroksipropilmetilselulosa = Hipromelose

• Membentuk gel kental tapi toleransi terhadap ion muatan positif rendah
• Terdispersi dalam air dingin praktis tidak larut dalam air panas
• Penggunaan sebagai ‘thickening agent 0,25 5%
• Bersifat nonionic sehingga tidak bereaksi dengan garam metal membentuk presipitat
• Inkompatibel dengan senyawa pengoksidasi

Cmc

• Umum digunakan dalam bentuk garam sodium, dikenal sebagai carmellose sodium
• Membentuk gel kental
• Stabilitas maksimum pH 7-9
• Konsentrasi untuk gel 3-6%
• Larut dalam air di segala temperatur
• Presipitasi terjadi pada pH < 2 dan bila dicampur dengan ethanol 95%
• Inkompatibel dengan senyawa sangat asam, garam besi, logam aluminium, merkuri, seng dan presipitasi dengan protein bermuatan positif.

Carbopol=carbomer

• Membentuk larutan asam pH 3,0
• Penetralisir ditambahkan untuk menaikan pH dan menyebabkan disperse mengental membentuk gel (KOH, NaOH, TEA)

Zat tambahan
Polietilen (gelling oil)

Zat digunakan dalam gel hidrofobik menghasilkan gel yang lembut, mudah tersebar, dan apisan/film yang tahan air pada permukaan kulit.

Untuk membentuk gel, polimer harus didispersikan dalam minyak pada suhu tinggi (di atas 800C) kemudian langsung didinginkan dengan cepat untuk mengendapkan kristal yang merupakan pembentukan matriks.

Koloid padat terdispersi

Mikrokristalin selulosa dapat berfungsi sebagai gellant dengan cara pembentukan jaringan karena gaya tarik menarik antar partikel seperti ikatan hidrogen

Surfaktan

Gel yang jernih dapat dihasilkan oleh kombinasi antara minyak mineral, air, dan konsentrasi yang tinggi (20 40%) dari surfaktan anionik. Kombinasi tersebut membentuk mikroemulsi. Bentuk komersial yang paling banyak untuk jenis gel ini adalah produk pembersih rambut.

Wax

Banyak wax yang digunakan sebagai gellants untuk media nonpolar seperti beeswax, carnauba wax, setil ester wax.

Polivinil alkohol

Untuk membuat gel yang dapat mengering secara cepat. Film yang terbentuk sangat kuat dan plastis sehingga memberikan kontak yang baik antara obat dan kulit. Tersedia dalam beberapa grade yang berbeda dalam viskositas dan angka penyabunan.

Pengawet

Meskipun beberapa basis gel resisten terhadap serangan mikroba, tetapi semua gel mengandung banyak air sehingga membutuhkan pengawet sebagai antimikroba. Dalam pemilihan pengawet harus memperhatikan inkompatibilitasnya dengan gelling agent.

Beberapa contoh pengawet yang biasa digunakan dengan gelling agent

1. Tragakan: metil hidroksi benzoat 0,2 % w/v dgn propil hidroksi benzoat 0,05 % w/v
2. Na alginate: metil hidroksi benzoat 0,1 0,2 % w/v, atau klorokresol 0,1 % w/v atau asam benzoat 0,2 % w/v
3. Pektin: asam benzoat 0,2 % w/v atau metil hidroksi benzoat 0,12 % w/v atau klorokresol 0,1 0,2 % w/v
4. Starch glyserin: metil hidroksi benzoat 0,1 0,2 % w/v atau asam benzoat 0,2 % w/v
5. MC: fenil merkuri nitrat 0,001 % w/v atau benzalkonium klorida 0,02% w/v
6. Na CMC: metil hidroksi benzoat 0,2 % w/v dgn propil hidroksi benzoat 0,02 % w/v
7. Polivinil alkohol: klorheksidin asetat 0,02 % w/v

Pada umumnya pengawet dibutuhkan oleh sediaan yang mengandung air. Biasanya digunakan pelarut air yang mengandung metilparaben 0,075% dan propilparaben 0,025% sebagai pengawet.

Chelating agent

Bertujuan untuk mencegah basis dan zat yang sensitive terhadap logam berat. Contohnya EDTA

Penambahan bahan higroskopis

Bertujuan untuk mencegah kehilangan air. Contohnya gliserol, propilenglikol dan sorbitol dengan konsentrasi 10-20 %

Penyimpanan Gel

Cara penyimpanan sediaan gel :

1. Gel Lubrikan harus dikemas dalam tube dan harus disterilkan.
2. Gel untuk penggunaan mata dikemas dalam tube steril.
3. Gel untuk penggunaan pada kulit dapat dikemas dalam tube atau pot salep.
4. Wadah harus diisi cukup penuh dan kedap udara untuk mencegah penguapan.

Hal-hal yang Perlu Diperhatikan dalam Formulasi

Penampilan gel :

1. Transparan atau berbentuk suspensi partikel koloid yang terdispersi, dimana dengan jumlah pelarut yang cukup banyak membentuk gel koloid yang mempunyai struktur tiga dimensi.
2. Inkompatibilitas dapat terjadi dengan mencampur obat yang bersifat kationik pada kombinasi zat aktif, pengawet atau surfaktan dengan pembentuk gel yang bersifat anionik (terjadi inaktivasi atau pengendapan zat kationik tersebut).
3. Gelling agents yang dipilih harus bersifat inert, aman dan tidak bereaksi dengan komponen lain dalam formulasi.
4. Penggunaan polisakarida memerlukan penambahan pengawet sebab polisakarida bersifat rentan terhadap mikroba.
5. Viskositas sediaan gel yang tepat, sehingga saat disimpan bersifat solid tapi sifat soliditas tersebut mudah diubah dengan pengocokan sehingga mudah dioleskan saat penggunaan topikal.
6. Pemilihan komponen dalam formula yang tidak banyak menimbulkan perubahan viskositas saat disimpan di bawah temperatur yang tidak terkontrol.
7. Konsentrasi polimer sebagai gelling agents harus tepat sebab saat penyimpanan dapat terjadi penurunan konsentrasi polimer yang dapat menimbulkan syneresis (air mengambang diatas permukaan gel).
8. Pelarut yang digunakan tidak bersifat melarutkan gel, sebab bila daya adhesi antar pelarut dan gel lebih besar dari daya kohesi antar gel maka sistem gel akan rusak.

Metode Pembuatan Gel

Menurut Khristantyo (2010), pada prinsipnya metode pembuatan sediaan semisolid dibagi menjadi dua :

1. Metode pelehan (fusion), disini zat pembawa dan zat berkhasiat dilelehkan bersamadan diaduk sampai membentuk fasa yang homogen. Dalam hal ini perlu diperhatikan stabilitas zat berkhasiat terhadap suhu yang tinggi pada saat pelelehan.
2. Trirurasi, zat yang tidak larut dicampur dengan sedikit basis yang akan dipakai atau dengan salah satu zat pembantu, kemudian dilanjutkan dengan penambahan basis. Dapat juga digunakan pelarut organik untuk melarutkan terlebih dahulu zat aktifnya,kemudian baru dicampur dengan basis yang akan digunakan.

Evaluasi Sediaan Gel

A. Evaluasi Fisik

1. Penampilan
   Yang dilihat penampilan, warna dan bau.
2. Homogenitas
   Caranya: Oleskan sedikit gel di atas kaca objek dan diamati susunan partikel yang terbentuk atau ketidak homogenan.
3. Viskositas/rheologi
   Menggunakan viscometer Stromer dan viscometer Brookfield
4. Distribusi ukuran partikel
   Prosedur:
   • Sebarkan sejumlah gel yang membentuk lapisan tipis pada slide mikroskop
   • Lihat di bawah mikroskop
   • Suatu partikel tidak dapat ditetapkan bila ukurannya mendekati sumber cahaya
   • Untuk cahaya putih, suatu mikroskop bisa dapat mengukur partikel 0,4-0,5 mm. Dengan lensa khusus dan sinar UV, batas yang lebih rendah dapat diperluas sampai 0,1
5. Uji Kebocoran
6. Isi minimum
7. Penetapan pH
8. Uji pelepasan bahan aktif dari sediaan gel (Pustaka TA Ivantina “Pelepasan Diklofenak dari Sediaan Salep”)
   Prinsip: mengukur kecepatan pelepasan bahan aktif dari sediaan gel dengan cara mengukur konsentrasi zat aktif dalam cairan penerima pada waktu-waktu tertentu
9. Uji difusi bahan aktif dari sediaan gel (Pustaka TA Sriningsih “Kecepatan Difusi Kloramfenikol dari Sediaan Salep”)
   Prinsip: Menguji difusi bahan aktif dari sediaan gel menggunakan suatu sel difusi dengan cara mengukur konsentrasi bahan aktif dalam cairan penerima pada selang waktu tertentu)
10. Stabilitas gel (Dosage Form, Disperse System vol.2 hal 507) 1 tube
    a. Yield value suatu sediaan viskoelastis dapat ditentukan dengan menggunakan penetrometer. Alat ini berupa logam kerucut atau jarum. Dalamnya penetrasi yang dihasilkan dilihat dari sudut kontak dengan sediaan di bawah suatu tekanan.Yield value ini dapat dihitung dengan rumus :
    So = yield value
    m = massa kerucut dan fasa gerak (g)
    g = percepatan gravitasi
    p = dalamnya penetrasi (cm)
    n = konstanta material mendekati 2Yield value antara 100 1000 dines/cm² menunjukkan kemampuan untuk mudah tersebar. Nilai di bawah ini menunjukkan sediaan terlalu lunak dan mudah mengalir, di atas nilai ini menunjukkan terlalu keras dan tidak dapat tersebar.
11. Dilakukan uji dipercepat dengan :
    – Agitasi atau sentrifugasi (Mekanik)
    Sediaan disentrifugasi dengan kecepatan tinggi (sekitar 30000 RPM). Amati apakah terjadi pemisahan atau tidak (Lachman hal 1081)
    – Manipulasi suhu
    Gel dioleskan pada kaca objek dan dipanaskan pada suhu 30, 40, 50, 60, 70 ° Amati dengan bantuan indicator (seperti sudan merah) mulai suhu berapa terjadi pemisahan, makin tinggi suhu bearti makin stabil)

B. Evaluasi kimia

• Identifikasi zat aktif (sesuai dengan monografi FI IV/kompendia lain)
• Penetapan kadar zat aktif (sesuai dengan monografi FI IV/kompendialain)

C. Evaluasi biologi

• Uji penetapan potensi antibiuotik (lihat lampiran F1 IV hal 891)
• Uji sterilitas (lihat Lampiran FI IV Hal 855)

Syarat-syarat Sediaan Gel

1. Memiliki viskositas dan daya lekat tinggi, tidak mudah mengalir pada permukaan kulit
2. Memiliki sifat tiksotropi, mudah merata bila dioleskan Memiliki derajat kejernihan tinggi (efek estetika)
3. Tidak meninggalkan bekas atau hanya berupa lapisan tipis seperti film saat pemakaian
4. Mudah tercucikan dengan air
5. Daya lubrikasi tinggi
6. Memberikan rasa lembut dan sensasi dingin saat digunakan (Formularium Nasional, hal 315).

Mekanisme Kerja Sediaan Topical (Gel)

Penetrasi sel mampu menembus lapisan hipodermis sehingga banyak digunakan pada kondisi yang memerlukan penetrasi seperti sediaan gel analgetik.

Rute difusi jalur transfolikuler gel juga baik, disebabkan kemampuan gel membentuk lapisan absorbsi.