-
PENGARUH PENAMBAHAN SODIUM CARBOXYMETHYLCELLULOCE
(CMC Na) 10% SEBAGAI GELLING AGENT, GLISEROL DAN
SORBITOL SEBAGAI HUMECTANT TERHADAP SIFAT FISIS BASIS
SEDIAAN GEL TOOTHPASTE: APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Benidictus Robby Wilson
NIM : 078114064
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2011
-
PENGARUH PENAMBAHAN SODIUM CARBOXYMETHYLCELLULOCE
(CMC Na) 10% SEBAGAI GELLING AGENT, GLISEROL DAN
SORBITOL SEBAGAI HUMECTANT TERHADAP SIFAT FISIS BASIS
SEDIAAN GEL TOOTHPASTE: APLIKASI DESAIN FAKTORIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Benidictus Robby Wilson
NIM : 078114064
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2011
i
-
ii
-
iii
-
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dukunglah ambisimu dengan penyerahan diri secara utuh,
kegairahan tanpa batas, dan tekad untuk menang
yang tak mengenal istilah gagal
(Orison Swett Marden)
The best is not the one who wins all the times,
but the one who gets up on his/her feet
everytime he/she falls
Karya ini kupersembahkan untuk: Jesus Christ, for the
blessed
Mama-Papaku, Ungkapan rasa hormat dan baktiku
Alm.Uncle Gwan and Aunt Tjioe, Josephin, Arthur and Jessica
Adik-adikku, Saudara-saudaraku, Sahabat-sahabatku,
Teman-teman farmasi dan Almamaterku tercinta
iv
-
v
-
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa
atas
berkat dan rahmat yang senantiasa diberikan-Nya sehingga penulis
dapat
menyelesaikan skripsi berjudul Pengaruh Penambahan Sodium
Carboxymethylcelluloce (CMC Na) 10% sebagai Gelling Agent,
Gliserol dan
Sorbitol sebagai Humectant terhadap Sifat Fisis Basis Sediaan
Gel Toothpaste:
Aplikasi Desain Faktorial sebagai salah satu syarat untuk
mencapai gelar Sarjana
Farmasi (S.Farm.) pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa sejak awal masa perkuliahan hingga
masa
penyusunan skripsi ini, penulis telah mendapat bantuan dari
berbagai pihak baik
bantuan doa, dorongan, semangat, kritik, maupun saran. Oleh
sebab itu penulis
ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi
Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. selaku dosen Pembimbing Skripsi
atas kesediaan
memberikan pengajaran, bimbingan, masukan, kritik, dan
saran.
3. Dewi Setyaningsih, M.Sc., Apt. selaku dosen penguji yang
telah berkenan
memberikan kritik serta saran yang membangun.
4. Agatha Budi Susiana L., M.Si., Apt. selaku dosen penguji yang
telah berkenan
memberikan kritik dan saran yang membangun serta bimbingan
dalam
perkuliahan.
vi
-
5. CM. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt. selaku Kaprodi
Fakultas Farmasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
6. Segenap dosen Fakultas Farmasi Sanata Dharma atas segala
pengajaran dan
bimbingannya selama perkuliahan.
7. Pak Musrifin, Mas Agung, Mas Ottok, Mas Kunto, Mas Parlan, Om
Bim atas
segala bantuan dan kerja sama selama penulis melakukan
penelitian.
8. Orangtua, Alm.Om Gwan, Aunt Tjioe, Josephine, Arthur,
Jessica, dan Adik-
adikku tercinta atas doa, kasih sayang, dan dukungannya.
9. V. Julius Marco H. rekan kerja selama penelitian, penyusunan
skripsi, dan
selama perkuliahan. Terima kasih atas segala masukan, semangat,
dan
kebersamaan yang telah diberikan.
10. Teman-teman FST 2007, teman-teman kelas B 2007, dan semua
teman-teman
Farmasi atas segala kebersamaan dan kekompakannya.
11. Teman-teman BJ Kost atas kekompakan dan kebersamaannya
setiap hari.
12. Semua pihak dan teman-teman yang telah membantu dan tidak
dapat penulis
sebutkan satu-persatu.
Penulis juga menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam
skripsi
ini oleh karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis.
Oleh sebab itu
penulis mengharapkan kesediaan pembaca untuk memberikan saran
dan kritik
yang membangun. Akhir kata, semoga segala informasi yang ada
dalam skripsi ini
dapat bermanfaat bagi pembaca.
Penulis
vii
-
viii
-
DAFTAR ISI
HALAMAN
JUDUL.......................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING
............................................ ii
HALAMAN
PENGESAHAN.......................................................................iii
HALAMAN PERSEMBAHAN
...................................................................
iv
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH
.........................................................................................................
v
PRAKATA....................................................................................................
vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
.....................................................viii
DAFTAR
ISI.................................................................................................
ix
DAFTAR
TABEL........................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR
..................................................................................xiii
DAFTAR
LAMPIRAN...............................................................................
xiv
INTISARI.....................................................................................................
xv
ABSTRACT..................................................................................................
xvi
BAB I
PENGANTAR....................................................................................
1
A. Latar Belakang
..........................................................................................
1
B. Perumusan
Masalah...................................................................................
4
C. Keaslian Penelitian
....................................................................................
4
D. Manfaat Penelitian
....................................................................................
5
E. Tujuan
Penelitian.......................................................................................
5
BAB II PENELAAHAN
PUSTAKA.............................................................
6
ix
-
A. Definisi Toothpaste
...................................................................................
6
1. Gel berdasarkan dispersi padatan
.......................................................... 7
2. Gel berdasarkan polimer hidrofilik
....................................................... 8
B. Gelling
Agent.............................................................................................
9
C. Humectant
...............................................................................................
11
1. Sorbitol
................................................................................................
12
2. Gliserol
................................................................................................
13
D. Stabilitas Toothpaste
...............................................................................
13
1. Sifat Alir (Rheology)
...........................................................................
14
2.
Extrudability........................................................................................
17
E. Metode Desain
Faktorial..........................................................................
17
F. Landasan Teori
........................................................................................
19
G.
Hipotesis..................................................................................................
20
BAB III METODE PENELITIAN
..............................................................
21
A. Jenis Rancangan Penelitian
.....................................................................
21
B. Variabel Penelitian
..................................................................................
21
C. Definisi
Operasional................................................................................
21
D. Alat dan Bahan Penelitian
.......................................................................
23
E. Tata Cara
Penelitian.................................................................................
23
1. Formula Gel Toothpaste
......................................................................
23
2. Pembuatan Gel
Toothpaste..................................................................
25
3. Uji Sifat Fisik dan Stabilitas Gel Toothpaste
...................................... 26
a. Uji viskositas dan pergeseran
viskositas......................................... 26
x
-
b. Uji
extrudability..............................................................................
27
F. Analisis Hasil
..........................................................................................
27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
..................................................... 28
A. Formulasi Basis Gel Toothpaste
.............................................................
28
B. Pengaruh Faktor terhadap Respon Viskositas, Pergeseran
Viskositas
dan Extrudability berdasarkan Desain Faktorial
..................................... 31
1. Respon Viskositas
...............................................................................
32
2. Respon Pergeseran
Viskositas.............................................................
38
3. Respon
Extrudability...........................................................................
42
BAB V KESIMPULAN DAN
SARAN....................................................... 47
A. Kesimpulan
.............................................................................................
47
B.
Saran........................................................................................................
47
DAFTAR PUSTAKA
..................................................................................
48
LAMPIRAN.................................................................................................
50
BIOGRAFI PENULIS
.................................................................................
63
xi
-
DAFTAR TABEL
Tabel I. Rancangan percobaan desain faktorial tiga faktor dan
dua aras........18
Tabel II. Formula gel toothpaste menurut Lieberman H.A. et al.,
1996 ........24
Tabel III. Formula gel toothpaste hasil
modifikasi.........................................24
Tabel IV. Persentase aras tinggi dan aras rendah faktor
komposisi................25
Tabel V. Rancangan percobaan desain
faktorial.............................................25
Tabel VI. Data pengujian respon
viskositas....................................................33
Tabel VII. Data nilai efek respon viskositas
...................................................33
Tabel VIII. Data respon pergeseran viskositas 30 hari
penyimpanan.............39
Tabel IX. Data nilai efek respon pergeseran viskositas
..................................40
Tabel X. Data respon extrudability
.................................................................42
Tabel XI. Data nilai efek respon
extrudability................................................43
Tabel XII. Data perbandingan respon viskositas dan respon
extrudability ....45
xii
-
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram interaksi antar polimer gel tipe
1........................................8
Gambar 2. Diagram interaksi antar polimer gel tipe
2........................................9
Gambar 3. Struktur CMC Na
............................................................................10
Gambar 4. Struktur
sorbitol...............................................................................12
Gambar 5. Struktur
gliserol...............................................................................13
Gambar 6. Hasil pengolahan data pareto respon
viskositas..............................34
Gambar 7. Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
viskositas...........35
Gambar 8. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan sorbitol pada
aras
rendah gliserol terhadap respon
viskositas.....................................36
Gambar 9. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan sorbitol pada
aras
tinggi gliserol terhadap respon viskositas
......................................36
Gambar 10. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan gliserol pada
aras
rendah sorbitol terhadap respon viskositas
....................................37
Gambar 11. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan gliserol pada
aras
tinggi sorbitol terhadap respon viskositas
......................................37
Gambar 12. Hasil pengolahan data pareto respon pergeseran
viskositas..........40
Gambar 13. Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
pergeseran
viskositas......................................................................................41
Gambar 14. Hasil pengolahan data pareto respon extrudability
.......................43
Gambar 15. Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
extrudability ....44
xiii
-
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Pengolahan data respon viskositas
.......................................... 51
Lampiran 2. Pengolahan data respon pergeseran viskositas
........................ 54
Lampiran 3. Pengolahan data respon
extrudability...................................... 56
Lampiran 4.
Dokumentasi............................................................................
58
xiv
-
INTISARI
Tujuan penelitian eksperimental ini adalah mengetahui pengaruh
penambahan gliserol dan sorbitol sebagai humectant serta CMC Na 10%
sebagai gelling agent terhadap sifat fisis basis sediaan gel
toothpaste, yang meliputi extrudability, viskositas, dan pergeseran
viskositas. Stabilitas sifat fisis sediaan gel toothpaste
mempengaruhi keamanan dan kualitas sediaan baik selama penyimpanan
maupun penggunaan.
Pada penelitian digunakan metode desain faktorial dua aras (aras
rendah
dan aras tinggi) dan tiga faktor (gliserol, sorbitol, dan CMC Na
10%) dengan 8 jenis formula dan dilakukan replikasi masing-masing
sebanyak 3 kali. Data dianalisis menggunakan software Design Expert
7.0. Respon yang diukur dalam penelitian ini adalah extrudability,
viskositas, dan pergeseran viskositas setelah 1 bulan
penyimpanan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi CMC Na 10%
sebagai
gelling agent, gliserol dan sorbitol sebagai humectants
berpengaruh signifikan terhadap respon viskositas dengan nilai
Prob.F sebesar 0,0096 (
-
ABSTRACT
The aim of this experimental research is to know the effect of
adding gliserol and sorbitol as humectant also CMC Na 10% as
gelling agent to physical properties of gel toothpaste base, such
as extrudability; viscosity; and shifting of viscosity. The
physical properties stability of gel toothpaste dosage form will
affect safety and quality for dosage form during store or use
time.
The research used design factorial method two level (high level
and low
level) and three factor (gliserol, sorbitol, and CMC Na 10%)
with eight type of formula and three replicate for each. The data
analyzed with Design Expert Software 7.0. The respond counted for
the research is extrudability; viscosity; and shifting of viscosity
after a month store.
The results showing that interaction CMC Na 10% as gelling
agent,
gliserol and sorbitol as humectants significantly affect to
viscosity respond with value of Prob > F is 0,0096 (
-
BAB I
PENGANTAR
A. Latar Belakang
Pasta gigi telah digunakan dan beredar secara luas di
masyarakat. Produk
pasta gigi tersebut harus memenuhi karakteristik penting suatu
pasta gigi meliputi
konsistensi, abrasiveness, penampilan, kemampuan membentuk busa,
rasa,
stabilitas dan keamanan. Karakteristik penting tersebut akan
menjamin
kenyamanan dan keamanan pasta gigi selama digunakan maupun
disimpan oleh
konsumen. Suatu basis pasta gigi perlu diformulasikan dengan
komposisi bahan
secara tepat supaya memberikan konsistensi, abrasiveness,
penampilan,
kemampuan membentuk busa, rasa, stabilitas dan keamanan yang
sesuai dengan
persyaratan.
Formula pasta gigi secara umum terdiri atas abrasive, bahan
pengikat
(binders), surfaktan, humectant, pemanis, perasa, pewarna,
pengawet, zat aktif,
dan zat tambahan lain. Basis gel toothpaste yang baik sangat
dipengaruhi oleh
komposisi gelling agent dan humectant karena hampir sebagian
besar komponen
penyusun dari sediaan gel toothpaste adalah gelling agent dan
humectant. Pasta
gigi gel transparan diformulasikan dengan komponen humectant
mencapai 80%
dari jumlah total formula (Lieberman H.A. Rieger M.M. dan Banker
G.S., 1996).
Hal ini didasarkan pada sifat gelling agent sebagai agen
pengikat (binder) yang
bertanggung jawab dalam menjaga konstituen padatan dan cairan
dalam suatu
bentuk pasta halus sedangkan humectant berperan dalam
peningkatan stabilitas
1
-
2
gel toothpaste dengan cara mempertahankan kelembaban sistem gel
toothpaste
karena dapat mengikat air dari lingkungan supaya masuk ke dalam
sistem sediaan.
Umumnya sediaan pasta gigi yang beredar di masyarakat
berbentuk
pasta. Dalam penelitian ini sediaan dibuat dengan bentuk gel.
Pemilihan bentuk
gel ini berdasarkan keuntungan yang tidak diperoleh dalam bentuk
pasta yakni ada
sensasi rasa dingin (akibat evaporasi alkohol dengan air secara
bersamaan ketika
diaplikasikan) dan memiliki organoleptis yang menarik yaitu
transparan (jernih)
sehingga lebih diterima oleh masyarakat dari segi estetika.
Penelitian ini menggunakan humectant sebagai salah satu variabel
yang
diteliti sebab menurut pendapat Rowe R.C. Sheskey P.J. dan Quinn
M.E., 2009
bahwa penggunaan kedua jenis humectant dalam suatu sistem
dispersi dapat
meningkatkan stabilitas dari sediaan tersebut. Humectant akan
mencegah
kehilangan lembab dan kekeringan dari pasta gigi sehingga
stabilitas terjaga.
Penggunaan humectant sebagai faktor penelitian supaya diketahui
seberapa besar
nilai efek humectant dalam mempengaruhi sifat fisis sediaan
serta supaya
dihasilkan sediaan basis gel toothpaste dengan konsistensi,
abrasiveness,
penampilan, kemampuan membentuk busa, rasa, stabilitas dan
keamanan yang
baik. Dalam penelitian ini digunakan dua jenis humectant yaitu
sorbitol dan
gliserol untuk mengetahui pengaruh interaksi keduanya serta
interaksinya dengan
gelling agent dalam menghasilkan suatu sediaan gel toothpaste
dengan
karakteristik dan stabilitas sediaan (viskositas, penampilan,
homogenitas, pH)
yang diinginkan. Gliserol memberikan rasa lengket ketika
diaplikasikan dan
memiliki viskositas lebih rendah dibandingkan sorbitol namun
memiliki
-
3
kemampuan mengabsorpsi lembab yang tinggi. Sedangkan sorbitol
memiliki
viskositas yang lebih tinggi dibandingkan gliserol. Pertimbangan
kekurangan dan
kelebihan masing-masing bahan tersebut sehingga dengan kombinasi
keduanya
dapat meningkatkan stabilitas sediaan.
Selain humectant, gelling agent juga dipilih sebagai variabel
penelitian
sebab merupakan faktor penentu dalam membentuk konsistensi
sediaan dari gel
toothpaste. Gelling agent akan menjaga konsistensi sediaan
melalui pembentukan
struktur jaringan tiga dimensi sehingga medium dispers (air)
akan terjebak di
dalamnya. Terjebaknya medium dispers di dalam struktur tiga
dimensi tersebut
akan membuat pergerakan dari medium dispers menjadi terbatas
sehingga sediaan
memiliki bentuk fisik yang lebih kental (viskos). Namun semakin
tinggi viskositas
sediaan belum tentu memenuhi kestabilan secara fisik sebab akan
mengalami
kesulitan ketika sediaan tersebut hendak diaplikasikan. Oleh
sebab itu perlu dilihat
seberapa besar nilai efek dari gelling agent dalam mempengaruhi
stabilitas fisis
sediaan gel toothpaste sehingga dapat dihasilkan sediaan pasta
gigi yang memiliki
viskositas optimal. Pada penelitian ini gelling agent yang
digunakan adalah CMC
Na 10%, sebagai agen pembentuk konsistensi sediaan (viskositas).
CMC Na
adalah polimer alam yang merupakan derivat selulosa serta
memiliki kestabilan
pada rentang pH lebar yaitu 2-10. CMC Na dapat memberikan
konsistensi sediaan
yang tinggi hanya dengan konsentrasi kecil (1-10%).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan pengaruh
konsentrasi gliserol, sorbitol, dan CMC Na 10% terhadap sifat
fisis basis sediaan
gel toothpaste sehingga dapat menjadi referensi dalam pembuatan
pasta gigi yang
-
4
memenuhi sifat fisis yang baik meliputi extrudability (kemampuan
keluar dari
tube), viskositas dan pergeseran viskositas. Pendekatan yang
digunakan pada
penelitian ini adalah metode Design Factorial 2 aras dan 3
faktor. Dengan metode
design factorial dapat ditentukan formula dengan berbagai
variasi komposisi
humectant gliserol dan sorbitol serta gelling agent CMC Na 10%
sekaligus dapat
mengetahui efek penggunaan humectant gliserol dan sorbitol, efek
penggunaan
gelling agent CMC Na 10% serta efek interaksi ketiganya terhadap
stabilitas fisis
gel toothpaste.
B. Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan diteliti adalah:
1. Bagaimana pengaruh CMC Na 10% sebagai gelling agent, gliserol
dan sorbitol
sebagai humectant terhadap sifat fisis dan stabilitas basis
sediaan gel
toothpaste?
2. Faktor apa yang paling signifikan dalam menentukan respon
sifat fisis dan
stabilitas yang dihasilkan?
C. Keaslian Penelitian
Sejauh penelusuran yang dilakukan peneliti, penelitian
mengenai
pengaruh penambahan sodium carboxymethylcelluloce (CMC Na) 10%
sebagai
gelling agent, gliserol dan sorbitol sebagai humectant terhadap
sifat fisis basis
sediaan gel toothpaste: aplikasi desain faktorial belum pernah
dilakukan.
-
5
D. Manfaat Penelitian
1. Manfaat teoritis
a. Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi tentang
pengaruh
CMC Na 10% sebagai gelling agent, gliserol dan sorbitol sebagai
humectant
terhadap sifat fisis dan stabilitas basis sediaan gel
toothpaste.
b. Mengetahui faktor yang signifikan dalam mempengaruhi respon
sifat
fisis dan stabilitas yang dihasilkan.
2. Manfaat praktis
Dengan penelitian ini diharapkan memberi gambaran sifat fisis
basis gel
toothpaste yang baik kepada masyarakat melalui parameter
viskositas, pergeseran
viskositas dan extrudability.
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh CMC Na 10% sebagai gelling agent,
gliserol dan sorbitol
sebagai humectant terhadap sifat fisis dan stabilitas basis
sediaan gel
toothpaste.
2. Mengetahui faktor yang signifikan dalam menentukan respon
sifat fisis dan
stabilitas yang dihasilkan.
-
BAB II
PENELAAHAN PUSTAKA
A. Definisi Toothpaste
Toothpaste (pasta gigi) merupakan sistem dispersi padatan di
dalam
medium cair, yang terdiri dari air dan cairan larut dalam air,
minyak, serta padatan
baik yang larut maupun tidak larut. Pasta gigi dapat berupa
pasta buram, gel
transparan, pasta dengan garis berwarna, setengah gel atau
setengah pasta, serbuk,
serta cairan (Lieberman H.A. et.al., 1996).
Pasta gigi berfungsi membersihkan permukaan gigi ketika
digunakan
bersama dengan sikat gigi. Pasta gigi membantu mengeluarkan
partikel-partikel
makanan, mengurangi plak dan kotoran, mengkilapkan permukaan
gigi, dan
menyegarkan nafas mulut. Zat aktif yang sering digunakan adalah
fluoride yang
dapat mengurangi karies gigi dengan memperkuat permukaan lapisan
luar gigi
(Lieberman H.A. et.al., 1996).
Gel merupakan sistem penghantaran obat yang sempurna untuk
cara
pemberian yang beragam dan kompatibel dengan banyak bahan obat
yang berbeda
(Allen Jr. and Loyd, V., 2002). Gel adalah sistem semi padat
dimana terdapat
interaksi (baik fisika maupun kovalen) antara partikel koloid
dengan suatu
pembawa berupa cairan. Pembawa tersebut merupakan fase kontinyu
dan
berinteraksi dengan partikel koloid melalui struktur jaringan
tiga dimensi yang
terbentuk oleh ikatan antar partikelnya. Pembawa dapat berupa
cairan,
hidroalkohol, basis alkohol, atau non-cairan. Partikel koloid
dapat berupa padatan
6
-
7
terdispersi, misalnya kaolin, bentonite, atau polimer
terdispersi. Terdapat dua
kategori utama gel, didasarkan pada sifat alami jaringan
struktur tiga dimensi
yang terbentuk yaitu: (1) dispersi padatan dan (2) polimer
hidrofilik (Jones, D.,
2008).
1. Gel berdasarkan dispersi padatan
Dibawah kondisi tertentu, padatan terdispersi dapat mengalami
flokulasi.
Bila flokulasi terjadi pada sistem gel ini maka fase kontinyu
atau pembawa berupa
cairan akan terdispersi dalam ruang kosong antar
partikel-partikel. Interaksi yang
terjadi antar partikel di dalam struktur jaringan tiga dimensi
tersebut adalah van
der Waals (pada daerah secondary minimum), misalnya pada gel
aluminium
hidroksida menurut USP (United State Pharmacopeia). Selain
interaksi van der
Waals, terdapat ikatan elektrostatik (misalnya pada kaolin,
bentonite dan
aluminium magnesium silicate). Partikel tersebut menunjukkan
bentuk struktur
kristal menyerupai plate (piring) dimana terdapat daerah
elektronegatif (O-) dan
daerah elektropositif (terjadi proses ionisasi sehingga
menghasilkan ion
magnesium dan ion aluminium). Interaksi-interaksi tersebut
membentuk struktur
jaringan tiga dimensi meskipun kekuatan interaksi antar partikel
tersebut lemah
sehingga dengan adanya peningkatan gaya geser (misalnya dengan
adanya
penggojogan) akan menyebabkan liberasi dan rusaknya struktur
tiga dimensi
tersebut. Ketika gaya geser dihentikan maka sistem jaringan tiga
dimensi tersebut
akan kembali menata diri. Sistem tersebut memiliki tipe aliran
thixotropy dimana
penataan ulang sistem jaringannya berdasarkan waktu (Jones, D.,
2008).
-
8
2. Gel berdasarkan polimer hidrofilik
Gel farmasetik sebagian besar dibuat dengan mendispersikan
polimer
hidrofilik ke dalam pembawa berupa cairan. Ketika terdispersi di
dalam medium
cairan maka polimer hidrofilik akan memiliki sifat fisis unik
yaitu penggabungan
diri (self-association) dari polimer-polimer tersebut dan
berinteraksi dengan
mediumnya. Terdapat dua tipe penggabungan diri (tipe 1 dan tipe
2) berdasarkan
sifatnya yang reversibel dan irreversibel. Gel tipe 1 sering
disebut sebagai
hidrogel. Interaksi antar polimernya kovalen dan oleh bantuan
adanya cross-link
antar molekul (Jones, D., 2008).
Gambar 1. Diagram interaksi antar polimer gel tipe 1 (Jones, D.,
2008).
Gel tipe ini memiliki sifat fisika-kimia unik meliputi
kemampuan
mengabsorpsi sejumlah cairan dengan tetap mempertahankan
struktur tiga
dimensi, menunjukkan sifat mekanis robust yaitu kemampuan
bertahan ketika
terpapar pada gaya geser mencapai 1 kPa, dan memiliki
fleksibilitas (Jones, D.,
2008).
Sebaliknya pada gel tipe 2, interaksi antara rantai polimer
adalah
reversibel oleh adanya ikatan yang lemah, misalnya interaksi
hidrogen, ionik, dan
-
9
interaksi van der Waals. Gel tipe ini memiliki sifat aliran
pseudoplastis.
Pemberian gaya geser akan merusak ikatan antar polimer sehingga
viskositas
menurun. Ketika pemberian gaya geser dihentikan maka
interaksi
makromolekular akan terbentuk kembali dan viskositas sediaan
akan kembali
pada titik keseimbangan (Jones, D., 2008).
Gambar 2. Diagram interaksi antar polimer gel tipe 2 (Jones, D.,
2008)
B. Gelling Agent
Gelling agent digunakan sebagai bahan pengikat (binders) pada
sediaan
pasta gigi. Adanya bahan pengikat akan meningkatkan viskositas
sediaan. Bahan
pengikat dapat mencegah pemisahan komponen partikel padat dengan
cairan
(medium dispers) terutama selama penyimpanan. Penggunaan bahan
pengikat
juga berpengaruh terhadap kecepatan dan volume pembentukan busa,
penampilan
bentuk pasta gigi ketika diaplikasikan pada sikat gigi, dan
kecepatan pelepasan
rasa dari sediaan pasta gigi (Petrusso, A., 2010).
Gelling agent adalah gum alam atau sintetis, resin, atau
hidrokoloid lain
yang digunakan di dalam formulasi pasta gigi untuk menjaga
konstituen cairan
dan padatan dalam suatu bentuk pasta yang halus. Gelling agent
meningkatkan
-
10
viskositas dari fase cairan dan mencegah pengeluaran cairan dari
pasta. Secara
umum, gelling agent digunakan dalam konsentrasi 0,9% sampai
dengan 2,0%
pada formulasi pasta gigi. Gelling agent yang paling sering
digunakan adalah
carboxymethylcellulose, dikenal sebagai CMC. Carrageenan, gum
tragacanth,
gum karaya, sodium alginate, carbomer resin, dan magnesium
aluminium silicates
juga digunakan sebagai gelling agent (Lieberman H.A. et.al.,
1996). Pada
penelitian ini digunakan CMC Na sebagai gelling agent.
Menurut USP (United States Pharmacopeia) 32, CMC Na
didefinisikan
sebagai garam dari poli-karboksi-metil-eter dari selulosa. CMC
Na memiliki
pemerian yakni berwarna putih, tidak berbau, tidak berasa,
berbentuk serbuk
granular, dan higroskopis setelah mengalami pengeringan. CMC Na
cukup stabil,
meskipun memiliki sifat higroskopis. Kondisi dibawah kelembaban
tinggi maka
CMC Na dapat menyerap air (>50%) dalam jumlah besar. Dalam
bentuk larutan,
CMC Na stabil pada pH 2-10 namun dapat terjadi presipitasi pada
pH dibawah 2
serta akan mengalami penurunan viskositas diatas pH 10. Umumnya,
CMC Na
dalam bentuk larutan memberikan viskositas dan stabilitas
maksimum pada pH 7-
9 (Rowe R.C. et.al., 2009).
Gambar 3. Struktur CMC Na (Jones, D., 2008)
-
11
Konsentrasi pada rentang 1-10% b/b dibutuhkan untuk
menghasilkan
sediaan gel farmasetik. Pada penambahan jumlah rendah, larutan
polimer
hidrofilik menunjukkan tipe aliran Newtonian tergantung dari
jumlah interaksi
antar polimer yang terbentuk. Dengan semakin bertambahnya jumlah
dari polimer
hidrofilik, jumlah interaksi antar polimer akan bertambah dan
menunjukkan tipe
aliran Non-Newtonian. Semakin bertambahnya jumlah polimer maka
akan terjadi
peningkatan daerah junction dan meningkatkan tahanan terhadap
deformasi aliran
ketika diberikan stress (viskositas meningkat) (Jones, D.,
2008).
C. Humectant
Humectant adalah bahan dalam produk kosmetik yang
dimaksudkan
untuk mencegah hilangnya lembab dari produk (Loden, 2001).
Humectant
berfungsi untuk mencegah kehilangan lembab dan kekeringan dari
pasta gigi dan
memberikan rasa nyaman ketika digunakan di dalam mulut. Pada
pasta buram,
umumnya digunakan konsentrasi humectant sebesar 20-40%. Gel
transparan
diformulasikan dengan konsentrasi humectant maksimal sebesar
80%. Macam-
macam humectant yang sering digunakan antara lain sorbitol,
gliserol, dan
propilenglikol (Lieberman H.A. et.al., 1996).
Pada penelitian ini digunakan gabungan dua macam humectant
yakni
sorbitol dan gliserol. Gliserol memberikan rasa lengket ketika
diaplikasikan dan
memiliki viskositas lebih rendah dibandingkan sorbitol namun
memiliki
kemampuan mengabsorpsi lembab yang tinggi. Sedangkan sorbitol
memiliki
viskositas yang lebih tinggi dibandingkan gliserol. Pertimbangan
kekurangan dan
-
12
kelebihan masing-masing bahan tersebut sehingga dengan kombinasi
keduanya
dapat meningkatkan stabilitas sediaan.
1. Sorbitol
Sorbitol merupakan serbuk, granul, atau serpihan putih,
bersifat
higroskopis, memiliki rasa manis, dapat meleleh pada suhu
sekitar 96C. Satu
gram sorbitol larut dalam 0,45 ml air, sedikit larut dalam
alkohol, metanol, atau
asam asetat (Anonima, 2000). Sorbitol sangat tidak larut dalam
pelarut organik,
bersifat inert, dan dapat bercampur dengan bahan tambahan
lainnya (Loden,
2001). Larutan sorbitol berupa cairan seperti sirup yang tidak
berwarna, jernih,
berasa manis, tidak berbau khas, dan bersifat netral (Anonima,
2000).
Sorbitol digunakan secara luas sebagai bahan tambahan dalam
formulasi
sediaan farmasi. Rentang konsentrasi penambahan sorbitol dalam
formula pasta
gigi berada pada rentang antara 20-60% (Rowe R.C. et.al.,
2009).
H
C
H
OH C C
OH
H
H
OH
C
OH
H
C C
OH
H
H
H
OH
Gambar 4. Struktur sorbitol (Anonimb, 1979)
Sorbitol tidak toksik pada dosis 9 gram/hari secara peroral.
Secara
umum, sorbitol digunakan sebagai pemanis (Loden, 2001). Dibawah
kondisi 25C
dengan kelembaban relatif 50%, memiliki higroskopisitas sebesar
1 mg H2O/100
mg dan kapasitas menahan air sebesar 21 mg H2O/100 mg (Rawlings,
A.V.
Harding, C.R. Watkinson, A. Chandar, P. dan Scott I.R.,
2002).
-
13
2. Gliserol
Gliserol memiliki pemerian jernih, tidak berwarna, tidak berbau,
kental,
cairan higroskopis, memiliki rasa manis, kurang lebih 0,6 kali
lebih manis dari
sukrosa (Rowe R.C. et.al., 2009).
Gliserol digunakan secara luas dalam formulasi sediaan farmasi
misalnya
sediaan oral, mata, topikal, dan sediaan parenteral. Gliserol
menimbulkan rasa
basah atau lengket sehingga sering kali dikombinasi dengan
humectant lain untuk
menutupi sifat tersebut (Zocchi, G., 2001). Gliserol digunakan
sebagai emollient
dan humectant dalam daftar FDA-81 produk farmasetis dan
digunakan dalam
konsentrasi 0,2 sampai 65,7% (Smolinske, 1992).
HO OH
OH Gambar 5. Struktur molekul gliserol (Anonimb, 1979)
D. Stabilitas Toothpaste
Suatu formulasi pasta gigi harus stabil hingga saat timbul
waktu
kadaluwarsa, dimana mencapai waktu 3 tahun (Lieberman H.A.
et.al., 1996).
Sediaan tersebut harus satu fase (tidak terpisah), kekentalan
(viskositas) harus
terjaga, dan pH harus terjaga hingga batas waktu kadaluwarsa.
Formulasi harus
disesuaikan dengan prosedur uji termasuk uji kondisi dipercepat
dan uji selama
waktu penyimpanan sediaan tersebut. Sediaan uji harus dievaluasi
untuk
menjamin bahwa sediaan tersebut memiliki karakteristik yang
diinginkan
(Lieberman H.A. et.al., 1996).
-
14
Sama seperti bentuk sediaan lain, stabilitas adalah kemampuan
suatu pasta
gigi untuk dapat mempertahankan karakteristik penting yang
dibutuhkan agar
tidak berubah selama penggunaan dan penyimpanan hingga waktu
kadaluwarsanya. Pengujian harus dilakukan agar dapat menjamin
stabilitas fisik
pasta gigi tetap dalam keadaan baik sama seperti stabilitas
kimia dari bahan-bahan
yang digunakan (Lieberman H.A. et.al., 1996).
Karakteristik fisik dengan data kuantitatif dapat digunakan
sebagai
pertimbangan evaluasi. Karakteristik tersebut harus mencakup
penampilan
sediaan, warna, keseragaman, rasa, berat jenis, pH, dan
viskositas. Parameter-
parameter tersebut harus direkam untuk setiap stabilitas pada
kondisi
penyimpanan dengan interval waktu tertentu (Lieberman H.A.
et.al., 1996).
Secara umum, pengujian stabilitas untuk pasta gigi terdiri dari
penempatan
sampel dengan berat tertentu, analisis secara kimia, dan
menjamin karakteristik
fisik pada penyimpanan suhu kamar, 5C, 37C, dan 45C dengan
interval waktu
penyimpanan 1 minggu, 1 bulan, 3 bulan, dan 6 bulan (Lieberman
H.A. et.al.,
1996).
1. Sifat Alir (Rheology)
Rheology berasal dari bahasa Yunani yaitu Rheo yang berarti
aliran
dan Logos yang berarti ilmu sehingga rheology mendefinisikan
aliran suatu
cairan (sifat alir). Viskositas adalah suatu besaran yang
menunjukkan ketahanan
suatu cairan untuk dapat mengalir. Semakin tinggi viskositas
maka tahanan suatu
cairan untuk dapat mengalir semakin besar pula. Rheology sangat
berperan dalam
-
15
aplikasi formulasi sediaan farmasi seperti emulsi, pasta,
supositoria dan tablet
salut (Martin, A. Swarbrick, J. dan Cammarata, A., 1983).
Sifat Alir Newtonian, menunjukkan hubungan linier antara gaya
geser
(Shear Stress) dengan kecepatan geser.
xv
AF
..................(1)
Pemberian suatu gaya (F) pada suatu unit area (A) tertentu
dikenal
sebagai gaya geser (Shear Stress). Newton menyatakan bahwa
velocity ( v ) suatu
material pada suatu jarak tertentu ( x ) maka akan menyebabkan
terjadinya
perpindahan material tersebut yang proporsional dengan gaya
geser. Perubahan
velocity pada jarak tertentu dikenal sebagai kecepatan geser
(Rate of Share).
Berdasarkan persamaan tersebut maka digunakan rumus:
)/( rvAF = ................(2)
Dimana dikenal sebagai koefisien viskositas dari cairan tipe
Newtonian (Amiji, M.M. dan Sandmann, B.J., 2003). Tipe aliran
Newtonian
hanya berlaku pada senyawa seperti air, alkohol, gliserin, dan
larutan sejati
(Liebermann, H.A. et.al., 1996).
Sedangkan sifat alir Non-Newtonian, menunjukkan hubungan
antara
gaya geser terhadap kecepatan geser yang berkebalikan. Ada 3
macam tipe sifat
alir Non-Newtonian yaitu tipe plastis, pseudoplastis dan dilatan
(Amiji, M.M. dan
Sandmann, B.J., 2003).
Tipe plastis menunjukkan suatu kondisi dimana tidak terdapat
perubahan
suatu aliran selama pemberian gaya tertentu hingga tercapai
titik transisi. Titik
-
16
transisi tersebut dikenal sebagai Yield Value yaitu nilai
minimal gaya geser yang
dibutuhkan suatu sistem untuk dapat berdeformasi dan mulai
mengalir (Amiji,
M.M. dan Sandmann, B.J., 2003).
Berbeda dengan tipe plastis, tipe pseudoplastis menunjukkan
suatu situasi
dimana sistem akan terdeformasi dan mengalir (terjadi perubahan
viskositas)
segera setelah diberikan gaya geser dan akan kembali ke keadaan
semula ketika
pemberian suatu gaya geser dihentikan (Amiji, M.M. dan Sandmann,
B.J., 2003).
Cairan dengan tipe pseudoplastis akan mengalami penurunan
viskositas dengan
semakin bertambahnya gaya geser (Martin, A. et.al., 1983).
Sejumlah produk farmasi, termasuk gum alam dan sintetis antara
lain
dispersi tragacanth; sodium alginate; dan methylcellulose dalam
cairan
menunjukkan sistem sifat alir pseudoplastis (Martin, A., et.al.,
1983). Di dalam
suatu cairan, molekul-molekul dengan berat molekul besar dan
struktur panjang
seperti itu akan saling terpilin dan terperangkap bersama dengan
pelarut yang
tidak bergerak. Dengan adanya gaya geser maka molekul akan
terbebas dan
menyusun diri secara searah sehingga dapat mengalir. Dengan kata
lain molekul
akan memiliki tahanan yang lebih kecil untuk mengalir dan air
yang terjebak juga
akan terlepas, sehingga viskositas turun (Aulton, M.E.,
1988).
Sistem sediaan pseudoplastis juga dapat menunjukkan fenomena
thixotropi yaitu pada saat didiamkan memiliki sistem berupa
sediaan yang kaku
seperti gel. Namun ketika diberi gaya geser maka struktur ini
akan pecah menjadi
sistem yang lebih encer seperti larutan atau solution. Ketika
gaya geser
dihilangkan maka sistem mulai menyusun diri kembali ke bentuk
semula dengan
-
17
waktu tertentu (Martin, A. et.al., 1983). Waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan
gel-sol-gel recovery sangat bervariasi tergantung dari sistemnya
yaitu dari
hitungan menit sampai dengan hari (Aulton, M.E., 1988).
2. Extrudability
Extrudability adalah suatu gaya yang dibutuhkan untuk mendorong
pasta
gigi hingga dapat keluar dari tube (wadah). Extrudability
dipengaruhi oleh
konsistensi sediaan dari kombinasi bahan yang digunakan dan
diameter tube yang
digunakan. Semakin kecil gaya yang dibutuhkan untuk mengeluarkan
sediaan
pasta gigi dari tube (dengan konsistensi sifat fisis lain yang
terkontrol) maka
menunjukkan nilai extrudability yang semakin baik (Lieberman
H.A. et.al., 1996).
E. Metode Desain Faktorial
Desain faktorial merupakan aplikasi persamaan regresi yaitu
teknik
untuk memberikan model hubungan antara variabel-respon dengan
satu atau lebih
variabel bebas. Model yang diperoleh dari analisa tersebut
berupa persamaan
matematika (Bolton, 1997). Desain faktorial digunakan untuk
mengevaluasi efek
dari faktor yang dipelajari secara simultan dan efek yang
relatif penting dapat
dinilai (Armstrong, N.A. and James, K.C., 1996). Desain
faktorial digunakan
dalam penelitian dimana efek dari faktor atau kondisi yang
berbeda dalam
penelitian ingin diketahui (Bolton, 1997).
Penelitian desain faktorial dimulai dengan menentukan faktor dan
faktor
yang akan diteliti, serta respon yang akan diukur. Respon yang
diukur harus dapat
diekspresikan secara numerik. Deskripsi sifat (seperti besar,
lebih besar, terbesar)
-
18
dan nomor urut (seperti menunjukkan respon terbesar adalah 1,
selanjutnya 2, dan
seterusnya) tidak dapat digunakan (Armstrong, N.A. dan James,
K.C., 1996).
Respon yang diukur harus dapat dikuantitatifkan (Bolton,
1997).
Dengan desain faktorial, dapat didesain suatu percobaan
untuk
mengetahui faktor yang dominan berpengaruh secara signifikan
terhadap respon.
Juga memungkinkan kita mengetahui interaksi antara faktor-faktor
tersebut
(Bolton, 1997; Voigt, 1995).
Pada desain faktorial dua aras dan tiga faktor diperlukan
delapan formulasi
(2n=8, dengan 2 menunjukkan aras dan n menunjukkan jumlah
faktor). Rancangan
penelitian desain faktorial dengan tiga faktor dan dua aras
seperti tabel berikut:
Tabel I. Rancangan percobaan desain faktorial tiga faktor dan
dua aras
Faktor Interaksi Eksperimen A B C AB AC BC ABC (1) - - - + + + -
a + - - - - + + b - + - - + - + ab + + - + - - - c - - + + - - + ac
+ - + - + - - bc - + + - - + - abc + + + + + + +
Keterangan : - = aras rendah + = aras tinggi
Rumusan yang berlaku : Y = B0 + B1(X1) + B2(X2) + B3(X3) +...+
B12X1X2 + B13X1X3 + B23X2X3 +...+
B123X1X2X3..............(3) Dengan : Y = respon hasil atau sifat
yang diamati (X1)(X2)(X3) = aras pada faktor A dan faktor B B0, B1,
B2, B3... = koefisien, dapat dihitung dari hasil percobaan (1) =
aras rendah faktor A, aras rendah faktor B, dan aras rendah faktor
C A = aras tinggi faktor A, aras rendah faktor B, dan aras rendah
faktor C B = aras rendah faktor A, aras tinggi faktor B, dan aras
rendah faktor C
-
19
AB = aras tinggi faktor A, aras tinggi faktor B, dan aras rendah
faktor C C = aras rendah faktor A, aras rendah faktor B, dan aras
tinggi faktor C
AC = aras tinggi faktor A, aras rendah faktor B, dan aras tinggi
faktor C BC = aras rendah faktor A, aras tinggi faktor B, dan aras
tinggi faktor C
ABC = aras tinggi faktor A, aras tinggi faktor B, dan aras
tinggi faktor C Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung
selisih antara rata-rata
respon pada aras tinggi dan rata-rata respon pada aras rendah
(Bolton, 1997).
Desain faktorial memiliki beberapa keuntungan. Metode ini
memiliki
efisiensi yang maksimum untuk memperkirakan efek yang dominan
dalam
menentukan respon. Keuntungan utama desain faktorial adalah
bahwa metode ini
memungkinkan untuk mengidentifikasi efek masing-masing faktor,
maupun efek
interaksi antar faktor. Metode ini ekonomis, dapat mengurangi
jumlah penelitian
jika dibandingkan dengan meneliti dua efek faktor secara
terpisah (Muth, J.E.De.,
1999).
F. LANDASAN TEORI
Pada formulasi dasar pasta gigi dibutuhkan penambahan gelling
agent
untuk mempertahankan konsentrasi solid yang tinggi. Contoh
gelling agent yang
umum digunakan antara lain Gum Tragacanth, Caragheen, derivat
selulosa,
Carboxymethyl cellulose (CMC), hidroksi etil selulosa dan
carbomer. Selain
berfungsi untuk mempertahankan kekerasan bentuk sediaan pasta
gigi sehingga
menjadi stabil, gelling agent juga dapat berfungsi untuk
memodifikasi
dispersibilitas; karakter busa; dan rasa. Gelling agent
merupakan koloid hidrofilik
yang terdispersi dalam air.
Humectant ditambahkan sebagai agen penjaga kelembaban dan
mencegah
kekeringan pasta gigi. Rh (relatif humidity) didalam sistem
sediaan lebih kecil
-
20
dari Rh lingkungan sehingga humectant akan menyerap kelebihan
lembab di
lingkungan masuk ke dalam sistem sediaan gel toothpaste.
Penggunaan secara
bersamaan kedua jenis humectant dalam satu sistem dispersi akan
meningkatkan
konsistensi, penampilan, kemampuan membentuk busa, rasa,
stabilitas dan
keamanan sediaan pasta gigi. Gliserol memberikan rasa lengket
ketika
diaplikasikan dan memiliki viskositas lebih rendah dibandingkan
sorbitol namun
memiliki kemampuan mengabsorpsi lembab yang tinggi. Sedangkan
sorbitol
memiliki viskositas yang lebih tinggi dibandingkan gliserol dan
dapat digunakan
untuk menutupi rasa lengket dari gliserol. Pertimbangan
kekurangan dan
kelebihan masing-masing bahan tersebut sehingga dengan kombinasi
keduanya
dapat meningkatkan stabilitas sediaan.
Pengamatan pengaruh faktor terhadap basis sediaan gel
toothpaste
dilakukan supaya diketahui faktor apa yang signifikan dalam
menentukan sifat
fisis basis sediaan gel toothpaste terhadap respon yang diukur
khususnya dalam
karakteristik konsistensi sediaan yang meliputi viskositas,
pergeseran viskositas
dan extrudability.
G. HIPOTESIS
1. Interaksi CMC Na 10% sebagai gelling agent, gliserol dan
sorbitol sebagai
humectants mempengaruhi sifat fisis dan stabilitas basis sediaan
gel toothpaste.
2. Faktor yang signifikan dalam menentukan respon sifat fisis
dan stabilitas yang
dihasilkan adalah faktor CMC Na 10% sebagai gelling agent.
-
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis Rancangan Penelitian
Penelitian ini merupakan rancangan quasi eksperimental
bersifat
eksploratif dengan menggunakan desain penelitian secara
Factorial Design.
B. Variabel dalam Penelitian
1. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah komposisi jumlah
humectant
gliserol dan sorbitol serta gelling agent CMC Na 10% dalam
formula gel
toothpaste.
2. Variabel tergantung dalam penelitian ini adalah sifat fisis
(viskositas dan
extrudability) serta stabilitas (pergeseran viskositas).
3. Variabel pengacau terkendali dalam penelitian ini adalah
kecepatan putar
mixer, lama pengadukan pembuatan gel toohpaste dan kondisi
penyimpanan.
4. Variabel pengacau tak terkendali dalam penelitian ini adalah
suhu dan
kelembaban ruangan.
C. Definisi Operasional
1. Gel toothpaste merupakan sistem dispersi padatan di dalam
medium cair, yang
terdiri dari air dan cairan larut dalam air, minyak, serta
padatan baik yang larut
maupun tidak larut.
21
-
22
2. Gelling agent adalah bahan yang digunakan untuk membentuk
kekentalan
atau pembentuk sifat alir sediaan gel toothpaste. Gelling agent
yang
digunakan dalam penelitian ini adalah CMC Na 10%.
3. Humectant adalah bahan yang digunakan untuk mencegah drying
out
(lepasnya air dari sediaan) serta mengabsorsi lembab dari
lingkungan.
Humectant yang digunakan dalam percobaan ini adalah gliserol dan
sorbitol.
4. Faktor adalah variabel yang diteliti di dalam penelitian (CMC
Na 10%,
gliserol, dan sorbitol).
5. Respon adalah besaran yang diamati, perubahan efek dan
besarnya dapat
dikuantitatifkan. Dalam penelitian ini adalah sifat fisis gel
toothpaste
(kemampuan extrudability dan viskositas) serta stabilitas gel
toothpaste
(pergeseran viskositas).
6. Sifat fisis gel toothpaste adalah parameter untuk mengetahui
kualitas sediaan
gel toothpaste, dalam penelitian ini meliputi uji viskositas dan
uji
extrudability.
7. Viskositas adalah parameter tahanan suatu sediaan untuk dapat
mengalir.
8. Extrudability adalah suatu gaya yang dibutuhkan untuk
mendorong pasta gigi
hingga dapat keluar dari tube (wadah). Nilainya diperoleh dari
gaya yang
dibutuhkan untuk mengeluarkan pasta gigi dari wadah (tube) dan
dinyatakan
dalam satuan berat (kilogram).
9. Stabilitas gel toothpaste ditentukan dari besarnya nilai
pergeseran viskositas
antara sebelum dan sesudah penyimpanan selama 1 bulan.
-
23
10. Desain faktorial adalah rancangan metode penelitian yang
memungkinkan
untuk mengetahui efek yang dominan dalam menentukan sifat fisis
dan
stabilitas gel toothpaste melalui analisis hasil secara
statistik.
11. Efek adalah respon yang disebabkan adanya variasi aras dan
faktor.
D. Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat yang digunakan meliputi Glassware (Pyrex-Germany),
neraca
analitik (Mettler Toledo GB 3002), Mixer (Philips Type HR 1170
120V-130W
Made In Holland), Viscotester seri VT 04 (Rion-Japan), Hardness
Tester (No.
174886 KIYA SEISAKUSHO, Ltd. Tokyo, Japan), dan tube plastik
(netto @10 g)
yang beredar di pasaran.
Bahan-bahan yang digunakan meliputi CMC Na (kualitas
farmasetis),
Sorbitol (kualitas farmasetis), Gliserol (kualitas farmasetis),
Sodium saccharin
(kualitas farmasetis), Sodium benzoate, Sodium lauryl sulfate
(kualitas
farmasetis), Oleum menthae piperita (kualitas farmasetis), Tween
80 (kualitas
farmasetis), Alkohol (kualitas farmasetis), dan Aquadest.
E. Tata Cara Penelitian
1. Formula Gel toothpaste
Formula gel toothpaste menurut Lieberman H.A. et.al., 1996
adalah
sebagai berikut :
-
24
Tabel II. Formula gel toothpaste menurut Lieberman H.A. et.al.,
1996 No. Fase Bahan Berat (% b/b) 1 A Glycerin 96% 14,00 2 A CMC
9M31XF 0,30 3 B Sorbitol 70% 42,10 4 C Sodium saccharin 0,20 5 C
Sodium benzoate 0,08 6 C Sodium fluoride 0,22 7 C Deionized water
5,00 8 D Polyethylene glycol-32 5,00 9 E Abrasive silica 14,00 10 E
Thickening silica 7,50 11 F Glycerin 96% 5,50 12 F Sodium lauryl
sulfate 1,25 13 F Polysorbate-20 2,00 14 F FD&C Blue #1 (1%)
0,05 15 F FD&C Yellow #5 (1%) 0,10 16 F Flavor 0,70 17 F
Alcohol SD38B 2,00
Formula diatas selanjutnya dimodifikasi menjadi formula basis
sediaan
gel toothpaste (tanpa abrasif, zat aktif, dan pewarna) dengan
variasi komposisi
humectant dan gelling agent menggunakan metode factorial design.
Formula yang
diperoleh adalah sebagai berikut :
Tabel III. Formula gel toothpaste hasil modifikasi No. Fase
Bahan Berat (gram) 1 A CMC Na 10% 60-90 2 A Gliserol 20,5-30,5 3 B
Sorbitol 40-60 4 C Natrium sakarin 0,20 5 C Natrium benzoat 0,08 6
C Aquadest 5,00 7 D Natrium lauril sulfat 1,25 8 D Tween 80 2,00 9
D Alkohol 2,00 10 E Oleum menthae piperita 0,70
-
25
Berdasarkan formula yang akan dibuat tersebut dapat
dilakukan
perhitungan untuk menentukan besarnya sampel yang akan digunakan
yaitu :
(n-1) (p-1) > 15...............(4)
Keterangan : n = jumlah sampel p = jumlah perlakuan
p = 8 (8 formula kombinasi komposisi gliserol, sorbitol, dan CMC
Na)
Dari rumus perhitungan tersebut didapatkan hasil jumlah sampel n
3
sehingga pada penelitian ini dipergunakan jumlah sampel sebanyak
3 replikasi
untuk masing-masing formula yang digunakan.
2. Pembuatan Gel toothpaste
Faktor yang akan diteliti adalah faktor gliserol, sorbitol, dan
CMC Na
10%. Aras tinggi dan aras rendah dalam percobaan ini adalah
sebagai berikut :
Tabel IV. Penentuan aras tinggi dan aras rendah faktor komposisi
Faktor CMC Na 10% (g) Gliserol (g) Sorbitol (g)
Aras rendah 60 20,5 40 Aras tinggi 90 30,5 60
A = Faktor CMC Na 10% setelah dikembangkan B = Faktor Gliserol C
= Faktor Sorbitol
Tabel V. Rancangan percobaan desain faktorial
Faktor Interaksi Eksperimen A B C AB AC BC ABC (1) - -- - + + +
- A + - - - - + + B - + - - + - +
AB + + - + - - - C - - + + - - +
AC + - + - + - - BC - + + - - + -
ABC + + + + + + + A = Faktor CMC Na 10% B = Faktor Gliserol C =
Faktor Sorbitol
a. CMC Na (A) dikembangkan dengan aquadest pada konsentrasi 10%
selama
24 jam.
-
26
b. Gliserol dimasukkan ke dalam mixer. Ditambahkan massa CMC Na
10%
yang telah dikembangkan sebelumnya sambil diaduk (skala 1)
untuk
menyiapkan campuran fase A.
c. Fase B ditambahkan ke dalam mixer sambil terus diaduk.
d. Bahan-bahan fase C dilarutkan di dalam aquadest (fase C) dan
ditambahkan
ke dalam mixer. Kemudian dicampur dan diaduk (skala 1) selama 20
menit.
e. Dicampurkan dan dilarutkan terlebih dahulu bahan-bahan fase D
ke dalam
sebagian gliserol yang diperoleh dari gliserol pada fase A
(sebanyak 5,5
gram), kemudian ditambahkan ke dalam mixer dan diaduk (skala 1)
kembali
selama 10 menit.
f. Ditambahkan bahan fase E dan diaduk 5 menit, dimasukkan ke
dalam wadah
dan diberi label.
3. Uji Sifat Fisik dan Stabilitas Gel toothpaste
a. Uji viskositas dan pergeseran viskositas. Pengukuran
viskositas
menggunakan alat Viscotester Rion seri VT 04 dengan cara sebagai
berikut: gel
toothpaste dimasukkan ke dalam wadah dan dipasang pada portable
viscotester.
Viskositas gel toothpaste diketahui dengan mengamati gerakan
jarum penunjuk
viskositas. Uji ini dilakukan dua kali, yaitu (1) 2 hari setelah
gel toothpaste selesai
dibuat dan (2) setelah disimpan selama 1 bulan (Instruction
Manual Viscotester
VT-03E/VT-04E).
-
27
Suatu sediaan dianggap memiliki stabilitas yang baik jika
memiliki
persentase pergeseran viskositas kurang dari 15% (Zatz, J.L.
Berry, J.J. dan
Aldermen D.A., 1996).
b. Uji Extrudability. Prosedur pengukuran extrudability ini
merupakan
hasil modifikasi dari Lieberman H.A. et.al., 1996. Pasta gigi
sebanyak 10 gram
dimasukkan ke dalam tube hingga penuh dan diletakkan secara
horisontal ke
dalam alat uji kekerasan (hardness tester). Alat dijalankan
hingga rotor dari alat
uji tepat menyentuh dasar dan tepat mengeluarkan sediaan pasta
gigi dari tube.
Nilai respon extrudability dinyatakan dalam satuan berat
(kilogram).
F. Analisis Hasil
Data yang dihasilkan adalah data uji extrudability, viskositas,
dan
pergeseran viskositas. Dengan menggunakan metode desain
faktorial, maka dapat
dihitung besar efek dari masing-masing faktor yaitu jumlah
penambahan gliserol,
sorbitol, CMC Na 10%, dan interaksi antara 3 faktor tersebut
sehingga dapat
diketahui efek yang dominan dalam menentukan sifat fisik dan
stabilitas sediaan.
Program software yang digunakan dalam analisis data pada
penelitian ini adalah
Design Expert 7,0.
Analisis statistik dilakukan untuk mengetahui signifikansi
setiap faktor
dan interaksi dalam mempengaruhi respon dan analisis statistik
dapat diperoleh
dari hasil pengolahan data menggunakan Design Expert 7,0
software. Berdasarkan
analisis statistik ini, maka dapat ditentukan ada atau tidaknya
pengaruh hubungan
dari setiap faktor dan interaksi terhadap respon.
-
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Formulasi Sediaan Basis Gel Toothpaste
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan basis sediaan gel
toothpaste
dengan faktor yang diteliti yaitu gelling agent (CMC Na 10%) dan
campuran dua
jenis humectant (gliserol dan sorbitol). Secara umum sediaan gel
toothpaste dibuat
dengan bahan-bahan seperti terapeutic agent (zat aktif), gelling
agent (pengental),
humectant (pelembab), abrasive (pembersih kotoran gigi),
detergent (pembentuk
busa), preservative (pengawet), whitening agent (pemutih) dan
flavour (perasa).
Namun pada penelitian ini tidak digunakan zat aktif dan abrasive
sebab pada
penelitian ini hanya dibuat basis sediaan gel toothpaste. Basis
sediaan gel
toothpaste hanya berperan sebagai pembawa dari zat aktif dan
tidak memiliki
kemampuan membersihkan kotoran gigi.
Penggunaan CMC Na 10% sebagai gelling agent didasarkan atas
kemampuan CMC Na yang berada pada konsentrasi 10% memiliki
konsistensi
viskositas yang tinggi sehingga dimungkinkan mampu menghasilkan
sifat fisis
basis sediaan gel toothpaste yang baik serta memiliki penampilan
organoleptis
yang jernih (merupakan kelebihan utama sediaan gel). Penggunaan
CMC Na yang
merupakan polimer alami sebagai gelling agent dipilih
berdasarkan pertimbangan
sifat kimia yang dimiliki yaitu kestabilan tinggi pada rentang
pH lebar yaitu 2
hingga 10 (Rowe R.C. et.al., 2009). Dipilih penggunaan campuran
sorbitol dan
gliserol sebagai humectants untuk faktor yang diteliti sebab
28
-
29
memiliki kemampuan dalam menarik air sehingga mampu menjaga
kelembaban
dalam sistem gel toothpaste. Apabila kelembaban terjaga maka
tidak akan
terbentuk lapisan kering pada sistem gel toothpaste yang
diakibatkan oleh
penguapan pelarut (air) sehingga sediaan tetap stabil ketika
hendak digunakan dan
disimpan.
Pembuatan CMC Na konsentrasi 10% (fase A) dilakukan dengan
mendispersikan padatan CMC Na ke dalam air pada suatu wadah
dengan
permukaan yang luas kemudian didiamkan selama 24 jam agar
seluruh partikel
padat dari CMC Na dapat terbasahi dengan sempurna dan terdapat
interaksi antar
polimer dengan medium air membentuk sistem jaringan tiga dimensi
yang
optimal. Pendispersian serbuk CMC Na harus merata ke dalam
seluruh permukaan
air pada wadah untuk mencegah terjadinya penggumpalan yang
menyebabkan
sediaan tidak tercampur homogen. Penggunaan mixer dalam
mencampur massa
CMC Na 10%, gliserol (fase A) dan sorbitol (fase B) disini
bertujuan untuk
memberikan pengadukan kuat sehingga diperoleh homogenitas pada
sediaan.
Namun perlu diketahui bahwa pengadukan kuat tersebut tidak boleh
terlalu kuat
(>1000 rpm) sebab akan menyebabkan struktur jaringan tiga
dimensi yang
terbentuk akan rusak sehingga menurunkan viskositas sediaan
(sifatnya
irreversibel). Natrium benzoat dipilih sebagai pengawet sebab
mampu
menghambat pertumbuhan mikroba pada konsentrasi kecil
(0,05-0,2%). Perlu
dilakukan penambahan pengawet sebab medium dari sediaan gel
adalah air
sehingga memungkinkan ditumbuhi oleh mikroba. Aquadest sebanyak
5 ml
digunakan untuk melarutkan pengawet dan pemanis. Penggunaan
aquadest
-
30
dengan volume lebih besar akan memperbesar kemungkinan
pertumbuhan
mikroba pada sediaan.
Natrium lauril sulfat digunakan sebagai agen pembentuk busa
pada
sediaan pasta gigi. Gliserol pada fase D ini digunakan untuk
melarutkan natrium
lauril sulfat dan mengurangi busa yang terbentuk selama
pengadukan manual
sehingga diperoleh sediaan gel toothpaste yang lebih jernih,
sebab bila digunakan
pelarut aquadest maka busa yang terbentuk selama proses
pengadukan cenderung
lebih banyak dikarenakan jumlah air yang digunakan sedikit
sehingga lewat jenuh
serta akan menimbulkan warna keruh pada sediaan gel toothpaste.
Tween 80
berfungsi sebagai cosolvent dalam melarutkan natrium lauril
sulfat di dalam
medium gliserol. Alkohol digunakan untuk memberikan sensasi rasa
dingin ketika
terevaporasi dengan air pada saat diaplikasikan. Oleum menthae
pipperita sebagai
bahan pemberi aroma (flavour). Pencampuran flavour dilakukan
pada tahap akhir
sebab dikhawatirkan aroma akan hilang selama proses pembuatan
sediaan jika
ditambahkan di awal proses.
Pada pembuatan basis sediaan gel toothpaste ini, terdapat
perbedaan
penampakan warna sediaan segera setelah diformulasikan dengan
penampakan
warna sediaan setelah mengalami penyimpanan selama 1 bulan. Pada
penampakan
segera setelah diformulasikan, warna sediaan terlihat lebih
keruh. Hal ini dapat
disebabkan oleh adanya udara yang terperangkap di dalam sistem
ketika diaduk
menggunakan mixer. Udara yang terjebak tersebut akan memerangkap
busa yang
dibentuk oleh natrium lauril sulfat. Sedangkan penampakan warna
setelah sediaan
mengalami penyimpanan 1 bulan cenderung lebih jernih
(transparan). Hal ini
-
31
dapat disebabkan karena adanya penguapan pelarut (akibat dari
suhu
penyimpanan yang tidak terkontrol) selama penyimpanan sehingga
udara yang
terjebak dan busa didalamnya akan hilang dengan adanya penguapan
dari pelarut
tersebut. Udara yang terperangkap di dalam sistem sediaan dapat
diminimalkan
dengan kondisi vacuum selama pengadukan menggunakan mixer. Cara
alternatif
yang lain yaitu dengan melakukan proses degassing (dipusingkan)
pada sediaan
yang telah dibuat menggunakan alat ultrasonifikasi sehingga
dapat menghilangkan
udara yang terjebak.
B. Pengaruh Faktor terhadap Respon Viskositas, Pergeseran
Viskositas, dan
Extrudability berdasarkan Desain Faktorial
Faktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah CMC Na
10%,
gliserol, dan sorbitol. Penentuan faktor tersebut didasarkan
pada pertimbangan
bahwa semakin banyak jumlah gelling agent maka dapat
meningkatkan viskositas
sediaan (Jones, D., 2008) sehingga memenuhi sifat fisis sediaan
gel toothpaste
serta dengan penggunaan campuran gliserol dan sorbitol akan
meningkatkan
stabilitas dengan cara menjaga kelembaban sediaan (Lieberman
H.A. et.al., 1996).
Penentuan aras rendah dan aras tinggi dari ketiga faktor yang
diteliti berdasarkan
pada hasil orientasi yang dilakukan. Hasil orientasi yang
diperoleh yaitu:
Faktor A = merupakan CMC Na 10% dengan aras rendah (-1) sebesar
60 g dan
aras tinggi (+1) sebesar 90 g.
Faktor B = merupakan gliserol dengan aras rendah (-1) sebesar 15
g dan aras
tinggi (+1) sebesar 25 g.
-
32
Faktor C = merupakan sorbitol dengan aras rendah (-1) sebesar 40
g dan aras
tinggi (+1) sebesar 60 g.
Dari rancangan percobaan desain faktorial dengan 8 formula yang
terdiri
dari aras faktor berbeda-beda selanjutnya diukur respon
viskositas (segera setelah
sediaan dibuat), pergeseran viskositas (penyimpanan selama 30
hari), dan
extrudability.
1. Respon Viskositas
Viskositas adalah suatu besaran yang menunjukkan ketahanan
suatu
cairan untuk dapat mengalir (Martin, A. et.al., 1983). Nilai
dari respon viskositas
sangat erat kaitannya dengan tipe aliran dari sediaan yang
dibuat dengan suatu
polimer sebagai gelling agent. Pada penelitian ini digunakan
polimer alami yaitu
CMC Na 10% yang memiliki tipe aliran pseudoplastis. Pengukuran
nilai respon
viskositas pada penelitian ini dilakukan pada hari kedua setelah
basis sediaan gel
toothpaste dibuat. Waktu pengukuran pada hari kedua didasarkan
pada
pertimbangan bahwa pada hari kedua sistem sediaan gel toothpaste
mengalami
relaksasi sehingga dimungkinkan system gel tersebut telah menata
diri dengan
sempurna dan tidak terdapat pengaruh adanya gaya geser ketika
proses pembuatan
sediaan (Lieberman H.A. et.al., 1996). Data hasil pengujian
respon viskositas
disajikan pada tabel VI.
-
33
Tabel VI. Data pengujian respon viskositas Viskositas Gel
Toothpaste Hari ke-2 (d.Pa.s) Formula 1 2 3 Rata-rata SD
1 500 500 600 550 40,8 A 650 800 700 716 62,3 B 570 410 550 510
71,1
AB 590 800 600 663 96,7 C 550 420 500 490 53,5
AC 600 600 700 633 47,1 BC 390 490 550 476 65,9
ABC 570 550 600 573 20,5
Data pengujian respon viskositas pada tabel VI selanjutnya
dihitung nilai
efek dari masing-masing faktor dan interaksinya seperti
ditunjukkan pada tabel
VII dengan menggunakan software design expert 7,0. Melalui
analisis statistik uji
Anova pada program tersebut dapat pula diketahui tingkat
signifikansi dari
pengaruh faktor atau interaksi tersebut seperti ditunjukkan pada
gambar 7.
Tabel VII. Data nilai efek respon viskositas Interaksi Nilai
efek % kontribusi
CMC Na 10% +140,00 47,32 Gliserol -41,67 4,19 Sorbitol -66,67
10,73 CMC Na 10% dan Gliserol -15,00 0,54 CMC Na 10% dan Sorbitol
-20,00 0,97 Gliserol dan Sorbitol +5,00 0,06 CMC Na 10%, Giserol
dan Sorbitol -8,33 0,17
-
34
Gambar 6. Hasil pengolahan data pareto respon viskositas
(merah: menaikkan respon; biru: menurunkan respon)
Hasil pengolahan data nilai efek respon viskositas (tabel
VII)
menunjukkan bahwa interaksi faktor A (CMC Na 10%) dengan faktor
C
(sorbitol); interaksi faktor A (CMC Na 10%) dengan faktor B
(gliserol); dan
interaksi antara ketiga faktor yaitu faktor A (CMC Na 10%),
faktor B (gliserol),
dan faktor C (sorbitol) memberikan nilai efek negatif sehingga
berperan dalam
menurunkan respon viskositas. Interaksi antara faktor B
(gliserol) dengan faktor C
(sorbitol) akan menaikan respon viskositas.
Faktor A (CMC Na 10%) berperan dalam menaikan respon
viskositas
dengan nilai kontribusi paling besar seperti ditunjukan pada
tabel VII.
-
35
Gambar 7. Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
viskositas
Hasil statistik uji Anova dengan nilai model Prob.F sebesar
0,0096
(
-
36
Berdasarkan data analisis statistik yang signifikan selanjutnya
dibuat plot
grafik hubungan antara faktor dengan respon yang diteliti
menggunakan software
design expert 7,0. Pada grafik tersebut menunjukkan bahwa
hubungan antara
faktor CMC Na 10% dengan sorbitol memiliki pengaruh menaikkan
respon
viskositas pada aras rendah gliserol (gambar 8) maupun aras
tinggi gliserol
(gambar 9).
Gambar 8. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan sorbitol pada
aras rendah
gliserol terhadap respon viskositas
Gambar 9. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan sorbitol pada
aras tinggi
gliserol terhadap respon viskositas
Semakin bertambahnya penggunaan CMC Na 10% dan sorbitol
(baik
aras rendah maupun aras tinggi) pada aras rendah gliserol
(gambar 8) dan aras
-
37
tinggi gliserol (gambar 9) akan menaikkan respon viskositas
sediaan basis gel
toothpaste.
Hubungan antara faktor CMC Na 10% dengan gliserol juga
memiliki
pengaruh menaikkan respon viskositas pada aras rendah sorbitol
(gambar 10)
maupun aras tinggi sorbitol (gambar 11).
Gambar 10. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan gliserol pada
aras rendah
sorbitol terhadap respon viskositas
Gambar 11. Analisis grafik faktor CMC Na 10% dan gliserol pada
aras tinggi
sorbitol terhadap respon viskositas Semakin bertambahnya
penggunaan CMC Na 10% dan gliserol (baik
aras rendah maupun aras tinggi) pada aras rendah sorbitol
(gambar 10) dan aras
tinggi sorbitol (gambar 11) akan menaikkan respon viskositas
sediaan basis gel
toothpaste.
-
38
Dari analisis statistik, faktor A (CMC Na 10%) memiliki nilai
Prob.F
-
39
Karakteristik fisik dengan data kuantitatif dapat digunakan
sebagai
pertimbangan evaluasi stabilitas sediaan pasta gigi salah
satunya adalah
viskositas. Stabilitas sediaan melalui parameter sifat fisis
viskositas diukur pada
kondisi penyimpanan dengan interval waktu tertentu (Lieberman
H.A. et.al.,
1996). Pada penelitian ini dilakukan penghitungan nilai
pergeseran viskositas
berdasarkan selisih nilai viskositas setelah 30 hari penyimpanan
dengan nilai
viskositas setelah gel toothpaste diformulasikan. Hasil
perhitungan respon
pergeseran viskositas dapat diamati pada tabel VII.
Tabel VIII. Data respon pergeseran viskositas setelah 30 hari
penyimpanan 2 hari 30 hari
Formula 1 2 3 Rata-rata 1 2 3 Rata-rata
% pergeseran viskositas
1 550 500 600 550 700 700 550 650 19,65 A 650 800 700 717 850
800 800 817 15,02 B 570 410 550 510 600 550 550 567 13,14
AB 590 800 600 663 800 800 700 767 17,42 C 550 420 500 490 600
600 550 583 20,65
AC 600 600 700 633 750 650 700 700 11,11 BC 390 490 550 477 500
500 500 500 10,08
ABC 570 550 600 573 700 650 650 667 16,44
Tabel VIII menunjukan terjadi peningkatan nilai viskositas
rata-rata gel
toothpaste 2 hari dengan setelah mengalami penyimpanan selama 1
bulan pada
masing-masing formula. Peningkatan nilai viskositas tersebut
dikenal sebagai nilai
pergeseran viskositas. Perbedaan nilai tersebut mungkin
disebabkan oleh struktur
jaringan tiga dimensi yang belum secara sempurna terbentuk pada
gel toothpaste 2
hari. Gel toothpaste setelah mengalami penyimpanan selama 1
bulan telah
membentuk secara sempurna struktur jaringan tiga dimensi
sehingga medium
-
40
dispers terperangkap lebih kuat didalam struktur jaringan tiga
dimensi tersebut
dan viskositas meningkat.
Data pengujian respon pergeseran viskositas pada tabel VIII
selanjutnya
dihitung nilai efek dari masing-masing faktor dan interaksinya
seperti ditunjukkan
pada tabel IX dengan menggunakan software design expert 7,0.
Tabel IX. Data nilai efek respon pergeseran viskositas Interaksi
Nilai efek
CMC Na 10% -0,13 Gliserol -3,09 Sorbitol -2,49 CMC Na 10% dan
Gliserol +6,96 CMC Na 10% dan Sorbitol +0,05 Gliserol dan Sorbitol
-1,04 CMC Na 10%, Giserol dan Sorbitol +2,50
Gambar 12. Hasil pengolahan data pareto respon pergeseran
viskositas
(merah: menaikkan respon; biru: menurunkan respon)
Tabel IX menunjukkan bahwa interaksi antara faktor A (CMC Na
10%)
dengan faktor B (gliserol); interaksi faktor A (CMC Na 10%)
dengan faktor C
(sorbitol); dan interaksi faktor ABC (CMC Na 10%, gliserol, dan
sorbitol)
meningkatkan respon pergeseran viskositas sediaan basis gel
toothpaste. Namun
-
41
interaksi antara faktor B (gliserol) dan faktor C (sorbitol)
menurunkan respon
pergeseran viskositas.
Melalui analisis statistik uji Anova diketahui tingkat
signifikansi dari
pengaruh faktor atau interaksi tersebut seperti ditunjukkan pada
gambar 15.
Gambar 13. Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
pergeseran viskositas
Hasil statistik uji Anova dengan nilai model Prob.F sebesar
0,9812
(>0,05) pada gambar 13 menunjukkan bahwa model persamaan
regresi desain
faktorial dua aras tiga faktor ini tidak signifikan dalam
menentukan respon
pergeseran viskositas basis sediaan gel toothpaste yang
dihasilkan. Hal ini berarti
persamaan regresi yang diperoleh dari percobaan tidak dapat
digunakan untuk
-
42
menggambarkan respon pergeseran viskositas basis sediaan gel
toothpaste.
Pergeseran yang terjadi pada tabel IX bukan akibat dari faktor
yang diteliti sebab
masing-masing faktor yang diteliti tidak signifikan dalam
mempengaruhi respon
(nilai Prob.F >0,05).
3. Respon Extrudability
Extrudability adalah suatu gaya yang dibutuhkan untuk mendorong
pasta
gigi hingga dapat keluar dari tube (wadah). Extrudability
dipengaruhi oleh
konsistensi sediaan dari kombinasi bahan yang digunakan dan
diameter tube yang
digunakan. Semakin tinggi konsistensi (viskositas) sediaan maka
dibutuhkan suatu
gaya yang besar untuk mengeluarkan pasta gigi dari tube.
Semakin kecil gaya yang dibutuhkan untuk mengeluarkan sediaan
pasta
gigi dari tube (dengan konsistensi sifat fisis lain yang
terkontrol) maka
menunjukkan nilai extrudability yang semakin baik (Lieberman
H.A. et.al., 1996).
Hasil uji respon extrudability ditunjukkan pada tabel X.
Tabel X. Data respon extrudability Extrudability (kilogram)
Formula 1 2 3 Rata-rata
1 1 1,1 2 1,4 A 1,3 1 1 1,1 B 1 2 1,5 1,5
AB 3,1 1,3 1,8 2,1 C 4 1,7 1,7 2,5
AC 1,6 1,6 1 1,4 BC 3,7 2,1 1,9 2,6
ABC 4,9 1,5 1,5 2,6
Data pengujian respon extrudability pada tabel X selanjutnya
dihitung
nilai efek dari masing-masing faktor dan interaksinya seperti
ditunjukkan pada
tabel XI dengan menggunakan software design expert 7,0.
-
43
Tabel XI. Data nilai efek respon extrudability Interaksi Nilai
efek
CMC Na 10% +0,07 Gliserol -0,19 Sorbitol -0,21 CMC Na 10% dan
Gliserol -0,12 CMC Na 10% dan Sorbitol +0,10 Gliserol dan Sorbitol
+0,04 CMC Na 10%, Giserol dan Sorbitol +0,02
Gambar 14. Hasil pengolahan data pareto respon extrudability
(merah: menaikkan respon; biru: menurunkan respon)
Berdasarkan data nilai efek respon extrudability diketahui
bahwa
interaksi antara faktor A (CMC Na 10%) dengan faktor B
(gliserol) menurunkan
nilai respon extrudability pada sediaan basis gel toothpaste.
Interaksi antara faktor
A (CMC Na 10%) dengan faktor C (sorbitol); interaksi antara
faktor B (gliserol)
dengan faktor C (sorbitol); dan interaksi faktor ABC (CMC Na
10%, gliserol, dan
sorbitol) meningkatkan respon extrudability.
Melalui analisis statistik uji Anova diketahui tingkat
signifikansi dari
pengaruh faktor atau interaksi tersebut seperti ditunjukkan pada
gambar 15.
-
44
Gambar 15. Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
extrudability
Hasil statistik uji Anova dengan nilai model Prob.F sebesar
0,1147
(>0,05) pada gambar 15 menunjukkan bahwa model persamaan
regresi desain
faktorial dua aras tiga faktor ini tidak signifikan dalam
menentukan respon
extrudability basis sediaan gel toothpaste yang dihasilkan. Hal
ini berarti
persamaan regresi yang diperoleh dari percobaan tidak dapat
digunakan untuk
menggambarkan respon extrudability basis sediaan gel toothpaste.
Faktor C
(sorbitol) memiliki nilai Prob.F
-
45
Secara umum hubungan antara viskositas dengan nilai
extrudability
digambarkan dalam bentuk kurva linier dimana semakin tinggi
viskositas sediaan
maka semakin besar pula nilai gaya geser yang diperlukan untuk
mengeluarkan
sediaan (Martin, A., et.al., 1983) pasta gigi dari tube sehingga
nilai extrudability
juga semakin besar. Sediaan dengan viskositas yang tinggi
membutuhkan gaya
geser yang tinggi untuk terjadi deformasi hingga akhirnya dapat
mengalir dan
dikeluarkan dari dalam tube. Namun, semakin besar nilai
extrudability yang
dihasilkan maka mencerminkan kualitas pasta gigi yang semakin
buruk.
Tabel XII. Data perbandingan respon viskositas dengan respon
extrudability Formula Rata-rata respon viskositas
(d.Pa.s) Rata-rata respon extrudability
(kilogram) 1 550 1,4 A 716 1,1 B 510 1,5
AB 663 2,1 C 490 2,5
AC 633 1,4 BC 476 2,6
ABC 573 2,6
Tabel XII menunjukan nilai rata-rata viskositas dengan nilai
rata-rata
extrudability yang dihasilkan dari hasil percobaan. Respon
viskositas tertinggi
berada pada formula A sedangkan respon viskositas terendah
berada pada formula
BC namun nilai respon extrudability pada formula A cenderung
lebih kecil
dibandingkan dengan respon extrudability pada formula BC. Hasil
tersebut tidak
sesuai dengan teori diatas yang menyatakan bahwa seharusnya
semakin tinggi
viskositas maka gaya gesernya semakin besar dan nilai
extrudability juga semakin
besar pula. Ketidaksesuaian antar teori dengan hasil percobaan
tersebut dapat
disebabkan oleh beberapa faktor antara lain:
-
46
a. Alat ukur. Penggunaan alat uji kekerasan tablet (hardness
tester) pada
penelitian ini belum mampu memberikan prinsip pengukuran yang
sesuai terhadap
respon extrudability sehingga diperoleh hasil yang tidak akurat
dan tidak valid.
b. Ketelitian. Alat uji kekerasan tablet juga tidak memiliki
ketelitian
angka pengukuran secara tepat sehingga menghasilkan bias pada
pengamatan nilai
respon. Bias tersebut menyebabkan rentang nilai variansi semakin
kecil dan
diperoleh model persamaan yang tidak signifikan.
-
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. CMC Na 10%, gliserol, sorbitol, dan interaksi ketiganya
berpengaruh signifikan
terhadap respon viskositas namun tidak berpengaruh signifikan
terhadap respon
pergeseran viskositas dan extrudability.
2. Faktor CMC Na 10% dan sorbitol dominan dalam mempengaruhi
respon
viskositas.
B. Saran
1. Perlu dilakukan penambahan zat aktif dalam sediaan basis gel
toothpaste untuk
orientasi dan formulasi sebagai penelitian lanjutan.
2. Perlu dilakukan perbaikan atau modifikasi metode pengukuran
extrudability
sehingga diperoleh hasil akurat dan sensitif dalam memberikan
gambaran sifat
fisis sediaan basis gel toothpaste.
47
-
48
DAFTAR PUSTAKA
Allen, L.V., 1999, The Basic of Compounding, International
Journal of Pharmaceutical Compounding, 385-389.
Allen Jr. and Loyd V., 2002, The Art, Science, and Technology of
Pharmaceutical
Compounding, 2nd edition, American Pharmaceutical Association,
USA, pp.301-324.
Amiji, M.M. and Sandmann, B.J., 2003, Applied Physical Pharmacy,
The
McGraw-Hill Companies, Inc., United State of America,
pp.366-380. Anonima, 2000, Remingtons: The Science and Practice of
Pharmacy, 20th Ed.,
Edited by Daniel Limner, University of the Sciences in
Philadephia, USA, pp.1032-1033.
Anonimb, 1979, Farmakope Indonesia, Edisi III, Departemen
Kesehatan Republik
Indonesia, Jakarta, pp.9,567. Armstrong, N.A. and James, K.C.,
1996, Pharmaceutical Experimental Design
and Interpretation, Tylor and Francis, USA, pp.131-165. Aulton,
M.E., 1988, Pharmaceutics The Science of Dosage Form Design,
2nd
edition, Churchill Livingstone, London, pp.26-29. Bolton, 1997,
Pharmaceutical Statistics Practical and Clinical Applications,
3rd
Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, pp.610-619. Jones, D., 2008,
Pharmaceutics-Dosage Form and Design, Pharmaceutical Press,
Chicago, pp.88-100. Lieberman, H.A. Rieger, M.M. and Banker
G.S., 1996, Pharmaceutical Dosage
Forms Disperse Systems Volume 2, 2nd Edition, Marcel Dekker,
Inc., New York, pp.94, 423-443.
Loden, M., 2001, Hydrating Substances, in Barel, A,O., Paye, M.,
Maibach, H.I.,
Handbook of Cosmetic Science and Technology, Marcell Dekker,
Inc., New York, pp.115.
Martin, A. Swarbrick, J. and Cammarata, A., 1983, Physical
Pharmacy, 3rd
edition, Lea & Febiger, Philadelphia, pp.524-526. Muth,
J.E.De., 1999, Basic Statistic and Pharmaceutical Statistical
Applications,
Marcel Dekker, Inc., New York, pp.265-294.
-
49
Petrusso, A., 2010, How is toothpaste made?,
http://www.answers.com/how-is-toothpaste-made-?.htm, diakses
tanggal 29 Desember 2010.
Rawlings, A.V. Harding, C.R. Watkinson, A. Chandar, P. and Scott
I.R., 2002,
Skin Moisturization, Marcell Dekker Inc., New York, pp.245-263.
Rowe, R.C. Sheskey, P.J. and Quinn, M.E., 2009, Handbook of
Pharmaceutical
Excipients, 6th edition, Pharmaceutical Press and American
Pharmacists Association 2009, Washington D.C., pp.110-788.
Smolinske, 1992, Handbook of Food, Drug and Cosmetics
Excipients, CRC Press,
USA, pp.199-200. Voigt, R., 1995, Buku Pelajaran Teknologi
Farmasi, GadjahMada University
Press, Yogyakarta, pp.141-145. Zatz, J.L. Berry, J.J. and
Aldermen D.A., 1996, Pharmaceutical Dosage Forms,
1st edition, Vol.2, Devised and Expander Marcel Dekker, Inc.,
New York, pp.287-313.
Zocchi, G., 2001, Skin-Feel Agents, in Barel, A.O., Paye, M.,
Maibach, H.I.,
(Eds), Handbook of Cosmetic Science and Technology, Marcell
Dekker, Inc., New York, pp.406-407.
-
50
LAMPIRAN
Lampiran 1. Pengolahan data respon viskositas
Data pengujian respon viskositas Viskositas Gel Toothpaste Hari
ke-2 (d.Pa.s) Formula 1 2 3 Rata-rata
1 500 500 600 550,00 40,82 A 650 800 700 716,67 62,36 B 570 410
550 510,00 71,18
AB 590 800 600 663,33 96,72 C 550 420 500 490,00 53,54
AC 600 600 700 633,33 47,14 BC 390 490 550 476,67 65,99
ABC 570 550 600 573,33 20,54
Kurva normalitas data respon viskositas
Pengolahan data nilai efek respon viskositas
-
51
Pengolahan data pareto respon viskositas
Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon viskositas
Hasil persamaan desain faktorial respon viskositas
-
52
-
53
Lampiran 2. Pengolahan data respon pergeseran viskositas
Data respon pergeseran viskositas setelah 30 hari penyimpanan 2
hari 30 hari
Formula 1 2 3 Rata-rata 1 2 3 Rata-rata % pergeseran viskositas
1 500 500 600 550 700 700 550 650 19,65 A 650 800 700 717 850 800
800 817 15,02 B 570 410 550 510 600 550 550 567 13,14
AB 590 800 600 663 800 800 700 767 17,42 C 550 420 500 490 600
600 550 583 20,65
AC 600 600 700 633 750 650 700 700 11,11 BC 390 490 550 477 500
500 500 500 10,08
ABC 570 550 600 573 700 650 650 667 16,44
Gambar Kurva normalitas data respon pergeseran viskositas
-
54
Gambar Pengolahan data nilai efek respon pergeseran
viskositas
Hasil pengolahan data pareto respon pergeseran viskositas
Gambar Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
pergeseran viskositas
-
55
Lampiran 3. Pengolahan data respon extrudability
Data respon extrudability Extrudability (kilogram) Formula 1 2 3
Rata-rata
1 1 1,1 2 1,37 A 1,3 1 1 1,1 B 1 2 1,5 1,5
AB 3,1 1,3 1,8 2,07 C 4 1,7 1,7 2,47
AC 1,6 1,6 1 1,4 BC 3,7 2,1 1,9 2,57
ABC 4,9 1,5 1,5 2,63
Gambar Kurva normalitas data respon extrudability
Gambar Pengolahan data nilai efek respon extrudability
-
56
Hasil pengolahan data pareto respon extrudability
Gambar Hasil pengolahan data uji statistik Anova respon
extrudability
Gambar kurva respon viskositas terhadap beban (kilogram)
-
57
Lampiran 4. Dokumentasi
Basis Sediaan Gel Toothpaste segera setelah dibuat (2 hari)
Gambar Basis gel toothpaste
1 A
Gambar Formula
B
Gambar Formula
B
Gambar Formula Gambar Formula A
-
58
Gambar Formula C Gambar Formula AC
Gambar Formula ABC Gambar Formula BC
Basis Sediaan Gel Toothpaste setelah penyimpanan (1 bulan)
Gambar Basis Gel Toothpaste (8 Formula)
-
59
Gambar Formula 1 Gambar Formula A
Gambar Formula B Gambar Formula AB
Gambar Formula AC Gambar Formula C
Gambar Formula BC Gambar Formula ABC
-
60
Gambar cara pengukuran respon viskositas menggunakan Viscotester
seri VT 04 (Rion-Japan)
Gambar tampak samping ketika rotor viscometer bergerak untuk
mengukur respon viskositas
-
61
Gambar Viscotester seri VT 04 (Rion-Japan)
Gambar Mixer (Philips Type HR 1170 120V-130W Made In Holland)
untuk membuat basis sediaan gel toothpaste
-
62
Gambar spuit injeksi untuk
memasukkan gel toothpaste ke dalam wadah (tube)
Gambar tube plastik 10 g untuk wadah ketika pengujian respon
extrudability
Gambar Hardness Tester (No. 174886 KIYA SEISAKUSHO, Ltd. Tokyo,
Japan) untuk uji respon
extrudability
-
63
BIOGRAFI PENULIS
Penulis bernama lengkap Benidictus Robby Wilson
dilahirkan pada tanggal 25 Juni 1989 di kota Magelang,
Jawa Tengah sebagai putra kedua dari empat bersaudara
pasangan Donatus Ong dan Elisabeth Liswardani.
Penulis skripsi berjudul Pengaruh Penambahan Sodium
Carboxymethylcelluloce (CMC Na) 10% sebagai Gelling
Agent, Gliserol dan Sorbitol sebagai Humectant terhadap
Sifat Fisis Basis Sediaan Gel Toothpaste: Aplikasi
Desain Faktorial ini menempuh pendidikan formal di
TK PIUS X pada tahun 1993-1995, SD TARAKANITA Magelang pada
tahun
1995-2001, SMP TARAKANITA Magelang pada tahun 2001-2004, dan
SMA
TARAKANITA Magelang pada tahun 2004-2007. Kemudian penulis
melanjutkan
studi di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta pada Program Studi
Farmasi pada
tahun 2007-2011.
Penulis merupakan pribadi yang aktif terbukti dengan mengikuti
banyak
kegiatan baik di kegiatan akademik maupun non akademik. Kegiatan
akademik
yang pernah dilakukan oleh penulis yaitu sebagai Asisten Dosen
Mata Kuliah
Praktikum FTS Solid A, Praktikum Toksikologi Dasar, Praktikum
FTS Semi
Solid Liquid, dan Praktikum Kimia Analisis. Sedangkan kegiatan
non akademik
yg diikuti meliputi ISMAFARSI (Ikatan Senat Mahasiswa Farmasi),
IPSF
(International Pharmaceutical Students Federation) sebagai SEO
(Student
Exchange Officer), JKMK (Jalinan Kasih Mahasiswa Katolik) dan
DPMF (Dewan
Perwakilan Mahasiswa Farmasi) sebagai Divisi Hubungan
Masyarakat
(HUMAS), menjadi Co-Fasilitator pada Pelatihan Pengembangan
Kepribadian
Mahasiswa/PPKM (Tahun 2010) untuk mahasiswa angkatan 2009.
HALAMAN JUDULHALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBINGHALAMAN
PENGESAHANHALAMAN PERSEMBAHANHALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMISPRAKATAHALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN
KARYADAFTAR ISIDAFTAR TABELDAFTAR GAMBARDAFTAR
LAMPIRANINTISARIABSTRACTBAB I PENGANTARA. Latar BelakangB.
Perumusan MasalahC. Keaslian PenelitianD. Manfaat PenelitianE.
Tujuan PenelitianBAB II PENELAAHAN PUSTAKAA. Definisi ToothpasteB.
Gelling AgentC. HumectantD. Stabilitas ToothpasteE. Metode Desain
FaktorialF. LANDASAN TEORIG. HIPOTESISBAB III METODOLOGI
PENELITIANA. Jenis Rancangan PenelitianB. Variabel dalam
PenelitianC. Definisi OperasionalD. Alat dan Bahan PenelitianE.
Tata Cara PenelitianF. Analisis HasilBAB IV HASIL DAN PEMBAHASANA.
Formulasi Sediaan Basis Gel ToothpasteB. Pengaruh Faktor terhadap
Respon Viskositas, Pergeseran Viskositas, dan Extrudability
berdasarkan Desain Faktorial1. Respon Viskositas2. Respon
Pergeseran viskositas3. Respon ExtrudabilityBAB V KESIMPULAN DAN
SARANA. KesimpulanB. SaranDAFTAR PUSTAKALAMPIRANBIOGRAFI
PENULIS