Penelitian - Inovasi hidrogel sebagai material penghantaran obat yang dibuat dari bahan polimer alam seperti kitosan dan alginat. Kedua senyawa ini memiliki gugus fungsi yang terbatas untuk dapat melakukan ikatan silang. Proses ikatan silang dapat dilakukan dengan bantuan crosslinker, namun penggunaan crosslinker yang tidak tepat dapat mengakibatkan bahaya keracunan di dalam tubuh. Oleh karena itu modifikasi kitosan dan alginat dilakukan untuk bisa mengurangi kebutuhan crosslinker dan meningkatkan gugus fungsi aktif agar kedua senyawa dapat berikatan silang secara mandiri.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh modifikasi gugus fungsi terhadap karakteristik hidrogel yang dihasilkan. Kitosan dimodifikasi menggunaan asam maleat menjadi n-maleoil-kitosan (Gambar 1a) dan alginat dimodifikasi menggunakan kalium periodat menjadi dialdehid alginat (Gambar 1b).
Gambar 1. (a) Kitosan termodifikasi dan (b) Alginat termodifikasi
Proses pembuatan hidrogel dalam bentuk beads dilakukan dengan meneteskan larutan hidrogel ke dalam larutan CaCl2 menggunakan konsep atraksi ion (ionic attraction). Kitosan dalam hidrogel dalam meningkatkan swelling ratio dan menurunkan kekuatan beads, sebaliknya alginat dapat meningkatkan kekuatan beads akibat adanya interaksi dengan ion Ca2+ namun menurunkan swelling ratio karena interaksi ion yang kuat. Modifikasi dilakukan agar swelling ratio tetap terus meningkat bersamaan dengan meningkatnya kekuatan beads dari alginat. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, modifikasi kitosan mampu meningkatkan swelling ratio hampir 3 kali lipat.
Gambar 2. Beads hidrogel dari campuran kitosan dan alginat
Setelah hidrogel berhasil disintesis, langkah selanjutnya adalah melakukan pengujian secara in vitro menggunakan obat tertentu untuk melihat efektivitas hidrogel. Dalam penelitian ini pengujian in vitro dilakukan dalam cairan tiruan lambung dan usus. Mekanisme penghantaran obat atau pelepasan obat selanjutnya dipelajari menggunakan pemodelan seperti model orde nol, orde satu, Higuchi, dan Peppas.
Kajian sistem penghantaran obat digunakan untuk memastikan senyawa aktif di dalam obat dapat diserap oleh tubuh dalam jumlah yang banyak di tempat yang tepat. Untuk meningkatkan ketersediaan (bioavailibilitas) senyawa aktif di dalam tubuh, maka penghantar obat yang tepat diperlukan. Selama ini masyarakat mengenal penghantar obat dalam bentuk tablet, kapsul, dan sirup. Namun perkembangannya saat ini telah lebih luas. Salah satu penghantar obat yang menjanjikan adalah hidrogel. Hidrogel pada penelitian ini disintesis dengan memanfaatkan sumber daya alam lokal seperti kitosan dan alginat yang dimodifikasi untuk meningkatkan karakteristiknya. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan kontribusi terhadap perkembangan material berbasis polimer alam di bidang kesehatan. Tidak hanya itu, hidrogel yang dihasilkan juga mampu diaplikasikan dalam bidang pangan, pertanian, hingga lingkungan.
LPPM - Institut Teknologi Kalimantan