Perkembangan
teknologi pada abad ke-21 terus menunjukkan kemajuan di berbagai sektor
kehidupan. Apabila pada revolusi industri sebelumnya hanya berupa penemuan,
revolusi industri sekarang ini bertumpu pada keefektifan waktu dalam
menghasilkan barang atau jasa dengan pemanfaatan internet. Kehidupan manusia
kini tidak dapat terlepas dari internet sehingga internet perlu berkontribusi
dalam mewujudkan produk yang memberikan nilai tambah bagi pengguna, khususnya
pada bidang farmasi. Terkadang, ketergantungan manusia pada smartphone mengurangi waktu olahraga. Menurut
Suryanto (2000), olahraga merupakan setiap kegiatan yang dilakukan untuk
melatih tubuh manusia sehingga tubuh terasa lebih sehat dan kuat, baik secara jasmaniah
maupun secara rohaniah. Tubuh yang tidak pernah dilatih akan menyebabkan
penyakit tidak menular seperti diabetes dan hipertensi. Kedua penyakit utama yang
tidak terkendali dapat menyebabkan kanker. Kanker merupakan pertumbuhan sel
yang tidak terkendali sehingga mempengaruhi kerusakan jaringan. Oleh karena
itu, obat antikanker diperlukan dalam melakukan regenerasi sel. Kenyataannya,
obat yang beredar memiliki ukuran yang cukup besar sehingga metabolisme obat terlalu
cepat, distribusi obat tidak sesuai, dan adanya efek pada jaringan yang normal.
Hal ini berkorelasi dengan farmakokinetika waktu perjalanan obat dalam sistem
tubuh, khususnya sistem peredaran darah sebagai tempat penghantaran obat
sehingga muncul istilah “bioavailabilitas” dimana obat yang akan berinteraksi
dengan target jaringan harus diserap oleh darah dalam bentuk globul yang lebih
kecil daripada obat dalam bentuk partikulat utuh. Untuk meningkatkan
bioavailabilitas obat melebihi 50 % hingga mencapai target jaringan, ukuran obat
dengan pemberian oral perlu diperkecil hingga ukuran nano serta kelarutannya
ditingkatkan dengan cara mengurangi eksipien yang tidak diperlukan. Faktor yang
dapat memengaruhi bioavailabilitas obat antara lain kelarutan dalam air,
permeabilitas obat, tingkat disolusi, dan metabolisme jalur pertama (Vieth et
al., 2004; Wenlock et al., 2003).
Banyaknya
zat kimia yang berhasil digunakan dalam pembuatan produk yang bernilai tambah
menyebabkan ukuran nanometer dikaji oleh para ahli. Namun, semakin kecilnya
suatu partikel yang digunakan dalam membuat produk menyebabkan tangan manusia
tidak mampu membuatnya karena ukurannya yang tidak dapat dilihat dengan mata. Untuk
membayangkannya, partikel bumi dibandingkan dengan partikel sepak bola yang
memiliki bentuk yang sama. Apabila bumi memiliki ukuran 1 meter, maka sepak
bola dapat diperkirakan dengan ukuran 1 nanometer. Satu nanometer setara dengan
10-9 meter. Jika hukum Newton dan relativistik dapat memberikan
pembahasan pada partikel bersatuan meter, partikel yang berukuran nanometer ini
perlu dibahas secara mekanika kuantum. Oleh karena itu, revolusi industri 4.0
di abad ke-21 ini mampu menjawab setiap permasalahan manusia dengan sudut
pandang teknologi. Ilmuwan Jepang bernama Norio Taniguchi (1912-1999)
memberikan nama nanoteknologi yang digunakan pertama kali dalam memproduksi
objek dan fitur dalam ukuran nanometer. Teknologi nano pada pembuatan obat
adalah suatu teknologi dimana partikel obat dibuat dalam skala nano, yaitu 10
nm – 1000 nm (Arif, 2017). Inisiasi adanya nanopartikel pada pembuatan obat
beranjak dari efek samping yang dihasilkan dari obat kanker terhadap sel lain
selain sel tumor. Tantangan yang terdapat pada efek samping tersebut adalah ketersebaran
dosis yang diberikan. Dosis obat memengaruhi tingkat pelepasan zat aktif. Oleh karena itu, para peneliti mengusahakan
adanya modifikasi pembawa zat aktif sehingga dosis tersebut dapat dihantarkan
secara terkontrol dengan mempertimbangkan adanya ligan spesifik. Nanooral atau
disebut sebagai nanoteknologi obat oral mampu diaplikasikan pada tahun 2030 karena memiliki
beberapa manfaat, yaitu meningkatkan sifat kelarutan obat oral pada berbagai
lapisan biologis, memperbaiki stabilitas obat pada transportasi dan penyimpanan,
dan menekan efek toksik suatu obat pada dosis terapi.
Manfaat
pertama dari nanoteknologi yang diaplikasikan pada pembuatan obat oral adalah
meningkatkan sifat kelarutan obat. Penyebab paling umum dari bioavailabilitas
oral dikaitkan dengan kelarutan yang buruk dan permeabilitas rendah (Vieth et
al., 2004). Kelarutan obat berbanding lurus dengan ukuran molekul obat. Ukuran
molekul yang diperkecil akan meningkatkan kelarutan obat karena medium
(pelarut) semakin mudah berkontak dengan zat aktif. Luas zat aktif yang
bersifat organik bercabang akan semakin bertambah sehingga bioavailabilitas
akan semakin meningkat. Dengan begitu, biaya yang dibutuhkan untuk membuat
eksipien tambahan akan semakin sedikit. Hasil dari pengecilan ukuran molekul
pada tempat absorbsi adalah waktu yang semakin lama pada obat untuk terjerap, misalnya
pada mukosa usus (Dewandari, et al., 2013). Tidak hanya pada proses absorbsi,
proses permeasi pada obat yang kurang larut dalam air akan lebih cepat jika
dibantu oleh ukuran molekul yang lebih kecil karena permukaan lapisan permeasi
yang dominan bersifat nonpolar. Cara pengecilan ukuran molekul yang dilakukan
saat ini terdiri atas milling dan cryomilling. Proses milling sering dilakukan pada obat yang praktis tidak larut dalam
air (<10 mikrogram/mililiter). Proses ini juga tidak berlaku untuk obat yang
sensitif terhadap suhu dan guncangan, obat dengan suhu lebur yang rendah serta
termoplastik. Hal tersebut dapat digantikan dengan proses cryomilling. Ukuran nanopartikel pada obat dapat meningkatkan
kualitas proses yang digunakan saat ini untuk meningkatkan bioavailabilitas
obat.
Manfaat
kedua dari nanoteknologi obat oral adalah memperbaiki stabilitas obat. Obat
dalam bentuk nanopartikel tidak hanya sekadar pengecilan ukuran molekul, tetapi
juga memodifikasi parameter-parameter yang berhubungan dengan stabilitas
nanopartikel seperti agregasi, komposisi, kristalinitas, bentuk, ukuran, dan
permukaan kimia. Modifikasi tersebut disesuaikan dengan proses transportasi
dalam sistem peredaran darah dan penyimpanan di lingkungan sehingga mencapai
keamanan, efikasi, dan kualitas obat. Stabilitas yang bertujuan dalam
mengontrol proses transportasi obat dapat ditentukan oleh zeta potensial. Zeta
potensial adalah muatan pada permukaan partikel yang dapat mempengaruhi
kestabilan partikel di dalam larutan dengan gaya elektrostatik diantara
partikel atau dapat dikatakan merupakan ukuran kekuatan tolak menolak antar
partikel (Qi et al. 2004). Zeta potensial yang semakin besar melebihi 30 mV pada
dosis obat oral akan mengurangi kejadian agregasi yang memperbesar ukuran
molekul. Sedangkan, stabilitas yang bertujuan dalam memperpanjang umur simpan
dapat diuji berdasarkan jenis ligan yang digunakan. Secara garis besar,
nanopartikel dapat dibagi menjadi dua, yaitu nanopartikel yaitu nanopartikel
polimer (polymeric nanoparticle) dan
nanopartikel lemak padat (solid lipid
nanoparticle). Nanopartikel polimer bersifat biodegradable oleh tubuh sehingga mempercepat pelepasan zat aktif
pada pemberian oral, sedangkan nanopartikel lemak padat ditujukan untuk
pemberian topikal. Salah satu contoh nanopartikel polimer adalah kitosan. Kitosan
dapat digunakan dalam formulasi nanopartikel berbagai molekul, baik obat maupun
gen (Bowman dan Leong, 2006). Menurut beberapa penelitian, kitosan mampu
mengubah kekuatan ionik pada berbagai pH. Pada pH basa, nanopartikel kitosan
akan mudah rusak daripada pH asam.
Manfaat
terakhir dari nanoteknologi obat oral adalah menekan efek toksik suatu obat
pada dosis terapi. Pengecilan ukuran molekul dapat memperkecil dosis yang
dibutuhkan tetapi mampu untuk meningkatkan efikasi pada pasien. Contoh obat
yang sudah disetujui oleh FDA (Food And Drug Administration) adalah antikanker
berupa doksil dan abraksan yang bekerja dalam memberikan efek samping dengan
meningkatkan akumulasi obat langsung pada jaringan target. Doksil merupakan
doksorubisin dengan ukuran nanopartikel jenis liposom. Ukuran molekul doksil dalam
satuan nano lebih cepat bergerak tanpa hambatan pada pembuluh darah kanker hingga
sawar darah otak maupun batas batas biologis tubuh daripada doksorubisin bebas
karena adanya peningkatan efek permeabilitas dan retensi pada permukaan lemak
(nonpolar). Pada akhirnya, deposisi nanopartikel pada jaringan tumor dapat
mengurangi kardiotoksisitas. Namun, cara tersebut tidak dapat mengurangi efek
samping dari obat apabila tidak diiringi dengan matriks pembawa obat yang
sesuai. Matriks penghantar klasik yang masih banyak digunakan adalah matriks
yang digunakan sebagai terapi hidrofobik berupa pelarut beracun, contohnya
adalah paklitaksel dan dosetaksel, yang diberikan dengan minyak jarak polyethoxylated (Cremophor EL) dan
campuran etanol dehidrasi, dan masing-masing polisorbat 80 (Tween 80).
Antihistamin dan kortikosteroid dibutuhkan untuk mengurangi efek samping
tersebut. Mekanisme lain dalam menekan efek toksik pada dosis terapi adalah
ligan spesifik seperti protein pada abraksan, yaitu paklitaksel yang terikat
protein untuk mengobati kanker payudara. Peningkatan profil biodistribusi zat
aktif obat kanker di masa depan menjadi penting untuk mempercepat penyembuhan
kanker.
Ketiga
hal tersebut menyebabkan nanoteknologi menjadi teknik yang penting untuk dikaji
karena dapat meningkatkan keselamatan pasien abad ke-21 yang mengarah pada
penyakit kanker dan penyakit tidak menular. Di sisi lain, efek toksisitas dari
nanopartikel perlu diperhatikan karena menyangkut modifikasi sifat dan
karakteristik obat oral. Saat ini, penelitian mengenai nanoteknologi pada obat
oral gencar dilakukan beberapa perguruan tinggi di Indonesia. Beberapa
tantangan harus dilalui agar Indonesia mampu mengaplikasikan nanoteknologi
dalam pembuatan obat oral, yaitu sinergi perguruan tinggi, kerjasama dengan
pihak bisnis dan pemerintah harus terjalin dengan baik dan saling
menguntungkan, penyusunan pedoman maupun standar uji dalam menilai mutu suatu
obat teknologi nano, adanya informasi dan database
tentang hasil riset dan produk-produk teknologi nano dari institusi riset
dalam negeri. Saat ini, perguruan tinggi di Indonesia banyak memberikan
kesempatan bagi mahasiswa untuk meneliti di laboratorium sesuai arah
pembangunan yang dicanangkan pemerintah dalam rencana jangka panjang
(2010-2024). Beberapa universitas sudah terdapat pusat penelitian khusus
Nanoteknologi seperti ITB, ITS, dan Unpad. Hal ini berefek pada
penemuan-penemuan yang berjalan sendiri-sendiri tanpa adanya standar uji
keamanan. Ketimpangan parameter nanoteknologi tidak akan terjadi apabila setiap
perguruan tinggi dapat berkolaborasi dalam riset bersama khususnya pada
pembuatan obat baik pemberian oral, parenteral, hingga inhalasi. Tampaknya,
jurusan Farmasi harus berkolaborasi dengan jurusan Fisika dalam pembuatan
nanopartikel obat oral. Hal ini akan mempengaruhi riset yang terjadi di
berbagai lembaga seperti LIPI, Batan, BPPT, Lapan, MRC Indonesia, dan lain-lain
dalam menghasilkan informasi dan database.
Indonesia hanya menunggu beberapa tahun lagi untuk meningkatkan anggaran riset
untuk menutupi biaya aplikasi produk obat pada ranah pabrik, pembangunan
fasilitas penelitian nanoteknologi terintegrasi, dan jumlah tenaga kerja yang
mampu diajak berkolaborasi dalam memajukan nanoteknologi khususnya pada bidang
farmasi.
Referensi :
Ariningsih, Ening. 2016. “Prospek
Penerapan Teknologi Nano dalam Pertanian dan Pengolahan Pangan di Indonesia”. Forum Penelitian Agro Ekonomi. 34 (1) : 1-20
Dara, Alicia Ima dan Patihul Husni.
Tidak diketahui. “Artikel Tinjauan : Teknik Meningkatkan Kelarutan Obat”. Jurnal Farmaka. 15 (4) : 49-57
Dewandari, Kun Tanti. 2013. “Sintests
Nanopartikel Ekstrak Sirih Merah (Piper crocatum) dan Kajian Sistem
Pengantarannya”. Tesis. Program Studi
Ilmu Pangan Institut Pertanian Bogor
Hanutami, Berlian dan Arif Budiman.
Tidak diketahui. “Review Artikel : Penggunaan Teknologi Nano Pada Formulasi
Obat Herbal”. Jurnal Suplemen Farmaka.
15 (2) : 29-41
Ibrahim, Adzikra. Tidak diketahui. Pengertian Olahraga Menurut Pendapat Para
Ahli. Dilihat 16 Januari 2020 dari https://pengertiandefinisi.com/pengertian-olahraga-menurut-pendapat-para-ahli/
Inggriani, Astri Sherly dan Patihul
Husni. Tidak diketahui. “Artikel Review : Formulasi Nanopartikel Untuk Terapi
Kanker”. Jurnal Suplemen Farmaka. 14
(1) : 127-135
Parikh, Dilip M. 2010. Handbook of Pharmaceutical Granulation
Technology 3rd edition. Florida : CRC Press
Phan, Hoa T. dan Amanda J. Haes. 2019.
“Feature Article : What Does Nanoparticle Stability Mean?” J. Phys. Chem. C. 123 (27) : 16495-16507
Purba, Febriani. Tidak diketahui. Aplikasi
Nanoteknologi pada Pangan Fungsional dan Obat: Review. Dilihat 16 Januari 2020
dari https://www.academia.edu/32297224/Aplikasi_Nanoteknologi_pada_Pangan_Fungsional_dan_Obat_Review
Savitry, Putri Eka dan Nasrul Wathoni.
2018. “Artikel Tinjauan : Karakterisasi Efisiensi Penjerapan pada Nanopartikel
Natrium Diklofenak dalam Sediaan Topikal”. Jurnal
Suplemen Farmaka. 16 (2) : 493-507
TryNano Organization. Tidak diketahui. History of Nanotechnology. Dilihat 16
Januari 2020 dari http://www.trynano.org/about/history-nanotechnology
Winarti, Lina. 2011. “Review Artikel : Penggunaan
Formulasi Nanopartikel Kitosan Sebagai Sistem Penghantaran Gen Non Viral Untuk
Terapi Gen”. Jurnal Stomatognatic (J.K.G
Unej). 8 (3) : 142-150
Wolfram, Joy et al. 2015. “Safety of
nanoparticles in medicine”. Jurnal Curr
Drug Targets PMC. 16 (14) : 1671–1681
Komentar
Posting Komentar