Introd to Biofar.pdf

8/10/2019 Introd to Biofar.pdf

1/51

BIOPHARMACEUTICS

[BIOFARMASETIKA]

Taofik Rusdiana, Ph.D.


2/51

INCURRICULUMBOOK

Biopharmacy (2 sks) not biology pharmacy (phytochemistry, medicinal plant,

pharmacognosy, natural product, etc)

I think the term of Biopharmaceutics is

more properly to be used than the term ofbiopharmacy


3/51

LECTURES

Taofik Rusdiana, M.Si., Ph.D, Apt.

Dr. Marline Abdassah, M.S., Apt.

Iyan Sopyan, M.Si., Apt.

Yoga W.W., M.Si., Apt.

Nasrul Wahoni, M.Si., Apt.

schedules :

Monday at 10.00-11.40Kamis : 14.45-16.15

Jumat : 08.00-09.40


4/51

LECTURESSCHEDULENo Topic Lecturer

1 Introduction to Biopharmaceutics Taofik Rusdiana

2 Drug transport Taofik Rusdiana

3 Drug administration route Taofik Rusdiana

4 Drug distribution and elimination Iyan sopyan

5 Drug transformation and metabolism Iyan sopyan

6 Physiological and environmental factors affecting drug absorption Marline Abdassah

7 Pathological factors affecting drug activities Marline Abdassah

8 Drug bioavailability Yoga W

9 Bioequivalent testing Iyan Sopyan

10 Physicochemical, formulation and technological factors affecting

bioavailability

Yoga W

11 Biopharmaceutic study of oral drug administration Yoga W

12 Biopharmaceutic study of rectal drug administration Nasrul Wathoni

13 Biopharmaceutic study of ophthalmic and skin

administration

Nasrul Wathoni

14 Biopharmaceutic study of parenteral and nasaladministration

Nasrul Wathoni


5/51

PENDAHULUAN

Biofarmasetika: Ilmu yang mempelajari

bagaimana (menguji) hubungan saling terkaitantara sifat fisika-kimia obat (physicochemicalproperties of the drug), bentuk sediaan (dosageforms) dan rute pemberian (routes of

administration) mempengaruhi kecepatan danderajatabsoprsi obat.

Biofarmasetika melibatkan faktor-faktor yang

mempengaruhi:1)Stabilitas obat di dalam produk;

2)Kecepatan pelepasan obat;

3)Kecepatan disolusi obat pada tempat absorpsi

4)Ketersediaan hayati (absorpsi sistemik) obat


6/51

PHYSICOCHEMICALPROPERTIES

Solubility (pKa/pKb, pH))

Particle size

Polimorphism (kristal/amorf)

Hygroscopicity Partition coeffficient

Excipient interaction

etc


7/51

ROUTEOFADMINSTRATION

Oral

Rektal

Transdermal

Nasal Ophtalmic

Injeksi intravena

Injeksi intramuskular

dll


8/51

DRUGDOSAGEFORM

Solid (tablet, capsul, dll)

Semisolid (gel, krim, suppositoria, dll)

Liquid (sirup, dll)

Gas (sediaan inhalasi)


9/51


10/51


11/51

Skema di atas menunjukan hubungan dinamisantara obat, produk obat dan efek farmakologi


12/51

ADME: is an acronym in pharmacokinetics and

pharmacology for absorption, distribution,

metabolism, and excretion, and describes the

disposition of a pharmaceutical compound within an

organism.

Pharmacokinetics: The study and characterization

of the time course (kinetics) of drug absorption,

distribution, metabolism and elimination (ADME).


13/51

Absorption: is the process of a substance entering thebody.

Distribution: is the dispersion of substancesthroughout the fluids and tissues of the body.

Metabolism: is the irreversible transformation of

parent compounds into daughter metabolites.

Excretion:is the elimination of the substances from thebody.


14/51


15/51


16/51

Bioavailability: The rate and extent of drug

absorption.

Bioavailable dose: The fraction of an administered

dose of a particular drug that reaches the systemiccirculation intact.

Plasma level-time curve:


17/51

The plasma level-time curve is generated by measuring

the drug concentration in plasma samples taken at

various time intervals after a drug product is

administered.

The concentration of drug in each plasma sample is

plotted against the corresponding time at which the

plasma sample was removed.


18/51

The plasma level-time curve

Pharmacodynamic (PD)

response

Pharmacokinetics (PK)response


19/51

Drug Product Performance Parameters:

1- Minimum effective concentration (MEC): Theminimum concentration of drug needed at the receptorsto produce the desired pharmacologic effect.

2- Minimum toxic concentration (MTC): The drug

concentration needed to just produce a toxic effect.

3- Onset time: The time required for the drug to reach theMEC.

4- Duration of action: The difference between the onsettime and the time for the drug to decline back to theMEC.


20/51

(CONT.):

5- The time of peak plasma level:The time ofmaximum drug concentration in the plasmaand is proportional to the rate of drugabsorption.

6- The peak plasma level: The maximum drugconcentration, usually related to the dose andthe rate constants for absorption and

elimination of the drug.

7- Area under the curve: It is related to theamount of drug absorbed systemically.


21/51

(Fredrik Johansson and Ronnie Paterson, Drug Absorption studies, 2008)


22/51

PHARMACEUTICFACTORSAFFECTING

DRUGBIOAVAILABILITY

Considerations in the design of a drug product that

will deliver active drug with the desired

bioavailability characteristics include

(1) the type of drug product (eg, solution,

suspension, suppository),

(2) the nature of the excipients in the drug

product,

(3) the physicochemical properties of the drug

molecule, and

(4) the route of drug administration


23/51

DISINTEGRATION(WAKTUHANCUR)

Proses dan Uji disintegrasi diperuntukkan bagi

bentuk sediaan padat oral, lepas cepat

Diuji sesuai standar yg ditetapkan oleh

Farmakope (FI, USP)

Produk obat padat yg dikecualikan :

Troches (pil),

tablet kunyah

tablet sustained released (prolonged or repeated

action)


24/51

Proses disintergrasi (hancur), tidak mecerminkan

disolusi sempurna dari suatu tablet/obat.

Complete disintegration is defined by the USP as

"that state in which any residue of the tablet,

except fragments of insoluble coating, remaining

on the screen of the test apparatus in the soft mass

have no palpably firm core."

Waktu hancur dinyatakan sempurna menurut

Farmakope adalah keadaan dimana sisa sediaan

tablet pada kasa alat uji berupa masa lunak yang

tidak mempunyai inti yang jelas (kecuali penyaluttidak larut air) .


25/51


26/51

DISSOLUTIONANDSOLUBILITY

Dissolutionis the process by which a solid drugsubstance becomes dissolved in a solvent.

Solubilityis the mass of solute that dissolves in a

specific mass or volume of solvent at a given

temperature (eg, 1 g of NaCl dissolves in 2.786

mL of water at 25C).

Solubility is a static property; wheareas

dissolution is a dynamic property.

In biologic systems, drug dissolution in an

aqueous medium is an important prior condition

for systemic absorption.


27/51

The rate at which drugs with poor aqueous

solubility dissolve from an intact or disintegrated

solid dosage form in the gastrointestinal tract

often controlsthe rate ofsystemic absorption of

the drug.

Thus, dissolution tests may be used to predict

bioavailability and may be used to discriminate

formulation factors that affect drug

bioavailability.


28/51

ASPEK BIOFARMASETIKA DARI OBAT DAN PRODUK

1. PRINSIP FISIKOKIMIA:

1.1. KELARUTAN (SOLUBILITY)

Kelarutan adalah suatu parameter termodinamik yang didefinisikan sebagai banyaknya

materi (obat) yang dapat terlarut dalam suatu solven pada kesetimbangan

Kelarutan berkaitan dengan disolusi (pelarutan) yaitu laju larutnya suatu zat dalam satuan

waktu dalam seperangkat kondisi.

Kelarutan merupakan parameter biofarmasetik kritik untuk pemberian oral, karena obat

harus larut dalam cairan lambung sebelum diabsorpsi.


29/51

Pelarutan dari suatu partikel obat padat di dalam suatu pelarut. CS

Konsentrasi obat di

dalam lapisan stagnant layer diam, dan C = Konsentrasi obat di dalam pelarut.


30/51


31/51

1.2. HIDROFILISITAS/LIPOFILISITAS

Koefisien partisi atau distribusi dari suatu obat merupakan suatu ukuran relatif dari

kecenderungan senyawa untuk berbagi antara solven hidrofil dan lipofil, dan ini

mengindikasikan sifat hidrofilik/lipofilik material tersebut .

Lipofilisitas penting dalam biofarmasetik karena sifat tersebut berefek terhadap partisi

pada membran biologis dan karenanya mempengaruhi permeabilitas melalui membran

yaitu berikatan atau berdistribusi pada jaringan in vivo


32/51


33/51

1.3. BENTUK GARAM DAN POLIMORF

Senyawa obat dapat berada dalam beragam bentuk, termasuk garam, solvat, hidrat,

polimorf atau amorf.

Bentuk padatan akan mempengaruhi sifat zat padat tersebut antara lain kelarutan, laju

disolusi, stabilitas, higroskopisitas, dan juga memberi dampak pada proses manufaktur

dan kinerja klinis.

Bentuk garam dapat dipilih, yang mempunyai kelarutan lebih besar, dan ini akan

memperbaiki laju disolusi dari zat aktif.


34/51

Comparison of mean blood serum levels after the administration at chloramphenicol palmilatesuspensions using varying ratios of the stable () and the metastable () polymorphs. M, 100%

polymorph; N. 25:75 : ; 0, 50:50 : ; P, 75:25 : ; L, 100% polymorph. (Reproduced from

Aguiar et at 1976, with permission.)


35/51

The dissolution behaviour for erythromycin as anhydrate, monohydrate and dihydrate,

showing a progressively faster dissolution rate as the level ol hydrate is increased.


36/51

The dissolulion of theophylline monohydrate rising to an equilibrium solubility, compared with

that for theophylline anhidrous which forms a supersaturated solution with a peak twice that of

the dissolving hydrate, before crystallizing to the true equilibrium solubility.


37/51

1.4. STABILITAS

Stabilitas kimia dari obat amat penting untuk menghindarkan implikasi

aktivitas farmakologik dan/atau toksikologik.

Profil stabilitas pH juga penting dari perspektif fisiologik dengan

pertimbangan rentang nilai pH yang terjadi in vivo, khususnya dalam saluran

cerna.

Stabilitas fisik mengacu pada perubahan senyawa obat padat yaitu

termasuk transisi polimorfik, solvatasi/desolvatasi.

Ditingkat produk stabilitas menyangkut integritas sifat mekanis (kekerasan,

friabilitas, swelling) dan perubahan pada tampilan produk.


38/51

1.5. SIFAT PARTIKEL DAN SERBUK

Sifat ruah (curah) serbuk farmasetis termasuk ukuran

partikel, kerapatan, aliran, wettability, dan luas permukaan.

Beberapa sifat tersebut penting dari pandangan proses

pabrikasi (manufaktur) , misalnya kerapatan dan aliran,

sedangkan sifat lainnya dapat berpengaruh kuat pada laju

disolusi produk obat (ukuran partikel, wettability, dan luaspermukaan.


39/51


40/51

Rerata kadar plasma fenasetin dari 6 sukarelawan

dewasa setelah diberikan dosis 1,5 g fenasetin.


41/51


42/51


43/51

1. 6. IONISASI DAN pKa

Tetapan ionisasi merupakan sifat fundamental dari senyawa kimia yang berpengaruhterhadap sifat fisikokimia di atas.

Adanya grup terionisasi menjadikan efek hubungan kelarutan pH, dan ini dapat

digunakan untuk memanipulasi sifat fisik dan perilaku biologik dari obat.

Bagi senyawa yang terionkan, kelarutannya dalam air lebih besar daripada yang takterionisasi disebabkan oleh polaritas yang lebih tinggi diberikan grup fungsional

terionisasi tersebut.


44/51

Persamaan HendersonHasselbalch:

pKapH

HA

A

asam

garam

10:LEMAHASAM

pKapH

RNH

RNH

garam

basa

10:LEMAHBASA

3

2

Takterion

Terion

pKpH a log

A li il K 3 0 d l l H 4 k b d l bih b k b i b i


45/51

Asam salisilat pKa=3,0, dalam plasma pH 7,4 akan berada lebih banyak sebagai bagian

terion yang larut dalam air.

41051,2

log0,34,7log

Takterion

Terion

Takterion

Terion

Takterion

TerionpKpH a

Di dalam lambung, pH 1,2, maka asam salisilat mempunyai rasio:

21058,1

log0,31,2log

Takterion

Terion

Takterion

Terion

Takterion

Terion

pKpH a

KH


46/51

Asam bervalensi 1

Basa bervalensi 1

pKapH

ut SS

101

pHpKa

ut SS 101

NILAI K BEBERAPA OBAT ASAM DAN BASA


47/51

Acids Bases

Acetylsalicylic

acid

Barbital

BenzylpenicillrnBoric acid

Dicoumarol

Phenobarbital

Phenytoin

Sulfanilamide

Theophylline

Thiopental

Tolbutamide

Warfarin

3.5

7.9

2.8

9.25.7

7.4

8.3

10.4

9.0

7.6

5.5

4.8

Amphetamine

Apomorphine

Atropine

CaffeineChlordiazepoxi

de

Cocaine

Codeine

Guanethidine

Morphine

Procaine

Quinine

Reserpine

9.8

7,0

9.7

0.84.6

8.5

7,9

11,8

7,9

9,0

8,4

6,6

NILAI pKa BEBERAPA OBAT ASAM DAN BASA


48/51

1.7. Formulasi

Bahantambahan(eksipien)ditambahk

an dalamsuatu

produkdapat

mempengaruhi

absorpsiobat.

menaikkan kelarutanobat, menaikkan lajuabsorpsi obat

menaikkan waktupenahan obat dalam

saluran cerna, hinggadapat menaikkanjumlah obat yangterabsorpsi

menaikkan difusi obatmelintasi dinding usus.

memperlambatpelarutan (disolusi),menurunkan absorpsiobat.


49/51


50/51

Pengaruh lubrikan Mg-stearat terhadap absorpsi obat: = 0,5%,= 1,0%, = 5,0%


51/51

REFERENCES

Dissolution, bioavailability &

bioequivalence, Hamed Mahmmoud Abdou,

1984.

Applied Biopharmaceutics & Pharmacokinetics,

Sixth Edition,by Leon Shargel, Andrew Yu andSusanna Wu-Pong

Farmasetika 2, BIOFARMASI
http://www.google.co.id/search?hl=id&tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22Hamed+Mahmmoud+Abdou%22http://www.google.co.id/search?hl=id&tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22Hamed+Mahmmoud+Abdou%22

Introd to Biofar.pdf

Documents

Transcript of Introd to Biofar.pdf